Axe 1 : Biogéographie historique

Cet axe vise à comprendre et à reconstruire l’histoire des populations, des espèces et des communautés naturelles. Il est organisé autour de trois défis clés.
Démographie historique et changements d’aires de distribution

Nous cherchons à reconstruire l’histoire de la distribution des espèces et la démographie passée de leurs populations en relation avec les changements environnementaux. Ce défi se concentre sur les organismes introduits et/ou envahissants (plantes, insectes) afin de déduire l’histoire récente de leur colonisation, mais aussi sur des espèces domestiques afin d’étudier l’histoire de leur domestication et leurs liens avec les migrations humaines. Nous travaillons également sur les plantes et les arthropodes alpins afin de déduire leurs refuges passés pendant les glaciations quaternaires, et leurs récents changements d’aire de répartition en relation avec le retrait glaciaire et le réchauffement climatique. Nous employons aussi certaines approches utilisant des archives naturelles (par exemple les sédiments lacustres, les chronoséquences du retrait glaciaire) analysées à l’aide de la génétique historique (ADN environnemental), ce qui permet de déduire la dynamique passée de la biodiversité avec des niveaux de détails sans précédent.

Mots clés : démographie historique, coalescence, phylogéographie statistique, calcul bayésien approximé, modèles de distribution, metabarcoding environnemental

 

Mots clés : méthodes phylogénétiques comparatives, phylogénomique, modèles stochastiques d’évolution, taux de spéciation, ilots génomiques de différentiation, barrières reproductives
Tempo, mode et mécanismes de diversification du vivant

Notre but est de retracer les origines évolutives de la biodiversité afin de reconstruire le tempo et le mode de diversification des espèces et d’évolution de leurs niches, en particulier pour les régions riches en espèces (par exemple les paramos tropicaux, les systèmes montagneux européens) ou les clades qui ont connu une diversification rapide dans certains environnements (par exemple les Espeletinae et Primulaceae pour les plantes, les Charadriiformes pour les oiseaux). Nous essayons en particulier de comprendre comment ces patrons macro-évolutifs sont liés aux changements physiques et climatiques globaux passés tels que les soulèvements des chaines montagnes et les cycles climatiques du Pléistocène. Nous cherchons également à déterminer si les événements de spéciation ont été influencés par des facteurs environnementaux, par des innovations phénotypiques clés, ou encore par l’isolement spatial, en examinant les patrons de divergence génomique entre espèces.

 

Évolution des communautés et phylogéographie

Notre objectif est d’inférer les modifications passées d’assemblages d’espèces de divers niveaux trophiques et le long des gradients environnementaux, en particulier dans les régions alpines, et ce par le biais de la phylogéographie appliquée à de multiples espèces co-occurrentes - ce que nous appelons la phylogéographie des communautés. Ce défi exige de vérifier si les assemblages d’espèces ont connu des dynamiques démographiques et de dispersion synchrones (ou asynchrones) et cohérentes (ou divergentes) au cours du temps, en relation avec la force de leurs interactions écologiques. Il faut également vérifier si certains traits despèces ont entraîné des dynamiques de population et de distribution similaires (par exemple en étudiant des clades composés de nombreuses espèces envahissantes) et comment les changements passés de l’environnement physique (climat, géologie) ont influencé ces dynamiques.

Mots clés : phylogéographie comparative, calcul bayésien approximé, modèles d’évolution biogeographique, metabarcoding

 

Publications clés :
  • Yannic G, Helfer V, Sermier R, Schmidt BR, Fumagalli L (2021) Fine scale genetic structure in fire salamanders (Salamandra salamandra) along a rural-to-urban gradient. Conservation Genetics 22 (2), 275-292
  • Pouchon C, Lavergne S, Fernández A, Alberti A, Aubert S, Mavárez J (2021) Phylogenetic signatures of ecological divergence and leapfrog adaptive radiation in Espeletia. American Journal of Botany, 108(1):113–128
  • Verboom GA, Boucher FC, Ackerly DD, Wootton LM, Freyman WA (2020) Species selection regime and phylogenetic tree shape. Systematic Biology 69 (4), 774-794
  • Sherpa S, Renaud J, Guéguen M, Besnard G, Mouyon L, Rey D, Desprès L (2020) Landscape does matter : Disentangling founder effects from natural and human‐aided post‐introduction dispersal during an ongoing biological invasion. Journal of Animal Ecology 89 (9), 2027-2042
  • Dufour P, Descamps S, Chantepie S, Renaud J, Guéguen M, Schiffers K, Thuiller W, Lavergne S (2020) Reconstructing the geographic and climatic origins of long-distance bird migrations. Journal of Biogeography 47:155–166
  • Alsos I, Lavergne S, Merkel MKF, Boleda M, Lammers Y, Alberti A, Pouchon C, Denoeud F, Pitelkova I, Puscas M, Roquet C, Hurdu B, Thuiller W, Zimmermann N, Hollingsworth P, Coissac E (2020) The treasure vault can be opened : large scale genome skimming works equally well for herbarium as silica gel dried material. Plants 9:432
  • Barrabé L, Lavergne S, Karnadi-Abdelkader G, Drew B, Birnbaum P, Gâteblé G (2019) Changing ecological opportunities facilitated the explosive diversification of New Caledonian Oxera (Lamiaceae). Systematic Biology 68(3):460–481
  • Zinger L, Bonin A, (...), Boyer F, (...), Coissac E, (…) De Barba M, (...) Taberlet P (2019) DNA metabarcoding — Need for robust experimental designs to draw sound ecological conclusions. Molecular ecology 28 (8), 1857-1862
  • I Belabdi, (…) Pompanon F, (…), Da Silva A (2019) Genetic homogenization of indigenous sheep breeds in Northwest Africa. Scientific reports 9 (1), 7920