Les îles fournissent de bonnes opportunités pour étudier l'émergence de la biodiversité de part leur contexte spatial facilement appréhendable. Nous avons étudié une espèce de passereau endémique de l'île de la Réunion : le Zostérops des Mascareignes, Zosterops borbonicus. Cette espèce présente une extraordinaire variabilité de la couleur de son plumage à une échelle spatiale rarement documentée chez les oiseaux. L'analyse des patrons de variations génétiques et phénotypiques le long de gradients altitudinaux et au travers des zones hybrides séparant les différentes formes de couleur de l'espèce a permis de mettre en évidence le rôle de différents facteurs (sélectifs, historiques et neutres) dans l'émergence et le maintien de cette diversité. / Due to their well defined spatial context, islands are perfect places to study the emergence of biodiversity. Here, we studied a endemic passerine from the island of Réunion: the Mascarene White-eye. This species shows an extraordinary pattern of plumage colour variation at a spatial scale which have rarely been documented in birds. The joint analysis of genetic and phenotypic pattern of variation along environmental gradients and across hybrid zones separating the colour forms allowed us to show the role of various factors (selective, historical and neutral) in the emergence and maintenance of this diversity.

Dans l’étude de la spéciation, l'existence de zones dans lesquelles deux espèces en sympatrie montrent différents niveaux de différenciation génétique constitue une bonne opportunité pour comprendre la nature et l'évolution des barrières à la reproduction entre espèces. Jaera (albifrons) albifrons et Jaera (albifrons) praehirsuta sont deux espèces d’isopodes marins qui coexistent en sympatrie le long des côtes nord-européennes. Des barrières écologiques, comportementales, et génétiques cloisonnent efficacement ces deux espèces, à l'exception d'une région unique (Normandie, France) dans laquelle des morphotypes intermédiaires avaient été décrits dans les années 60.Au cours de cette thèse, l'utilisation de microsatellites et de SNPs obtenus par séquençage RAD ont permis de démontrer que le niveau d'isolement interspécifique varie fortement entre sites, de l'hybridation introgressive à l'isolement quasi-complet. Une analyse comparative de ces sites combinant échantillonnage en populations naturelles, croisements expérimentaux et analyses génomiques a ensuite permis de : i) mettre en avant le rôle prépondérant de l'isolement sexuel (qui reste fort dans les populations introgressées) accompagné d'une barrière post-zygotique relativement faible, ii) découvrir la présence de bactéries Wolbachia au sein des deux espèces, iii) démontrer que la coexistence des deux espèces résulte d'une spéciation allopatrique suivie de contacts secondaires avec reprise de flux de gènes d'intensité variable, et iv) montrer que ces flux de gènes varient également fortement au sein du génome, les chromosomes sexuels et des chromosomes réarrangés semblant limiter fortement l'introgression. / Within the field of speciation, sympatric areas with different levels of interspecific genetic differentiation offer a good opportunity to understand the nature and evolution of reproductive barriers between species. Jaera (albifrons) albifrons and Jaera (albifrons) praehirsuta are two species of marine isopods that coexist in sympatry along the northern European coasts. Ecological, behavioral and genetic barriers efficiently isolate these two species, except in a unique region (Normandy, France) where morphological phenotypes were described in the 60's.In this thesis, microsatellites and SNPs obtained from RAD-sequencing allowed me to demonstrate that the level of interspecific isolation varies widely between sites, from introgressive hybridization to quasi-complete isolation. A comparative analysis of these sites combining sampling from natural populations, experimental crosses, and genomic analyses then allowed me to: i) demonstrate the predominant role of sexual isolation (which remains strong in introgressed populations), together with a relatively weaker post-zygotic barrier, ii) discover the presence of Wolbachia bacteria within the two species, iii) demonstrate that the coexistence of these species originate from an allopatric speciation followed by secondary contacts with varying levels of heterospecific gene flow renewal, and iv) show that gene flow varies also strongly along the genome, with an effect of sex chromosomes and rearranged chromosomes apparently limiting introgression.

Au sein de la famille des Cyprinidés (Téleostéens), Parachondrostoma toxostoma (le toxostome) et Chondrostoma nasus (le hotu) sont deux espèces (respectivement endémique et invasive) qui se rencontrent dans le sud de la France, formant deux zones hybrides distinctes : la zone de la Durance (un milieu fortement fragmenté) et la zone de l'Ardèche (un milieu non fragmenté). La présence de ces deux zones hybrides nous a donné l'opportunité de caractériser les parts respectives de la sélection exogène (l'environnement) et endogène (compatibilité génomique) permettant d'expliquer les patterns d'hybridation entre les deux espèces. Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse illustrent parfaitement la complexité des phénomènes d'hybridation, chaque situation étant fortement dépendante du contexte d'étude et ce à l'échelle même de la station. Nous avons montré dans certaines stations que l'espèce endémique résiste à l'introgression de son génome par l'espèce invasive, dans d'autres cas nous avons des scénarios plus complexe d'admixture qui évoluent au cours du temps. Le potentiel évolutif engendré par les phénomènes d'hybridation est cependant indéniable et nous préconisons de prendre en compte ces processus d'hybridation dans les programmes de gestions et de conservation de la biodiversité. / In the Cyprinidae family (Teleostei), Parachondrostoma toxostoma (the sofie) and Chondrostoma nasus (the nase) are respectively endemic and invasive species which are found in sympatry in the south of France. They form two distinct hybrid zones: the Durance River (a highly fragmented environment) and the Ardèche basin (an unfragmented area). The existence of these two different zones allow us to characterize the respective contributions of exogenous selection (environmental factors) and endogenous selection (genomic compatibility) to explain hybridization patterns between the two species.This PhD thesis highlights the complexity of hybridization phenomena. Each situation is highly dependent of the study context. We showed the resistance of the genome of the endemic species to introgression by the genome of the invasive species in some stations. In other cases, we demonstrated more complex scenarios of admixture that evolve over time. The evolutionary potential generated by hybridization is undeniable, and we recommend to take the hybridization process into account in management programs and conservation of biodiversity.