Le sujet de thèse suivant est mis au concours par l’école doctorale du Muséum national d’Histoire naturelle (ED227).

Les candidatures sont à adresser avant le 15 mai à Marianne Elias ([email protected]) et Rodolphe Rougerie ([email protected]) accompagnées des pièces suivantes :
– CV détaillé
– résumé du sujet de M2
– lettre de motivation
– relevé de notes de M1 et M2
– 1 ou 2 lettres de recommandation confidentielles établies par la/le responsable de spécialité et/ou responsable de stage de M2

La/le candidat(e) sélectionné(e) devra se présenter au concours de l’ED227 qui aura lieu les 29, 30 juin et 1er juillet 2016 à Paris. (Les modalités du recrutement sont détaillées ici : http://www.mnhn.fr/fr/enseignement-formation/enseignement-superieur/ecole-doctorale/recrutement)

Proposition de thèse ED227 – 10/2016 à 10/2019
Muséum national d’Histoire naturelle

Intitulé du sujet : Les Lépidoptères Saturniidae et Sphingidae de la région néotropicale : patrons spatiaux de diversité et dynamique de leur diversification.

UMR : UMR7205 Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité
Équipe d’accueil : Equipe DPSII, Diversité Périspécifique, Spéciations, Interactions, Invasions
Directeur de thèse HDR : Marianne Elias
Co-directeur : Rodolphe Rougerie
Contacts : [email protected]; [email protected]

Descriptif du sujet de thèse
Les patrons de diversité et la compréhension des mécanismes évolutifs et écologiques qui en sont à l’origine sont deux objets d’étude fondamentaux en biologie, formant un socle important pour l’élaboration de stratégies et de mesures de conservation des espèces. Nos connaissances dérivent cependant principalement d’études sur les vertébrés et les plantes ; aucune étude n’a encore été menée à large échelle chez les invertébrés, qui représentent pourtant les organismes pluricellulaires les plus diversifiés et un groupe fonctionnel extrêmement important. Cette lacune est largement causée par le déficit taxonomique et biogéographique affectant ces organismes, tout particulièrement dans la zone intertropicale qui renferme la majorité des espèces.
Dans ce contexte, nous proposons une étude visant à (1) documenter, dans la région néotropicale, les patrons de diversité de deux familles de Lépidoptères représentant plus de 2000 espèces et (2) analyser ces patrons dans un cadre évolutif et écologique pour déterminer les principaux mécanismes et évènements qui ont amené à cette diversité et à sa distribution spatiale. Les modèles étudiés – les Saturniidae et Sphingidae – sont aux insectes ce que les oiseaux sont aux vertébrés : diversifiés, spectaculaires et populaires. Ils offrent une opportunité unique de mener une telle étude sur des insectes pour plusieurs raisons :
– La richesse et l’étendue des collections, de la littérature et des bases de données.
– L’existence de librairies de codes-barres ADN pour près de 95% des espèces mondiales (>80000 séquences ADN) offrant une résolution taxonomique unique.
– L’existence de banques de tissus et extraits d’ADN pour la quasi-totalité des espèces.
– La disponibilité, pour de nombreuses espèces, de données en lien avec l’écologie, les capacités de dispersion et d’adaptation (ex. plantes-hôtes, phénologie).
– La relation de groupe frère entre ces familles et des radiations limitées au continent sud-américain pour plusieurs sous-familles permettant de comparer nos résultats dans différents clades.

L’étude portera sur la région néotropicale qui comprend plusieurs « points-chauds » de diversité et notamment la région tropicale andine qui est la région hébergeant la plus haute diversité biologique sur Terre. La documentation des patrons de diversité et la reconstruction de la dynamique spatiale et temporelle de diversification de ces papillons permettront de tester différentes hypothèses sous-jacentes aux évènements de spéciation, de colonisation, d’extinction à l’origine de la diversité actuelle et de sa distribution. Seront notamment testés :
– Les rôles d’importants changements paléo-environnementaux tels que ceux causés par l’orogénèse andine et les cycles d’ingression marine du bassin amazonien, la fermeture de l’isthme de panama, ainsi que les changements climatiques survenus au cours du cénozoïque.
– L’impact sur cette diversification de caractéristiques biologiques des espèces et des lignées.

Résultats attendus
Le travail du doctorant mènera à la discrimination par une approche intégrative de la diversité des espèces de Saturniidae et Sphingidae de la région néotropicale et à la caractérisation de leurs aires de distribution. Des phylogénies datées incluant toutes les espèces d’une sélection de genres parmi les plus diversifiés seront produites par une approche pangénomique faisant appel aux nouvelles technologies de séquençage.
Ces résultats bruts serviront de base aux analyses des patrons temporels et spatiaux de diversification et permettront de tester les rôles respectifs des évènements géologiques et climatiques et des caractères écologiques dans la diversification. La comparaison des deux familles permettra d’identifier des processus communs, ou particuliers à l’une de ces familles.

Stratégie de publication
1. Taxonomie intégrative (formation à la taxonomie moderne combinant approche morphologique et génétique) par la description d’au moins une espèce nouvelle par le doctorant. Par ex. dans Zookeys/Europen Journal of Taxonomy.
2. Données de distribution et SDMs : release dans GBIF/MapOfLife avec article d’accompagnement. Par ex. dans Biodiversity Data Journal, PLoSOne.
3. Phylogénie datée et complète à l’espèce d’un ou plusieurs genres des familles cibles, par une approche pangénomique (RAD, mitogénomes). Par ex. dans Molecular Phylogenetics and Evolution.
4. Diversification des deux familles dans la région néotropicale. Il s’agit de l’article principal, objectif de fin de doctorat et publiable dans une revue généraliste à fort impact – PNAS, PLoS Biology

Réorientation du sujet si échecs
Le sujet ne comporte pas de risques d’échec dans l’acquisition ou l’analyse des données nécessaires à son déroulement. Les données déjà acquises ou en cours d’acquisition dans le cadre de deux projets ATM (RADCOP et LONOMIA) en cours et du projet ACTIAS (porteur R. Rougerie) financé par la FRB (CESAB) seront suffisantes pour garantir le déroulement du doctorat et la réalisation de ses objectifs. La variable d’ajustement principale sera le degré de profondeur de l’analyse phylogénétique qui dépendra de l’obtention de financements dédiés.

Faisabilité sur 3 ans (échéancier)
Année 1 : compilation des données de diversité, de traits de vie et de distribution des espèces ; terrain éventuel (acquisition de tissus pour analyses moléculaires) ; travail de laboratoire pour la construction des jeux de données génétiques.

Année 2 : production des modèles de distribution géographique des espèces, analyses phylogénétiques.

Année 3 : analyses de diversification et rédaction de la thèse avec publication principale (#4) initiée en fin de thèse.

A noter le déroulement en parallèle du projet ACTIAS qui contribuera largement à la compilation des données de diversité, de traits de vie et de distribution lors de la 1ère année (emploi d’un technicien pour 12 mois à partir de 04/2016) et à la production des modèles de distribution géographique lors de la seconde année (postdoc employé pour 24 mois à partir de 11/2016)

Profil du candidat recherché
Le candidat devra avoir de bonnes compétences en systématique (taxonomie, phylogénie), en phylogénie moléculaire et si possible dans le domaine de la génomique et des méthodes faisant appel aux nouvelles technologies de séquençage. Une familiarité avec les outils d’analyse statistique tel le logiciel R est souhaitable.
Un intérêt pour l’entomologie et pour l’histoire biogéographique et climatique de la région néotropicale serait un atout, de même qu’une expérience du terrain en région tropicale ou du moins la volonté de participer à une mission de collecte en Amérique du Sud.

Sources de financement hors salaire (missions, séminaires, fonctionnement…)
– ATM du Museum 2015 (RADCOP) et 2016 (LONOMIA) produiront les phylogénies RADSeq pour 2 genres néotropicaux de Saturniidae ; nouvelles soumissions en 2017 et 2018 envisagées, pour fonctionnement/mission.
– Une demande est en cours dans le cadre d’un projet stratégique du Labex CEBA (NEOTROPHYL) pour fonctionnement (séquençage) et missions.
– Un projet ANR (SPHINX) porté par R. Rougerie a été déposé en réponse à l’appel à projets générique 2016 et est en cours d’évaluation. Pour fonctionnement (séquençage) et missions (terrain, conférence).
– l’UMR7205 (ISYEB) sera sollicité pour l’équipement informatique du doctorant et qu’elle ou il puisse donner un séminaire et participer au moins à une conférence internationale.
– Autres sources envisagées = Genoscope (séquençage) et Smithsonian Tropical Institute (mission).

Disponibilité du matériel nécessaire
– Le MNHN renferme les collections les plus riches au monde de Saturniidae néotropicaux.
– Réseau d’expertise et de collections accessible via l’un des co-directeur (R. Rougerie) et déjà activement impliqué dans le cadre des campagnes de barcoding pour les deux familles et du projet ACTIAS évoqué précédemment.
Disponibilité d’une banque de tissus congelés pour analyses génomiques et d’une banque d’ADN conservée à l’Université de Guelph (95% des espèces représentées).

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement.

Pout toute autre question, vous pouvez contacter [email protected].