Thèse soutenue

Diversification de la flore d’Afrique tropicale : approches spatiales et temporelles
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Auteur / Autrice : Léo-Paul Dagallier
Direction : Thomas L.P. Couvreur
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'évolution et de la Biodiversité
Date : Soutenance le 09/12/2021
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Diversité et Adaptation et Développement des plantes (DIADE), Montpellier
Jury : Président / Présidente : Gaël J. Kergoat
Examinateurs / Examinatrices : Thomas L.P. Couvreur, Gaël J. Kergoat, Lars W. Chatrou, Susanne S. Renner, Muthama Muasya, Sidonie Bellot, Myriam Gaudeul, Fabien Condamine
Rapporteurs / Rapporteuses : Lars W. Chatrou, Susanne S. Renner

Résumé

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Cette thèse étudie la diversification de la flore tropicale africaine, avec différentes approches spatiales et temporelles. La distribution actuelle des espèces à travers le continent est le résultat de divers changements environnementaux, et ici nous étudions comment ces changements ont affecté la flore à l’aide de la distribution géographique des espèces, de phylogénies moléculaires, et de plusieurs modèles biogéographiques et de diversification. La thèse peut être divisée en 2 grandes parties d’échelles spatiales et taxonomiques différentes.La première partie est à grande échelle géographique et taxonomique, et se concentre sur l'ensemble de la flore du continent. Dans le chapitre 2, nous avons décrit les patrons d'endémisme végétal en Afrique tropicale, et identifié des « berceaux » et des « musées » de diversité des angiospermes au niveau générique (c’est à dire des régions avec significativement plus de taxons ayant divergé récemment ou de taxons ayant divergé anciennement, respectivement). Nous montrons que les zones montagneuses de l'Afrique de l'Est sont à la fois des berceaux et des musées de diversité, soulignant le rôle important joué par les montagnes dans la diversification de la flore. En revanche, la région forestière guinéo-congolaise de basse altitude est caractérisée par des taxons anciens et à large répartition géographique.La deuxième partie de la thèse réduit les échelles géographique et taxonomique. Elle se concentre sur les forêts tropicales humides (FTH) africaines, et sur leur évolution, en passant par l'étude des Monodoreae (Annonaceae), une tribu de 92 espèces de plantes inféodées aux FTH. Pour ce faire, la systématique et la taxonomie des Monodoreae doivent être bien résolues, en particulier pour les deux genres Uvariodendron et Uvariopsis qui manquent d'une révision récente. Ainsi, le chapitre 3 est consacré à la systématique des Monodoreae, pour laquelle nous reconstruisons un arbre phylogénétique robuste en utilisant plus de 300 gènes nucléaires. Nos résultats soutiennent plusieurs changements systématiques, tels que l'érection de la tribu Ophrypetaleae, la réintégration du genre monotypique Dennettia Baker f., et plusieurs descriptions d'espèces et synonymies dans les genres Uvariodendron et Uvariopsis. En outre, le chapitre 4 est consacré à la révision taxonomique des genres Uvariodendron et Uvariopsis. A partir de l'examen de plus de 800 spécimens d'herbier, nous fournissons une description pour chaque espèce, dont plusieurs espèces nouvellement décrites. Nous discutons également de leur morphologie, de leur biologie de la pollinisation, de la dispersion des graines, de leurs usages locaux, et nous fournissons des cartes de leurs distributions géographiques. Enfin, le chapitre 5 étudie la biogéographie et la diversification des FTH africaines, en se concentrant sur les Monodoreae. Nous reconstruisons une phylogénie moléculaire de la tribu dans un cadre bayésien, datée par calibration fossile, et appliquons plusieurs modèles de biogéographie et de diversification pour tester l'impact des changements environnementaux passés sur l'évolution de la tribu. Nous avons estimé que les Monodoreae sont originaires des FTH d'Afrique de l'Est il y a environ 25 millions d'années (Ma), et qu'elles se sont étendues vers l'Afrique centrale du début au milieu du Miocène. Nous n'avons trouvé aucun indice de vicariance dans les FTH au cours du milieu du Miocène, et nos résultats suggèrent que les blocs de FTH étaient plus connectés que suggéré auparavant durant le milieu du Miocène. Nous avons aussi trouvé que les Monodoreae ont probablement subit une extinction soudaine au cours de la fin du Miocène, ce qui soutient l’hypothèse d’une réduction drastique des FTH liée à l'aridification de l’Afrique. No résultats suggèrent également que la fragmentation et la reconnexion des FTH ont stimulé la diversification, probablement associée à l'augmentation de l’altitude de l'Afrique à la fin du Miocène et au Pliocène.