Studying diversity patterns from genes to species within communities using a "quasi-neutral" theory.

Etude de patrons de diversité, des gènes aux espèces, dans les métacommunautés : apports d’une théorie quasi-neutre. La théorie neutre a été proposée en écologie pour expliquer la diversité biologique observée au sein des communautés. Postulant l’équivalence écologique des espèces, elle explique les patrons de diversité par le hasard, la migration et la spéciation. Elle propose un « modèle nul » réfutable pour tester des hypothèses sur les règles d’assemblage des communautés mais présente cependant deux limitations: (i) elle décrit souvent très bien la diversité des espèces dans les communautés naturelles, si bien que cette seule information est insuffisante pour tester des hypothèses plus complexes ; (ii) il existe peu d’hypothèses alternatives menant à des prédictions directement comparables à celles du modèle neutre, et ces hypothèses manquent souvent d’arguments biologiques, en particulier évolutifs, justifiant les niches postulées. Cette thèse propose de nouvelles approches liant écologie et évolution et visant à surmonter ces deux difficultés. Tout d’abord, la diversité génétique des espèces est intégrée à la théorie neutre afin d’étendre la base empirique sur laquelle tester l’existence de niches à de nouveaux patrons, tels que les corrélations entre diversité des gènes et des espèces. Le développement d’un modèle neutre unifiant les niveaux génétique et spécifique permet de préciser les conditions menant à de telles corrélations. Par ailleurs, on propose aussi une approche statistique plus générale de ces corrélations, en lien avec des variables environnementales, permettant d’affiner notre compréhension des conditions sous-jacentes, en s’appuyant sur l’exemple de communautés antillaises de mollusques d’eau douce. Dans un deuxième temps, on développe des hypothèses alternatives, des modèles « quasi-neutres », qui considèrent des organismes variant suivant un faible nombre d’axes de niche. Deux approches possibles sont explorées. La première porte sur les processus évolutifs sous-tendant des différences écologiques, en analysant l’évolution de la dispersion dans une métacommunauté et ses conséquences sur les patrons de diversité. Plus descriptive, la seconde approche vise à identifier des espèces à rôle écologique spécifique en s’intéressant à l’influence de la présence du thym dans des communautés de garrigue. L’ensemble du travail développé dans cette thèse plaide pour une théorie des communautés fondée sur la « présomption de neutralité » qui intègre espèces, gènes et traits, ainsi que les contraintes évolutives qui les unissent.