Evolution of coloration: a study of the palette of vertebrates
Evolution de la coloration : une étude de la palette des vertébrés
Résumé
Coloration often have 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 influencing the evolution of coloration and to understand the effect of coloration evolution on
species diversification. Although, there is already a solid literature on these subjects, most of the previous
studies were made at the species levels. The originality of my work lies in the utilization of large-scale
comparative analyses, applied to different species coming from three major clades of vertebrates, Aves,
Amphibia and Squamata. I first investigated the selective pressures determining coloration variations at
the intraspecific scale. I showed that, in two species of newt, selection for interspecific recognition
influenced the evolution of colorations visible at short range, while selection for crypsis determined the
colorations visible at distance. Secondly, I investigated the selective forces shaping coloration at the
interspecific scale. I studied how coloration mimicry evolves in communities. I developed a new method,
based on artificial neural network, to detect mimetic species. I also proposed a new framework to study
defensive mimicry, which emphasizes the role of both cues and signals in the evolution of aposematic
coloration. Besides mimicry, I tested the relative influence of natural and sexual selection on the
evolution of coloration in several clades of vertebrates. This analysis highlighted that sexual trait 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, and I showed that, in
Lacertids, neither the evolution of sexual colorations nor color polymorphism affected the rates of
speciation.
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, ce qui en
fait un trait intéressant pour comprendre le détail des processus qui façonnent l'évolution des
phénotypes. Au cours de mon doctorat, mon objectif était d’identifier les différentes forces sélectives qui
agissent sur 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
précédemment, mais cela a généralement été fait à l’échelle de l’espèce. L'originalité de mon travail
réside dans l'utilisation d’analyses comparatives à grande échelle, appliquée à des espèces provenant de
trois rpincipaux clades de vertébrés: Aves, Amphibia et Squamata. J'ai d'abord étudié les pressions de
sélection déterminant les variations de colorations 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
influençait l'évolution des colorations visibles de près, tandis que la sélection pour le camouflage
déterminait 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 de recherche 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 aussi étudié l'influence relative de la sélection naturelle et
sexuelle sur l’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. J'ai montré que, chez les Lacertidae, ni l'évolution des coloration sexuelles ni le polymorphisme
de coloration n’avaient d’effets sur les taux de spéciation.
Mots clés
Reproductive Character Displacement natural selection sexual selection crypsis Lissotriton Imperfect mimicry Camouflage Deep Neural Network Batesian mimicry diversity sexual coloration camouflage evolution signals communication
Reproductive Character Displacement
natural selection
sexual selection
crypsis
Lissotriton Imperfect mimicry
Camouflage
Deep Neural Network
Batesian mimicry diversity
sexual coloration
camouflage
evolution
signals
communication
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