Marianne ELIAS

Les publications antérieures à 2014

Présentation

CV

Depuis fin 2009 chercheur CNRS au Muséum National d’Histoire Naturelle, Paris, France

• Depuis 2022: Reasearch Associte au STRI (Panama)
• Depuis 2017 DR2 CNRS
• 2016. HDR
• 2013. CR1 CNRS
• 2009. CR2 CNRS au MNHN
• 2009. Postdoc, Imperial College London, UK
• 2005 – 2008. Postdoc, Universités de Edinburgh et Cambridge, UK
• 2001 – 2004. Postdoc, Universités de Helsinki et Oulu, Finland
• 1996 – 2000. Thèse de doctorat en Biologie Evolutive, Université Montpellier II, France.

Principaux thèmes de recherche

Le grand nombre d’espèces présentes sur terre, et particulièrement dans les ‘points chauds’ de diversité, constitue un défi pour la biologie évolutive moderne. Afin d’appréhender l’origine et l’évolution d’une telle diversité, je m’intéresse 1) aux facteurs impliqués dans la spéciation, et 2) aux processus dynamiques qui permettent la coexistence de multiples espèces. Nous envisageons ces questions dans une perspective évolutive, où les processus historiques et écologiques sont examinés conjointement, à différentes échelles spatiales et temporelles. Plus précisément, nous travaillons aussi bien à l’échelle de tout un groupe taxonomique, qui porte la signature des évènements qui ont façonné la diversité de ce groupe, qu’à l’échelle de la communauté, où les espèces interagissent. Parce que l’analyse des patrons de diversification d’un groupe ne peut se faire sans une excellente connaissance de la taxonomie de ce groupe, nous nous attachons également à établir ou réviser la systématique des groupes étudiés.

Nous utilisons principalement les papillons ithomiines (Nymphalidae : Ithomiini, 393 espèces) comme groupe modèle. Les ithomiines forment une tribu néotropicale diversifiée, qui occupe les forêts humides à des altitudes variées. Toutes les espèces participent au mimétisme de type müllerien : des espèces non-comestibles qui coexistent convergent pour leurs coloration alaires avertissantes, diminuant ainsi le coup per-capita de la prédation (mimétisme mutualiste). Les papillons mimétiques forment des anneaux mimétiques localement (Figure 1), qui comportent plusieurs espèces partageant les mêmes colorations avertissantes.

Figure 1. Four mimicry rings formed by ithomiine species in Añangu, Ecuador

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© MNHN

Projets

Patrons macroévolutifs et macroécologiques de biodiversité chez les papillons ithomiines

Membres de l’équipe : Nicolas Chazot (ancien doctorant), Lisa de Silva (ancienne postdoc), Mael Doré (doctorant)

Principaux collaborateurs : Keith Willmott (University of Gainesville, USA), André Freitas (University of Campinas, Brazil), Gerardo Lamas (Museo de Historia Natural, Lima, Peru), Jim Mallet (university of Harvard, USA)

Grace à un travail collaboratif, nous avons généré une phylogénie moléculaire à l'échelle de l'espèce pour la tribu Ithomiini (Figure 2). Cette phylogénie nous a permis d'inférer l'histoire de diversification au cours du temps et de l'espace des papillons ithomiines, et a révélé le role majeur du système Pebas, un environnement acquatique qui occupait l'ouest de l'Amazonie au Miocène et qui a mené à l'extinction de nombreuses lignée d'ithomiines, et des Andes, qui ont favorisé la diversification des ithomiines.

Les Andes concentrent actuellement la majorité de la biodiversité des ithomiines.

Phylogénie des Ithomiini

Crédits

Nicolas Chazot

Figure 2: phylogénie moléculaire des papillons ithomiines, comportant 339 espèces sur les 393 espèces répertoriées.

Ecologie phylogenetique des communautés

Membres de l’équipe : Nicolas Chazot (ancien doctorant), Thomas Aubier (ancient doctorant), Yann Le Poul (ancien doctorant), Mael Doré (doctorant)

Principaux collaborateurs : Keith Willmott (University of Gainesville, USA), Chris Jiggins (University of Cambridge, UK), Zach Gompert (University of Utah, USA), Colin Fontaine (MNHN)

Les forces qui gouvernent l’assemblage des communautés (guildes) sont complexes, et peuvent être classées en trois catégories : les forces ‘neutres’ (dispersion, dérive), l’adaptation locale, et les interactions entre espèces. Seule une perspective évolutive, tenant compte de la proximité phylogénétique entre espèces, permet de rendre compte des rôles respectifs de ces différentes forces. Nous mesurons l’abondance et des traits adaptatifs des espèces qui coexistent et nous utilisons les phylogénies de ces espèces pour explorer à différentes échelles spatiales (communauté locale, région) l’importance de l’inertie phylogénétique, de l’adaptation locale (micro ou macrohabitat) et des interactions entre espèces (compétition, mutualisme – en l’occurrence le mimétisme, Figure 3). Cette démarche empirique est complétée par une approche théorique qui permet de générer des prédictions.

Nous nous intéressons également à la structure des réseaux d’interaction à plusieurs niveaux trophiques explicites (en prenant en compte les relations phylogénétiques des espèces de chacun de ces niveaux), en particulier les relations papillons – plantes-hôtes, et les réseaux trophiques plantes / pucerons / parasitoides primaires / parasitoides secondaires.

Figure 3. Mimicry drives microhabitat niche convergence among ithomiine butterflies

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© MNHN

Ecologie et génomique de la speciation

Membres de l’équipe : Melanie McClure (ancienne postdoc), Florence Prunier (AI), Céline Houssin (Tech.), Yann Le Poul (ancien doctorant), Jérémy Gauthier (ancien postdoc)

Principaux collaborateurs : Claire Lemaitre and Fabrice Legeai (GenScale, Rennes), Emmanuelle Jacquin-Joly (iEES, Paris), Annabel Whibley (JIC, Norwich, UK), Kanchon Dasmahapatra (University of York, UK), Mathieu Joron (CEFE, Montpellier).

Nous testons expérimentalement chez des espèces d’ithomiines le rôle de différents facteurs, tels que le patron de coloration, la plante hôte, le microhabitat et les phéromones dans l’isolement reproducteur entre taxons parapatriques (Figure 4). En parallèle, nous explorons la structure génétique des populations de ces taxons en utilisant des marqueurs générés par du séquençage haut-débit.

Figure 4. Mating between Andean and Amazonian subspecies of Ithomia salapia

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Evolution de la transparence chez les lépidoptères

Membres de l’équipe : Charline Pinna (doctorante), Monica Arias (postdoc), Violaine Ossola (doctorante)

Principaux collaborateurs : Doris Gomez (CEFE, Montpellier), Serge Berthier (INSP, Paris), Christine Andraud (CRC, Paris), Nipam Patel (university of Berkely, USA), Johanna Mappes (University of Jyvaskyla, Finland)

Les lépidoptères ont de grandes ailes recouvertes d’écailles. Ces dernières interviennent dans de nombreuses adaptations, comme l’hydrophobie, la thermorégulation, l’aérodynamisme et surtout les motifs des ailes. Pourtant, de nombreuses espèces ont des ailes partiellement ou totalement transparentes... et beaucoup d’entre elles possèdent des défenses chimiques et sont mimétiques (Figure 5). A l’interface entre la physique, la biologie évolutive et la biologie du développement, nous caractérisons les structures (écailles et nanostructures de la membrane) et les propriétés optiques des ailes transparentes pour en comprendre le développement et leur évolution à la lumière de l’écologie des espèces. Nous mettons également en oeuvre des approches expérimentales.

Figure 5. Hypomenitis enigma

Crédits

© MNHN

Collaboration à d'autres projets

• Avec Doris Gomez (CEFE, Montpellier): évolution des couleurs iridescents chez les colibris, au moyen de mesures optiques et d’analyses comparatives (thèse de Hugon Gruson).

• Avec Keith Willmott (University of Gainesville)et Johanna Mappes (University of Jyvaskyla, Finlande): mimétisme chez le genre Adelpha (thèse de Erika Paez)

• Avec Violaine Llaurens (ISYEB, Paris) et Bastien Nay (LSO, Palaiseau): évolution de la toxicité chez les papillons Heliconius et Ithomiini (thèse de Ombeline Sculfort)

• Avec Rodolphe Rougerie (ISYEB, Paris): patrons spatio-temporels de diversification chez les papillons de nuit Saturniidae and Sphingidae (thèse de Pierre Arnal, ANR SPHINX)

• Avec Frédéric Austerlitz et Laure Ségurel (Ecoanthropologie, Musée de l'Homme): détection de sélection sur des caractères polygéniques (thèse de Léa Bouteille)

Financements récents

Coordinatrice

• 2017 - 2021 : HFSP research grant (Development, functions, and evolution of transparency in butterflies : an interdisciplinary approach)
• 2015 - 2018 : ANR SPECREP (Repeatability of the speciation process in butterflies : natural replicates in a suture zone system)

Partenaire

• 2017 - 2022 : ANR CLEARWING (Transparency : physical origin, adaptive functions and evolution in clearwing butterflies)
•  2017 - 2022 : ANR SPHINX (Understanding and predicting species adaptation to environmental changes in Insectes)