Diversification adaptative des orchidées mouches comme modèle pour étudier la spéciation écologique et les radiations adaptatives – DiversiFly

Développer une recherche intégrative permettant d’élucider à la fois les liens entre génotypes, phénotypes et fitness et les bases génomiques de la variation constitue un défi majeur dans notre compréhension de la spéciation et de l’émergence de la biodiversité. Avec DiversiFly, je propose de mettre en place ce type d’approche en générant, analysant et comparant des données phénotypiques (morphométrie, coloration, odeur), génomiques et écologiques sur des orchidées du genre Ophrys. Ce genre présente un des taux de diversification les plus élevés et les zones hybrides formées dans la nature par certaines de ses espèces en font un modèle prometteur pour appréhender les causes des radiations adaptatives: phénomènes de diversification intenses et rapides en réponse à des pressions de sélection d’ordre écologique. Par ses approches, DiversiFly vise notamment à combiner des études à des échelles évolutives différentes, en s’intéressant à des espèces endémiques et menacées.

Dans une première partie, l’étude parallèle de deux zones hybrides nous permettra de déterminer quels sont les traits phénotypiques (morphologie, coloration, odeurs) impliqués de façon prépondérante dans l’adaptation et l’isolement reproductif au sein du clade O. insectifera. Via des analyses de clines, de recherches d’outliers et des études d’association, nous confronterons ensuite les données phénotypiques et génomiques (transcriptomes et génotypages par séquençage) afin de rechercher les bases génomiques des traits d’intérêt. Les liens entre phénotypes et fitness individuelle seront évalués sur des traits d’histoire de vie en lien avec le succès reproductif et la survie des individus. Dans la mesure où tous les individus seront marqués, les phénotypes et la fitness seront mesurés tous les ans, et ce sur la durée du projet afin d’étudier leur stabilité.

Dans une deuxième partie, nous faisons le lien entre les échelles micro- et ‘macro-‘ évolutive en travaillant sur l’ensemble du genre Ophrys. Nous utiliserons des transcriptomes floraux sur des espèces représentatives de la diversité du genre afin d’identifier les gènes qui façonnent le phénotype floral si particulier des Ophrys. En suivant une approche comparative, nous nous baserons ainsi aussi bien sur l’étude des séquences que sur les niveaux d’expression des gènes.

Nos résultats auront un impact significatif dans le domaine de l’écologie et de l’évolution en contribuant à l’émergence d’un nouveau modèle plante, à génome complexe pour étudier la spéciation et la diversification évolutive de plus grande ampleur. Ils contribueront également à des disciplines telles que la génomique, la biologie de la conservation, la systématique et la taxonomie. Nous croyons également qu’avec ses fleurs mimant des insectes, Ophrys est un excellent modèle pour la communication scientifique à destination du grand public.