Phylogénie des Hexapodes et implications pour l’hypothèse de leur origine aquatique

Hexapoda phylogeny: implications for an aquatic origin hypothesis

¹ FRE 2695 CNRS, Département Systématique et Évolution, Muséum National d'Histoire Naturelle (case 50), 45, rue Buffon, 75005 Paris, France. E-mail : dhaese@mnlm.fr.

Résumé

L’émergence du milieu aquatique pour coloniser le milieu terrestre est une des transitions majeures au sein des Arthropodes. Il est souvent considéré que les premiers Hexapodes, et plus particulièrement les premiers Collemboles, étaient semi-aquatiques, sortant du milieu marin en passant par un environnement d’eau douce pour finalement coloniser le milieu terrestre. La question de l’origine écologique des Hexapodes est traitée à travers un cadre phylogénétique. En optimisant les attributs écologiques sur la phylogénie, il est montré que les Hexapodes ont colonisé le milieu terrestre directement à partir du milieu marin sans transition par le milieu dulçaquicole. Un mode de vie édaphique est inféré comme étant le mode de vie ancestral des Collemboles, et plus généralement des Hexapodes dans leur ensemble. Le mode de vie aquatique est un changement évolutif secondaire acquis indépendamment dans plusieurs lignées, en particulier dans certains groupes de Collemboles et de Ptérygotes. La réponse est ambiguë pour les Ptérygotes : soit les premiers Ptérygotes ont eu des larves aquatiques et auraient réversé vers une vie pleinement terrestre chez les Néoptères, soit des larves aquatiques sont apparues indépendamment chez les Odonates et les Ephéméroptères. Dans les deux cas, différents groupes ont acquis des larves aquatiques secondairement (par exemple les Plécoptères, les Trichoptères et les Coléoptères).

Abstract

Emergence from an aquatic environment to the land is one of the major evolutionary transitions within the arthropods. It is often considered that the first hexapods, and especially the first Collembola, went from the sea through intermediate freshwater environments to colonize fully terrestrial ecosystems. To understand the ancestral ecology of hexapods, a phylogenetic framework is used. By mapping ecological attributes onto the phylogeny, it is shown that hexapods colonized terrestrial environments directly from marine environment without a transition through freshwater. An edaphic life-style is the basal state for Collembola and more generally for hexapods as a whole. Aquatic ecology is inferred to be a secondary change that occurred several times independently, particularly in some group of Collembola and Pterygota. The answer is ambiguous for Pterygota, whether the first Pterygota had aquatic larvae and reversed toward fully terrestrial in Neoptera, or aquatic larvae appeared independently in Odonata and Ephemeroptera. Subsequently, aquatic larvae were secondarily acquired in various groups independently (e.g. Plecoptera, Trichoptera, Coleoptera).