Projet ANR-08-JCJC-0120 – DEEP : Démêler les processus évolutifs et écologiques responsables des patrons de biodiversité aquatique souterraine
Programme : Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs (JCJC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 185000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les patrons universels de la biodiversité tels que le gradient latitudinal de richesse spécifique ou la relation entre richesses locale et régionale sont désormais bien établis. Toutefois, les rôles respectifs des principaux mécanismes relevant soit du hasard, de la nécessité ou de l'histoire à l'origine de ces patrons sont l'objet d'intenses controverses. La biodiversité des eaux souterraines présente des caractéristiques remarquables, mais si ses structures ont été largement documentées, peu d'arguments concluants permettent réellement de démêler les mécanismes qui la gouvernent. L'importante proportion d'espèces "relictes" et la petitesse des aires de distribution en milieu souterrain ont favorisé l'émergence de scénarios paléobiogéographiques séduisants permettant à la fois de proposer un mécanisme de spéciation, d'expliquer la distribution actuelle des espèces et de dater les évènements de colonisation. Tout d'abord, le scénario des relictes climatiques, fondé sur un type de spéciation allopatrique, implique que la stabilité du milieu souterrain aurait favorisé la survie des espèces là où leurs ancêtres de surface se seraient éteints en raison de bouleversements climatiques. L'hypothèse du glissement adaptatif est un scénario alternatif plus récent qui fait appel à un type de spéciation parapatrique afin d'expliquer l'existence d'espèces souterraines et de surface phylogénétiquement proches dans les régions tropicales du globe. Ainsi, quels que soient les processus évolutifs évoqués, la majorité des scénarios envisagés se sont appuyés sur une hypothèse de "non dispersion" afin d'interpréter les aires de distribution actuelle des espèces comme étant le simple reflet des aires de distribution ancestrales. La possibilité que ces aires soient aussi modelées par des phénomènes tels qu'une compétition entre congénères liée à l'extrême faiblesse des ressources trophiques n'a pratiquement reçu aucune attention. Récemment, la reconnaissance des limitations liées aux approches empiriques fondées sur un examen seul des structures de la biodiversité et l'apparition de nouvelles approches moléculaires conduisent à une remise en question qui fait vaciller certains paradigmes ayant longtemps guidés l'écologie souterraine. Ce projet applique et combine des approches novatrices afin de tester et de démêler les principales hypothèses longuement débattues qui ont été proposées afin d'expliquer les caractéristiques remarquables de la biodiversité souterraine. Il comprend 3 tâches complémentaires, elles-mêmes divisées en actions distinctes qui adressent chacune une question précise relative au rôle du hasard, de la nécessité ou de l'histoire dans la mise en place des patrons de biodiversité. Le genre Proasellus Dudich, 1925 (Isopode) a été choisi comme modèle biologique car il remplit les conditions nécessaires à la réalisation des tests de diversification et des méthodes comparatives implémentés dans ce projet. La tâche 1 dédiée aux processus évolutifs utilise des marqueurs moléculaires afin d'élucider: 1) le rôle des facteurs extrinsèques et intrinsèques dans la diversification; 2) le changement du taux d'évolution moléculaire lié à l'adaptation à la vie souterraine; 3) la contribution relative des spéciations épigée et hypogée; 4) l'importance de l'isolement génétique par la distance ou la fragmentation du milieu chez une espèce à recolonisation postglaciaire. La tâche 2 dédiée au rôle de la compétition interspécifique utilise les isotopes stables comme marqueurs trophiques afin de comparer: 1) les stratégies métaboliques de 2 espèces parapatriques; 2) les niches trophiques des 2 espèces près de la zone de contact; 3) l'influence de la compétition sur le taux d'assimilation (C & N). La tâche 3 intègre les connaissances acquises au cours du projet dans une modélisation qui évalue les rôles respectifs des facteurs abiotiques, de l'histoire, de la dispersion, et de la compétition sur la distribution d'une espèce cible. Notre récente implicati