La région des Néotropiques abrite la plus grande diversité de poissons d'eau douce au monde, mais les forces évolutives ayant conduit à une telle diversité sont encore aujourd'hui très méconnues. Dans le but de comprendre la diversification au sein de la région des Guyanes, j'ai réalisé des études phylogénétiques de larges échantillonages guyanais et amazoniens des espèces de poissons-chats néotropicaux des genres Ancistrus et Hypostomus. Des phylogénies moléculaires basées sur un marqueur mitochondrial et deux marqueurs nucléaires, ainsi que sur des données concaténées, ont été établies. Celles-ci révèlent la présence d'un ou plusieurs clades d'origine guyanaise. Dans l'étude d'Ancistrus, de nouvelles espèces cryptiques ont été génétiquement révélées. J'ai également identifié plusieurs hybrides au sein du genre Ancistrus en me basant sur la comparaison d'arbres phylogénétiques des différents marqueurs, une approche PCR-RFLP ayant été utilisée par la suite pour distinguer les individus hybrides des non-hybrides. Ces méthodes m'ont permis d'identifier des individus non-hybrides permettant d'inférrer l'histoire évolutive des espèces. Dans l'analyse d'Ancistrus, l'interprétation des arbres phylogénétiques moléculaires m'a permis de proposer une hypothèse sur la voie d'entrée des ancêtres des différents clades guyanais de ces deux genres et sa dispersion ultérieure dans les rivières de la région des Guyanes. En effet, outre avoir démontré que chaque espèce occupe différents bassins fluviaux non-chevauchants, j'ai démontré l'intervention d'un événement de colonisation unique depuis le bassin du fleuve Amazone vers les fleuves côtiers des Guyanes via le fleuve Maroni. Quant à l'histoire de la dispersion des représentants Hypostomus, deux voies d'entrée distinctes ont été révlés, le premier est partagé avec Ancistrus, via le fleuve Maroni, et le second s'est fait par le fleuve Essequibo. Des méthodes comparatives d'arbres – Brooks parcimony Analysis et Maximum Agreement Subtree – ont appliquées aux arbres obtenus pour Hypostomus et Ancistrus, et j'ai également utilisé la phylogénie publiée antérieurement pour le complexe d'espèces Pseudancistrus brevispinis, qui présentait une hypothèse de colonisation similaire à celles que j'ai établies pour Hypostomus et Ancistrus. Ces analyses ont révélé un pattern de colonisation identique pour les trois genres étudiés, avec une entrée unique depuis le bassin du fleuve Amazone vers la partie haute de la rivière Maroni dans les Guyanes. Cette étude représente une contribution à la connaissance des genres Hypostomus et Ancistrus, ainsi que sur les processus de diversification, tels que les captures de rivières ou les « sea-level fuctuations », qui ont mené à une diversité élevée des poissons au sein des Guyanes. Ce travail apporte également de nouvelles perspectives dans les démarches d'analyses biogéographiques entre organismes présentant des aires de distribution similaires, ainsi que l'identification d'hybrides au sein d'un genre particulier.