Phylogénie moléculaire des secamonoideae (Apocynaceae S. L. ) : histoire biogéographique et évolution des formes de croissance

Molecular phylogeny of the secamonoideae (Apocynaceae S. L. ) : historical biogeographic and evolution of growth forms

• Auteur / Autrice : Renaud Lahaye
• Direction : Laure Civeyrel, Nick P. Rowe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systématique végétale. Ecologie et évolution
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutation (biologie)

Hétérochronie (biologie)

Apocynacées

Phylogénie

Mots clés libres

Phylogénie moléculaire

TrnK

Matk

TrnT-L

TrnL

TrnL-F

Biogéographie historique

Radiation adaptative

Madagascar

Secamonoideae

Biomécanique

Lianes

Formes arbustives

Hétérochronie

Résumé

Les relations phylogénétiques au sein de la sous-famille des Secamonoideae ont été étudiées en utilisant les régions chloroplastiques des introns 5'trnK et trnL, des espaceurs trnT-L et trnL-F, et du gène matK. Ces séquences nucléotidiques se sont révélées être phylogénétiquement congruentes. Les analyses parcimonieuses et Bayésiennes de la matrice combinée positionnent les Secamonoideae comme groupe frère des Asclepiadoideae. A l'intérieur des Secamonoideae, les genres Secamonopsis, Pervillaea, et Toxocarpus sont monophylétiques. Le genre Calyptranthera est paraphylétique et la monophylie du principal genre Secamone reste incertaine. Les phylogénies transformées par NPRS et datées à partir de l'apparition de Secamone volubilis sur l'île de La Réunion estiment l'origine des Secamonoideae à -15 millions d'années, longtemps après la fragmentation du Gondwana. Les Secamonoideae ont colonisé Madagascar à partir d'un ancêtre Africain durant le Miocène. Sur l'île, la sous-famille montre une radiation adaptative avec des spéciations rapides et une diversification morphologique importante. Durant le Pliocène, il apparaît dans le genre Secamone plusieurs dispersions à partir de Madagascar vers l'Asie et l'Afrique, ainsi que des échanges entre ces deux continents. La distribution actuelle de la sous-famille autour de l'Océan Indien serait due principalement à des dispersions sur de longues distances. Durant la radiation des Secamonoideae à Madagascar, des formes arbustives apparaissent dans cette sous-famille majoritairement lianescente, plusieurs fois et indépendamment dans différents clades. Les analyses biomécaniques, anatomiques, et développementales, d'une espèce arbustive, Secamone sparsiflora, ont montré des caractéristiques semblables aux jeunes stades de développement des lianes d'un clade frère. La forme arbustive serait due, dans ce cas, à des processus hétérochroniques avec rétention de caractéristiques juvéniles au niveau du développement du bois durant pratiquement toute la trajectoire de développement de Secamone sparsiflora.

Phylogenetic relationships within the subfamily Secamonoideae are inferred from four chloroplast regions: both the introns 5'trnK and trnL, the spacers trnT-L et trnL-F, and the gene matK. The study shows that these nucleotide sequences are phylogenetically congruent. Maximum parsimony and Bayesian analyses of the combined matrix support the position of the Secamonoideae as sister group to the Asclepiadoideae. Within the Secamonoideae, the genera Secamonopsis, Pervillaea, and Toxocarpus are monophyletic. The genus Calyptranthera is paraphyletic and the monophyly of the main genus Secamone remains uncertain. A Maximum Likelihood tree obtained without molecular clock constraint, transformed by NPRS, and calibrated by the appearance of Secamone volubilis on the volcanic island La Reunion, estimated the divergence of the Secamonoideae at about –15 millions years, latter than the fragmentation of the Gondwana. The subfamily has reached Madagascar from an African ancestor during the Miocene. On the island, the Secamonoideae show an adaptive radiation with rapid speciations and an important morphological diversification. During the Pliocene, the main genus Secamone shows several dispersals events from Madagascar back to Africa, and from Madagascar to Asia. There has been also exchanges within this genus between Africa and Southeast Asia in the early Pliocene. The actual distribution of the Secamonoideae around the Indian Ocean Basin would be mainly due to long-distance dispersal events. . .