Pierre Arnal

 

Approche phylogénomique de la dynamique spatiale et temporelle de diversification chez les Lépidoptères Saturniidae

La compréhension des mécanismes évolutifs et écologiques à l’origine des patrons globaux de Biodiversité est une question centrale dans les domaines de l’Écologie et de l’Évolution. Les phylogénies, représentations des liens évolutifs entre les lignées du monde vivant, constituent le socle incontournable permettant d’identifier les processus à l’origine de ces patrons. Cette thèse présente les travaux de recherche que j’ai entrepris sur l’évolution de la diversité de papillons de la famille des Saturniidae Boisduval 1837 (Lepidoptera : Bombycoidea). Cette famille, particulièrement diversifiée biologiquement et morphologiquement, comprend près de 3500 espèces distribuées sur l’ensemble des continents. A l’aide d’approches phylogénomiques, j’ai inféré les relations phylogénétiques entre tous les genres décrits – à partir desquelles j’introduis une nouvelle classification des Saturniidae - et j’ai proposé une phylogénie incluant toutes les espèces du genre Néotropical Copaxa. J’ai également conçu un pipeline phylogénomique permettant la génération de mégaphylogénies – phylogénies datées de plus de mille feuilles dont la complétion est >50% des espèces – que j’ai appliqué sur un jeu de données combinant des éléments ultra-conservés du génome et des codes-barres ADN pour générer une phylogénie représentant entre 88 et 100% des espèces connues des Saturniidae. Les phylogénies ainsi inférées ont ensuite été utilisées afin d’examiner les dynamiques spatio-temporelles de la diversification des Saturniidae. Dans leur ensemble, les résultats obtenus au cours de ma thèse démontrent l’importance des facteurs biotiques dans la diversification spatiale et temporelle de la famille. J’ai notamment identifié que la capacité de tisser des cocons pleins et denses ainsi qu’un fort degré de polyphagie ont été les clés du succès biogéographique des Saturniidae et que l’hétérogénéité des taux de diversification au sein de la famille s’explique par l’évolution de traits en lien avec la stratégie dite de « capital breeding » de ces papillons : augmentation de la taille et de la polyphagie. J’ai également inféré que la niche climatique des Copaxa, héritée d’un ancêtre distribué dans la région Holarctique, avait façonné leur patron de diversification au sein de la région Néotropicale : la majorité des espèces volent dans les zones montagneuses, aux climats proches de ceux des zones tempérées, et les deux colonisations indépendantes de la chaine andine ont impliqué des shifts positifs des taux de diversification (évènements de dispersification). Dans leur ensemble, ces résultats représentent une avancée majeure dans la compréhension de la phylogénie et de l’évolution des Saturniidae, des Lépidoptères et plus généralement constituent un ensemble de supports permettant de mieux comprendre les processus évolutifs qui ont généré l’incroyable diversité des insectes.