Phylogéographie

La phylogéographie est l'étude des principes et processus qui gouvernent la distribution des lignées généalogiques, spécialement celle de niveau intraspécifique^[1],[2].

Exemple de graphes relatif à une comparaison phylogéographique de Dendrobatidae

Elle étudie les phénomènes génétiques et démographiques, en particulier les phénomènes de spéciation^[2], ayant conduit à la distribution et à la structuration actuelle des populations, par exemple sous l'effet de la dérive des continents, des modifications de courants océaniques, des oscillations climatiques (qui induisent des glaciations et une baisse importante du niveau marin notamment), ou de catastrophes géoclimatiques (résilience post-crises d'extinctions majeures).

Depuis peu et prospectivement, elle doit prendre en compte le fait que l'Homme est à l'origine de grandes perturbations phylogéographiques, à échelles planétaire, suite à l'invention de l'usage du feu, de l'agriculture, et des transports planétaire (espèces introduites, espèces invasives, maladies émergentes, etc.), mais aussi suite à la fragmentation écopaysagère des continents, à la surpêche, ou suite à la destruction et artificialisation des milieux à grande échelle, ou encore suite au dérèglement climatique induite par des émissions massives de gaz à effet de serre, parallèlement à la destruction ou saturation de nombreux puits de carbone. La diffusion dans le milieu naturel de nombreuses populations clonées, et d'OGM ou d'espèces devenues antibiorésistantes, résistantes à certains biocides (dont pesticides agricoles ou domestiques ou vétérinaires) posent également de nouveaux problèmes

L’apport des SIG en phylogéographie

Un biais fréquent dans la littérature phylogéographique provient du fait que les aspects phylogéniques et pureemnt géographiques qui constituent cette discipline ont longtemps été isolés les uns des autres. Ainsi, la plupart du temps, les données qui constituent la phylogénie (les données moléculaires, les traits morphologiques observés, etc.) doivent être quantitatifs et statistiquement testables, alors que la composante géographique de la géophylogénie n’est souvent que qualitative. Pour cette raison, la phylogéographie a souvent été surtout une approche narrative et spéculative décrivant et analysant la microévolution et les principes de spéciation^[2].

Un système d’information géographique (SIG) est un ensemble informatique d’outils qui collecte, stocke, transforme, analyse et qui affiche des données variées géoréférencées pour résoudre des problèmes divers^[3]. La phylogéographie utilise un ensemble hétérogène de données quantitatives et qualitatives, obtenues à partir d’une grande variété de sources, et qui sont, ou peuvent être facilement géoréférencées. Les SIG facilitent l’intégration et l’interrelation des toutes ces données^[2].
Un défi est donc d'appliquer le potentiel offert par les outils de l'information géographique aux principes de la phylogéographie pour créer un système d’information phylogéographique dans le but d’unifier plus efficacement phylogénie et géographie^[2]. Cela est maintenant possible avec des logiciels^[4] Exemple : Geophylobuilder 1.0, qui crée des géophylogénies à partir d’une phylogénie et de données géographiques qui lui sont associées

Le SIG apporte un environnement informatique facile d'approche permettant la récolte, l'analyse et la visualisation de données géographiques, et donc de former des systèmes intégrés d’information phylogéographiques. Il y a actuellement un intérêt grandissant des phylogéographes pour l’analyse spatiale et géographique, et les SIG permettent de lier entre elles les données génétiques et environnementales provenant d’études diverses via un langage commun géoréférencé>^[2].

Geophylobuilder 1.0 pour ArcGIS

Geophylobuilder 1.0 pour ArcGIS^[5] est une extension développée par Kidd et Liu^[4]. Cette extension utilise les phylogénies, dont les fichiers sont de type Newick (.nwk), et des données qui définissent l’emplacement spatial des entités échantillonnées, comme un échantillon d’ADN, par exemple. La visualisation des géophylogénies ainsi créées est possible en deux dimensions dans ArcMap ou en trois dimensions dans ArcScene.

Exemple d’application de Geophylobuilder 1.0

L’article de Webb et al.^[6] décrit la phylogénie de la famille des Goodeidae sur la base de gènes mitochondriaux. Les auteurs ont tenté de décrire cette phylogénie dans un contexte géographique.

Voir aussi

Articles connexes

• Phylogénie
• Biogéographie
• Théories de distribution des espèces

Liens externes

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Bibliographie

• Avise, J.C. (1992) Molecular population structure and the biogeographic history of a regional fauna: a case history with lessons for conservation biology. Oikos 63: 62-76.
• Avise, J.C. (2000) Phylogeography: The history and formation of species Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.

Notes et références

1. ↑ (en) John C. Avise, « The history and purview of phylogeography : a personal reflexion. », dans Molecular Ecology, vol. 7, n^o 4, février 1998, p. 371-379 [lien DOI] 
2. ↑ ^{a, b, c, d, e et f} (en) David M. Kidd et Michael G. Ritchie, « Phylogeographic information systems : putting the geography into phylogeography », dans Journal of biogeography, vol. 33, n^o 11, 2006, p. 1851-1865 
3. ↑ (en) Ian Heywood, Sarah Cornelius, Steve Carver, An introduction to geographical information systems, Pearson Education Limited, 464 p. (ISBN 9780131293175) 
4. ↑ ^{a et b} (en) David M. Kidd et Xianhua Liu, « Geophylobuilder 1.0 : an ArcGIS extension for creating geophylogenies », dans Molecular Ecology Ressources, vol. 8, n^o 1, 2008, p. 88-91 [lien DOI] 
5. ↑ www.esri.com
6. ↑ Shane A. Webb, Jefferson A. Graves, Constantino Macias-Garcia, Anne E. Magurran, Diarmid Ó Foighil et Michael G. ritchie, « Molecular phylogeny of the livebearing Goodeidae (Cyprinodontiformes) », dans Molecular Phylogenetics and Evolution, vol. 30, n^o 3, 2003, p. 527-544 [lien DOI]