Avec actuellement 1 727 espèces valides, naturellement réparties du sud de l'Amérique du Nord au sud de l'Amérique du Sud, dans la majeure partie de l'Afrique, dans le sud de Madagascar et dans le sous-continent indien, les poissons cichlidés (Cichlidae) font partie des familles de poissons les plus riches en espèces (Fricke et al., 2021 ). Considérant que les assemblages de cichlidés pour la plupart endémiques dans les seuls lacs d'Afrique de l'Est comprennent environ 2 000 espèces (y compris des espèces décrites et non décrites) (Turner et al., 2001 ; Salzburger et al., 2014 ), il se pourrait bien que cette famille de poissons soit en fait le plus spécifique de tous. Cette énorme richesse spécifique se reflète également dans une diversité morphologique, comportementale et écologique, et c'est cette immense variété de formes et de fonctions au sein d'une même lignée de poissons qui fascine les chercheurs depuis la fin du XIXe siècle (eg, Steindachner, 1875 ; Boulenger, 1898), de sorte que les cichlidés sont désormais considérés comme un système modèle de premier ordre dans la recherche en biologie évolutive (par exemple, Salzburger, 2018 ). Une multitude de publications sur les cichlidés ont fait progresser non seulement notre compréhension de ce qui sous-tend la diversification de cette famille de poissons exceptionnelle, mais aussi notre connaissance de l'évolution de la diversité biologique en général.

Le numéro spécial actuel est le quatrième d'une série de numéros spéciaux publiés dans Hydrobiologia exclusivement consacrés à la recherche sur les cichlidés et présente une collection de 15 articles axés sur divers aspects du comportement, de l'écologie, de la conservation, de la biologie évolutive, de la paléontologie, de la parasitologie et de la génomique des cichlidés. . Nous sommes heureux de partager cette exquise collection de documents de recherche sur les cichlidés avec les lecteurs d' Hydrobiologia . Ci-dessous, les articles sont brièvement résumés dans l’ordre dans lequel ils apparaissent dans ce numéro spécial.

Un rayonnement de cichlidé fossile

Les archives fossiles des cichlidés sont extrêmement importantes pour notre compréhension de l’évolution des cichlidés. Cependant, pour certaines parties de l'arbre de vie des cichlidés, les archives fossiles sont rares, ce qui rend difficile la mise en place (au moins d'une partie de) de la diversification des cichlidés dans un contexte temporel. Jusqu'à récemment, nous manquions de fossiles appropriés pour calibrer l'arbre du rayonnement riche en espèces du lac Tanganyika, qui a également donné naissance aux ancêtres des rayonnements mégadivers dans les autres Grands Lacs d'Afrique de l'Est et à certaines lignées limitées aux rivières et aux lacs plus petits (Koblmüller et al. ., 2008 ). Avec la découverte et la description de † Tugenchromis pickfordi Altner et al. En 2017, un point d'étalonnage fiable est devenu disponible (Altner et al., 2017 ) et a été utilisé pour obtenir des estimations robustes du temps de divergence pour le rayonnement du lac Tanganyika (Irisarri et al., 2018 ; Ronco et al., 2021 ). Dans ce numéro, Altner & Reichenbacher ( 2021 ) présentent, sur la base d'un grand nombre de fossiles du Miocène supérieur en grande partie bien conservés, un petit rayonnement du paléolac Waril au centre du Kenya. Ces fossiles fournissent non seulement un point d'étalonnage supplémentaire pour le rayonnement du lac Tanganyika, mais donnent également un aperçu des modèles de diversité phénotypique de cet ancien rayonnement. Il est intéressant de noter que les espèces de ce rayonnement ancien diffèrent principalement par la forme des dents, ce qui suggère qu'elles ont coexisté dans le paléolac en utilisant différents aliments, comme on le voit dans certains lacs de cratère existants (par exemple, Schliewen et al., 1994 ; Geiger et al., 2010 ). Cette découverte conforte l’idée selon laquelle la répartition des niches en fonction des ressources alimentaires est un facteur important de diversification des radiations des cichlidés.

Cichlidés du lac Tanganyika : cibler les modèles et l'origine des variations phénotypiques et comportementales

Le lac Tanganyika est le plus ancien des Grands Lacs d'Afrique de l'Est (Cohen et al., 1993 ) et abrite donc l'assemblage d'espèces de cichlidés le plus diversifié sur le plan morphologique, comportemental, écologique et génétique (Snoeks, 2000 ). Plusieurs publications de ce numéro spécial ciblent des questions spécifiques concernant la variation morphologique et la spéciation naissante, ainsi que les causes et les conséquences de la variation des modèles de couleurs intra-spécifiques chez les cichlidés du lac Tanganyika.

Les radiations des cichlidés se caractérisent par des changements dans l’architecture alimentaire. Bien que cette dimension de la diversité des cichlidés soit plus frappante aux niveaux macroévolutifs (par exemple, Cooper et al., 2010 ), des changements subtils entre des taxons frères et/ou des concurrents écologiques proches peuvent révéler des dynamiques importantes dans l'écologie et l'évolution des cichlidés (par exemple, Herler et al. , 2010 ; Van Steenberge et al., 2018 ; Conith et al., 2020 ). Dans ce numéro, Kerschbaumer et al. ( 2021 ) comparent les formes de divers os de la tête chez des espèces de Tropheus Boulenger, 1900 qui sont soit le seul occupant d'une localité du lac Tanganyika, soit coexistent avec une autre espèce de Tropheus . Ils ont documenté des différences subtiles mais significatives dans la forme des os entre les espèces de Tropheus , entre les populations de la même espèce et, surtout, entre les espèces sympatriques et non sympatriques, offrant ainsi une vision nuancée des pressions écologiques pouvant agir sur des éléments spécifiques de l'alimentation. appareil.

Des traits morphologiques divergents pourraient également être une indication d’un début de spéciation. Avec Telmatochromis dhonti (Boulenger, 1919) et T. brachygnathus Hanssens & Snoeks, 2003, T. temporalis Boulenger, 1898 forme un complexe d'espèces étroitement apparentées, morphologiquement similaires et souvent sympatriques (Ronco et al., 2021 ). Notamment, au sein de T. temporalis , des morphotypes distincts ont été décrits, présents en sympatrie ou en parapatrie, mais ayant des préférences d'habitat différentes, conduisant à un isolement reproductif (Takahashi, 2004 , 2010 ; Takahashi et al., 2009 ; Winkelmann et al., 2017 ). Ainsi, le complexe T. temporalis est considéré comme un bon système modèle pour étudier la spéciation écologique. Ici, Takahashi ( 2021 ) rapporte une autre forme morphologiquement et génétiquement distincte, « élancée », au sein de ce complexe. Cette forme habite des eaux plus profondes que la forme parapatrique « normale ». Très probablement, des facteurs écologiques ont pu provoquer un isolement reproductif entre les différentes formes de T. temporalis , comme on le voit dans certaines paires de cichlidés de lac de cratère (Barluenga et al., 2006 ; Malinsky et al., 2015 ).

La coloration corporelle des cichlidés joue un rôle important dans les interactions intra- et interspécifiques (Maan & Sefc, 2013 ). Chez l' Astatotilapia burtoni polychromatique (Günther, 1893), la coloration mâle est corrélée au statut social, au comportement agressif et aux caractéristiques physiologiques, avec des effets possibles sur les hiérarchies de dominance et le succès de l'accouplement (Korzan et al., 2008 ). Dans ce numéro, Whitaker et al. ( 2021 ) examinent encore un autre corollaire des différences de couleur, à savoir la visibilité des prédateurs et la variation associée du comportement de fuite. Ils constatent que la visibilité auprès des congénères – utile dans la signalisation intraspécifique – s’accompagne d’une visibilité accrue auprès des prédateurs, mais également de réponses anti-prédatrices compensatoires. Les auteurs suggèrent que la covariation de la visibilité visuelle et de l'évitement de la prédation contribue au maintien des phénotypes de couleurs alternatifs.

La variation du motif de couleur, en particulier dans la taille de la tache colorée par les caroténoïdes, était également impliquée dans les relations de dominance entre les femelles du cichlidé Kaiser, Tropheus sp. Â« Ikola » (sensu Ziegelbecker et al., 2018 ). Dans ce numéro, Ziegelbecker et al. ( 2021 ) étudient les mécanismes sous-jacents et signalent un faible support pour un effet intimidant des grandes taches de couleur et pour des corrélations avec le comportement exploratoire. De manière frappante, les concentrations de caroténoïdes tégumentaires étaient remarquablement élevées non seulement dans la peau de couleur jaune (ce qui était attendu), mais également dans la peau noire environnante. Cela suggère que l'attribution de caroténoïdes à la signalisation visuelle n'est pas particulièrement coûteuse chez cette espèce et soulève des doutes quant à savoir si la taille des parcelles peut contenir des informations sur la qualité et l'état des individus.

La variété des systèmes sociaux et d'accouplement trouvés chez les cichlidés offre des opportunités prometteuses pour la recherche sur les processus qui conduisent ou facilitent la diversification comportementale. La revue de Lein & Jordan ( 2021 ) se concentre sur l'étude de l'évolution cognitive et sociale, identifie les défis méthodologiques et les difficultés terminologiques rencontrés sur le terrain, et met en évidence la valeur d'un clade particulier de cichlidés, les Lamprologini coquillages du lac Tanganyika, pour combler les lacunes existantes en matière de recherche. Le système d'étude de bon augure se caractérise par des capacités sociales et cognitives diverses et très développées dans un contexte d'habitat partagé et de similitude morphologique. La disponibilité de reconstructions phylogénétiques robustes et la possibilité de travailler sur le terrain et en laboratoire sont des atouts supplémentaires de ce système modèle émergent.