Etude systématique, cladistique et biogéographique des Baetidae (Ephemeroptera) de Madagascar
Creators: name: Gattoliat, Jean-Luc
Publisher: name: Unknown
Year: 0

description: Les Ephéméroptères constituent un ordre très archaïque d’insectes ailés, comprenant un nombre réduit d’espèces (actuellement environ 2500 espèces). Les larves sont aquatiques; la durée de ce stade est en général d’une année. Le stade adulte est par contre extrêmement bref: de quelques heures à quelques jours. La fonction quasi unique de ce stade est la reproduction. Par sa superficie, Madagascar est la quatrième île du monde. Elle est située dans la partie occidentale de l’Océan Indien à plus de 300 km de la côte africaine. Madagascar faisait partie du super-continent Gondwana. Elle s’est séparée de l’Afrique (-165 M.a.), puis a migré vers le Sud (-125 M.a.) avant de se détacher du sous-continent indien (-65 M.a.). La connaissance des Ephéméroptères malgaches était, jusqu’à très récemment, extrêmement limitée. Grâce au programme Biodiversité et biotypologie des eaux continentales malgaches, lancé conjointement par l’ORSTOM (actuel IRD, France) et le CNRE (Madagascar), un inventaire à large échelle de la macrofaune benthique malgache a été entrepris. La systématique de plusieurs familles d’Ephéméroptères (Tricorythidae, Polymitarcyidae, Palingeniidae,…), ainsi que d’autres groupes d’invertébrés (Trichoptères, Simuliidae, macrocrustacés) a fait l’objet d’études approfondies. La présente étude consistue un des volets de ce programme. Jusqu’au milieu des années 1990, seules quatre espèces valides appartenant à trois genres différents étaient décrites de Madagascar. En 6 ans, ce ne sont pas moins de 25 articles qui sont consacrés à la systématique des Baetidae, permettant de décrire 50 espèces et 8 genres nouveaux. La faune malgache des Baetidae compte actuellement 22 genres et 54 espèces. Malgré sa taille, Madagascar possède une richesse, tant générique que spécifique équivalente à celle d’un continent. Notre connaissance des Baetidae est suffisamment avancée pour mener une étude cladistique et biogéographique. La reconstruction phylogénétique a permis de mettre en évidence cinq lignées principales à Madagascar et de préciser, pour chacune d’elles, les genres inclus et les caractères propres. La faune des Baetidae malgaches présente un taux d’endémicité très élevé: 53 des 54 espèces et un tiers des genres sont endémiques. Elle montre des affinités extrêmement fortes avec la faune africaine, puisque 90% des genres présents à Madagascar ou en Afrique ont une répartition strictement restreinte à cette région. Les autres composantes, notamment orientales et océaniennes, sont négligeables; ces régions n’ont en commun avec Madagascar qu’un nombre restreint de genres cosmopolites. Ces affinités sont en contradiction avec les données géologiques de la dislocation du Gondwana. Plusieurs explications peuvent être données pour résoudre cette contradiction. La plus vraisemblable est que le pouvoir de dispersion des Ephéméroptères, et des Baetidae en particulier, est nettement sous-estimé. L’étude des faunes des îles volcaniques récentes, telles que les Comores, démontre clairement que les Baetidae sont capables de dispersion sur une distance de plus de 300 km. Il est donc possible d’envisager une colonisation de Madagascar à partir de l’Afrique continentale postérieure à la séparation des deux plaques. Nous avons établi des scénarios retraçant l’histoire biogéographique de chacune des cinq lignées. Pour quatre d’entre elles, l’Afrique continentale est le centre d’origine. La cinquième lignée aurait une origine paléarctique; l’Afrique représenterait un centre secondaire de spéciation. Ces lignées auraient secondairement colonisé Madagascar à partir de l’Afrique continentale. Ce travail ouvre donc d’importantes perspectives. Il rend possible l’utilisation à un niveau générique, voire spécifique, des Baetidae pour des travaux de faunistique ou d’écologie, en particulier pour des études liées à la dégradation de la qualité de l’eau. Il devrait également pouvoir servir de base pour l’étude et la compréhension des phénomènes de dispersion et colonisation dans les îles et archipels de l’Ouest de l’Océan Indien.
description: Mayflies (Ephemeroptera) are among the oldest known flying insects and encompass a very small number of species (ca 2500 species). Larvae are strictly freshwater inhabitants; this stage lasts generally one year. The imaginal stage is extremely short, from few hours to few days, and is devoted almost entirely to reproduction. Madagascar is the fourth largest island in the world by area. It is situated in the western part of the Indian Ocean, at a distance of more than 300 km from the African coast. Madagascar belonged to Gondwana. It was first separated from the African plate (-165 M.y.), then moved to the South (-65 M.y.), before the break-off with the Indian plate (-65 M.y.). Knowledge of the Malagasy mayflies was until recently extremely poor. The program Biodiversity and Biotypology of Malagasy Freshwaters, jointly run by the French ORSTOM and the Malagasy CNRE, began a global survey of the freshwater macroinvertebrates. The systematics of several mayfly families (Tricorythidae, Polymitarcyidae, Palingeniidae,…), and other invertebrate groups (Caddisflies, Blackflies,…) was the subject of ground studies. Our present study is one part of this global program. Until the middle of the nineties, only four baetid species belonging to three different genera had been described from Madagascar. During the last six years, 25 papers were dedicated to the systematics of the Baetidae, allowing the description of 50 new species and 8 new genera. The Malagasy fauna encompasses now 22 genera and 54 species. Despite its size, Madagascar has the same diversity, at specific and generic level, as a continent. Our knowledge of the Baetidae is sufficient to perform a cladistic and biogeographical study. Our phylogenetic reconstruction allows us to propose five main lineages and to indicate, for each of them, the genera included and their features. The Malagasy fauna of Baetidae possesses a high level of endemicity: 53 of the 54 species and one third of the genera are endemic. It shows extremely strong affinities with the African fauna, as more than 90% of the genera present in Madagascar or in Africa have a distribution restricted to this area. Other components, especially Oriental and Oceanian, are negligible. These areas share with Madagascar only a few widespread genera. These African affinities are in contradiction with the geological events, especially the break-off history of Gondwana. Some explanations can be given to solve this contradiction. The most likely is that the dispersal power of the mayflies, especially of the Baetidae, is greatly underestimated. The study of recent volcanic islands, particularly of the Comoros, clearly demonstrates that the Baetidae are able to disperse over more than 300 km. Consequently, a colonisation by the Baetidae, of Madagascar from the continental Africa, after the break-off must be considered as possible. We have established scenarios explaining the biogeographical history of each of the five lineages. For four of them, Africa has to be regarded as the centre of origin. The fifth lineage probably has a Palearctic origin; Africa should be considered as a secondary centre of speciation. These lineages should have secondarily colonised Madagascar from continental Africa. This work opens up new perspectives. It allows the use of the Baetidae for faunistic and ecological studies, especially for problems related to water quality. It must be also considered as a first step for understanding the dispersion and colonisation of the islands of the western part of the Indian Ocean.