Effects of environmental factors and biotic interactions on diversification of Neotropical groups

Effets des facteurs environnementaux et des interactions biotiques sur la diversification de groupes néotropicaux Cette thèse s’attèle à comprendre comment les facteurs environnementaux et les interactions biotiques influencent la diversification de groupes néotropicaux. A travers une approche phylogénétique intégrative alliant modèles de diversification et approches de biogéographie historique, cette thèse étudie les facteurs de diversification de la biodiversité néotropicale, principalement sur des groupes de mammifères et d’oiseaux, et tente de contribuer à faire avancer plus largement quelques grandes questions de la macroévolution. Dans un premier chapitre, j’ai poursuivi les développements méthodologiques d’une approche prometteuse pour détecter des phases de déclins de la paléodiversité avec des phylogénies, pourtant exclusivement composées d’espèces actuelles. Ce chapitre a permis de rendre cette méthode plus accessible et facile d’utilisation à travers une nouvelle implémentation dans le paquet RPANDA. J’ai ensuite exploité cette méthode à travers des simulations et des cas empiriques pour montrer le prévalence sans doute plus importante des phases de déclin au sein des phylogénies empiriques. Dans un second chapitre, j’ai étudié les facteurs de diversification de cinq groupes de mammifères néotropicaux. Les travaux du premier chapitre de cette thèse ont permis d’étudier comment la dynamique de paléodiversité d’un groupe pouvait influencer la diversification d’autres groupes, tout en comparant aux effets des facteurs abiotiques. Si les résultats de cette approche montrent quelques effets de l’orogenèse des Andes et de l’évolution globale de la température moyenne, il semblerait que les interactions biotiques aient joué un rôle plus important que les changements climatiques ou géologiques. Parmi les interactions compétitives, la paléodiversité des Marsupiaux semble avoir affecté négativement la spéciation des primates de la région, les Platyrrhini. Plus surprenant, des interactions de facilitation semblent avoir participé à la diversification des mammifères néotropicaux étudiés. Contraire aux hypothèses de remplacements des faunes, ces résultats appellent à plus d’études sur de potentielles effets positifs de la compétition sur la diversification, tel que c’est le cas dans l’étude de la coexistence d’espèces à l’échelle des communautés. Dans un troisième chapitre, j’ai tenté de comprendre quels avaient été les facteurs de diversification géographique du plus large clade d’oiseaux néotropicaux, les Tyranni. Cette étude a été l’occasion de reconstruire l’histoire biogéographique du groupe et de comprendre comment et à quelle période le Grand Interchange Biotique Américain (GABI) a pu affecter l’histoire des Tyranni. En effet, la fermeture complète de l’Isthme du Panama date d’environ 3.5 Millions d’années mais plusieurs travaux, notamment sur les mammifères éteints, ont mis en évidence des passages de faunes plus anciens. Globalement, la région amazonienne semble être la région originelle du groupe et la principale source de diversité. Les 1272 espèces de Tyranni montrent toutefois des patrons de diversification différents à l’échelle de leurs familles. Les Furnariidae se sont par exemple diversifiés d’avantage vers le Sud et sont peu affectés par le GABI. Globalement, peu de lignées ont colonisé le Nord mais l’on estime plusieurs passages durant la fin du Miocène, bien avant la fermeture de l’isthme. Dans un quatrième chapitre, cette thèse a fait l’objet d’une collaboration avec une équipe de chercheurs argentins pour comprendre la diversification des Calyceraceae. Ce groupe de plantes herbacées inféodées au Sud des Néotropiques ne comptent que 46 espèces contre plus de 20 000 pour son groupe frère mondialement distribué, les Asteraceae. En combinant plusieurs modèles de diversification et de biogéographie historique, nous avons mis en évidence que ce groupe s’était diversifié de manière constante, à taux faible et sans facteur de diversification depuis la fin de l’Oligocène, illustrant un cas peu attendu dans les Néotropiques.