Etude multi-locus des pressions évolutives s'exerçant sur les bivalves marins en situation d'hybridation : cas des moules hydrothermales du genre Bathymodiolus des dorsales médio-Atlantique et est-Pacifique - Sorbonne Université Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2008

Multi-locus study of selective pressures acting on a marine bivalve in hybridization conditions : example of Bathymodiolus from the Mid Atlantic and East-Pacific ridges

Etude multi-locus des pressions évolutives s'exerçant sur les bivalves marins en situation d'hybridation : cas des moules hydrothermales du genre Bathymodiolus des dorsales médio-Atlantique et est-Pacifique

Résumé

This work aimed, through a multi-locus multi-species study of gene convalescence, at understanding the modes of speciation and evolutionary mechanisms acting on Mytilid bivalves (genus Bathymodiolus) submitted to the extreme environmental conditions that prevail in the deep sea. Firstly, the phylogeny of all species belonging to the family Bathymodiolinae was studied by the dual use of a nuclear and a mitochondrial marker. In a second part, a multilocus approach was carried out on a hybrid zone existing on the Mid Atlantic Ridge to unravel the genetic structure and measure the level of reciprocal introgression between Bathymodiolus azoricus and B. puteoserpentis. A Bayesian approach (through the implementation of the Isolation with Migration IMa software) allowed us to measure the intensity and the directionality of residual gene flow between the two species, this varying among genes and pointing towards a secondary contact after a period of isolation rather than a continuous differentiation. Another study on the East-Pacific Ridge has allowed us to describe a new hybrid zone between the local species B. thermophilus and a new species localised at 37°S. Certain genes having demonstrated pecularities in their evolutionary histories have been subjected to specific scrutiny, evidencing purifying selection acting on an intron of the gene Elongation Factor EF1α, or a relaxation of selective pressures on certain copies of the Heat Shock Protein HSP70. Our study underlines the fact that the genetic structuring of hydrothermal species such as deep-sea mussels is ascribable primarily to geological conditions (volcanism, tectonics and transforming faults) and that this results on the long term in allopatric speciation. We also confirm that marine bivalves, including the deep-sea ones, are among the more polymorphic species on earth and that this polymorphism contains many slighly deleterious mutations.
Ce travail vise, à travers une approche de coalescence multi-locus et multi-spécifique, à comprendre les modes de spéciation et les mécanismes d'évolution agissant chez des Mytilidae (genre Bathymodiolus) soumis à des pressions environnementales extrêmes : celles des milieux hydrothermaux profonds. Dans un premier temps, la phylogénie de l'ensemble des espèces appartenant à la famille des Bathymodiolinae, a été étudiée par une utilisation complémentaire d'un marqueur mitochondrial et d'un marqueur nucléaire. Dans une seconde partie, une approche multi-locus a été menée sur une zone hybride décrite sur la ride médio-atlantique afin d'étudier la structure génétique et le niveau d'introgression entre les deux espèces locales (Bathymodiolus azoricus et B. puteoserpentis). Une approche bayésienne (utilisation du logiciel Isolation with Migration IMa) a permis de déterminer l'intensité et l'orientation des flux géniques entre les deux espèces. Ceux-ci sont variables d'un locus à l'autre, indiquant un contact secondaire après une période d'isolement plutôt qu'une différenciation parapatrique progressive. Une étude menée sur les espèces de la dorsale est-pacifique nous a permis de décrire une nouvelle zone hybride entre l'espèce locale déjà connue (B. thermophilus) et une nouvelle espèce localisée à 37°S. L'étude de certains gènes ayant montré des particularités dans leurs histoires évolutives a également été abordée, mettant en évidence de la sélection purifiante sur un intron du gène du Facteur d'Elongation 1α et un relâchement des pressions de sélection sur certaines copies du gène de la protéine de choc thermique HSP70. Notre étude met en évidence que ce sont principalement les conditions géologiques (volcanisme, tectonisme et failles transformantes) qui structurent les espèces hydrothermales et que cela induit sur le long terme de la spéciation allopatrique. Nous confirmons aussi que les bivalves marins sont des champions dans le domaine des fortes diversités nucléotidiques et que le polymorphisme qui en résulte est constitué de nombreuses mutations légèrement délétères.
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Citer

Jean-Baptiste Faure. Etude multi-locus des pressions évolutives s'exerçant sur les bivalves marins en situation d'hybridation : cas des moules hydrothermales du genre Bathymodiolus des dorsales médio-Atlantique et est-Pacifique. Ecosystèmes. Montpellier II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01112819⟩
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