Systématique et biogéographie du genre Cardiodactylus (Orthoptères : Eneopterinae : Lebinthini) en Asie du Sud-Est

Systematics and biogeography of the genus Cardiodactylus (Orthoptera : Eneopterinae : Lebinthini) in the Southeast Asia

• Auteur / Autrice : Jiajia Dong
• Direction : Tony Robillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 24/11/2017
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de systématique, évolution, biodiversité (Paris ; 2009-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tony Robillard, Maria Marta Cigliano, Emmanuelle Jousselin, Anne-Geneviève Bagnères-Urbany, Laure Desutter-Grandcolas, Jean-Yves Dubuisson
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Maria Marta Cigliano, Emmanuelle Jousselin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biogéographie

Animaux -- Classification

Eneopterinae

Grillons

Mots clés libres

Biodiversité

Taxonomie

Biogéographie historique

Mitogénome

Asie du Sud-Est

Systématique

Biodiversity

Taxonomy

Historical biogeography

Mitogenome

Southeast Asia

Systematics

Résumé

Parmi les grillons de la sous-famille Eneopterinae, Cardiodactylus Saussure, 1878 (Orthoptera : Eneopterinae : Lebinthini) est le genre avec le plus grand nombre d’espèces et le plus largement distribué. Il comprend 82 espèces organisées en deux groupes d'espèces (groupes Noveaguineae et Efordi). L’aire de distribution des espèces englobe des centaines d'îles et de territoires allant des côtes de l'Asie du Sud-Est aux îles Samoa. Les espèces de Cardiodactylus présentent des patrons de distribution contrastés, certaines étant fortement endémiques tandis que d'autres sont distribuées dans toute la région du Pacifique occidental. Cette diversité, conjuguée au riche contexte géologique des régions de l'Asie du Sud-Est et du Pacifique, offre de grandes opportunités pour aborder des questions biogéographiques et étudier la dynamique de la diversification insulaire. Malgré les efforts récents pour améliorer les connaissances taxonomiques de Cardiodactylus, la diversité du genre est telle que de nombreuses nouvelles espèces restent encore à découvrir. Dans un premier temps, des études taxonomiques fondées sur des données morphologiques, moléculaires et acoustiques ont permis de décrire cinq nouvelles espèces de Nouvelle-Guinée orientale et de redécrire deux espèces. Dans un second temps, la phylogénie moléculaire de Cardiodactylus a été reconstruite. Les résultats soutiennent la monophylie du genre, des espèces testées et du groupe d'espèces Novaeguineae. Le groupe d'espèces Efordi est clairement paraphylétique, ce qui tend à confirmer la présence d'un troisième groupe d'espèces, comme le suggère l'étude taxonomique. Selon l'analyse de biogéographie historique, l'origine de Cardiodactylus se situe dans le Pacifique Ouest au cours de l'Éocène moyen (environ 42 Ma). Cardiodactylus a ensuite colonisé l'Asie du Sud-Est depuis l'Est vers l’Ouest via une zone de transition correspondant à la Nouvelle-Guinée, et ce en empruntant trois chemins indépendants : Java, Sulawesi et les Philippines. Ce travail montre que la grande diversité de Cardiodactylus en Asie du Sud-Est s’est mise en place au Miocène à travers l'accumulation d’événements de diversification in situ et d'événements d’immigration. Dans un troisième temps, un protocole et des jeux d'amorces ont été mis au point pour amplifier les mitogénomes de grillons. La méthode a été illustrée par l'amplification du mitogénome de l'espèce Cardiodactylus muiri Otte, 2007 par une approche de PCR longue associée au séquençage de nouvelle génération. Le but de ce travail est d'obtenir des données moléculaires plus informatives à faible coût, mais avec une couverture taxonomique élevée pour de futures reconstructions phylogénétiques.

Among the crickets of the subfamily Eneopterinae, Cardiodactylus Saussure, 1878 (Orthoptera: Eneopterinae: Lebinthini) is the most speciose and widely distributed genus. It consists of 82 species organized in two species groups (Noveaguineae and Efordi species groups). The species distributions encompass hundreds of islands and territories ranging from the coasts of Southeast Asia to the Samoan islands. Cardiodactylus species show contrastive distribution patterns, some being highly endemic while others are distributed in the whole Western Pacific region. This diversity coupled with the rich geological context of the Southeast Asian and Pacific regions, offers great opportunities to address biogeographical questions and investigate the dynamics of diversification in islands.Despite recent efforts to improve the taxonomical knowledge of Cardiodactylus, its diversity is so high that many new species still continue to be discovered. In a first stage, taxonomic studies based on morphological, molecular and acoustic data led to the description of five new species from Eastern New Guinea and to the redescription of two species. In a second stage, the molecular phylogeny of Cardiodactylus was reconstructed. The results support the monophyly of the genus, of the tested species, and of the Novaeguineae species group. The Efordi species group is clearly found paraphyletic, which tends to confirm the presence of a third species group, as suggested by the taxonomical study. According to the historical biogeographic analysis, the origin of Cardiodactylus was recovered in the Western Pacific during the Mid-Eocene (ca. 42 Ma). Through the transition zone of New Guinea, Cardiodactylus colonized Southeast Asia from East to West through three independent passageways: Java, Sulawesi and the Philippines. This work showed that the high diversity of Southeast Asian Cardiodactylus took place during the Miocene, as a result of accumulation of in situ diversification and immigration events. In a third stage, a protocol and sets of primers were designed to amplify mitogenomes in crickets. The method was exemplified by amplifying the mitogenome of the species Cardiodactylus muiri Otte, 2007 with a long-PCR approach combined with Next-Generation Sequencing. The purpose of this work is to obtain more informative molecular data with relatively low-cost but high taxonomic coverage for future phylogenetic reconstructions.