Colonization and adaptations of Ficus in Taiwan

par Anthony Bain

Thèse de doctorat en Evolution, Ecologie, Ressources Génétiques, Paléontologie

Sous la direction de Martine Hossaert-McKey et de Lien-Siang Chou.

Soutenue le 16-12-2011

à Montpellier 2 en cotutelle avec National Taiwan University (Taipei) , dans le cadre de Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) , en partenariat avec CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (laboratoire) .

Le jury était composé de Martine Hossaert-McKey, Lien-Siang Chou, Hsy-yu Tzeng, Philippe Grandcolas, Finn Kjellberg, Wen-jer Wu.

Les rapporteurs étaient Hsy-yu Tzeng, Philippe Grandcolas.

  • Titre traduit

    Colonisation et adaptations de figuiers à Taïwan


  • Résumé

    L'ile de Taiwan est apparue, il y a deux millions d'années. Nous avons étudié les figuiers de Taiwan afin de comprendre comment l'ile fut colonisée et comment l'insularité a pu affecter les espèces colonisatrices. Le genre Ficus est caractérisé par son association mutualiste avec des insectes pollinisateurs extrêmement dispersifs. De plus les figues, inflorescences fermées des Ficus, sont consommés par un grand nombre d'espèces qui elles aussi dispersent efficacement les graines. Nous avons développé une série de marqueurs génétiques afin de pouvoir étudier plusieurs espèces avec les mêmes outils. Ensuite nous avons analysé la structure génétique dans Taiwan d'un groupe de quatre espèces. Une espèce présenta une différenciation génétique claire dans le Sud de Taiwan au climat plus chaud, suggérant la possibilité un début de spéciation écologique chez une espèce hautement dispersive. Une seconde espèce a montré des indices de processus de sélection en cours dans le Sud de Taiwan. A une échelle plus étendue, nous avons montre que les données microsatellites et spécifiquement les R statistiques donnent un premier aperçu de la phylogéographie des figuiers. Pour plusieurs espèces, l'Asie continentale semble être la trame de fond génétique de ces espèces malgré une forte différenciation parmi les populations. Pour Ficus variegata, nous avons montré que la colonisation de Taiwan a pour origine les Philippines et nous n'avons pas détecté de trace de flux génétique venant du continent. L'étude de la phénologie reproductive des Ficus suggère que seulement des espèces produisant de fréquentes récoltes ont colonisé l'ile. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives sur la réponse des figuiers à l'insularité.


  • Résumé

    The Island of Taiwan appeared some two million years ago. We investigated the Ficus species of Taiwan in order to understand how the island was colonized and how insular conditions affected the colonizing species. Genus Ficus is characterized by its mutualistic association with highly dispersive pollinating wasps. Further figs, the closed inflorescences of Ficus, are consumed by a large number of highly efficient seed dispersers. We developed a set of portable genetic markers in order to analyze several species using a single set of markers. We then analyzed genetic structuring within Taiwan in a set of four species. One species presented clear genetic differentiation in the warm south Taiwan, suggesting the possibility of incipient ecological speciation in a highly dispersive species. Another species presented indications of ongoing selective processes also in south Taiwan. On a broader scale we show that microsatellite data and notably R statistics provide useful insights into Ficus phylogeography. In several species, continental Asia seems to correspond to a single genetic background despite strong genetic differentiation among populations. For Ficus variegata, we show that it colonized Taiwan from the Philippines and we detect no trace of gene flow from the continent. An investigation of Ficus reproductive phenology suggests that only species producing frequent fig crops have established on the island. This work opens up a series of perspectives on the response of Ficus to insular conditions.


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