Apports de la biologie moléculaire à la systématique, biogéographie et écologie des espèces euroméditerranéennes du genre Eupelmus : implications pour leur utilisation en lutte biologique

Contributions of molecular biology to systematics, biogeography and ecology of the Euro-Mediterranean species of the genus Eupelmus : implications for their use in biological control

• Auteur / Autrice : Fadel Al khatib
• Direction : Gérard Delvare, Nicolas Ris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : ESA- Ecosystemes et sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 20/11/2015
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Biologie pour la Gestion des Populations - UMR CBGP (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Stéphane Tixier, Anne Le Ralec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Andrew Polaszek, Jean-François Silvain

Mots clés

Mots clés libres

Eupelmus

Marqueurs moléculaires

Morphologie

Phylogénie

Spécialisation écologique

Taxonomie intégrative

Eupelmus

Molecular markers

Morphology

Phylognenetics

Ecological specialization

Integrative taxonomie

Résumé

Le genre Eupelmus Dalman (Chalcidoidea: Eupelmidae: Eupelminae) comprend des ecto-parasitoïdes s'attaquant essentiellement aux stades larvaires et nymphaux de divers insectes holométaboles. Jusqu'à présent, la systématique du genre Eupelmus restait mal résolue compte tenu des données limitées et restreintes à la morphologie et de l'absence de révisions taxonomiques récentes, fiables et globales. Dans ce contexte, de nombreuses questions se posent concernant (i) la pertinence de la classification infra-générique actuelle du genre Eupelmus; (ii) la validité du statut taxonomique des certaines espèces décrites; (iii) la fiabilité des informations écologiques telles que la gamme d'hôtes et la distribution géographique et, donc, (iv) la compréhension des processus de spécialisation écologique et du rôle potentiel de certaines espèces d'Eupelmus comme auxiliaires de lutte biologique. Ce travail de thèse a donc eu pour objectif d'aborder l'ensemble de ces questions en utilisant, à des fins de phylogénie et de taxonomie, une approche intégrative combinant des données moléculaires (ADN mitochondrial et nucléaire) et morphologiques.Les résultats obtenus concernant les relations phylogénétiques infra-générique montrent que la structuration supposée du genre Eupelmus en trois sous-genres (Eupelmus, Episolindelia et Macroneura), ne peut pas être retenue et que ce genre se structurerait plutôt, à l'échelle géographique retenue, en une douzaine de groupes d'espèces. De plus, l'étude de la taxonomie de deux complexes (ensemble d'espèces morphologiquement proches), les complexes “urozonus” et “vesicularis”, met globalement en évidence une diversité insoupçonnée dans la zone Euro-méditerranéenne et plus d'une dizaine d'espèces ont été découvertes et décrites comme de nouvelles espèces à l'occasion de ces travaux. D'une façon générale, les caractères morphologiques, les marqueurs nucléaires et les marqueurs mitochondriaux se sont révélés relativement concordants sauf au sein du complexe vesicularis qui présente une divergence plus marquée au niveau d'ADN mitochondrial.Dans le cadre particulier du groupe urozonus, ce travail de thèse nous a également permis d'étudier l'évolution de la spécificité d'hôtes en lien avec une phylogénie moléculaire multi-locus relativement bien résolue et une estimation de la longueur d'ovipositeur, un caractère morphologique susceptible d'expliquer l'accès aux hôtes. D'une façon générale, les analyses comparatives révèlent que la spécificité d'hôtes n'est pas contrainte par la phylogénie. Nous observons ainsi des spectres d'hôtes très contrastés entre des espèces phylogénétiquement très proches. De même, la longueur d'ovipositeur, qui semble un caractère très labile à cette échelle, ne semble pas déterminer le spectre d'hôtes. L'ensemble des résultats obtenus ont finalement été utilisées de façon à mieux comprendre le rôle potentiel de certaines espèces d'Eupelmus sur des insectes ravageurs, la mouche de l'olive Bactrocera oleae et le cynips du châtaignier Dryocosmus kuriphilus.

The genus Eupelmus Dalman (Chalcidoidea: Eupelmidae: Eupelminae) includes ecto-parasitoids attacking mostly nymphal and larval stages of various holometabolous insects. So far, the systematics of the Eupelmus genus remained poorly resolved due to limited data restricted to morphological information and the absence of recent, reliable and comprehensive taxonomic revisions. In this context, many questions arise concerning (i) the relevance of the current sub-generic classification of the Eupelmus genus; (ii) the availability of the taxonomic status of some species described; (iii) the reliability of ecologic information such as the host range and the geographical distribution; and therefore, (iv) the understanding of the ecological specialization's processes and the potential role of certain species of Eupelmus as auxiliaries of biological control. This thesis work has therefore aimed to address all of these questions by using, for the purposes of phylogeny and taxonomy, an integrative approach combining molecular (nuclear and mitochondrial DNA) and morphological data.The results obtained concerning the sub-generic phylogenetic relationships show that the supposed structuration of Eupelmus genus into three subgenera (Eupelmus, Episolindelia and Macroneura), can not be retained and that this genus would be rather structured, at the retained geographical scale, in a dozen of species groups. In addition, the study of taxonomy of two complexes (sets of morphologically similar species), the complex “urozonus” and “vesicularis”, overall highlights unsuspected diversity in the Euro-Mediterranean area and more than ten species have been discovered and described as new species on the occasion of this work. Generally, the morphological characteristics, nuclear markers and mitochondrial markers have been relatively consistent except within the vesicularis complex which exhibits more marked divergence in the mitochondrial DNA.In the particular case of the urozonus species group, this thesis work has also allowed us to study the evolution of the host specificity in relation to a relatively well-resolved multi-locus molecular phylogeny and an estimate of the length of ovipositor, a morphological character that could explain the ability to parasitize protected hosts. In general, the comparative analyses show that the host specificity is not constrained by the phylogeny. We indeed observe highly contrasted hosts ranges between closely phylogenetically related species. Similarly, the length of ovipositor, which seems a very labile character at this scale, does not seem to determine the host range. All the results obtained have finally been used to better understand the potential role of some Eupelmus species on two insect pests, the fruit olive fly Bactrocera oleae and the chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus.