Phylogénie moléculaire et évolution des vertébrés

Directeur du laboratoire

Montoya2
Dr Juan Montoya-Burgos
  • Chargé(e) d'enseignement

+41 22 37 96786
4067b (Sciences III)
4, Bvd d'Yvoy
CH-1205 Genève
Suisse

Thèmes de recherches

sur le départ d'une mission de deux semaines au nord de l'Argentine
18 novembre 2011: Dr. Juan Montoya et ses collègues à La Plata, Argentine, sur le départ d'une mission de deux semaines au nord de l'Argentine a fin d'étudier les proccessus évolutifs qui ont générés l'énorme diversité icthyologique des Neotropiques. De gauche a droit: Dr. Juan Montoya (UNIGE), Carlos Rivera (UNIGE), Yamila Cardoso (Universidad de La Plata, formée UNIGE), Ariel Paracampo (Universidad de la Plata).

Nous menons plusieurs lignes de recherche sur l'évolution des animaux grâce aux outils de la génétique moléculaire, comprenant l'étude de la formation des espèces, la biogéographie ainsi que des recherches en génomique évolutive et adaptation des organismes.

I. Biodiversité dans les Néotropiques

Pourquoi est-ce que les régions tropicales abritent la plus grande biodiversité de notre planète? Nous tentons de répondre à cette question fondamentale en étudiant la diversité ichtyologique dans une région néotropicale modèle: la Région des Guyanes.

Le Dr Montoya pêchant des échantillons dans une rivière de Guyane française
Le Dr Montoya pêchant des échantillons dans une rivière de Guyane française

En se basant sur notre collection toujours croissante d'échantillons de poissons, maintenue au Muséum d'histoire naturelle de la Ville de Genève (http://www.ville-ge.ch/mhng/), nous étudions les forces évolutives responsables de la diversification des poissons d'eau douce dans les Guyanes. Les nouvelles espèces sont-elles formées par spécialisation écologique aux nombreuses niches écologiques des néotropiques ou bien sont-elles le fruit des fragmentations de populations causées par des connections transitoires entre bassins suivies de longues périodes d'isolation?

Nos recherches sont centrées sur l'histoire évolutive, la phylogénie et la biogéographie historique de plusieurs représentants de poissons-chats de la famille Loricariidea. Nous effectuons des analyses de phylogénie moléculaire et de génétique des populations en développant des marqueurs à évolution rapide nous permettant de travailler à une échelle géographique très fine. Cette ligne de recherche est menée en étroite collaboration avec le Muséum d'histoire naturelle de Genève, le Muséum National d'Histoire Naturelle de Paris et l'Université Anton de Kom du Suriname, Paramaribo.

II. Génomique Evolutive et Adaptation

Une des questions fondamentales de la Biologie Évolutive est de savoir quelle est la nature des gènes impliqués dans l'adaptation, et quels sont leurs effets sur le phénotype et le comportement. Nous développons une nouvelle méthode permettant l'identification des gènes sous sélection positive dans des organismes non-modèles grâce aux nouvelles technologies de séquençage de seconde génération. Pour cette étude, nous utilisons différentes espèces d'une famille très diverse de poissons-chats néotropicaux, les Loricaridés. En parallèle à ce projet, nous développons de nouveaux outils bioinformatiques pour optimiser l'assemblage de novo de transcriptomes d'organismes non-modèles à partir de données de séquençage de seconde génération.

III. Biogéographie de mammifères d'Amérique du Sud

Nous étudions la mise en place de la distribution géographique actuelle des mammifères sud-américains, au travers de l'analyse de quelques espèces caractéristiques de carnivores, rongeurs et camélidés. En particulier, la comparaison des structures génétiques entre populations nous révèle l’influence des fluctuations climatiques du passé sur la distribution de la faune. De plus, nos études génétiques nous permettent d'identifier les zones d’endémisme au niveau spécifique et sous-spécifique. Nos analyses se basent principalement sur l'ADN que les animaux laissent dans leurs crottes, ce qui permet une étude plus exhaustive des espèces difficiles à capturer.

IV. Perte de biodiversité par hybridation interspécifique

L'hybridation est un processus naturel qui a eu un rôle important dans l'évolution de plusieurs groupes de plantes et d’animaux. Cependant, quand l'hybridation est due à un facteur humain, elle peut avoir de sérieuses conséquences pour la conservation de la biodiversité, en particulier pour des espèces endémiques rares ou menacées d’extinction, car si la taille de la population est trop petite, nous nous attendons à un remplacement progressif de leur génotype par des hybrides.

Ce projet de recherche vise à modéliser l'impact des modifications anthropiques sur l'intégrité génétique des organismes due à l’hybridation interspécifique. Nous mettons en évidence les effets potentiels des espèces introduites envahissantes et les modifications de l'habitat, en particulier causés par le changement climatique. Le réchauffement du climat et la baisse de la pluviométrie induisent une diminution  du régime hydrique dans la partie amont des rivières, ce qui provoque un déplacement des poissons, notamment de l'amont vers l'aval, conduisant à de nouvelles interactions entre les populations et les espèces. Nous utilisons comme organisme modèle les poissons de la famille des Cyprinidae puisqu’ils représentent la plus grande biodiversité de vertébrés d'eau douce en Europe et parce qu'ils sont particulièrement sujets à l'hybridation interspécifique.

Dans la première partie de ce projet, nous développons un modèle basé sur la situation de deux espèces bien étudiées, vivant dans le bassin du Rhône et qui produisent des hybrides fertiles: le gardon (Rutilus rutilus) et la brème (Abramis brama).

Dans la deuxième phase de ce projet nous intégrerons dans le modèle l’introduction d’espèces invasives et leur possible hybridation avec les populations autochtone. L'objectif de ce projet est d'estimer dans quelles conditions l'augmentation du taux d'hybridation peut affecter le risque d'extinction des organismes d'eau douce et ainsi, de fournir une orientation concernant le type de données requises pour proposer des stratégies de conservation. 

Equipe actuelle

Daniel02
Dr E. Daniel Cossios
  • Postdoc

+41 22 379 30 67
4081a (Sciences III)
Yamilacardoso
Mme Yamila Paula Cardoso
  • Etudiant(e) en thèse

+41 22 379 67 98
4024a (Sciences III)
Chloe3
Mme Chloé Hot
  • Etudiant(e) en thèse

+41 22 379 35 35
4067a (Sciences III)
Luiz
M. Luiz Queiroz
  • Etudiant(e) en thèse

+41 22 379 30 67, +41 22 379 35 35
4081a (Sciences III)
Claudio_quilodran
M. Claudio Quilodrán
  • Etudiant(e) en thèse

+41 22 379 93 67, +41 22 379 69 40
4081B (Sciences III)
Carlos
M. Carlos Javier Rivera-Rivera
  • Etudiant(e) en master

4081a (Sciences III)
Clair
Mme Claire Shea
  • Etudiant(e) en master

+41 22 379 67 98
4024a (Sciences III)
Joel
M. Joël Tuberosa
  • Etudiant(e) en master

+41 22 379 35 34
4078b (Sciences III)
Ilham02
Mme Ilham Bahechar
  • Assistant(e) de recherche

+41 22 379 67 98
4067a (Sciences III)
Chraiti2
M. Slim Chraiti
  • Photographe

+41 22 379 35 34
4078b (Sciences III)
Photo_uni
Mme Valérie Mino
  • Secrétaire

+41 22 379 67 70
4002a (Sciences III)

Publications

2011-09-13, 6, 9. September 13, 2011 link, 190,09 ko

Patterns of Positive Selection and Neutral Evolution in the Protein-Coding Genes of Tetraodon and Takifugu

Juan I. Montoya-Burgos

Department of Genetics and Evolution, University of Geneva, Geneva, Switzerland

PLoS One. 2011;6(9):e24800. Epub 2011 Sep 13. Pubmed, 190,09 ko

Patterns of positive selection and neutral evolution in the protein-coding genes of tetraodon and takifugu.

Montoya-Burgos J I

Department of Genetics and Evolution, University of Geneva, Geneva, Switzerland.

Genome Res. 2010 Aug 30. Pubmed

Optimization of de novo transcriptome assembly from next-generation sequencing data.

Surget-Groba Y, Montoya-Burgos J I

Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, 1211 Geneva 4, Switzerland.

Nature. 2010 Mar 4;464(7285):99-103. Pubmed

Changes in Hox genes' structure and function during the evolution of the squamate body plan.

Di-Poi N, Montoya-Burgos J I, Miller H, Pourquie O, Milinkovitch M C, Duboule D

National Research Center Frontiers in Genetics, Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, Sciences III, 1211 Geneva 4, Switzerland.

BMC Genomics. 2010 Feb 22;11:126. Pubmed

Transcriptome screen for fast evolving genes by Inter-Specific Selective Hybridization (ISSH).

Montoya-Burgos J I, Foulon A, Bahechar I

Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, 30 quai Ernest Ansermet, 1211 Geneva 4, Switzerland. juan.montoya@unige.ch

Mol Phylogenet Evol. 2009 Nov 3. Pubmed

Corrigendum to “Assessing phylogenetic dependence of morphological traits using co-inertia prior to investigate character evolution in Loricariinae catfishes." Mol. Phylogenet. Evol. 46 (2008) 986-1002.”

Covain R, Dray S, Fisch-Muller S, Montoya-Burgos J I

Departement d'herpetologie et d'ichtyologie, Museum d'histoire naturelle, 1 route de Malagnou, C.P. 6434, CH-1211 Geneve 6, Switzerland; Departement de zoologie et de biologie animale, Universite d...

Genome Res. 2009 Apr;19(4):602-10. Epub 2009 Feb 18. Pubmed

Atypical relaxation of structural constraints in Hox gene clusters of the green anole lizard.

Di-Poi N, Montoya-Burgos J I, Duboule D

National Research Center "Frontiers in Genetics," Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, 1211 Geneva 4, Switzerland.

Mol Ecol. 2009 Jan 29. Pubmed

Unexpected diversity in the catfish Pseudancistrus brevispinis reveals dispersal routes in a Neotropical center of endemism: the Guyanas Region.

Cardoso Y P, Montoya-Burgos J I

Department of Zoology and Animal Biology, University of Geneva, 30 Quai Ernest Ansermet, 1211 Geneva 4, Switzerland.

Mol Phylogenet Evol. 2008 Nov;49(2):606-17. Epub 2008 Aug 29. Pubmed

Molecular systematic and historical biogeography of the armored Neotropical catfishes Hypoptopomatinae and Neoplecostominae (Siluriformes: Loricariidae).

Chiachio M C, Oliveira C, Montoya-Burgos J I

Departamento de Morfologia, Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Instituto de Biociencias, Laboratorio de Biologia e Genetica de Peixes, Rubiao Junior 18618000, Botucatu, SP, Bra...

Mol Phylogenet Evol. 2008 Mar;46(3):986-1002. Epub 2007 Dec 25. Pubmed

Assessing phylogenetic dependence of morphological traits using co-inertia prior to investigate character evolution in Loricariinae catfishes.

Covain R, Dray S, Fisch-Muller S, Montoya-Burgos J I

Departement d'herpetologie et d'ichtyologie, Museum d'histoire naturelle, 1 route de Malagnou, C.P. 6434, CH-1211 Geneve 6, Switzerland. Raphael.Covain@ville-ge.ch

Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Dec 18;104(51):20443-8. Epub 2007 Dec 11. Pubmed

Life-history traits drive the evolutionary rates of mammalian coding and noncoding genomic elements.

Nikolaev S I, Montoya-Burgos J I, Popadin K, Parand L, Margulies E H, Antonarakis S E

Department of Genetic Medicine and Development, University of Geneva Medical School, 1 Rue Michel-Servet, 1211 Geneva, Switzerland. sergey.nikolaev@medecine.unige.ch