Histoire évolutive et potentiel adaptatif : une approche éco-évolutive de la vulnérabilité des espèces aux changements climatiques

Evolutionary history and adaptive potential : an eco-evolutionary approach of species vulnerability to climate change

• Auteur / Autrice : Luana Bourgeaud
• Direction : Gaël Grenouillet, Jérôme Murienne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, biodiversité et évolution
• Date : Soutenance le 03/02/2020
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution et Diversité Biologique (Toulouse ; 2003-2023)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évolution (biologie)

Poissons -- Distribution géographique

Effets du climat

Adaptation (biologie)

Mots clés libres

Niche climatique

Taux d'évolution

Changement climatique

Capacité d'adaptation

Déplacement d'aire de distribution

Poisson

Climatic niche

Evolutionary rates

Climate change

Adaptive capacity

Range shift

Fish

Résumé

Comprendre les processus influençant la distribution géographique des espèces est un des objectifs en écologie et il revêt actuellement un intérêt particulier puisque le changement climatique causé par les activités humaines entraine la redistribution des espèces à la surface du globe. Dans ce contexte, nous avons exploré la dynamique temporelle de la niche climatique (ensemble des exigences climatiques d'une espèce) dans le but de déterminer la capacité des espèces à faire face aux changements climatiques. Pour cela, nous nous sommes intéressés aux taux de changements de niches climatiques passés qui décrivent les changements de niches climatiques survenus au cours de l'histoire évolutive des espèces faisant alors l'hypothèse que les changements climatiques passés pourraient refléter les changements climatiques actuels. Suite à la reconstruction d'une phylogénie datée pour 12616 espèces de poissons, nous avons compilé des données climatiques et de distributions afin d'estimer pour chaque espèce les taux de changements de niches climatiques passés. Dans un premier projet, nous avons étudié les facteurs influençant les taux de changements de niches climatiques passés dans les milieux aquatiques. Nous avons en particulier confirmé que les taux de changements de niches climatiques passés sont plus forts vers les latitudes les plus hautes. Nous avons également discuté des différences entre les écosystèmes marins et d'eau douce. Dans un deuxième projet, nous avons corrélé les taux de changements de niches climatiques avec des mesures de déplacements d'aires de distribution contemporains. Nous avons montré que les taux de changements de niches climatiques sont positivement associés aux déplacements d'aires de distribution contemporains chez les poissons marins. Nos résultats suggèrent que l'influence des taux de changements de niches climatiques passés et plus généralement de l'histoire évolutive des espèces sur leurs réponses aux changements climatiques actuels doit être explorée plus amplement pour définir comment ce domaine pourra informer la conservation de la biodiversité.

Understanding the processes influencing the geographical distribution of species is one of the main aims in ecology and is of particular interest since climate change caused by human activities is currently leading to the geographical redistribution of species. In this context, we explored the temporal dynamics of the climatic niche (the set of climatic requirements of a species) in an attempt to determine species' ability to cope with climate change. To do this, we investigated historical rates of climatic niche change which describe past climatic niche changes that occurred over the course of species evolutionary history assuming that past climatic changes reflect current climate change. Following the reconstruction of a dated phylogeny for 12,616 fish species, we compiled climate and distribution data to estimate historical rates of climatic niche change. In a first project, we studied the factors influencing historical rates of climatic niche change in aquatic environments. In particular, we confirmed that historical rates of climatic niche change are greater at higher latitudes. We also discussed the differences between marine and freshwater ecosystems. In a second project, we correlated historical rates of climatic niche change with measures of contemporary range shifts. We showed that historical rates of climatic niche change are positively associated with contemporary range shifts in marine fish. Our results suggest that the influence of historical rates of climatic niche change and more generally of species evolutionary history on their response to current climate change needs to be further explored to determine how it can inform biodiversity conservation.