Ce travail de thèse s'inscrit dans la problématique des proliférations algales, mené sur le genre d'algues rouges Asparagopsis en Nouvelle-Calédonie. Pour répondre aux questions concernant la nature des proliférations récentes de ces algues sur les récifs calédoniens, l'étude a été réalisée en deux temps. Premièrement, l'identification des espèces et des lignées présentes sur le territoire de la Nouvelle-Calédonie ont été réalisées en regard de la diversité du genre à une échelle mondiale. Grâce à un échantillonnage élargi et à un effort plus conséquent par localité, une nouvelle lignée pour A. taxiformis, et un nouveau clade pour A. armata ont été mis en évidence. En Nouvelle-Calédonie, seule la lignée nouvellement décrite a été identifiée. La distribution et la diversité génétique de cette lignée soutient fortement l'hypothèse qu'elle est dans son aire de distribution naturelle en Nouvelle-Calédonie. Puis, dans une seconde partie l'attention a été portée sur la diversité et la structure génétique des populations d'Asparagopsis en Nouvelle-Calédonie en lien avec un suivi terrain saisonnier de quatre populations sur trois années successives permettant de caractériser les variations d'abondance de ces algues. Ces études sur le terrain ainsi que la structure génétique des populations démontrent que les blooms précédemment décrits correspondent à des variations naturelles d'un cycle de vie saisonnier, d'une espèce qui peut ponctuellement se reproduire de façon clonale. L'ensemble de ces résultats ouvrent des perspectives de recherche futures concernant la taxonomie intégrative, l'étude des processus de spéciation et l'écologie de la reproduction. / Seaweeds proliferations may cause major issues to the ecosystems health, and especially in tropical coral reefs. The nature of theses proliferations and the species involved are two essential points to identify before taking environmental management measures. In this context, this study focused on the red algal genus Asparagopsis in New Caledonia. This work comprises two parts that aim to answer to the origins of the recent proliferations observed on Caledonian reefs. First, species and lineage identification occurring in New Caledonia were performed together with a study of the diversity at a worldwide scale. To achieve this, the sampling was extended to overlooked regions. Thanks to this enlarged sampling together with a higher sampling effort per site, a new lineage for A. taxiformis, that are now five and a new clade for A. armata were highlighted. In New Caledonia, only one lineage that has never been described was identified. Distribution and genetic diversity of this lineage highly support the hypothesis of a natural distribution area in New Caledonia. In a second part, attention was made on diversity and genetic structure of Asparagopsis populations in New Caledonia in relation with a seasonal monitoring of four populations for three consecutive years, allowing the characterization of abundance fluctuations of the algae. Field studies with population genetics revealed that blooms previously described were in fact natural fluctuation of a seasonal life cycle of a species that may occasionally reproduce clonally. All of these results revealed many research perspectives, in particular on integrative taxonomy, speciation process study and reproduction ecology.

L'utilisation des coquilles carbonatées de foraminifères planctoniques comme marqueurs paléocéanographiques repose sur l'hypothèse fondamentale que chaque espèce morphologique correspond à une espèce biologique caractéristique d'un habitat spécifique. Cette relation empirique a été récemment remise en cause par des analyses moléculaires qui ont révélé la présence systématique de plusieurs espèces génétiques (espèces cryptiques) au sein des morpho-espèces actuelles. Il a été suggéré que ces espèces cryptiques ou génotypes, présentaient (1) des préférences biogéographiques et écologiques restreintes par rapport à leur morpho-espèce respective et (2) des différences morphologiques. Dans ce travail, nous avons caractérisé la diversité génétique, morphologique et écologique de 4 morpho-espèces clefs de la paléocéanographie, i.e. Orbulina universa, Truncorotalia truncatulinoides, Globoconella inflata et Globigerina bulloides. Cette étude repose sur le développement d'un protocole d'extraction ADN non destructif pour la coquille calcaire, permettant l'analyse conjointe de la variabilité génétique et morphologique d'un même individu. Les variations de forme ou de porosité de chacun des génotypes des morphoespèces ont été quantifiées. Il apparaît que le fort degré de plasticité morphologique largement documenté chez les foraminifères planctonique et jusqu'alors interprété comme écophénotypique, est au moins en partie la conséquence du regroupement de plusieurs génotypes présentant des morphologies et préférences écologique particulières. Sur la base de ces observations, des modèles de reconnaissance morphologique permettant d'identifier les génotypes à partir de la morphologie de la coquille, utilisables à l'échelle populationnelle, ont été développés. Afin de quantifier l'impact de l'intégration de la diversité cryptique dans les reconstitutions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques, les fonctions de transfert couramment utilisées ont été re-calibrées en intégrant les distributions restreintes des génotypes d'O. universa, T. truncatulinoides, G. inflata et G. bulloides. Ces re-calibrations conduisent à un degré de précision jusqu'alors jamais atteint dans les reconstructions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques.

L’originalité du golfe de Gabès (Sud de la Tunisie) a été reconnue par les malacologistes depuis le19ème siècle mais reste mal définie. Les espèces de cette région présentent des caractères morphologiques qui ont conduit à l’établissement de variétés, sous-espèces et espèces faiblement caractérisées. Certains auteurs les traitent comme des taxons endémiques tandis que d'autres les considèrent comme de simples variants locaux d'espèces à large répartition méditerranéenne. Le manque d’information concernant la valeur taxonomique de ces caractères morphologiques ne permet pas de traiter de façon robuste la question de l’endémisme dans le golfe de Gabès. Le premier objectif est de réviser le statut taxonomique des mollusques du golfe de Gabès en s’appuyant sur une approche de taxonomie moléculaire. La confrontation des différents caractères a permis d’identifier ceux qui discriminent correctement les individus en espèces, d’éliminer à l’inverse ceux qui ne remplissent pas cette fonction et d’en redéfinir de nouveaux. Le deuxième objectif est de relier les particularités faunistiques du Golfe à ses caractéristiques océanographiques et de discuter les phénomènes de spéciation qui pourraient être à l’origine de l’endémisme. Nos analyses ont porté sur six genres: Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Ocinebrina, Muricopsis (Muricidae), Aplus (Buccinidae) et Tritia (Nassariidae). L’approche intégrative utilisée a permis de proposer des hypothèses de délimitation d’espèces que nous avons ensuite confrontées aux données morphologiques et géographiques. Au final, l’endémisme est confirmé dans certains cas mais l’hypothèse qu’une partie des espèces décrites du golfe de Gabès ne sont que des variétés éco phénotypiques est également attestée. Notre approche moléculaire a mis aussi en évidence l’existencede nouvelles espèces et d’espèces cryptiques insoupçonnées dans la Méditerranée. Finalement l’hypothèse que le golfe de Gabès est un centre de spéciation est retenue. Plus de données moléculaires (reliées à des données fossiles) d’autres groupes provenant de différentes localités (spécialement du golfe de Syrte) apparaissent toutefois nécessaires. / The present Mediterranean marine fauna is the result of a history going back to the Messinian Salinity Crisis, with current biogeographical patterns mostly reflecting Quaternary to modern oceanographic conditions. The Gulf of Gabès, in southern Tunisia, is remarkable for its extreme ecological characteristics that distinguish it from "ambiant" Mediterranean conditions. Starting with the work of malacologists at the turn of the 19th-20th centuries, the molluscs of the Gulf of Gabès have been recognized as exhibiting morphological characters that set them apart from more typical forms that occur in the rest of the Mediterranean. At present, 6% of the species of the overall Gulf of Gabès mollusc fauna are treated as valid local endemics. Using an integrative taxonomy approach, combining molecular and morphological data, the objective of the study is to re-evaluate the status of these Gulf of Gabès local forms: are they valid, endemic species or do they represent ecophenotypic variation? Given the young geological age (6-8 ka) of the Gulf, where would local endemics have originated? The gastropod genera Jujubinus (Trochidae), Diodora (Fissurellidae), Tritia (Nassariidae) Ocinebrina (Muricidae), Muricopsis (Muricidae) and Aplus (Buccinidae) all have in common non-planktotrophic larval development. Our integrative approach confirms the validity of some of the endemic taxa, but also infirm that others are not valid species; molecular data also reveal unsuspected cryptic lineages both within and outside the Gulf. Regarding the question of the origin of the endemic species, various hypotheses have been proposed, one of them being that the Gulf of Gabès is a “speciation factory”. To formally test this hypothesis, more molecular data (coupled with fossil record data) are needed from other species groups and from other localities in the Mediterranean (specifically the Gulf of Syrte).

L’utilisation des coquilles carbonatées de foraminifères planctoniques comme marqueurs paléocéanographiques repose sur l’hypothèse fondamentale que chaque espèce morphologique correspond à une espèce biologique caractéristique d’un habitat spécifique. Cette relation empirique a été récemment remise en cause par des analyses moléculaires qui ont révélé la présence systématique de plusieurs espèces génétiques (espèces cryptiques) au sein des morpho-espèces actuelles. Il a été suggéré que ces espèces cryptiques ou génotypes, présentaient (1) des préférences biogéographiques et écologiques restreintes par rapport à leur morpho-espèce respective et (2) des différences morphologiques. Dans ce travail, nous avons caractérisé la diversité génétique, morphologique et écologique de 4 morpho-espèces clefs de la paléocéanographie, i.e. Orbulina universa, Truncorotalia truncatulinoides, Globoconella inflata et Globigerina bulloides. Cette étude repose sur le développement d’un protocole d’extraction ADN non destructif pour la coquille calcaire, permettant l’analyse conjointe de la variabilité génétique et morphologique d’un même individu. Les variations de forme ou de porosité de chacun des génotypes des morphoespèces ont été quantifiées. Il apparaît que le fort degré de plasticité morphologique largement documenté chez les foraminifères planctonique et jusqu’alors interprété comme écophénotypique, est au moins en partie la conséquence du regroupement de plusieurs génotypes présentant des morphologies et préférences écologique particulières. Sur la base de ces observations, des modèles de reconnaissance morphologique permettant d’identifier les génotypes à partir de la morphologie de la coquille, utilisables à l’échelle populationnelle, ont été développés. Afin de quantifier l’impact de l’intégration de la diversité cryptique dans les reconstitutions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques, les fonctions de transfert couramment utilisées ont été re-calibrées en intégrant les distributions restreintes des génotypes d’O. universa, T. truncatulinoides, G. inflata et G. bulloides. Ces re-calibrations conduisent à un degré de précision jusqu’alors jamais atteint dans les reconstructions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques. / The usefulness of calcareous shells of planktonic foraminifera as a paleoceanographic proxy relies on the key hypothesis that each morphospecies corresponds to a biological species with a specific habitat. This empirical relationship has been challenged since molecular analyses have revealed a significant level of cryptic genetic diversity among modern morphospecies of planktonic foraminifera. Previous workers have suggested that the cryptic species or genotypes (1) display narrower biogeographic and ecological ranges than their related morphospecies, and (2) exhibit shell morphological differences. In this work, we have characterized the genetic, morphological and ecological diversity among four planktonic foraminiferal morphospecies of significance in paleoceanography, i.e. Orbulina universa, Truncorotalia truncatulinoides, Globoconella inflata and Globigerina bulloides. Our study relies on the development of a new single-cell DNA extraction protocol that retains the shell, allowing direct morpho-genetic comparisons. Shape or porosity variations within each genotype have been quantified. It appears that the high degree of morphological plasticity widely documented in planktonic foraminifera and classically seen as ecophenotypy, is at least partly the spurious consequence of lumping several genotypes that display morphological and environmental preferences. Based on these observations, we developed several population-scale models, which allow recognition of the cryptic species based on their shell morphology. Finally, in order to quantify the impact of integrating cryptic diversity in assemblage-based aleoceanographic reconstructions, we have re-calibrated transfer functions based on the ecological ranges of the genotypes of O. universa, T. truncatulinoides, G. inflata and G. bulloides in the southern oceans. Such recalibrations led to a great, previously never reached improvement in the accuracy of the assemblage-based paleoceanographic reconstructions.