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Diversification Andreas Prinzing. En cas de difficultés de compréhension: Sil vous plaît - coupez-moi la parole - contactez-moi à

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Présentation au sujet: "Diversification Andreas Prinzing. En cas de difficultés de compréhension: Sil vous plaît - coupez-moi la parole - contactez-moi à"— Transcription de la présentation:

1 Diversification Andreas Prinzing

2 En cas de difficultés de compréhension: Sil vous plaît - coupez-moi la parole - contactez-moi à / bâtiment 14 A, pièce 234 /

3 Le fichier powerpoint se trouve à: Un fichier powerpoint nest pas un article. Si quelque chose nest pas clair, -> contactez-moi à - - bâtiment 14 A, pièce 234

4 Diversification Changements évolutifs dans la richesse des lignées phylogénétiques ou des communautés écologiques

5 Lignées riches et pauvres Amborellaceae Reste des Angiospermes © 1990 Greg and Marybeth Dimijian © USDA Agricultural Research Service © Irène Létocart

6 Communautés riches et pauvres © galgenberg_rechnitz_tcm jpg © schilf-kl.jpggalgenberg_rechnitz_tcm jpg

7 Diversification Plan I Eléments de la diversification II Rôle des traits despèces III Rôle de lenvironnement

8 Diversification Plan I Eléments de la diversification II Rôle des traits despèces III Rôle de lenvironnement

9 I. Elements de la diversification Plan Spéciation Extinction (« diversification négative ») Etat statique * Variation dans ces éléments de la diversification * plutôt un pattern quun processus

10 I. Elements de la diversification Spéciation - Variation génétique - Division du pool de gènes - Persistance des isolats

11 I. Elements de la diversification Extinction - Extinction des populations locales - Manque détablissement de nouvelles populations - Petite aire de distribution globale

12 I. Elements de la diversification Etat statique = changements évolutifs limités -> ni spéciation ni extinction

13 I. Elements de la diversification Etat statique « Fossiles vivants » Latimeria du Devonien © Hans Fricke © Peter Wellnhofer

14 I. Elements de la diversification Etat statique « Fossiles vivants » Collemboles du Devonien © Steve P. Hopkin © Peter Wellnhofer ©

15 I. Elements de la diversification Etat statique Communautés de fossiles vivants © Adnoddau/darlith%20hefin/CollembolaT.jpg ©

16 I. Elements de la diversification Diversification = - beaucoup de spéciation - peu d extinction (et donc: pas un état statique)

17 I. Elements de la diversification Ces éléments sont très variables. La variation est non-aléatoire. - entre lignées - entre périodes

18 I. Elements de la diversification Variation parmi lignées! Taux de spéciation © Stanley 1979, Ridley 2004

19 I. Elements de la diversification © Simpson 1953; Ridley 2004 Survie Variation parmi lignées! Taux dextinction Mollusques bivalves Mammifères carnivores Survie des espèces

20 I. Elements de la diversification Variation en temps! Taux dextinction Animaux marins (genres) © Sepkoski 1996; Ridley 2004

21 I. Elements de la diversification © MacFadden 1992; Ridley 2004 Etat statique Variation en temps! Etat statique Chevaux

22 I. Elements de la diversification Variation énorme Etat statique © Ridley 2004 Questions? Commentaires?

23 I. Elements de la diversification Causes possibles de cette variation: Acteurs de la macroévolution: espèces, caractérisées par leur traits Théâtre de la macroévolution: types denvironnement

24 I. Elements de la diversification Résumé

25 I. Elements de la diversification Résumé Diversification varie Spéciation, extinction, état statique Différences non-aléatoires entre lignées et périodes Causes candidates: traits & environnements Questions? Commentaires?

26 Diversification Plan I Eléments de la diversification II Rôles des traits despèces III Rôle de lenvironnement

27 II. Rôles des traits despèces Plan Traits -> spéciation Traits -> extinction Traits -> état statique

28 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation Trois niveaux: Traits -> Variation génétique Traits -> Division du pool de gènes Traits -> Persistance des isolats

29 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation Trois niveaux: Traits -> Variation génétique Traits -> Division du pool de gènes Traits -> Persistance des isolats

30 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: variation génétique Entre autres…

31 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: variation génétique Temps de génération court Taux de spéciation sur 1 million dannées: Herbes: 1.15 Arbres: 0.12 © /

32 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: variation génétique Reproduction sexuée

33 I. Impactes des traits despèces Traits -> spéciation: variation génétique Réproduction sexué Ridley 2004 Questions? Ridley 2004

34 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation Trois niveaux: Traits -> Variation génétique Traits -> Division du pool de gènes Traits -> Persistance des isolats

35 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Pollinisation à travers des distances courtes (par ex. par insectes)

36 © Espèce pollinisée principalement par insectes: Peu déchange génétique au delà de quelques mètres

37 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Peu de pollinisation par le vent … Weidema et al 2000 Taux de allofécondation

38 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Peu de pollinisation par le vent… Weidema et al 2000 Taux de allofécondation augmente à cause de pollinisation par le vent

39 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes … et forte pollinisation par des insectes Weidema et al 2000 Pollinisation par insectes augmente encore lallofécondation (mais plutôt à travers distances courtes)

40 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Peu de pollinisation par le vent Weidema et al 2000 Questions? Commentaires?

41 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Absence de dispersion par le vent

42 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Sélection sexuée, par ex. par pollinisateurs © Morphologie2.html. OiseauxBourdonsAbeilles Papillons (jour) Papillons (nuit) Mouches

43 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes => Sélection diversifiante © Antevs/ecol438/sel_divr.gif

44 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Spécialisation Le degré de spécialisation est un trait

45 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Spécialisation importante -> races dhôtes, spéciation sympatrique © J. Feder

46 II. Rôles des traits despèces Nombre de biomes couverts par une espèce (moyenne à travers de lordre) Traits -> spéciation: division du pool de gènes Spécialisation importante -> petites populations -> isolement -> spéciation allo- / parapatrique HERNANDEZ FERNANDEZl & VRBA Questions?

47 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation

48 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation -> sélection directionnelle Surface adaptative Réponse du phénotype dun généraliste à la sélection

49 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation -> sélection directionnelle Surface adaptative Réponse du phénotype dun généraliste à la sélection Division du gènepool

50 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation -> sélection directionnelle Surface adaptative Réponse du phénotype dun spécialiste Price et al. 2003, Proceedings B Questions?

51 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation due à une forte plasticité

52 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité, i.e. la réponse dun individu à différents environnements.

53 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité intermédiaire peut être optimale Modélisation: Price et al. 2003, Proceedings B

54 Questions?

55 Omble arctique - Exemple particulière pas à aborder dans le cours

56 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité: un continuum entre phénotype (plasticité) et génotype © Omble arctique, Arctic Charr

57 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype ©

58 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype © Plancton Nourriture: Organismes benthiques

59 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype Adams & Huntingford Biol. J. Linn. Soc.

60 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype ADAMS & HUNTINGFORD 2004 Biol. J. Linn. Soc.

61 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype Variance Portion (%) due au totale milieu milieu interaction dorigine labo origine x labo

62 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype Variance expliqué par… Variance Portion (%) due au totale milieu milieu interaction dorigine labo origine x labo

63 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype Variance expliqué par… Variance Portion (%) due au totale milieu milieu interaction dorigine labo origine x labo

64 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Plasticité : un continuum entre phénotype et génotype -> début possible dune spéciation

65 Omble arctique - Exemple particulière pas à aborder dans le cours - Fin

66 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation due à une forte innovation

67 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation -> oiseaux: « innovations comportementales » => spéciations? © George Parashis

68 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes forte innovation -> oiseaux: « innovations comportementales » => spéciations? © Wolfgang Müller

69 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes forte innovation …..Peut-être, oui! NICOLAKAKIS ET AL Animal Behavior Nombre de publications sur un « comportement nouveau » Chaque point est un genre Questions?

70 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Faible spécialisation peut causer des « accidents » évolutifs: Dans des environnements différents, changements des traits *non-sélectés* => spéciation

71 Dodd 1989, Ridley 2004 Exemple: préférence daccouplement Questions?

72 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Polyploidisation: Voir cours de Mme Aïnouche…. MANUEL HERNANDEZ FERNANDEZl & ELISABETH S. VRBA 2005.

73 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: division du pool de gènes Polyploidization: facilitée par labsence dendosperme (Asteraceae, Crassulaceae, Rosaceae) ©

74 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation Trois niveaux: Traits -> Variation génétique Traits -> Division du pool de gènes Traits -> Persistance des isolats

75 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats © Antevs/ecol438/sel_divr.gif

76 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Reproduction végétative ( variation génét. !) ©

77 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Alloploidisation des hybrides stériles © Mark Hammond

78 Taille de génome - Exemple particulière pas à aborder dans le cours

79 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Faible taille du génome Taille du génome (2n) varie entre espèces... © Knight Annals Bot.

80 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Faible taille du génome … une grande part de cette information génétique est inutile. Est-ce quun grand génome pose un problème pour létablissement dune espèce?

81 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Faible taille du génome … pour létablissement dans une végétation… (Leishman 1999, 16 espèces des prairies) © cons/con3grasses.html.

82 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Faible taille du génome ….apparemment non! Leishman 1999, New Phytologist Questions?

83 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: persistance des isolats Faible taille du génome Mais cest lié avec lhistoire de vie des espèces Ackerly & Knight 2002, Ecology Letters Division du gènepool Etablissement des nouvelles populations

84 Relation taille de génome / taille de graines - Exemple particulière pas à aborder dans le cours - fin

85 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: Résumé ?

86 II. Rôles des traits despèces Traits -> spéciation: Résumé Variation génétique: génération court ; sexe Division du pool de gènes: absence de pollinisation et dispersion pas par le vent ; sélection diversifiante ; spécialisation (différents rôles possible), autopolyploidisation Persistance des isolats : Reprod. végétative ( variation génét. !) ; alloploidisation des hybrides Questions? Commentaires?

87 Cours II

88 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction Trois niveaux: Traits -> Extinction des populations locales Traits -> Manque détablissement de nouvelles populations Traits -> Petite aire de distribution globale

89 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: extinctions locales Owens & Bennett PNAS

90 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: extinctions locales Histoire de vie, par ex. petite taille corporelle chez les oiseaux Owens & Bennett PNAS

91 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: extinctions locales Spécialisation Spécialistes diminuent © Jürgen Herler Diminution de labondance

92 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: extinctions locales Grand génome Vinogradov Proceedings B © weblog/archives/2005/04/

93 © Shultz et al Proceedings B Traits -> extinction: extinctions locales Taille relative du cerveau Exemple oiseaux en Grande Bretagne: … voir « comportements innovateurs » II. Rôles des traits despèces

94 Traits -> extinction Trois niveaux: Traits -> Extinction des populations locales Traits -> Manque détablissement de nouvelles populations Traits -> Petite aire de distribution globale

95 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: manque de nouveaux établissements de populations locales

96 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: manque de nouveaux établissements de populations locales Histoire de vie, par ex. *grande* taille Familles de poissons Succès dintroduction Ruesink Conservation Biology

97 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: manque de nouveaux établissements de populations locales Faible capacité de dispersion © Holger Gröschl Warren et al Nature Spécialistes sédentaires Spécialistes mobiles Généralistes mobiles

98 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction Trois niveaux: Traits -> Extinction des populations locales Traits -> Manque détablissement de nouvelles populations Traits -> Petite aire de distribution globale

99 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction: Petite aire de distribution globale Faible capacité de dispersion spécialisation importante

100 II. Rôles des traits despèces Plan Traits -> spéciation Traits -> extinction Traits -> état statique

101 II. Rôles des traits despèces Traits -> état statique ?

102 II. Rôles des traits despèces Traits -> état statique ?Capacité de suivre la redistribution dun environnement: dispersion!

103 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction : Résumé ? Traits -> état statique: Résumé ?

104 II. Rôles des traits despèces Traits -> extinction : Résumé Extinctions locales : petite taille corporelle/du cerveau; génome lourde; spécialisation; Manque de nouveaux établissements : grande taille ; faible dispersion Petite aire de distribution globale : faible dispersion ; spécialisation Traits -> état statique: Résumé Très peu connu! Dispersion? Questions? Commentaires?

105 Diversification Plan I Eléments de la diversification II Rôles des traits despèces III Rôle de lenvironnement

106 III. Rôle de lenvironnement Plan Voies dimpact Impact direct Tri des traits qui influencent la diversification

107 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact

108 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Impact direct sur spéciation, extinction, état statique ©

109 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Impact direct sur spéciation, extinction, état statique ©

110 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents Niveau globale:

111 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents Niveau locale: types dhabitats

112 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents

113 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents

114 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents

115 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents

116 III. Rôle de lenvironnement Voies dimpact Tri des traits Environnements différents -> traits différents ?=> spéciation, extinction, état statique

117 III. Rôle de lenvironnement Plan Voies dimpact Impact direct Tri des traits

118 Impact direct III. Rôle de lenvironnement

119 Impact direct -> spéciation III. Rôle de lenvironnement

120 Impact direct -> spéciation via variation génétique via division du pool de gènes via persistance des isolats III. Rôle de lenvironnement

121 Impact direct -> spéciation via variation génétique (au sein dune population) Radiation UV -> mutations III. Rôle de lenvironnement

122 Rôle de lenvironnement Serratia (Bactérie)

123 Impact direct -> spéciation via variation génétique (entre populations) Environnements dune extension fluctuante -> bottlenecks -> dérive génétique Exemple: littoral III. Rôle de lenvironnement

124 Impact direct -> spéciation via variation génétique (entre populations) Isolement -> limitation de dispersion -> dérive génétique III. Rôle de lenvironnement

125 Impact direct->spéciation via division du pool de gènes Niches écologiques vides -> spéciation écologique ex. Pinsons de Darwin III. Rôle de lenvironnement

126 Impact direct->spéciation via division du pool de gènes Prédateurs: course aux armements évolutive (evolutionary arms race) III. Rôle de lenvironnement Danaus plexippus Asclepias

127 Impact direct->spéciation via persistance des isolats Fragmentation / Isolement: III. Rôle de lenvironnement Metatheria en Australie

128 Impact direct – extinction III. Rôle de lenvironnement

129 Impact direct -> extinction via extinction des populations locales Fragmentation III. Rôle de lenvironnement

130 Impact direct -> extinction via extinction des populations locales Perturbations III. Rôle de lenvironnement

131 Impact direct -> extinction, via manque détablissement des nouvelles populations Fragmentation III. Rôle de lenvironnement

132 Impact direct -> extinction via petite aire globale Petite aire de le zone climatique: par ex. Méditerranée III. Rôle de lenvironnement

133 Impact direct – résumée ? III. Rôle de lenvironnement

134 Spéciation : variation génétique : radiation UV-> mutations; extension fluctuante / fragmentation -> dérive génétique division du pool de gènes : spéciation écologique e.g. due aux « niches vides » persistance des isolats : fragmentation / isolement III. Rôle de lenvironnement

135 Extinction extinction des populations locales : fragmentation ; perturbations manque d établissement des nouvelles populations: fragmentation petite aire globale : petite aire de le zone climatique Questions? Commentaires III. Rôle de lenvironnement

136 Plan Voies dimpact Impact direct Tri des traits

137 -> spéciation -> extinction Exemples spéculatifs! Très peu est connu. III. Rôle de lenvironnement

138 Tri des traits -> spéciation III. Rôle de lenvironnement

139 Tri des traits -> spéciation, via variation génétique Environnements chauds -> temps de génération court -> fréquence importante de recombinations III. Rôle de lenvironnement

140 III. Rôle de lenvironnement

141 Tri des traits->spéciation, via division du pool de gènes (plantes:) abri du vent -> absence de pollonisation par vent -> faible flux de gènes III. Rôle de lenvironnement

142

143 Tri des traits->spéciation, via division du pool de gènes (plantes:) séléction sexuée par pollinisateurs -> transport des genes dirigé -> faible flux de gènes entre différents génotypes III. Rôle de lenvironnement

144

145 Tri des traits->spéciation, via division du pool de gènes Contraintes de temps -> faible spécialisation / large niche -> faible radiation dans différents niches -> peu de diversification OU -> population exposé à multiples pressions de sélection -> beaucoup de diversification III. Rôle de lenvironnement

146 Temps pour chercher colza: Facteur limitantnon limitant (-> généralistes) (-> spécialistes de colza)

147 Tri des traits -> spéciation via persistence des isolats Perturbations très fréquents ou très rares -> Reproduction végétative prospère -> Survie des hybrides stériles III. Rôle de lenvironnement

148

149 Tri des traits –> extinction III. Rôle de lenvironnement

150 Tri des traits->extinction, via extinction des populations locales Climat chaud -> petite taille: III. Rôle de lenvironnement

151 petite taille -> risque dextinction (dans certains groups):

152 Tri des traits->extinction via extinction des populations locales Spécialisation forte en forêt tropical? III. Rôle de lenvironnement

153 Tri des traits->extinction, via manque de établissement des nouveaux populations Faible capacité de dispersion: espèce herbacées dans un forêt III. Rôle de lenvironnement

154 Tri des traits->extinction, via petite aire globale Faible capacité de dispersion …. Spécialisation importante …. III. Rôle de lenvironnement

155 Tri des traits – résumée ? III. Rôle de lenvironnement

156 Spéculations… III. Rôle de lenvironnement

157 Spéciation: Variation génétique par ex.: chaleur -> générations plus courts Division du pool de gènes par ex.: pollinisateurs fréquents -> sélection divergente Persistance des isolats par ex.: perturbations rares -> reproduction végétative -> survie des hybrides stériles III. Rôle de lenvironnement

158 Extinction Extinction des populations locales par ex.: chaleur -> taille corporelle petite Manque d établissement des nouveaux populations par ex.: abri de vent -> faible dispersion Petit aire globale les même quavant (?) III. Rôle de lenvironnement

159 Diversification Plan I Eléments de la diversification II Rôles des traits despèces III Rôle de lenvironnement

160 IV. Questions ouvertes Bilan du rôle de - taille corporelle - spécialisation - fragmentation - chaleur

161 IV. Questions Bilan du rôle de lenvironnement - impacts directs - impacts par un tri de traits

162 IV. Questions Échelle - biogéographique? - types dhabitats?


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