Une approche phylogénomique pour étudier la diversification, les changements de plantes-hôtes et la biogéographie chez deux tribus de papillons (Lepidoptera : Papilionidae)

A comprehensive phylogenomic approach to study diversification, host-plant shifts and biogeography in two tribes of swallowtail butterflies (Lepidoptera : Papilionidae)

• Auteur / Autrice : Eliette Reboud
• Direction : Benoît Nabholz, Fabien Condamine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et écologie évolutives
• Date : Soutenance le 07/12/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Emmanuelle Jousselin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas L.P. Couvreur, Rodolphe Rougerie
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Violaine Llaurens, Niklas Wahlberg
• DOI : 10.70675/3de397a3z690bz4151z86b8zdc15727822a1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génome

Biodiversité

Génomique

Phylogénie

Papilionidés

Lépidoptères

Mots clés libres

Leptocircini

Interaction plantes-Insectes

Diversification

Génomes de référence

Phylogénomique

Troidini

Leptocircini

Host-Plant shift

Troidini

Phylogenomics

Reference genomes

Diversification

Résumé

La diversité des espèces vivantes sur Terre n'est pas répartie équitablement dans l'espace, le temps, et entre lignées. L’origine de cette disparité est un questionnement phare des études macroévolutives. La grande diversité des insectes, en particulier, pose la question du rôle des facteurs biotiques et des innovations clefs tel que le contournement de défense des plantes dans la diversification des organismes. Bien que cela constitue l'une des théories principales de la diversification des insectes phytophages, de nombreux facteurs climatiques, morphologiques, ou contingents pourraient également avoir été des acteurs majeurs dans leur histoire évolutive. Pour explorer ces questions, il est nécessaire de se placer dans un cadre phylogénétique robuste et bien échantillonné, ce qui peut représenter un défi important pour des organismes non-modèles. Dans cette thèse, je traite cette question en reconstruisant les phylogénies quasi exhaustives, robustes et datées de deux tribus de la famille des Papilionidae, des papillons charismatiques à la répartition mondiale. A l'aide d'approches génomiques de délimitation d'espèces à l'échelle populationnelle, de productions de génomes complets et de génomes de référence, ainsi que des études phylogénomiques poussées, je révise la taxonomie des deux groupes, et infère leur histoire évolutive d’un point de vue biotique (plante hôte) et biogéographique. Cette étude comparative représente une avancée majeure pour la compréhension de l’histoire évolutive de la famille des Papilionidae, et souligne l'importance d’un échantillonnage exhaustif pour appréhender précisément les facteurs de leur diversification.

Understanding why biodiversity is not evenly distributed on Earth across space, time, and lineages is a key question in macroevolutionary studies. In particular, the great diversity of insects raises the question of the role of biotic factors and key innovations, such as the ability to circumvent plant defenses, in the diversification of organisms. Although this is one of the main theories for the diversification of phytophagous insects, numerous climatic, morphological or contingent factors could have also played an important role in their evolutionary history. To address these questions, it is necessary to build a robust and well-sampled phylogenetic framework at the species level, which can be challenging in the case of non-model organisms. In this thesis, I address this issue by reconstructing nearly complete, robust, and dated phylogenies of two tribes of swallowtail butterflies, a charismatic family of Lepidoptera with a worldwide distribution. I revise the taxonomy of the two groups using genomic approaches for species delimitation at the population level, production of reference genomes for several key genera and over 280 whole-genomes, and in-depth phylogenetic studies. Based on this work, I infer the evolutionary history of the two tribes in a biotic (host plant) and biogeographic framework. This comparative study represents a major advance in our understanding of the evolutionary history of Papilionidae, and emphasizes the importance of well-sampled studies in accurately unraveling the factors behind their diversification.