The study of species appearance and disappearance at the geological scales is the main topic of my doctoral work. The joint use of reconstructed phylogenies and of methods identifying changes in extinction and speciation rates through the ages deepens our knowledge of the mechanisms explaining current day biodiversity. During my project, I use simulations and different methods for quantifying biodiversity changes to try to address the question of the influence of the genome onto the apparition of new species. In particular, I focus on the possibility for lineages to be more likely to form new species after a duplication of their genome. To do so, I first develop an algorithm simulating phylogenies, incorporating different types of macro-evolutionary events, such as a sudden increase of the number of species appearing, or their abrupt extinction, to test the power and specificity of commonly used methods set to detect such events. Then, I use biological data, from ray finned fishes and plant lineages, where genome duplications had been identified, to determine how these events shape the patterns of the apparition of species. In the first part of my work, I show that methods used are sufficiently robust to correctly identify changes in diversification tempos, even when simulations included noise. In the second part, I find a number of evidences indicating that if genome duplication in ray finned fishes had an influence on the appearance of species, it could not be detected a long time after the genomic event, as was proposed by some authors. In the last part of my work, I show using data from around sixty plant genera, that genome duplication is concomitant to the apparition of new species in around half of the cases. In general, this work builds on the rich debate regarding the study of long term consequences of genome duplication and brings some proof indicating its limited repercussion upon the success of species at the geological scale.
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L'étude de l'apparition et de la disparition des espèces à l'échelle des temps géologiques est au centre de mon travail de doctorat. L'utilisation conjointe de reconstructions d'arbres phylogéniques et de méthodes identifiant les changements de taux d'extinction et de spéciation à travers les âges permet d'améliorer notre compréhension des mécanismes expliquant la biodiversité observée de nos jours. Dans mon projet, j'ai utilisé d'une part des simulations et d'autres part différentes méthodes de quantification des changements de la biodiversité afin d'essayer d'adresser la question de l'influence du génome sur l'apparition de nouvelles espèces. Notamment, je me suis intéressé à la possibilité pour les lignées d'être plus aptes à former de nombreuses espèces après la duplication de leur génome. Pour cela, j'ai dans un premier temps développé un algorithme de simulation d'arbre phylogénique incorporant différents types d'événements, tels que la soudaine augmentation du nombre d'espèces qui apparaissent, ou leur extinction subite, afin de tester la puissance et la spécificité des méthodes couramment employées pour les détecter. Dans un second temps, j'ai utilisé des données biologiques, provenant d'espèces de poissons à nageoires rayonnées ainsi que de plantes, chez lesquelles des duplications de génome avaient été identifiées, afin de chercher les conséquences de ces événements sur le processus d'apparition des espèces. Dans la première partie de mon travail, j'ai trouvé que les méthodes que nous utilisions étaient suffisamment robustes pour identifier correctement les changements de tempo d'apparition d'espèces, même lorsque les simulations avaient été réalisées avec du bruit. Dans la seconde partie, j'ai trouvé un certain nombre d'indices laissant penser que si la duplication de génome chez les poissons à nageoires rayonnés avait une influence sur l'apparition des espèces, cet effet n'était pas observé longtemps après l'événement génomique, comme certains auteurs l'avaient proposé. Dans la dernière partie, je montre que, d'après les données d'une soixantaine de genres de plantes, la duplication de génome arrive simultanément avec l'apparition d'une nouvelle espèce dans environ la moitié des cas. Dans l'ensemble, ce travail s'inscrit dans le foisonnant thème de l'étude des conséquénces évolutives de la duplication de génome, et amène quelques preuves laissant penser que la duplication de génome a des répercussions limitées sur le succès des espèces à l'échelle des temps géologique.