Systématique et biogéographie des rongeurs des forêts de la ligne volcanique du Cameroun (Afrique Ouest centrale)

Abstract

Les forêts de la Ligne Volcanique du Cameroun (LVC) font partie du point chaud de biodiversité guineo-congolais et ont été identifiées parmi les zones prioritaires de conservation dans le monde. Cet axe volcano-tectonique, qui s est mis en place à partir du Crétacé supérieur, est une cordille re qui coupe le bloc forestier afro-tropical à la limite Ouest de l Afrique centrale. Connue pour sa faune et sa flore originale (endémisme et forte richesse spécifique), la LVC constitue une région de choix pour tester les mécanismes de diversification de la faune des régions tropicales de plaine et de montagne. La comparaison des patrons de diversification obtenus pour plusieurs taxons devrait nous permettre d identifier les évènements principaux qui ont structuré la biodiversité en Afrique centrale. Nous avons mené une analyse phylogéographique afin d expliquer la distribution et la richesse (générique, spécifique et intraspécifique) actuellement observées sur la LVC. Lors de cette thèse nous avons choisi de nous focaliser sur les rongeurs. Ce groupe représente, de par le nombre d espèces décrites, la part la plus importante de la biodiversité des mammifères. Plusieurs espèces ont été signalées comme étant endémiques de la LVC. De plus les rongeurs sont reconnus comme étant d excellents modèles biologiques pour les études de phylogéographie. Les genres Lamottemys, Praomys, Hybomys, Hylomyscus et Lophuromys ont été retenus pour nos analyses. Nous avons combiné des données morphologiques et moléculaires pour tester la validité et déterminer la position phylogénétique de plusieurs espèces décrites comme endémiques de la LVC. Nous avons par ailleurs confronté les patrons phylogéographiques obtenus sur quatre espèces (P. jacksoni, P. misonnei, L. eisentrauti, H. rufocanus) afin de proposer un modèle de structuration de la biodiversité sur la LVC. Nos résultats ont été replacés dans un contexte temporel sur la base des datations moléculaires et ont été mis en relation avec les évènements paléo-géo-climatiques connus de l Afrique tropicale et/ou de la LVC en particulier. Nous confirmons le statut spécifique de 5 espèces (Lamottemys okuensis, Praomys hartwigi, Praomys morio, Hybomys rufocanus et Lophuromys eisentrauti) parmi les 9 testées. H. r. eisentrauti, H. r. badius et L. e. roseveari devraient être considérées comme des formes géographiques distinctes au sein de H. rufocanus et de L. eisentrauti respectivement. Des analyses supplémentaires sur P. obscurus doivent être réalisées pour confirmer sa position taxinomique. L endémisme sur la LVC a été essentiellement retrouvé chez les taxa habitant l étage submontagnard et afromontagnard. La faune actuelle de rongeurs de cette région est le résultat de la diversité de ses milieux qui augmente son potentiel biotique. C est également le résultat de trois facteurs historiques : les évènements volcanotectoniques, les fluctuations climatiques du Pléistocène et le rôle des barrières fluviales. Au début du Pliocène, la mise en place de la faune sur la LVC a été influencée par la reprise des activités volcanotectoniques dans cette cordillère et sur le Rift Est africain. Plusieurs cas de divergences récentes traduisent des diversifications allopatriques favorisées par les oscillations climatiques du Pléistocène entre les montagnes de la LVC ou entre ces montagnes et les plaines avoisinantes. Enfin, nous avons discuté de l influence de la Sanaga et d autres fleuves (Ogooue et Ivindo) comme facteur explicatif des patrons phylogéographiques obtenus en Afrique Ouest centrale. Deux sous régions biogéographiques peuvent être identifiées sur la LVC entre Bioko et le Tchabal Mbabo. Leur limite semble se situer entre le mont Lefo et le mont Oku. Il ressort en outre de ce travail que la LVC n a constitué une barrière effective entre l Ouest et l Est de l Afrique tropicale que récemment.The forests of the Cameroon Volcanic Line (CVL) belong to the guineo-congolese biodiversity hotspot and have been identified as one of the principal priority zones for conservation in the world. The topographical complexity of this region, quite unusual in the African humid-forest zone, has led also to climatic and edaphic diversity. Existing data demonstrate the region s high levels of diversity and endemism for several relatively well-known groups. Patterns of differentiation across multiple lineages in the Cameroon volcanic line (CVL) should allow us to identify the main events that have structured biological diversity in the history of afro-tropical forests. We focus our study on rodents. This group represent the most specious of mammals and is particularly diversified in the CVL (with several endemic species). Moreover, rodents are known to be good biological models for phylogeographical studies. The genera Lamottemys, Praomys, Hybomys, Hylomyscus and Lophuromys were retained for this PhD thesis. We combined morphological and molecular approaches to assess the taxonomical validity of several species previously identified as endemic to the CVL and to infer their phylogenetic affinities. Moreover, we performed detailed phylogeographical studies on four species (P. jacksoni, P. misonnei, L. eisentrauti, H. rufocanus) to propose a model of structuration of the CVL biodiversity. We confirm the taxonomical validity of 5 of the 9 tested species (Lamottemys okuensis, Praomys hartwigi, Praomys morio, Hybomys rufocanus and Lophuromys eisentrauti). H. eisentrauti. H. badius and L. roseveari should be considered as geographical forms within the species H. rufocanus and L. eisentrauti, respectively. Additional analyses on P. obscurus should be carried out to confirm its status. CVL endemism mainly concerns submontane and afromontane species. The high rodent biodiversity in this region is maintained by the high diversity of habitats. Several historical factors explain the rodent diversification in this region: the volcano-tectonic activities, the climatic fluctuations of the Pleistocene and the presence of several rivers acting as geographical barriers to gene flow. At the beginning of the Pliocene, strong volcanic activities occurred in eastern Africa (Rift system) and in the CVL, which could have played a major role in favouring speciation events. Several divergent events dated from the Pleistocene were recorded in the CVL. It is likely that periodic climatic fluctuation in the region during the Pleistocene has been marked by the alternate expansion and contraction of montane and lowland-forest biotas. Individual species may have been restricted to refugia (whose location, number and size depended on the ecological tolerance of the species in question), leading to allopatric diversification of rodents. Finally we discuss the role of the Sanaga, Ogooue and Ivindo rivers in promoting or maintaining the diversification of rodents in West Central Africa. Two geographical sub-regions can be distinguished in the CVL: one grouping all the mountains from Bioko to mount Lefo, and another one grouping all the mountains from mount Oku to Tchabal Mbabo. According to our data, it seems likely that the CVL has constituted only recently a barrier preventing East-West exchange of lowland faunas.PARIS-Museum Hist.Naturelle (751052304) / SudocSudocFranceF