La niche climatique des espèces joue un rôle important dans la distribution spatiale de la biodiversité mais la manière dont les niches climatiques évoluent reste encore peu connue. Ce travail vise à révéler la manière dont les niches climatiques évoluent en général, et plus précisément à déterminer comment certaines plantes se sont adaptées aux environnements alpins. En étudiant de nombreux groupes de plantes, de poissons, de mammifères et d'oiseaux, nous avons montré que les niches climatiques évoluent le plus souvent par à-coups et non pas de manière graduelle. Les niches climatiques restent en effet stables pendant des périodes de plusieurs millions d'années puis évoluent de manière extrêmement rapide avant de se stabiliser à nouveau dans une autre gamme de climat. Des simulations ont permis de montrer que les phases de relative stabilité n'étaient pas forcément causées par une sélection stabilisante sur les niches climatiques mais pouvaient également résulter de la présence de barrières géographiques qui empêchent les espèces d'expérimenter de nouveaux climats. L'étude de l'histoire des plantes du genre Androsace a révélé que les changements rapides de niches correspondaient au contraire à l'apparition de nouveaux traits, comme la forme de vie en coussin. Ce travail montre que de nombreux facteurs influencent l'évolution des niches climatiques et souligne la nécessité de tous les étudier ensemble. / Species' climatic niches play an important role in the spatial distribution of biodiversity but the way climatic niches evolve remains poorly known. This works aims at determining the general mode of evolution of climatic niches, and more precisely at revealing how some plants have adapted to alpine environments. The study of many groups of plants, fishes, mammals and birds has shown that climatic niches usually evolve by fits and starts but not gradually. Climatic niches indeed remain stable over million years before evoving extremely quickly and stabilizing again in a new range of climates. Simulations have shown that these phases of relative stability need not be caused by stabilizing selection but can also be caused by geographic barriers that impede species from experiencing new climates. The study of the history of plants of the genus Androsace has revealed that rapid niche shifts on the contrary resulted from the appearing of novel traits, like the cushion life form. This work shows that numerous factors contribute to the evolution of climatic niches and emphasizes the necessity to study them together.

La niche climatique des espèces joue un rôle important dans la distribution spatiale de la biodiversité mais la manière dont les niches climatiques évoluent reste encore peu connue. Ce travail vise à révéler la manière dont les niches climatiques évoluent en général, et plus précisément à déterminer comment certaines plantes se sont adaptées aux environnements alpins. En étudiant de nombreux groupes de plantes, de poissons, de mammifères et d'oiseaux, nous avons montré que les niches climatiques évoluent le plus souvent par à-coups et non pas de manière graduelle. Les niches climatiques restent en effet stables pendant des périodes de plusieurs millions d'années puis évoluent de manière extrêmement rapide avant de se stabiliser à nouveau dans une autre gamme de climat. Des simulations ont permis de montrer que les phases de relative stabilité n'étaient pas forcément causées par une sélection stabilisante sur les niches climatiques mais pouvaient également résulter de la présence de barrières géographiques qui empêchent les espèces d'expérimenter de nouveaux climats. L'étude de l'histoire des plantes du genre Androsace a révélé que les changements rapides de niches correspondaient au contraire à l'apparition de nouveaux traits, comme la forme de vie en coussin. Ce travail montre que de nombreux facteurs influencent l'évolution des niches climatiques et souligne la nécessité de tous les étudier ensemble.

Les Angiospermes sont le clade le plus diversifié des plantes actuelles et sont exceptionnellement riches en espèces dans les régions tropicales. Dans cette thèse, j’ai étudié l’évolution des systèmes sexuels et l’histoire biogéographique de la famille des Moraceae, clade modèle utilisé pour comprendre l’origine et l’évolution de la diversité chez les Angiospermes. Dans le Chapitre I, j’ai reconstruit et calibré un nouvel arbre phylogénétique daté pour les Moraceae. J’ai ensuite utilisé cet arbre pour reconstruire les états ancestraux des systèmes sexuels chez les Moraceae et Ficus. Les âges des groupes-couronne des Moraceae et du genre Ficus sont estimés au Crétacé et à l’Eocène, respectivement. La dioécie est inférée comme l’état ancestral des systèmes sexuels chez les Moraceae, avec plusieurs transitions ultérieures vers la monoécie, y compris chez Ficus. Ce résultat suggère que la dioécie ne représente pas nécessairement un cul-de-sac évolutif. Dans le Chapitre II, j’ai reconstruit un arbre phylogénétique daté pour la tribu des Dorstenieae, distribuée principalement dans les régions tropicales, à partir d’un nouveau jeu de données génomiques nucléaires produit avec une approche Hyb-Seq. L’histoire biogéographique du groupe a ensuite été reconstruite en utilisant les modèles de dispersion-extinction-cladogenèse. Les âges des groupes-couronne des Dorstenieae et du genre Dorstenia sont estimés au Crétacé et dans la période du Crétacé au Paléocène, respectivement. Deux évènements de dispersion à longue distance depuis l’Afrique continentale vers l’Amérique du Sud ont eu lieu au Cénozoïque (Dorstenia et Brosimum s.l.). Dans le Chapitre III, j’ai testé les différences de niche climatique (température et précipitation) entre les deux systèmes sexuels (monoécie et gynodioécie) chez Ficus avec un nouveau jeu de données fiables d’occurrences spatiales et de systèmes sexuels chez 183 espèces. À cette fin, j’ai utilisé deux approches comparatives : équations d’estimation généralisées (GEE) et modèles linéaires généralisés (GLM). Une relation positive entre précipitation et gynodioécie est soutenue par les analyses GLM, et aucune méthode ne soutient une relation entre température et système sexuel. Une meilleure capacité à se disperser et le potentiel d’autopollinisation sont deux explications possibles pour la colonisation et la survie des espèces monoïques dans des environnements plus secs. Cette thèse démontre le potentiel des méthodes phylogénétiques comparatives et des données phylogénomiques pour répondre aux questions d’évolution des systèmes sexuels et de biogéographie chez les Moraceae et ouvre plusieurs nouvelles perspectives importantes méritant d’être approfondies chez d’autres clades de plantes, telles que la relation entre système sexuel et niche climatique. / Angiosperms are the most diversified clade of extant plants and are exceptionally species-rich in tropical regions. In this thesis, I investigated breeding system evolution and biogeographic history in the family Moraceae, which I used as a model clade to understand the origin and evolution of diversity of angiosperms. In Chapter I, I reconstructed and calibrated a new dated phylogenetic tree for Moraceae as a whole. I then used this tree to reconstruct ancestral states of breeding systems in Moraceae and Ficus. The crown group ages of Moraceae and Ficus were estimated in the Cretaceous and in the Eocene, respectively. Dioecy was inferred as the ancestral breeding systems of Moraceae, with several subsequent transitions to monoecy, including in Ficus. This result suggests that dioecy is not necessarily an evolutionary dead end. In Chapter II, I reconstructed a dated phylogenetic tree for tribe Dorstenieae, mainly distributed in tropical regions, with a new data set of nuclear genomic data generated with a Hyb-Seq approach. Biogeographic history was then reconstructed using dispersal-extinction-cladogenesis models. The crown group ages of Dorstenieae and Dorstenia were estimated in the Cretaceous and in the Cretaceous/Paleocene period, respectively. Two long-distance dispersal events from continental Africa to South America occurred in the Cenozoic (Dorstenia and Brosimum s.l.). In Chapter III, I tested the climatic niche difference (temperature and precipitation) between the two breeding systems (monoecy and gynodioecy) in Ficus using a new dataset of cleaned spatial occurrence records and breeding systems for 183 species. I used two comparative approaches: generalized estimating equations (GEE) and generalized linear models (GLM). A positive relationship between precipitation and gynodioecy was supported by GLM, but not GEE analyses, and no relationship between temperature and breeding systems was supported by either method. Higher dispersal ability and the potential for self-fertilization may explain why monoecious species of Ficus have been able to colonize and survive in drier environments. This thesis highlights the potential of phylogenetic comparative methods and phylogenomic data to address questions of breeding system evolution and biogeography in Moraceae, and opens up several important new perspectives worth investigating in other plant clades, such as a relationship between breeding system and climatic niche.