Erika Páez de l'ISYEB

Ecouter la soutennce de thèse d'Erika Páez  :

• Ecology and evolution of evasive mimicry in butterflies: insights from the diverse Neotropical genus Adelpha"

format hybride :  En Amphitêatre Durand, Campus de Jussieu, Sorbonne Université (voir plan d'accès ci-dessous) et en distanciel

Vendredi 24 juin à 14 heures.

Soutenance  en anglais.

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Erika Páez is pleased to invite you to her thesis defense entitled: "Ecology and evolution of evasive mimicry in butterflies: insights from the diverse Neotropical genus Adelpha".

In English.

• Composition du jury

Résumés

• Français

Les papillons néotropicaux du genre Adelpha sont un excellent exemple de l’importante diversité dans la région Neotropicale puisqu'ils se sont diversifiés le long d'un large gradient latitudinale et altitudinale en environ 96 espèces et plus de 130 sous-espèces. Adelpha a été un important objet d'étude pour la systématique, la taxonomie et la diversification, mais son écologie reste peu connue. Aussi, ils montrent une ressemblance extrême des motifs de coloration des ailes entre espèces distantes, ce qui a été sujet de discussion depuis longtemps. Le mimétisme classique a été proposé pour expliquer cette convergence, qui peut être mullérien, lorsque plusieurs proies avec une défense chimique bénéficient du partage du même motif de coloration, qui agit comme un signal pour leur défense; ou batésien, lorsque les espèces comestibles portent le motif de coloration d'espèces non comestibles ou toxiques, se protégeant ainsi des attaques des prédateurs. Alternativement, il a été proposé l'hypothèse d'un mimétisme de fuite, selon laquelle le motif coloré pourrait signaler aux prédateurs que la proie est difficile à attraper, et ainsi les décourager de poursuivre celle-ci, ce qui semble également plausible chez de nombreux papillons comestibles mais aux colorations vives.

L'objectif principal de cette thèse est de fournir certains des premiers éléments concernant l'écologie et l'évolution du mimétisme de fuite dans un groupe de papillons néotropicaux. Par conséquent, cette thèse est divisée en 3 chapitres : d'abord, nous fournissons une preuve de concept pour certains des aspects clés de l'évolution du mimétisme de fuite : l'apprentissage et la généralisation par le prédateur d'un signal visuel, c'est-à-dire les motifs de coloration, qui sont associés à l'évasion de la proie. En outre, nous avons comparé l'apprentissage et la généralisation de l'évitement de proies difficiles à capturer avec le cas du mimétisme classique. Dans le deuxième chapitre, nous avons examiné l'évolution des motifs mimétiques chez Adelpha et sa relation avec les caractéristiques macro écologiques de certaines espèces afin de mieux comprendre les facteurs qui peuvent être à l'origine de la forte diversification. Enfin, nous nous sommes concentrés sur une échelle plus fine, au niveau de la communauté, pour étudier si les espèces semblables coexistent au sein des communautés, en particulier le long du gradient altitudinal des Andes

Globalement, cet travail, a mis en évidence les implications du mimétisme de fuite à différentes échelles évolutives et écologiques, et fournit des preuves pour certains des aspects clés du mimétisme de fuite, tels que la capacité du prédateur à apprendre à éviter et à associer un signal au mécanisme efficace de la proie pour s'échapper, la convergence des motifs colorés, la coexistence des co-mimes, le regroupement des cercles mimétiques par altitude. En outre, nous discutons des possibilités de recherches futures sur les implications du mimétisme de fuite au-delà de la convergence des motifs de couleur, comme sur l'habitat (et le microhabitat), l'architecture génétique, entre autres.

Mots clés : mimétisme de fuite, phylogénie, reconstruction de l'état ancestral, diversification, écologie des communautés phylogénétiques, convergence adaptative, Adelpha, Néotropiques

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• English

Butterflies from the genus Adelpha are an excellent example of the high diversity in the. Neotropical regions, since it has diversified along a broad latitudinal and altitudinal range in around 96 species and more than 130 subspecies. Therefore, Adelpha has been an important object of study on systematics, taxonomy and diversification, but their ecology remains poorly targeted. In addition, Adelpha butterflies harbour an exteme convergence on their wing colour patterns which has been long time debated. Two hypotheses have been proposed to explain convergence of wing colour patterns: classical mimicry which can be Müllerian, when several chemically defended prey benefit from sharing the same wing colour pattern that acts as signal of prey’s unprofitability; or Batesian where palatable species harbour the wing colour pattern from unpalatable or toxic species, thus gaining protection from predators attacks. Alternatively, it has been proposed the hypothesis of evasive mimicry i.e., convergence of bright, conspicuous colour patterns that signal prey’s ability to escape, which seems to be also plausible in many palatable but conspicuous coloured butterflies.

The main objective of this thesis is to provide some of the first elements regarding the ecology and evolution of evasive mimicry in a group of Neotropical butterflies. Therefore, this thesis is divided in 3 chapters: first, we provide a proof of concept for some of the key aspects for the evolution of evasive mimicry: predator’s learning and generalisation of a visual cue i.e., wing colour patterns, that are associated to evasiveness of prey. In addition, we compared avoidance learning and generalisation with classical mimicry. In the second chapter, we looked at the evolution of Adelpha’s mimicry patterns and its relationship to some species’ macroecological traits to better understand what factors can be driving high diversification patterns. For this, we inferred the most comprehensive phylogeny for Adelpha and reconstructed the ancestral state of mimicry patterns. Finally, we focused at a finer scale i.e., the community level to investigate if co-mimetic species co-occur and the mimicry structure  along the Andean altitudinal gradient. In addition, assessing the phylogenetic and mimicry structure of Adelpha communities allowed us to provide more information about what processes are underlying species assemblages.

This thesis explores some of the implications of evasive mimicry at different evolutionary and ecological scales, and provides evidence for some of the key aspects for evasive mimicry such as predator’s ability to learn to avoid and associate a visual cue to prey’s efficient mechanism to escape, convergence of colour patterns, co-occurence of co-mimics, clustering of mimicry rings by altitude. In addition, we discuss opportunities for further research on the implications of evasive mimicry beyond colour pattern convergence such as on habitat (and microhabitat), genetic architecture, among others.

Key words : evasive mimicry, phylogeny, ancestral state reconstruction, diversification, phylogenetic community ecology, adaptive convergence, Adelpha, Neotropics.