Phylogénies : outils pour l'étude de l'histoire évolutive des organismes : l'exemple des pensées (genre Viola L.) et des passiflores (genre Passiflora L.)

par Roxana Yockteng

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Sophie Nadot.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'étudier l'histoire évolutive de deux groupes d'angiospermes : les pensées (sect. Melanium, genre Viola, Violaceae) et les passiflores (genre Passiflora, Passifloraceae). Sur la base de la reconstruction phylogénétique de chaque groupe, nous avons examiné quelques mécanismes susceptibles d'avoir joué un rôle dans l'évolution et la diversification de ces deux groupes. La première partie de ce travail a porté sur l'étude des pensées. Une évolution réticulée impliquant des événements d'hybridation entre espèces semble être à l'origine de la diversification de ce groupe, comme le suggèrent la variabilité des nombres chromosomiques, la présence d'hybrides, l'hétéromorphisme pollinique répandu et la faible diversité génétique estimée par le séquençage de la région nucléaire ITS. L'utilisation de marqueurs du type ISSR a permis d'obtenir une idée des relations de parenté entre les pensées. La reconstruction de l'évolution du nombre chromosomique suggère que les nombres de base probables sont x = 7 ou x = 11. La reconstruction de l'évolution du type apertural montre que la forme de pollen majoritaire chez les pensées présente quatre apertures, accompagnée de formes minoritaires à trois ou cinq apertures. La deuxième partie de cette étude a concerné les passiflores. La phylogénie basée sur la région nucléaire du gène nucléaire de la glutamine synthétase s'exprimant dans le chloroplaste (ncpGS) et la région chloropiastique du gène maturase K (matK) montre que le genre se divise en trois clades. Cette phylogénie est soutenue par la distribution du nombre chromosomique et de différents caractères morphologiques. La phylogénie a servi de base à l'étude de mécanismes évolutifs tels que la distribution géographique et les interactions plante-pollinisateur et plante-herbivore. Au moyen de méthodes comparatives, l'adaptation des fleurs des passiflores à un type de pollinisateur ainsi que l'influence de la couleur des fleurs et du nombre d'herbivores sur la répartition géographique ont été confirmées. Nous avons aussi montré l'absence d'un patron de co-spéciation entre les passiflores et leurs herbivores, les papillons de la tribu Heliconiine. Une adaptation des larves aux métabolites secondaires des passiflores a toutefois été soulignée.

  • Titre traduit

    Phylogenies : tools for studying the evolutionary history of organisms : examples based on pansies (Genus Viola L.) and passion flowers (Genus Passiflora L.)


  • Résumé

    The aim of this thesis was to study the evolutionary history of two groups of angiosperms: pansies (section Melanium, genus Viola, Violaceae) and passionflowers (genus Passiflora, Passifloraceae), Phylogenetic relationships within groups were established using molecular markers. The resulting trees were used for examining some characters or mechanisms potentially involved in the evolution and diversification of both groups. The first part of this work was focused on pansies. The very low genetic diversity revealed by ITS, the highly variable chromosome number, the occurrence of natural hybrids and the widespread pollen heteromorphism suggest that this section might have undergone a reticulate evolution. Relationships among pansies were estimated using ISSR markers. The reconstruction of chromosome number evolution on the phylogeny suggests x = 7 or x = 9 as probable base chromosome numbers for the section. The reconstruction of aperture type shows that the most common pollen type in pansies is 4-aperturate, always found associated with 3- or 5-aperturate pollen grains, whereas the 3-aperturate type is predominant in the rest of the genus Viola. The second part of this work was devoted to passionflowers. Phylogenetic relationships within the genus Passiflora were established using nuclear and chloroplast markers: a region of the glutamine synthetase nuclear gene chloroplast-expressed (ncpGS) and a region of the chloroplast maturase K gene (matK). The genus appears split into three main clades, each supported chromosome numbers and several morphological characters. The phylogeny was used for examining the evolution plant-herbivore and plant-pollinator interactions and also the evolution of geographical distribution. A comparative analysis confirmed the morphological adaptation of Passiflora flowers to specific types of pollinators. No co-speciation pattern was detected between passionflowers and their herbivores, larvae of Heliconiine butterflies, although adaptation of the larvae to the secondary metabolites produced by the plants seems to have occurred. A correlation between geographic distribution and flower colour on the one hand and number of herbivores on the other hand was found.

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Informations

  • Détails : 153 p.+ annexe non paginée de 133 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.127-141

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque :
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)173
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