Evolution of coloration : a study of the palette of Vertebrates

La coloration joue souvent un rôle essentiel dans la survie et la reproduction des individus. En raison de ce rôle, son évolution est déterminée par des pressions sélectives multiples et souvent opposées. Cela en fait un trait intéressant pour comprendre le détail des processus qui façonnent l'évolution des phénotypes. L’objectif de mon doctorat était d’identifier les différentes forces sélectives qui façonnent l'évolution de la coloration et de comprendre comment l'évolution de la coloration pouvait influencer les processus de diversification. Ces questions ont déjà été étudiées de nombreuses fois, mais cela a généralement été fait à l’échelle de l’espèce. L'originalité de mon travail réside dans l'utilisation d'une analyse comparative à grande échelle, appliquée à des espèces provenant de trois clades majeurs de vertébrés, Aves, Amphibia et Squamata. J'ai d'abord étudié les pressions sélectives déterminant les variations de coloration à l'échelle intraspécifique. En utilisant les données de coloration de deux espèces de tritons, j'ai montré que la sélection pour la reconnaissance interspécifique déterminait l'évolution des colorations visibles de près, tandis que la sélection pour le camouflage influençait les colorations visibles à distance. J'ai ensuite étudié les forces sélectives qui façonnent la coloration à l'échelle interspécifique. Je me suis intéressé à l'évolution du mimétisme de coloration dans les communautés. J'ai développé une nouvelle méthode, basée sur le réseau neural artificiel, pour détecter les espèces mimétiques. J'ai également proposé un nouveau cadre pour étudier le mimétisme défensif, prenant en compte le rôle des indices et des signaux dans l'évolution de la coloration aposématique. Outre le mimétisme, j'ai testé l'influence relative de la sélection naturelle et sexuelle sur la disparité et la vitesse d'évolution de la coloration chez trois clades de vertébrés. Cette analyse a mis en évidence que les traits sexuels n'ont pas toujours un taux d'évolution plus élevé ni une disparité plus grande que les traits non sexuels. Enfin, j'ai étudié l'interaction entre l'évolution de la coloration et la diversification des espèces. Du fait du rôle de la coloration dans de nombreuses fonctions, il aurait été possible qu’elle influence les processus de diversification. J'ai cependant montré que, chez les Lacertidae, ni l'évolution de la coloration sexuelle ni le polymorphisme des couleurs n’avaient d’effets sur les taux de spéciation.Coloration often has an essential role in both the survival and the reproduction of individuals. Because of this role, its evolution is determined by multiple, and often opposite, selective pressures. These characteristics make coloration an interesting trait to understand the fine details of the processes that shape the evolution of phenotypes. During my PhD, my aim was to disentangle the different selective forces shaping the evolution of coloration and to understand the influence of coloration evolution on diversification processes. Although a solid literature on these subjects is already done, most of the previous studies were made at the species levels. The originality of my work lies in the utilization of large-scale comparative analysis, applied to different species coming from three major clades of vertebrates, Aves, Amphibia and Squamata, to address these questions. I first investigated the selective pressures determining coloration variations at the intraspecific scale. Using coloration data of two species of newts, I showed that selection for interspecific recognition determines the evolution of colorations visible at short range, while selection for crypsis influences the colorations visible at distance. Secondly, I investigated the selective forces shaping coloration at the interspecific scale. I studied how mimetic colorations evolves in communities. To detect mimetic species I developed a new method based on artificial neural networks. I also proposed a new framework to study defensive mimicry, which emphasize the role of both cues and signals in the evolution of aposematic colorations. Besides mimicry, I tested the relative influence of natural and sexual selection on the disparity and the rate of evolution of coloration in three clades of vertebrates. This analysis highlighted that sexual traits do not always have higher rates of evolution nor a higher disparity than non-sexual traits. Finally, I focused on the interplay between the evolution of coloration and species diversification. Because coloration has a role in numerous functions, it may influence diversification processes. However, in Lacertids, I showed that neither the evolution of sexual coloration nor color polymorphism affected the rates of speciation