Systematics and phylogeography in gadfly petrels (Aves: Procellariiformes) and implications for conservation

par Benoît Gangloff

Thèse de doctorat en Biologie de l'environnement, des populations, écologie

Sous la direction de Vincent Bretagnolle.

Soutenue en 2010

à Poitiers .

  • Titre traduit

    Systématique et phylogeographie chez les ptérodromes (Aves: Procellariiformes) et implications pour la conservation


  • Résumé

    Les Procellariiformes sont des oiseaux marins présentant des caractéristiques les rendant particulièrement attractifs pour la recherche. Ces oiseaux constituent le groupe d'oiseaux marins le plus diversifié et probablement le plus menacé, 44. 7% des espèces de Procellariiformes étant classées Vulnérables ou En Danger d’Extinction par l’UICN. Comme d'autres oiseaux marins, les Procellariiformes constituent des modèles fascinants pour l'étude des patrons de différentiation des populations et des espèces puisqu'étant confrontés à l’action de forces évolutives opposées : d'un côté leur extrême mobilité leur permet de disperser très loin, ce qui est supposé permettre et augmenter le flux de gènes entre populations et donc atténuer la différentiation des populations ; de l'autre côté, étant extrêmement philopatriques ils reviennent généralement se reproduire dans leur colonie de naissance, une caractéristique censée promouvoir la différentiation des populations. Ajoutées au fait qu'ils vivent dans l'océan, ces caractéristiques les rendent particulièrement intéressants pour étudier les processus de différentiation en l'absence de barrières physiques aux flux de gènes. Par ailleurs, la taxonomie et les relations phylogénétiques chez les Procellariiformes sont complexes et mal établies, entre autres en raison de l'action opposée des forces évolutives citées précédemment. Les limites d'espèces et la taxonomie de cet ordre ont donc continuellement changé au fil des années. Au cours des 20 dernières années, les développements observés dans le domaine de la biologie moléculaire ont fournis des outils de plus en plus puissants pour élucider certaines incertitudes phylogénétiques, comprendre les patrons phylogéographiques observés et avoir une meilleure compréhension des processus promouvant la différentiation des populations chez ces oiseaux. Ces outils permettent aussi de mieux comprendre la structuration des populations et les relations entre ces dernières ce qui peut grandement aider à la définition des actions de conservation entreprises pour ces organismes et à leur ordre de priorité. Dans cette thèse, à l'aide d'outils de biologie moléculaire, j'ai étudié les relations phylogénétiques et la phylogéographie de plusieurs taxons de la famille des Procellariidae, la plus riche en espèce chez les Procellariiformes. Cette étude à portée sur deux niveaux taxonomiques : premièrement, au niveau générique, cette étude décrit les relations phylogénétiques du genre Pseudobulweria, probablement le genre d'oiseaux marins le plus menacé au monde ; deuxièmement, au niveau du taxon et des populations l'accent a été porté sur les ptérodromes de Macaronésie et sur le pétrel de Gould, en particulier concernant les relations entre ses sous-espèces australiennes et néo-calédoniennes. L'utilisation d'analyses multilocus pour chacune de ces investigations a permis d'améliorer notre compréhension et connaissances des ces taxons : chez Pseudobulweria la construction d'un « arbre d'espèce » a permis de définir les relations phylogénétiques au sein du genre et de résoudre la question du statut taxonomique du pétrel de Beck ; chez les ptérodromes de Macaronésie, j’ai montré que la séparation des trois taxons est beaucoup plus récente que précédemment estimée et que ces populations doivent être considérées comme des Unités Evolutives Significatives ; chez le pétrel de Gould, cette étude a montré que les deux sous espèces ne sont pas différenciées génétiquement et que ces deux lignées ne sont pas séparées. L'ensemble de ces résultats obtenus par l'utilisation de plusieurs gènes nucléaires en plus de gènes mitochondriaux souligne l'importance de ce type d'approche pour l'étude des patrons phylogénétiques et phylogéographiques pour les comprendre dans toute leur complexité.


  • Résumé

    Procellariiformes are seabirds showing a set of characters rendering them particularly attractive to research. They are the most diverse seabird group, and probably also the most threatened, with 44. 7% species classified Vulnerable or worse under IUCN criteria. As many seabirds, they are fascinating models to study patterns and processes of population and species differentiation, being under contradictory evolutionary forces: on the one hand being extremely vagile allow them to disperse very far, which is supposed to enhance gene flow between populations, thus reducing their differentiation and diversification ; on the other hand, being extremely philopatric, they often return to breed in their natal colony, a pattern supposed to enhance population differentiation. Living in the ocean, they also constitute good models to investigate differentiation processes in the absence of physical barrier to gene flow. In addition, partly as a result of the opposite evolutionary forces just described, their taxonomy and phylogenetic relationships are complex, have proved very frustrating over the decades and have therefore been in a state of flux over the years. The development of molecular ecology in the last two decades have provided some new powerful tools to elucidate some of the phylogenetic uncertainties, to understand the observed phylogeographic patterns and have a better grasp at the underlying processes promoting diversification in these birds. These tools also allow a better understanding of population structure and relationships and can greatly help to the prioritisation and design of conservation actions directed at conserving these organisms. In this thesis, by means of molecular ecology tools, I investigated the phylogenetic relationships and phylogeography of several taxa belonging to family Procellariidae, the most speciose in order Procellariiformes. I studied these at two levels: first at the genus level by describing phylogenetic relationships in genus Pseudobulweria, probably the most endangered seabird genus in the world; and second at the taxon and population level I focused on the Macaronesian group of gadfly petrels and on the Gould’s petrel complex, in particular regarding the relationships between its Australian and New Caledonian subspecies. Using a multiloci approach for each of these investigations provided a mean to improve our understandings : in Pseudobulweria the species tree approach used allowed inferring the phylogenetic relationships between all the taxa in the genus for the first time and to solve a taxonomic issue regarding the status of Beck’s petrel ; in Northeast Atlantic gadfly petrels, I showed that the divergence of the three taxa living in that region is much more recent than previously thought and that the three populations deserve at least the status of Evolutionary Significant Units ; in Gould’s petrel I showed that the two population currently recognised as subspecies are not structured genetically and the lineages have not diverged. These investigations underline the necessity to incorporate new methods and multiple loci when investigating the phylogenetic and phylogeographic patterns in organisms to fully capture their complexity.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (185 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 230 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Non disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.