Taxonomie intégrative, phylogénie et diversification des Turridae (Gastropoda, Conoidea)

Integrative taxonomy, phylogeny and diversification of Turridae (Gastropoda, Conoidea)

• Auteur / Autrice : Paul Zaharias
• Direction : Nicolas Puillandre
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Systématique, Evolution
• Date : Inscription en doctorat le 18/10/2016; Soutenance le 13/12/2019
• 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-....)

Mots clés

Mots clés libres

Turridae

Gastropoda

Taxonomie intégrative

Phylogénomique

Diversification

Macroévolution

Turridae

Gastropoda

Integrative taxonomy

Phylogenomics

Diversification

Macroevolution

Résumé

Les Turridae constituent un groupe de gastéropodes marins prédateurs venimeux, présents dans presque toute la zone pantropicale et des côtes à plus de 3000 m de profondeur. Etant donné leur faible diversité (environ 200 espèces décrites), relativement à leurs taxons frères au sein des Conoidea, et l’absence apparente d’innovation-clé spécifique à ce groupe, la question de la thèse est la suivante : quelles sont les dynamiques de diversification et les moteurs de cette diversification chez les Turridae ? Toutefois, il n’est possible d’y répondre qu’à condition d’avoir un cadre systématique robuste. Les approches traditionnelles de systématique, basées sur des considérations morpho-anatomiques, sont confrontées à des problèmes de plasticité de la coquille et des organes, que ce soit dans des temps évolutifs courts ou longs. L’outil moléculaire a donc été privilégié pour répondre à cette question. Dans une première partie, un pipeline de taxonomie intégrative a été défini et utilisé pour délimiter des hypothèses d’espèces chez les Turridae. Ce pipeline a résulté en environ 200 hypothèses d’espèces, dont il n’est pas toujours facile de savoir si elles ont déjà été décrites ou non. J’explore cette problématique avec une analyse poussée du genre Cryptogemma. L’acquisition semi-automatisée de données morphométriques a permis d’attribuer avec confiance 23 spécimens porte-noms à 8 espèces délimitées, illustrant la confusion taxonomique qui existe chez les Turridae. Dans une seconde partie, je construis une phylogénie des Turridae en utilisant une approche de « génome-réduit ». Ces approches ont permis de séquencer environ 4000 loci pour 110 hypothèses d’espèce. Les topologies retrouvées mettent en évidence de façon robuste la polyphylie du genre Gemmula, au sein duquel 13 genres potentiellement doivent être décrits. Enfin, j’utilise les résultats combinés de la taxonomie intégrative et la phylogénie, ainsi que des méthodes récentes pour pour étudier la dynamique de diversification de groupe. La famille des Turridae apparaît comme un groupe dont les taux de diversification passés seraient plus importants qu’actuellement. Des liens ont été trouvés entre la diversification et certains traits comme la protoconque, la forme et la taille de la coquille et la bathymétrie. La stratégie de systématique utilisée pendant cette thèse s’est révélée efficace pour permettre à répondre à des questions-clefs liées à la diversification des gastéropodes marins, proposant des résultats inédits.

The Turridae are a group of predatory venomous marine gastropods, found in almost all the pantropical zone, from shallow-water to more than 3000m deep. Considering their low diversity (about 200 described species), relatively to their sister taxa within the Conoidea, and the apparent absence of specific key innovation, the question of this PhD is: what is the diversification dynamic and the drivers of diversification within the Turridae? However, it is possible to answer to this question only with a robust systematic framework. Traditional approaches of systematics, based on morpho-anatomical considerations only, are confronted to problems of shell and organ plasticity, whether it is on a short or long evolutionary timeframe. Hence, molecular tools were privileged to answer this question. In the first part, a taxonomic pipeline was defined and used to delimit species hypotheses within the Turridae. This pipeline resulted in about 200 species hypotheses, for which it is not always easy to know if they have been previously described or not. I explore this problematic with an analysis of Cryptogemma. The semi-automatized acquisition of morphometric data allowed attributing 23 name-bearing specimens to the 8 delimited species with more confidence, illustrating the great taxonomic confusion in the Turridae. In the second part, I constructed a phylogeny of Turridae using a “reduced-genome” approach. These approaches allowed me to sequence about 4000 loci for 110 species hypotheses. The retrieved topologies showed robust evidence for the paraphyly of Gemmula, for which 13 new genera can potentially be described. Finally, I combined the results from integrative taxonomy and phylogeny, as well as recent methods to study diversification dynamics. The Turridae family appears as a group with higher past diversification rates than present ones. Furthermore, links have been found between diversification rates and some traits like protoconch, shell shape and size and bathymetry. The systematic strategy applied in this PhD show great efficiency and allowed answering key evolutionary questions linked to diversification in marine gastropods, with unprecedented results.