Une part importante de la diversité des poissons de la planète est concentrée dans les néotropiques. Depuis des siècles, les scientifiques essayent d'identifier les facteurs à l'origine de cette extraordinaire diversité. La plupart des hypothèses proposées abordent des facteurs historiques, tels que les changements géomorphologiques et climatiques. Cependant, le rôle joué par des caractéristiques propres à chaque taxon, telles que des facteurs génomiques ou écologiques, demeure imprécis. Ainsi, dans cette thèse, j'ai examiné la contribution des processus historiques, écologiques et génomiques impliqués dans la formation de la diversité des poissons néotropicaux et ce aux niveau intraspécifique, en utilisant la sardine d'eau douce, Triportheus albus, comme organisme modèle, et au niveau interspécifique, en utilisant le genre de poisson-chat Hypostomus. Dans mon étude intraspécifique, j'ai trouvé de forts signaux d'isolation par la distance ainsi que par des barrières topographiques, ces dernières provoquées par des rapides. L'isolation par l'environnement, déterminée par la composition de la végétation riveraine, la taille des plaines inondables et la couleur de l'eau, a également été révélée, indiquant une diversification écologique chez T. albus. Dans mon étude interspécifique, j'ai trouvé que Hypostomus est originaire de l'ouest de l'Amazone, puis il s'est rapidement dispersé vers l'est de l'Amazone, le Río de La Plata et les rivières guyanaises. Le taux de spéciation était élevé pendant la phase initiale de la radiation de Hypostomus et a diminué progressivement. J'ai aussi trouvé des évidences que la première phase de la radiation de Hypostomus a été marquée par des spéciations allopatriques en série, tandis que la deuxième phase a été caractérisée par une forte diversification écologique. De plus, j'ai suggéré que la grande variation du nombre diploïde chez Hypostomus s'explique par de fréquents réarrangements chromosomiques. J'ai estimé le taux de diversification du nombre diploïde au cours du temps et j'ai constaté une forte augmentation de ce taux coïncidant avec l'origine de Hypostomus. Étant donné que les réarrangements chromosomiques peuvent constituer une source importante de barrières reproductives post-zygotiques, conduisant à la ‘spéciation chromosomique', j'ai donc suggéré que cette spéciation chromosomique avait contribué à accélérer la diversification chez Hypostomus. En conclusion, l'extraordinaire diversification des poissons néotropicaux est le résultat de l'action combinée de facteurs multiples, notamment de processus historiques, écologiques et génomiques.