Biodiversity shortfalls and biodiversity conservation : the case of Algerian herpetofauna

Algeria is a case study of biodiversity ignorance. To date, there are neither complete inventories for any taxa nor atlas across the country! Yet, Algeria is of great importance for global biodiversity. The coastal area of Algeria is part of the global biodiversity hostpot which is the Mediterranean perimeter and has several regional red spots of biodiversity. Moreover, the Saharan part encompasses a diversity of endemic organisms adapted to the strong conditions of drought. The Algerian authorities are deploying an ambitious project for conservation aiming to reach 50% of the country's surface as protected areas! However, the location of these protected areas and their management don’t obey to a scientific evidence based, but are rather based on experts opinion. The main aim of this thesis is the study of the biodiversity ignorance distribution in Algeria by focusing on the "Linnean, Wallacean, and Darwinian Shortfalls" and to contribute to reduce them. The first chapter aims at reducing the Linnean Shortfall by proposing 1) a first checklist of reptiles and amphibians of Algeria which is the result of an accurate review of scientific publications on these taxa in North Africa. 2) a first pre-assessment of the conservation status of reptiles and amphibians of Algeria for the production of the first national red list. The second part of this manuscript deals with the ignorance of the geographical distribution of species. The purpose of this part is to map the ignorance which is defined as the difference between the expected specific richness diversity and the observed specific richness. The predicted species richness was modelled with two approaches: 1 ecological niche modeling with the maximum entropy method (MaxEnt) to predict the suitable habitats for each species and then add the different binary layers of species presence to calculate the specific richness. 2) Minimum convex polygon method was used to create range maps of each species and were auditioned to obtain predicted species richness. Both approaches have shown the same trend at a national scale: the concentration of the richest areas along the Saharan Atlas and the high plateaux which are the transition zone between the Sahara and the the Mediterranean part of Algeria. The opposition of the Saharan with a low species richness and the northern part with a higher species richness. Finally, the Saharan massifs of the Hoggar and Tassili form a very distinct zone with a much greater wealth compared to the rest of the Sahara. In terms of gaps, in the northern part, Kabylie, El Kala National Park and the Oran region are fairly well surveyed. In the Sahara, only a few points are clearly well prospected as Biskra, Bechar and some areas of the Hoggar and Tassili. The third part deals with the distribution of genetic llineages in the Maghreb. The aim of this section is to locate the phylogeographic breaks between the divergent eastern and western populations of the Maghreb and to try to understand the mechanisms that led to this pattern of genetic diversity. To answer these questions, I carried out a comparative phylogeography on 11 species of reptiles and amphibians with continuous and wide distribution in the Maghreb. Two suture zones have been identified: one zone on the border of Algeria and Morocco, the other in Kabylia west of the Soummam valley. The divergences between the eastern clades and the western clades occurred between the pre-Messinian periods up to the plio-pleistocene boundary and were maintained in climatic refugia in the east and west of the Maghreb.; L’Algérie est un cas d’école en matière d’ignorance en biodiversité. A ce jour, on ne dispose d'aucun inventaire complet pour aucun taxon ni aucun atlas à l’échelle du pays ! Pourtant, l’Algérie est d’une grande importance pour la biodiversité mondiale. La façade littorale de l’Algérie fait partie du hostpot de biodiversité mondial qui est le pourtour méditerranéen et compte plusieurs points rouges de biodiversité régionaux. Par ailleurs, la partie saharienne contient une diversité d’organismes endémiques adaptés aux fortes conditions de sécheresse. Les autorités algériennes déploient un projet ambitieux pour la conservation en fixant 50 % de la surface du pays comme objectif pour les aires protégées ! Mais, l’emplacement de ces aires protégées et leur gestion n’obéit pas à des critères basés sur une bonne connaissance de la diversité, mais sont plutôt panifiés à dire d’expert. L’objectif général de cette thèse c’est l’étude de la distribution de l’ignorance en biodiversité en Algérie en se concentrant sur les « Linnean, Wallacean et Darwinian Shortfalls » et de contribuer à les réduire. J’ai consacré un chapitre qui a pour but de réduire le Linnean Shortfall en proposant 1) une première checklist des reptiles et amphibiens d’Algérie qui est le fruit d’un examen précis des publications scientifiques sur ces taxons en Afrique du Nord. 2) une première pré-évaluation des statuts de conservations des reptiles et amphibiens d’Algérie pour la production de la première liste rouge nationale. La deuxième partie de ce manuscrit traite la question de l’ignorance de la distribution géographique des espèces. Le but de cette partie est de cartographier l’ignorance qui est la différence entre la diversité la richesse spécifique attendue et la richesse spécifique observée. La richesse spécifique attendue a été modélisée avec deux approches : 1 l’utilisation des modèles de niches avec la méthode de maximum d’entropie (MaxEnt) pour prédire les habitats favorables pour chaque espèce puis additionner les différentes couches binaires de présence des espèces pour calculer la richesse spécifique. 2) l’addition des couches des aires d’occurrences des espèces construite par la méthode du minimum convex polygon pour produire la carte de distribution de la richesse spécifique. Les deux approches ont montré la même tendance à l’échelle nationale, c’est-à-dire la concentration des zones les plus riches sur le long de l’Atlas Saharien et des hauts plateaux qui sont la zone de transition entre le Sahara et la partie méditerranéenne de l’Algérie. L’opposition de la partie saharienne globalement pauvre en espèce et la moitié nord plus riche. En fin, les massifs sahariens du Hoggar et Tassili forment une zone très distincte avec une richesse nettement supérieure par rapport au reste du Sahara. Pour ce qui est des lacunes, dans la Partie nord, la Kabylie, le parc national d’El Kala et la région d’Oran sont assez bien prospectées. Dans le Sahara, seuls quelques points sont assez bien prospectés comme Biskra, Béchar et quelques zones du Hoggar et Tassili. En fin, la troisième partie porte sur la distribution des lignées génétiques dans le Maghreb. Les objectif de cette partie est localiser les zones de sutures entre les lignées génétiques divergentes des populations de l’est et de l’ouest du Maghreb et d’essayer de comprendre les mécanismes qui ont conduit à ce patron de diversité génétique. Pour répondre à ces questions, j’ai effectué une phylogéographie comparées sur 11 espèces de reptiles et amphibiens à distribution continue et large dans le Maghreb. Deux zones de sutures ont été identifiées : une zone à la frontière de l’Algérie et du Maroc, l’autre EN Kabylie à l’ouest de la vallée de la Soummam. Les divergences entre les clades est et les clades ouest ont eu lieu entre la période pré-messinienne jusqu’au à la limite plio-pleistocène et se seraient maintenues dans des refuges climatiques à l’est et à l’ouest du Maghreb.