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Classification du genre Uroplatus
La position systématique du genre ci-dessous a été donnée par Myers et ses collaborateurs en 2008 dans La Diversité Animale (Myers et al. 2007)
Règne ANIMALIA
Phylum CHORDATA
Sous-phylum VERTEBRATA
Classe REPTILIA
Ordre SQUAMATA
Sous-ordre SCLEROGLOSSA
Famille GEKKONIDAE
Genre Uroplatus sp (Duméril, 1805)
Le genre Uroplatus compte 12 espèces avec 2 sous-espèces, le nom, l’auteur et l’année de découverte sont affichés ci-dessous.
Uroplatus fimbriatus Schneider, 1797
Uroplatus lineatus Duméril et Bibron, 1836
Uroplatus ebenaui Boettger, 1878
Uroplatus phantasticus Boulenger, 1888
Uroplatus alluaudi Mocquard, 1894
Uroplatus guentheri Mocquard, 1908
Uroplatus sikorae Boettger, 1913
Uroplatus sameiti Boehme et Ibisch, 1990
Uroplatus henkeli (Boehme et Ibisch), 1990
Uroplatus malahelo (Nussbaum et Raxworthy), 1994
Uroplatus malama (Nussbaum et Raxworthy), 1995
Uroplatus pietschmanni Böhle et Shönecker, 2003
Uroplatus giganteus Glaw, Kosuch, Henkel, Sound et Böhme, 2006
Noms vernaculaires :
– Malgache: Tanafisaka, Tahafisaka, Tandrekitra.
– Français : Uroplate, gecko à queue plate.
– Anglais: Madagascar leaf-tailed gecko.
L’ADN mitochondrial
L’ADN mitochondrial est généralement une petite molécule de forme circulaire portant environ 16 000 à 18 000 paires de bases chez les vertébrés. Le génome comporte 13 régions codant pour des protéines, 2 régions pour des ARN ribosomiaux, 22 régions pour des ARN transfert et une région de contrôle (Kimball, 2006). Le fragment d’ADN mitochondrial ciblé, est composé côte à côte par la sous-unité 4 de la déshydrogénase-NADH (ND4), l’ARNtHis, l’ARNt Ser et l’ARNt Leu comportant 893 paires de bases. La raison de ce choix repose premièrement sur les caractéristiques de l’ADN mitochondrial de transmettre aux descendants les caractères héréditaires de la mère seulement (c’est-à -dire moins de mutations et de formations compliquées de l’ADN). Deuxièmement, la présence de plusieurs copies (Lehtonen, 2002) dans chaque cellule facilite l’extraction. Leur stabilité et leur simplicité sont des avantages pour les manipulations moléculaires
Le séquençage de l’ADN mitochondrial
Le séquençage de l’ADN consiste à déterminer l’ordre des nucléotides sur la molécule d’ADN. C’est le niveau de résolution le plus élevé pour rechercher la présence de mutations ponctuelles dans un gène.
Principe du séquençage : La méthode de Sanger et al. 1977 basée sur des réactions enzymatiques est utilisée pour le séquençage (Sambrook et al. 1989). Elle génère la séparation de populations d’oligonucléotides fluorescents (didésoxyribonucléotides) qui partent d’un certain point et se terminent au hasard par un résidu recombiné. Puisque les bases de l’ADN ont des chances identiques d’être incorporées à la terminaison de la chaîne, alors la position particulière d’une base le long de la chaîne d’ADN originale est facilement repérée. La détermination de l’ordre des nucléotides est basée sur le blocage de la synthèse d’ADN par incorporation de didésoxynucléotides ou ddNTP (nucléotides particuliers bloquant la synthèse d’ADN). Ceci est possible par l’incapacité d’un nucléotide quelconque de former une liaison phospho-diester après le ddNTP, dû à l’absence du groupement hydroxyle sur le carbone en position 3’ de la chaîne.
Réalisation expérimentale du séquençage : Le fragment d’ADN utilisé est obtenu par PCR puis additionné des produits suivants :
− L’amorce utilisée par l’ADN polymérase
− Les 4 désoxynucléotides (dA, dT, dC, dG ou dNTP)
− L’ ADN polymerase (BigDye® terminator v 1.1)
− les 4 didésoxynucléotides (ddA, ddT, ddC, ddG ou ddNTP) marqués chacun par un fluorochrome distinct.
L’ensemble est soumis à une succession de cycles de polymérisation. De choix aléatoire, l’ADN va incorporer soit un désoxynucléotide (dNTP) soit un didésoxynucléotide (ddNTP) sous l’action de l’ADN polymérase (Alcain et Bertrand, 2002). Au cas où un désoxynucléotide est incorporé, la synthèse continue ; mais dans le cas contraire, c’est-à-dire insertion d’un didésoxynucléotide, la synthèse s’arrête. Les molécules formées par le cycle de polymérisation sont placées dans un système de gel d’électrophorèse, gel de sephadex (SIGMA: G-50-50 Amersham Part#: 17-0041-01. St Louis. MO. USA), dans le but d’éliminer les excès de fluorescents (ddNTP) et de désoxynucléotides (dNTP) non utilisés par la réaction précédente. Le Sephadex, rehydraté au moins une nuit à température ambiante (2,5 g de Sephadex poudre dans 40 ml d’eau purifiée), est versé sur une plaque à filtre (Unifilter whatman® Série # 7700- 1804). La plaque est tournée à 1840 rotations pendant 3 minutes par la centrifugeuse Sorvall (Sorvall Rc 5C plus Part# 9803016. Newtown. CT. USA) pour éliminer l’excès d’eau. Les produits de la réaction de polymérisation sont placés en haut et au milieu de chaque colonne. Les petites molécules sont retenues avec l’eau dans le grain de Sephadex. Les macromolécules (produit du cycle séquençage) sont recueillies dans la microplaque à 96 puits (sequencing plate ISC BioExpress® Part# T-3179-1. Kaysville. Utah. USA).
Apport des analyses phylogénétiques dans la systématique
Les 3 systèmes d’analyses ont abouti à la même topologie. Pour certain concept phylogénétique de l’espèce (Phylogenetic Species Concept, PSC), une différence génétique de 10 % entre deux unités évolutives conduit à un changement de statut en une nouvelle espèce. Comparé à l’étude faite sur les Lémuriens (genres Lepilemur et Microcebus) par Louis et al. 2006 et Andriantompohavana et al. 2006, la distance entre les espèces n’excède pas 40 changements. Alors que dans le présent travail, les changements entre les espèces dépassent largement 40, même chez les individus assignés au même nom. Toutefois, la présente étude confirme la grande diversité génétique au sein du genre Uroplatus, ce qui est renforcée par l’existence de nouvelles formes d’après les données morphologiques (Mahaviasy, 2004) et la combinaison avec celles moléculaires par la description de U. giganteus (Glaw et al. 2006).
U. sikorae sikorae : Une distance génétique de 121 existe entre les haplotypes de Ranomafana- Talatakely et de Kianjavato alors qu’ils sont très proches géographiquement et les spécimens d’Andohahela sont plus avoisinants avec un écart de 94 seulement. Cette étude suggère l’existence de barrières écologiques (habitat non viable pour l’espèce) ou géographiques (grandes rivières que les individus ne peuvent pas traverser) entraînant l’isolement des populations de Ranomafana et de Kianjavato. Cette distance pourrait être un début de spéciation. Malheureusement, aucune donnée morphologique n’est disponible pour ce dernier site, rendant la vérification impossible. Le rapprochement entre les individus de Ranomafana et Andohahela affirme la connexion des deux blocs forestiers, qui a assuré le flux génétique auparavant mais cette liaison a été coupée d’où cette distance génétique (94 changements).
U. sikorae sameiti : Un regroupement de sikorae de Betampona avec ceux de Zahamena est espéré mais par surprise une séparation des deux échantillons est donnée par l’arbre en étoile avec une distance génétique de 170 (Tableau de comparaison en Annexe 15). Morphologiquement, ces deux échantillons sont constitués par la sous-espèce sikorae sameiti (Espèce sikorae des basses altitudes). D’après le diagramme en réseau et les arbres phylogénétiques, un grand écartement génétique est constaté entre eux. Ce qui confirme la subdivision morphologique en deux sous-espèces différentes par Böhme et Ibisch, 1990. Le diagramme en réseau montre que les échantillons de Zahamena et Betampona ont une différence semblable à celle qui sépare deux sous-espèces. Ainsi, la question se pose s’il s’agit d’une simple variation de l’espèce ou d’une spéciation évidente ?
Uroplatus fimbriatus : Pour le clade fimbriatus, une subdivision en deux parties est observée, d’une part les spécimens collectés dans la partie Est et d’autre part ceux provenant de la partie Nord. Les individus collectés à Montagne d’Ambre peut être U. giganteus puisque la localité affirme le terra typica. Morphologiquement, elle diffère de U. fimbriatus par sa grande taille pouvant atteindre 30 cm et la couleur du pupille beige à rouge marron, le problème ici est que la branche n’est pas supportée par bootstrap et celle qui mène vers la population de Marojejy possède 100 %. La question se pose si l’espèce U. giganteus est une espèce valide ? Par ailleurs, la situation de U. fimbriatus population de Marojejy nécessite une clarification, ce qui est aussi constatée par Glaw et al. 2006 et Greenbaum et al. 2007. Compte tenue de la distance géographique entre les différents sites, la présence des types est justifiée. Cette différence peut se baser sur la théorie que Madagascar est divisé en plusieurs zones biogéographiques Humbert, 1965, Schatz, 2000 ainsi deux endroits à proximité pourraient appartenir à deux différentes zones. Chacune possède une particularité faunistique et floristique. Le fait que l’animal doit y survivre et s’y adapter entraine l’apparition de nouveaux caractères dans le pool génétique d’où la diversité.
Répartition des espèces et leur abondance par site
Un total de 75 individus a été collecté au cours de cette étude dont 45 à Ranomafana et 30 à Betampona. Les abondances par espèces sont données dans le tableau de l’annexe 2. Ces individus se répartissent en cinq espèces qui sont U. phantasticus, U. sikorae sikorae, U. sikorae sameiti, U. fimbriatus et U. lineatus. La figure 18 montre la distribution des espèces et leur abondance par site, en abscisse il ya les espèces recensées et les ordonnées le nombre d’individus pour chaque espèce. A Ranomafana, deux espèces ont été inventoriées : U. phantasticus et U. s. sikorae Une forte dominance de U. phantasticus (33 individus) est observée. A Betampona, quatre espèces ont été recensées : U. phantasticus, U. sikorae sameiti, U. fimbriatus et U. lineatus. Cette dernière est la plus abondante dans l’échantillon avec 15 individus. Le reste des espèces possède à peu près le même effectif aux environs de 5 individus. Seule U. phantasticus est l’espèce commune aux 2 sites. Apparemment, U. sikorae des deux sites sont deux sous-espèces différentes, U. sikorae sikorae à Ranomafana et U. sikorae sameiti à Betampona. Les différences entre le nombre des espèces recensées et leurs abondances pourraient s’expliquer pour de nombreuses raisons concernant les caractères des deux aires protégées : situation géographique, dimension (superficie), climat et période de collecte. De plus, à Ranomafana qui est une aire protégée très vaste, la collecte a été seulement réalisée à Talatakely. Alors qu’à Betampona presque la totalité de la réserve a été inspectée.
Analyse du phylogramme issu de Neighborg-joining
La figure 32, page 58 montre l’arbre obtenu par la méthode d’analyse par distance Neighbor-joining. Du bas vers le haut, il y a un branchement à partir de l’extragroupe vers U. pietschmanni qui se trouve en position basale. Les clades suivants vont être analysés un par un: pietschmanni, lineatus, phantasticus, fimbriatus, henkeli et sikorae. Le clade pietschmanni forme un groupe à part avec une distance de 342 changements par rapport au groupe externe. A l’égard du branchement vers les autres espèces du genre, lenombre de changements est de 176. La branche qui le supporte est dépourvue de valeur statistique, ceci est dû au manque d’échantillons, seulement un individu collectés qui pourraient renforcer sa place dans l’arbre. Pendant sa description, Böhle et Shönecker, 2003 l’ont déterminé à partir du complexe sikorae ce qui n’est pas vérifié par le phylogramme puisque le clade est en position externe par rapport au branchement vers U. sikorae. Autrement dit, il y a des caractères que U. pietschmanni n’ont pas en commun avec U. sikorae ainsi que les autres espèces. U. lineatus constitue un groupe frère avec le branchement vers :U. phantasticus, U. sikorae – U. henkeli et U. fimbriatus. Ces derniers sont composés de la même espèce mais collectée dans des sites différents. Le clade lineatus est exclusivement composé d’individus provenant de Betampona et les différences entre chaque individu ne dépassent pas les cinq changements. Il est relié aux groupes U. phantasticus, U. sikorae-henkeli par une distance de 186 et au clade U. pietschmanni par 198. Le point A (en noir) signifie la présence d’un ancêtre hypothétique (qui n’est pas un fossile) traduisant ainsi une déviation vers une transformation ou acquisition de caractères. Le clade phantasticus comporte 3 groupes frères formés par la population de Zahamena, Ranomafana et Anjanaharibe-Sud. La somme de 132 changements sépare l’unité taxonomique hypothétique A et C. Comme il a déjà été affirmé auparavant, chaque population se particularise par la présence ou l’absence de certains caractères. La différence entre la population de Zahamena et de Ranomafana s’éleve à plus de 100 unités et ces deux derniers comparés à celle d’Anjanaharibe-Sud montrent un écart de 150 changements. Durant la période de collecte, ces individus ont tous été assignés au même nom scientifique. Pourtant la présente analyse fait voir une distance génétique considérable entre chaque population. Il faut noter que le clade des individus venant du Nord (JAR) est disposé extérieurement par rapport à ceux venant de l’Est et du Sud-Est avec une distance de 189. L’affinité de ces deux derniers s’expliquerait par l’aire de distribution qui est rassemblée dans la même écorégion de Madagascar. La subdivision des individus de Ranomafana en deux parties est bien supportée par bootstrap avec une probabilité de 100 %. Elle est évaluée à une distance de 32 changements et la présence de variétés génétiques dans la population serait une explication à cette divergence dans la population. U. fimbriatus est considéré proche morphologiquement par la grande taille et la présence de franges dermiques latérales au groupe U. sikorae. Néanmoins, il forme un groupe externe par rapport au branchement menant à ce dernier avec une distance de 174 changements. Le groupe fimbriatus renferme deux populations collectées dans la région Est et extrême Nord de Madagascar, l’une est séparée de l’autre par une distance de 79. Ceux de l’Est confirment l’espèce U. fimbriatus, puisque ceci correspond à la terre typique (Nosy Mangabe). Une relation étroite avec la population de Vatovavy et Zahamena est constatée. Une grande subdivision est vue pour ceux du Nord. L’individu UAMB5.55 peut être U. giganteus puisque la répartition coïncide avec le lieu de la première description (Montagne d’Ambre), mais son existence n’est pas vérifiée par bootstrap. Alors que le branchement vers les individus de Marojejy est bien supporté par cette analyse. Cette distance entre ces populations pourrait être le résultat d’une variation géographique au niveau de l’espèce en réponse de l’adaptation aux types d’habitat en plus de l’appartenance à différentes écorégions. Le clade U. henkeli est distant de 248 changements par rapport au nœud C venant du clade U. phantasticus. Il est composé de deux provenant de Mariarano (Mahajanga) et Daraina (près d’Antsiranana). L’écart entre les deux individus est grande alors que la classification de Cornet, 1974 et Schatz, 2000 a rassemblé les deux zones dans une écorégion similaire, Une séparation assez longtemps des lignées pourrait expliquer cette distance, amenant à une divergence au niveau de l’espèce. Le groupe d’individus de U. sikorae est étroitement lié avec le clade U. henkeli, tout d’abord par la position dans l’arbre (formation d’un groupe frère avec le clade sikorae), puis par la distance entre eux qui est évaluée à 87 changements. Dans le groupe U. sikorae, les individus de Betampona, Zahamena, Mananara-Nord, Kianjavato, Manombo et Andohahela sont définis dans des clades différents. Il est issu d’une unité hypothétique B et comporte deux divisions, en commençant par le haut, l’une inclut les individus de Betampona et Mananara Nord et l’autre par ceux de Ranomafana et ses alentours avec Zahamena. La première division est éloignée du deuxième par 78 changements, ce qui est proche du branchement séparant le clade U. henkeli de U. sikorae. La présence de ces subdivisions est bien supportée par le bootstrap. Par ailleurs, les individus de Betampona sont attendus être plus proches de ceux de Zahamena, pourtant ces derniers forment un groupe à part avec ceux de Ranomafana formant ainsi une distance de 131 changements. Même si la séquence d’un holotype U. sikorae sameiti décrit à Sainte Marie manque, il est supposé que les populations de Mananara Nord et Betampona représentent les vraies U. s. sameiti, la différence entre elles peut être d’origine géographique. En outre l’individu ZAHA4.11 se détache de la population de Zahamena par une différence nucléotidique de 51. Ceci peut s’expliquer par un excès de distance ou d’une fausse manipulation. D’après l’arbre ci-dessous, le complexe sikorae est encore plus diversifié qu’il ne l’a été démontré morphologiquement.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : PRESENTATION DU GENRE UROPLATUS
I.1- Classification du genre Uroplatus
I.2- Historique du genre Uroplatus
I.3- Morphologie
I.4- Biologie
I.5- Ethologie
I.6- Distribution géographique
I.7- Menaces
CHAPITRE II : DESCRIPTION DES SITES D’ETUDE
II.1- PARC NATIONAL DE RANOMAFANA
II.1.1- Caractères physiques
II.1.2- Caractères biologiques
II.2- RESERVE NATURELLE INTEGRALE DE BETAMPONA
II.2.1- Caractères physiques
II.2.2- Caractères biologiques
CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES
III.1- LES ETUDES SUR TERRAIN
III.1.1- Périodes d’étude
III.1.2- Observation et capture
III.1.3- Paramètre écologique
III.1.4- Mensuration
III.1.5- Prélèvement du matériel pour l’analyse génétique
III.2- ETUDES AU LABORATOIRE
III.2.1- Extraction de l’ADN total
III.2.2- Utilisation de l’ADN
III.3- ANALYSE DES DONNEES
III.3.1- Statistiques descriptives
III.3.2- Données morphométriques
III.3.3- Données écologiques
III.3.4- Analyses génétiques
IV- RESULTATS et INTERPRETATIONS
IV.1- CARACTERISTIQUES DES POPULATIONS
IV.1.1- Répartition des espèces et leur abondance par site
IV.1.2- Sex-ratio
IV.1.3- Structure d’âge
IV.2- COMPORTEMENT ET UTILISATION DE L’HABITAT
IV.3- ETUDE MORPHOMETRIQUE
IV.4- ETUDES PHYLOGENETIQUES DES UROPLATES
V- DISCUSSION
V.1- Biologie, morphométrie et écologie
Uroplatus fimbriatus
Le complexe Uroplatus sikorae
Uroplatus lineatus
Uroplatus phantasticus
V.2- Apport des analyses phylogénétiques dans la systématique
U. sikorae sikorae
U. sikorae sameiti
Uroplatus fimbriatus
V.3- Analyse phylogénétique
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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