Violaine LLAURENS

Membres de l'équipe impliqués: Ombeline Sculfort (thèse 2016-2019), Violaine Llaurens
En collaboration avec : Bastien Nay (CNRS) et Marianne Elias (CNRS)

La convergence des motifs de couleur des ailes entre espèces sympatriques présentant des défenses chimiques provient de l'avantage à partager l'apprentissage du signal coloré par les prédateurs. Afin de comprendre l'histoire évolutive de ces convergence, il est nécessaire de documenter l'évolution des défenses chimiques, et leur origine métabolique, ce qui a fait l'objet de la thèse d'Ombeline Sculfort. Nous avons caractérisé les variations quantitatives et qualitative des defenses chimiques au sein et entre espèces de genre Heliconius (Sculfort et al. 2020). Les chenilles d'Heliconius se nourrissent en effet de feuilles de Passiflore qui contiennent des glucosides cyanogènes. Ces papillons peuvent alors séquestrer et/ou neo-synthesiser des composés cyanogènes à partir de leur alimentation, et nous étudions donc le lien entre la plante consommée au stade chenille et les composés toxiques présents au stade adulte.

Financements : Programme Emergence de la Mairie de Paris & Labex Bc DIV (Bourse de thèse d'O Sculfort)

Membres de l'équipe impliqués : Ludovic Maisonneuve (doctorant), Violaine Llaurens
En collaboration avec : Charline Smadi (INRAE), M Chouteau et M Joron (CNRS)

Par une approche de modélisation, nous étudions les mécanismes évolutifs à l'origine de préférences sexuelles hétérogames (Maisonneuve et al. Evolution 2021), en étudiant en particulier l'architecture génétique sous-jacente (Nombre de loci, dominance, déséquilibre de liaison). Nous avons ensuite constrcuit un modèle général permettant de déterminer les conditions d'émergence de l'hétérogamie, et mis évidence une boucle de rétroaction négative limitant cette évolution (Maisonneuve et al. American Naturalist 2021). Nous explorons également comment les choix de partenaires influencent l'évolution des motifs mimétiques et leurs variation au sein et entre espèces sympatriques.

Derniers manuscrits soumis, en lien avec ce projet :

The limits of evolutionary convergence in sympatry: reproductive interference and developmental constraints leading to local diversity in aposematic signals

Evolutionary origins of sexual dimorphism : Lessons from female-limited mimicry in butterflies

Financements: Programme Emergence de la mairie de Paris, ANR SUPERGENE

Membres de l'équipe impliqué: Violaine Llaurens

En collaboration avec : Mathieu Joron (CNRS) et Héloïse Bastide (Univesrité Paris Saclay)

Chez le papillon H. numata, un supergène présentant un polymorphisme d'inversion contôle les variations de motifs mimétiques au sein des populations. Nous étudions les mécanismes génétiques à l'origine des relations de dominance entre haplotypes, en particulier l'effet des inversions chromosomiques sur l'expression des gènes.

Financements: Programme Emergence de la mairie de Paris, ANR SUPERGENE

Membres de l'équipe impliqués : Camille Le Roy (Thèse 2017-2020), Vincent Debat, Raphael Cornette, Patrick Blandin, Violaine Llaurens
En collaboration avec : Ramiro Godoy-Diana (CNRS), F Muijeres, University of Wageningen

Dans le cadre de la thèse de Camille Le Roy, nous avons étudié l'évolution des comportements de vol chez les papillons du genre Morpho (Le Roy et al. Journal of Experimental Biology 2019). En comparant notamment les trajectoires de vol en conditions naturelles et semi-naturelles pour des espèces vivant en sympatrie, mais pour lesquels il existe une stratification verticale (espèces de canopée vs. sous-bois), nous étudions l'influence de la niche écologique sur l'évolution du vol. Nous avons combiné les approches d'écologie comportementale à la modélisation aérodynamique (Computation Fluid Dynamics) afin de mieux comprendre la co-évolution entre forme des ailes et comportement de vol (Le Roy et al. Science 2021). Nous avons également documenté la ségrégation temporelle entre espèces soeur, où les horaires de vol divergent en sympatrie (Le Roy et al. Nature Communications 2021).

Pour voir la soutenance de thèse de Camille : https://youtu.be/eLqvb0zHLko

Financement: Labec BcDIV et bourse de l'école doctorale 'Frontières du vivant' (Camille Le Roy)

Membres de l'équipe impliqués: Joséphone Ledmoisel, Julien Devilliers, Vincent Debat, Violaine Llaurens
En collaboration avec: Doris Gomez (CNRS), Charline Smadi (INRAE), Héloïse Bastide (Université Paris Saclay) et Camille Roux (CNRS)

Nous avons récemment documenté une convergence frappante des motifs de couleur des ailes entre plusieurs espèces de papillons du genre Morpho, vivant en sympatrie, avec une diversification phénotypique parallèle entre les espèces (Llaurens et al. 2020). Ces convergences mutiples au sein de différentes régions d'Amérique du sud pourraient être provoquer par du mimétisme d'échappement: les fortes capacités d'échappement permis par le vol puissant de ces papillons, combinés à leurs motifs de couleurs des ailes particulier pourrait limiter le succès de capture par les prédateurs et décourager les attaques. L'aprentissage par les prédateurs génèrerait une sélection densité-dépendante positive sur les motifs de coloration des ailes, facilitant les convergence locale entre espèces. Ces convergences pourraient néanmoins provoquer des interférences reproductives entre espèces. Dans le cadre du master de Julien Devilliers, nous explorons les variations de l'iridescence des ailes au sein et entre espèces sympatriques, ainsi que l'évolution de leurs capacités visuelles.

Membres de l'équipe impliqués: Agathe Puissant, Violaine Llaurens
En collaboration avec: Fabien Condamine (ISEM)

L'évolution des motifs de coloration des ailes des papillons diurnes est fréquemment soumise à des pressions de selection naturelle due à la prédation mais aussi à la sélection sexuelle. A l'échelle macro-évolutives, la diversification des motifs en sympatrie peut donc être liée à la spécialisation dans différentes niches écologiques, ainsi qu'aux interférences reproductives lorsque les motifs sont impliqués dans la reconnaissance des partenaires sexuels. Dans le cadre de la thèse d'Agathe Puissant nous utilisons des méthodes d'apprentissage automatisées afin de quantifier les variations de motifs entre espèces et d'étudier l'effet des interactions écologiques entres espèces sur la diversification des motifs en sympatrie chez les Papilionidae.

Membres de l'équipe impliqués: Ariane Chotard, Vincent Debat, Violaine Llaurens
En collaboration avec: Fabien Condamine (ISEM)

De nombreuses espèces de Papilionidae présentent des queues sur leurs ailes postérieures. Les forces évolutives impliquées dans l'évolution de ces queues restent très mal connues. Dans le cadre de la thèse d'Ariane Chotard, nous explorons l'évolution répétée de ce phénotype chez les Papilionidae, en appliquant des méthodes de morphométrie géométrique sur un grand échantillon de specimens de la collection du MNHN (plus de 3000 individus couvrant 370 espèces). Nous étudions également l'effet des queues sur le comportement des prédateurs et les performances aérodynamiques en utilisant l'espèces Iphiclides podalirius comme modèle.