CONDAMINE Fabien

Sujet: 

Origine de l'endémisme et évolution de la biodiversité des insectes de Nouvelle-Calédonie : radiations adaptatives récentes ou anciens évènements de vicariance ?

Directeur de thèse: 
RASPLUS Jean-Yves
Directeur de thèse: 
KERGOAT Gaël
Encadrant du CBGP: 
Université: 
Université Montpellier II
DEA ou master d'origine: 
Master II BEE
Financement: 
Allocation de recherche
Dates: 
1 octobre 2008

Origine de l'endémisme et évolution de la biodiversité des insectes de Nouvelle-Calédonie : radiations adaptatives récentes ou anciens évènements de vicariance?
Mot-clés : barcoding, biodiversité, endémisme, évolution, phylogéographie, radiation adaptative.

Contexte général - problématique
L'étude de la biodiversité revêt un caractère prioritaire, et ce plus particulièrement dans des régions qui comptent de nombreuses espèces vulnérables et endémiques. C'est le cas de la Nouvelle-Calédonie , une collectivité rattachée à la France qui constitue l'un des points chauds de la biodiversité mondiale. De façon remarquable, le taux d'endémisme en Nouvelle-Calédonie est extrêmement important dans de nombreux groupes (plantes, vertébrés et invertébrés), que ce soit à un niveau régional (espèces endémiques à l'archipel) ou local (micro endémisme associé à des biotopes spécifiques). Classiquement, on postule que l'évolution de la biodiversité en Nouvelle-Calédonie a été lente et progressive et que l'endémisme propre à l'archipel résulte avant tout de l'ancienneté de son isolation et de la multiplication d'habitats refuges. Néanmoins, cette hypothèse a été récemment remise en question par les résultats d'études qui suggèrent que de récentes radiations adaptatives et des vagues de recolonisations ont joué un rôle majeur dans l'évolution de la biodiversité de nombreux groupes néo-calédoniens. Afin d'avancer dans la compréhension des processus à l'origine de l'endémisme en Nouvelle-Calédonie, ce projet propose l'étude d'un groupe qui présente l'un des taux d'endémisme le plus important de Nouvelle-Calédonie, les Tenebrionidae (Insecta : Coleoptera). En effet, dans cette famille, 215 des 234 espèces connues (soit 91%) de Nouvelle-Calédonie sont endémiques. L'étude de ce groupe présente également un intérêt particulier, du fait qu'il compte de nombreuses espèces vulnérables, car inféodées à des milieux (bords de mer, forêt reliques, sols ultramafiques) menacés par une anthropisation croissante et l'industrie minière.

Méthodologie
La question de l'origine de l'endémisme et de l'évolution de la biodiversité chez les Tenebrionidae néo-calédoniens sera étudiée à l'aide d'approches phylogénétiques et phylogéographiques pour plusieurs clades distincts (genres ou genres proches d'une même tribu), ce qui nécessitera un échantillonnage en Nouvelle-Calédonie et dans des régions voisines (ex. Australie, Nouvelle-Zélande). Afin de répondre à la problématique initiale, il est prévu de cibler des clades présentant des aires de distribution très variées (par ex. uniquement Australasienne, Pantropicale) afin d'avoir des patrons biogéographiques bien distincts. Sur la base des collections dont nous disposons et de l'échantillonnage déjà constitué, nous avons déjà sélectionné 4 genres d'intérêt : (1) le genre Callismillax Bates, 1874 (plus de 50 espèces, toutes endémiques de Nouvelle-Calédonie) et sur son groupe frère supposé, les Titaena Erichson, 1842 (Australie et Tasmanie) ; (2) un autre genre, les Diphyrrhynchus Fairmaire, 1849 (20 espèces, deux endémiques de Nouvelle-Calédonie et du Vanuatu) est quant à lui distribué dans la zone Indo-Pacifique (genre inféodé à des milieux littoraux) ; (3) les Uloma Latreille, 1829 (150 espèces dans le monde, dont 20 endémiques de Nouvelle-Calédonie) ; (4) les Isopus Montrouzier, 1860 (31 espèces endémiques) et Episopus Bates, 1873 (4 espèces endémiques) et sur leur groupes frères potentiels parmi les Cnodalonini (groupe pantropical).
Pour chaque genre étudié, nous chercherons à obtenir le maximum d'espèces (-individus/localités) de façon à obtenir des hypothèses phylogénétiques complètes, et de multiplier le nombre de point de calibration pour des analyses d'estimation de temps de divergence. Pour ce faire, nous pouvons déjà nous appuyer sur des collections existantes (au CBGP), ainsi que sur des échantillonnages en cours (mission de Mars 2007) ou planifiés dans le cadre d'une ANR (voir ci-dessous). Des collaborations existantes avec des spécialistes du groupe (ex. Otto Merkl à Budapest) doivent également nous permettre d'obtenir du matériel de collection qu'il serra possible d'exploiter via des approches d'extraction d'ADN innovantes et non invasives ; déjà exploitées avec succès au CBGP.
Au moyen de tests d'hypothèses, qui impliqueront des calibrations d'horloges moléculaires, l'estimation de taux de spéciation et des comparaisons de patrons de diversification avec d'autres groupes néo-calédoniens, il sera possible de caractériser avec précision la dynamique de l'évolution des groupes depuis la séparation de la Nouvelle-Calédonie de l'Australie, il y a près de 80 millions d'années. En outre, il est également prévu d'intégrer des approches de code barre moléculaire pour mettre à jour de potentiels complexes d'espèces cryptiques (et donc une richesse spécifique insoupçonnée).


Cadre scientifique
Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'une ANR Biodiversité (ANR BIONEOCAL) auquel participe le laboratoire d'accueil. À ce titre, il bénéficie d'un soutien institutionnel (3 ans à compter de 2008) qui facilitera la mise en place de missions de terrains et l'obtention de données moléculaires. Dans ce contexte, les résultats des travaux sur les Tenebrionidae pourront également être comparés avec ceux qui seront obtenus sur d'autres groupes d'insectes en Nouvelle-Calédonie (ex. Coléoptères Chrysomelidae, Orthoptères Gryllidae), ce qui devrait permettre de généraliser certaines conclusions qui seront atteintes à l'issue de ces recherches.