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La phylogénie des serraniformes


Par Agnès - Posté le 12 décembre 2012

Saviez vous que les épinoches, les gonnelles, et les loups atlantiques sont apparentées ? Que les vives et les perches également ? Ce sont quelques uns des résultats d'une étude de phylogénie moléculaire basée sur sept gènes nucléaires qui paraîtra bientôt dans le journal Molecular Phylogenetics and Evolution.

Que sont les serraniformes ?

Les relations de parenté à l'intérieur des téléostéens acanthomorphes ont été largement étudiées avec des données moléculaires au cours des dernières années. Cependant, de par le nombre d'espèces (plus de 16 000) et de familles (un peu plus de 300), il n'a pour l'instant pas été possible d'étudier tous les groupes de manière détaillée. Les études moléculaires déjà réalisées ont révélé des relations de parenté inattendues par rapport à la classification basée sur la morphologie, et permis d'identifier quelques grands clades que nous pouvons aujourd'hui, après la convergence des résultats de multiples études, considérer comme fiables. Ces grands clades font aujourd'hui l'objet d'investigations plus détaillée par plusieurs équipes de recherche, dont la nôtre.

Parmi ces clades, nos efforts se sont concentrés sur les Serraniformes (Li et al. 2009 [1]). Ils forment un grand groupe, réunissant des espèces appartenant à des familles autrefois classées dans plusieurs ordres différents : 

les Perciformes : les Percidae (perches, sandres), les Notothenioidei (qui comprennent entre autres les poissons des glaces), les Pholidae (gonnelles), les Zoarcidae (loquettes), les Trachinidae (vives), les Anarhichadidae (loups atlantiques), les Serranidae (mérous et serrans). Cependant, de très nombreux Perciformes n'appartiennent pas aux Serraniformes.

Les Scorpaeniformes : les Scorpaenidae (Rascasses, poissons-scorpions), les Synanceidae (poissons-pierre), les Cottidae (chabots), les Liparidae (poissons-limaces), les Cycloperidae (lompes), les Congiopodidae (pissons-cochons), les Triglidae (rougets et grondins), les Psychrolutidae (chabots-boule), les Aploactinidae, les Peristediidae, les Gnathanacanthidae, les Caracanthidae... Toutes les espèces et familles appartenant anciennement aux Scorpaeniformes testées à ce jour appartiennent aux Serraniformes.

les Gasterosteiformes : les Gasterosteidae (épinoches) sont les seuls à appartenir aux Serraniformes.

Cet éclatement des ordres n'est pas une si grande surprise : même avec des caractères morphologiques, des doutes plannaient sur ces assemblages, certains maintenus artificiellement pour des raisons d'ordre « pratique »...


D'autres publications avaient précédemment abordé ce groupe, mais avec un faible nombre d'espèces (Li et al. 2009 par exemple) ou bien un faible nombre de gènes (Smith et Wheeler 2004, 2006). Dans ces cas, il est généralement difficile de déterminer si les relations observées sont fiables ou pas. Nous avons donc inclus dans notre dernière étude autant d'espèces que possible (193), mais également sept marqueurs nucléaires, différents de ceux employés par Smith et Wheeler dans leur deux articles. Ainsi, nos résultats sont indépendants des leurs, et peuvent être considérés comme une confirmation indépendante si nous trouvons des groupes en commun.


De nouveaux résultats

Il y a une très grande  convergence entre nos résultats et les leurs, et notre étude confirme la composition des Serraniformes.

Arbre simplifie
Arbre simplifié des résultats modifié d'après Lautrédou et al. (In press). En bleu quelques exemples d'espèces pour les familles les plus connues.

Quelques sous-ordres sont bien retrouvés en un seul clade (les Notothenioidei, les Cottoidei, les Zoarcoidei), mais d'autres (Platycephaloidei et Scorpaenoidei) sont séparés en plusieurs composantes. Les Percophidae apparaissent comme le groupe frère longtemps recherché des Notothenioidei. Grâce à la collaboration avec le spécialiste des Scorpaeniformes H. Motomura, également co-auteur de cet article, nous avons pu proposer des caractères morphologiques soutenant certains des nouveaux groupes, par exemple le rapprochement du genre Scorpaenodes avec les Pteroini, qui partagent la présence de 13 épines dans la nageoire dorsale, une vessie natatoire et l'absence de dents palatines.

Plusieurs familles sont également divisées en plusieurs parties dans l'arbre ou bien incluent des membres d'autres familles. Par exemple, les Scorpaenidae (rascasses, poissons-scorpions, sebastes) incluent les Caracanthidae et quelques Psychrolutidae. De même, comme cela a déjà été suggéré dans des études précédentes, la famille des Serranidae (selon sa composition ancienne, mérous et serrans), est divisée en deux.. Sa classification avait d'ailleurs été révisée récemment pour refléter ce fait, et elle avait été divisée en deux familles, les Serranidae et les Epinephelidae par Smith et Craig en 2007).

Combien de gènes faut-il pour les serraniformes ?

Anne-Claire Lautrédou a évalué l'apport des nouveaux gènes pour la phylogénie du groupe, en comparant les résultats obtenus avec tous les sept marqueurs à ceux obtenus avec seulement les quatre déjà employés par Li et al. (2009 [1]). Le résultat est inattendu : alors que récemment, les études tendent à employer un très grand nombre de marqueurs (un nombre supérieur à 10 est souvent recommendé), il y a très peu de différences entre les résultats pour quatre et sept marqueurs. Par contre, plusieurs familles, voire genres se sont révélés être plus proches d'espèces appartenant à d'autres familles qu'aux espèces de leur famille. Ceci signifie que pour ces groupes, la position dans l'arbre dépend de l'espèce incluse dans l'analyse, et qu'il faut en fait plusieurs représentants par famille, car telles qu'elles sont définies actuellement, elles ne forment pas des groupes monophylétiques. Il va donc falloir revoir la composition de toutes ces familles, et les redéfinir pour que tous les membres d'une famille soient bien plus proches les uns des autres qu'ils ne le sont des membres des autres familles (et que la classification reflète bien la phylogénie). Mais ceci demande un échantillonnage prodigieux, d'autant plus que certains genres et espèces souffrent du même problème (voir par exemple Durand et al. 2012).

 

Quel est l'intérêt d'une telle étude ?

 

Les Serraniformes incluent de très nombreuses espèces d'intérêt commercial (mérous, rascasses, serrans...), les espèces les plus venimeuses des téléostéens (poissons-pierres, poissons scorpions) ou menacées. Pour pouvoir comprendre l'évolution des caractères (par exemple de la composition des venins), nous avons besoin d'une phylogénie fiable du groupe...

Références externes

Durand J.D., Shen K.N., Chen W.J., Jamandre B.W., Blel H., Diop K., Nirchio M., Garcia de León F.J., Whitfield A.K., Chang C.W., Borsa P. 2012. Systematics of the grey mullets (Teleostei: Mugiliformes: Mugilidae): molecular phylogenetic evidence challenges two centuries of morphology-based taxonomy. Mol Phylogenet Evol. 64(1):73-92.

Smith, L., Craig, M., 2007. Casting the percomorph net widely: the importance of broad taxonomic sampling in the search for the placement of serranid and percid fishes. Copeia (1), 35–55.

Smith, L., Wheeler, W., 2004. Polyphyly of the mail-cheeked fishes (Teleostei: Scorpaeniformes): evidence from mitochondrial and nuclear sequence data. Mol. Phylogenet. Evol. 32, 627–646.


Références