Study of phylogenetic relationships between the types of Phytoseiidae (Acari Mesostigmata) and implications for biological control
Etude des relations phylogénétiques entre les genres de Phytoseiidae (Acari Mesostigmata) et implications pour la lutte biologique
Résumé
This thesis deals with the taxonomy of predatory mites of the family Phytoseiidae, that contains several species used in biological control of pest mites and small insects. The taxonomy of these minute organisms (<500 μm), i.e. specific identification and phylogenetic relationships, is essentially based on morphological characters. These characters, which are sometimes difficult to visualize, interpret (variations in intra and inter-taxa, analogies) and in small numbers, make the identification of species and the current classification questionable. No phylogenetic analysis supports the taxonomy of this family. Moreover, the molecular markers developed up to now are not adapted to define reliable relations between supraspecific taxa. This work aims at: (i) characterizing using molecular markers the identity of two species useful in biological control and establishing molecular decision rules based on several analytical concepts and (ii) determining via the development of new markers the supraspecific relations within the Euseiini tribe and then at the level of the whole family. For the specific diagnosis, this work has shown through the example of Amblyseius swirskii and Phytoseius finitimus the usefulness of integrative approaches including several markers, due to the strong variation in mitochondrial markers at the intraspecific level. Maximum genetic distance values between specimens of the same species (9%, 23% and 2.8% for 12S rRNA, CYTB DNA mt and ITSS) were established. Concerning supraspecific relationships, new molecular markers have been developed. The combination of six molecular markers (12S rRNA, CYTB DNA mt, COI DNA mt, ITSS, 28S rRNA, and HSP90) now allows resolving different supraspecific ranks to be investigated. The application of these markers to the tribe Euseiini and to the family shows that certain taxa were valid. For example, this work emphasizes the monophyly of the Euseiini and representatives of the sub-tribes considered. The genus Iphiseius seems to not be valid and is included in the genus Euseius. Morphological, biogeographical and ecological analyses (host plants) carried out at the level of the whole tribe on the basis of a bibliographic compilation, emphasized the West Gondwanaland origin of this taxon on plants of Rosidae and the evolution of certain morphological characters. This thesis opens new insights for studying the relationships between the genera of Phytoseiidae due to the new markers developed. Studies should continue to (i) extend the panel of available markers and (ii) increase the sampling of species to be included in analyses related to their bio-ecological characteristics in order to determine how phylogenetic relationships can predict interesting life traits for biological control implementation (prey, plants, alternative food).
Cette thèse porte sur la taxonomie des acariens prédateurs de la famille des Phytoseiidae, dont certaines espèces sont utilisées en lutte biologique pour contrôler des acariens ravageurs et quelques petites espèces d’insectes. La taxonomie de ces organismes de petite taille (<500 μm), i.e. identification spécifique et relations entre les taxa, est essentiellement basée sur des caractères morphologiques. Ces caractères parfois difficiles à visualiser, à interpréter (variations intra et inter-taxa, analogies) et en faible nombre rendent l’identification des espèces et la classification actuelle sujette à certaines interrogations ; aucune analyse phylogénétique ne soutient en effet la taxonomie de cette famille. De plus les marqueurs moléculaires développés jusqu’à aujourd’hui ne permettent pas de définir de façon fiable les relations entre les taxa supraspécifiques. Ce travail présente deux objectifs: (i) caractériser via des outils moléculaires l’identité spécifique de deux taxa utiles en lutte biologique et établir des règles de décision moléculaire sur la base de plusieurs concepts analytiques et (ii) déterminer via le développement de nouveaux marqueurs moléculaires les relations supraspécifiques à l’intérieur de la tribu des Euseiini puis au niveau de l’ensemble de la famille. Concernant le diagnostic spécifique, ce travail a montré à travers l’exemple d’Amblyseius swirskii et Phytoseius finitimus l’utilité d’approches intégratives comprenant plusieurs marqueurs, du fait de la forte variation des marqueurs mitochondriaux au niveau intraspécifique. Les valeurs maximales des distances génétiques entre spécimens d’une même espèce (9%, 23% et 2.8 % pour 12S ARNr, CYTB ADN mt et ITSS) ont été établies. Concernant les relations supraspécifiques, des nouveaux marqueurs moléculaires ont été développés. La combinaison de six marqueurs moléculaires (12S ARNr, CYTB ADN mt, COI ADN mt, ITSS, 28S ARNr, HSP90) permet désormais de résoudre les différents rangs taxonomiques à investiguer. L’application de ces marqueurs à la tribu des Euseiini et à l’ensemble de la famille a permis de conclure quant à la validité de certains taxa. Par exemple, ce travail a montré la monophylie des Euseiini et des représentants des sous- tribus considérés. Le genre Iphiseius ne semble en revanche pas valide et inclus dans le genre Euseius. Des analyses morphologiques, biogéographiques et écologiques (plantes-hôtes) réalisées au niveau de l’ensemble de la tribu sur la base d’une compilation bibliographique, ont permis d’émettre des scénarios quant à l’origine ouest gondwanienne de ce taxon sur des plantes de Rosidées et quant à l’évolution de certains caractères morphologiques.Ce travail de thèse ouvre des perspectives d’étude des relations entre les genres de Phytoseiidae du fait des nouveaux marqueurs développés. Les études doivent se poursuivre pour (i) étendre le panel de marqueurs disponibles et surtout (ii) augmenter l’échantillonnage des espèces à inclure dans les analyses en lien avec leurs caractéristiques bioécologiques afin de déterminer comment les relations phylogénétiques peuvent constituer un outil de prédiction de ces caractéristiques utiles à connaître pour la mise en œuvre de la lutte biologique (proies, plantes, nourriture alternative).
Origine : Version validée par le jury (STAR)