Le "barcoding alimentaire" : développement d'un nouvel outil d'écologie moléculaire pour les milieux d'eau douce : exemple au travers de l'étude de la zone hybride Durance entre les deux chondrostomes français

par Emmanuel Corse

Thèse de doctorat en Sciences de l'environnement

Sous la direction de Rémi Chappaz et de André Gilles.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le principal objet de cette thèse a été d'étudier les régimes alimentaires des chondrostomes dans la Durance et de les comparer à d'autres populations évoluant dans des rivières non aménagées. Pour cela nous avons échantilloné des populations provenant de zones allopatriques nous permettant de définir des comportements alimentaires de référence. Afin de dissocier l'effet de l'aménagement de la rivière de l'effet sympatrie dans la zone Durance, nous avons échantilloné une seconde zone hybride considérée comme faiblement aménagée, l'Ardèche. L'acquisition d'une information fine de la nature des proies ingérées étant complexe à partir des techniques non invasives traditionnellement utilisées (isotopes stables), nous avons développé une méthode d'écologie moléculaire non invasive, basée sur la détermination de l'ADN présent dans les excréments du prédateur. Cette méthode repose sur des PCR spécifiques (réaction de polymérisation en chaîne) permettant de détecter 34 clades à hautes informations écologiques ("Clade Ecologique"). . Les analyses des résultats nous ont permis de valider le "barcoding alimentaire" et ont montré que l'aménagement de la Durance affectait les populations de chondrostomes selon plusieurs modalités d'actions. Les résultats ont montré également que le Cnn était plus sensible par l'aménagement de la rivière que le Ctt. A l'issue de ce travail, nous proposons donc que le Cnn soit considéré comme une espèce sentinelle en vue des suivis de l'impact du débit régulé sur les communautés biologiques en Durance. En outre, cette thèse a permis le développement d'une méthode non invasive en écologie. Elaborée dans le but d'optimiser son accessibilité autant financière que technique tout en ayant permis de définir finement le comportement alimentaire des chondrostomes à travers plusieurs zones d'études, le barcoding alimentaire apparait comme une méthode très prometteuse en écologie des eaux douces.

  • Titre traduit

    The "diet barcoding" : development of molecular ecology tool for freswater sciences : example through the study of hybrid zone between the two french chondrostoms species


  • Résumé

    Hydroelectric settlement could lead to affect trophic resources availability for fish populations, mainly for benthos feeder species. Previous works demonstrated that in the Durance River (an highly man-impacted river), many morphological and ecological characteristics were moved in compare to reference station's populations for the two benthic feeders species, Chondrostoma toxosroma toxostoma (Ctt, endemic species) and Chondrostoma nasus nasus (Cnn, introduced species) and their hybrids. To better understand which environmental factors are responsible of these differences, we studied the diet behavior of the two Chondrostoma species. The main goal of this thesis was so to study the diet behavior of the two Chondrostoma species and their hybrids in the Durance River and to compare with i) the diet behavior of the species in allopatric stations, ii) the diet behavior of the species sampled in another hybrid zone (Ardeche River) which is less disturbed. This approach allowed distinguishing the effects played by the River anthropisation to the effect played by the species interactions. In the first part of this work we used the stable isotope analysis (SIA) of carbon and nitrogen on several Chondrostoms populations. This approach was performed to determine the inter and intra populations variability of the diet behavior in different environments (allopatry/sympatry). However, the acquisition of taxonomic determination about ingested preys using the SIA method is difficult. To obtain this qualitative information we developed a non-invasive molecular methodology, based on DNA determination from feces. This method is based on clade specific PCR allowing the detection of 34 taxa, with high ecological relevant information (called Ecological Clade). In order to highlights some suspected links between morphology and diet, we also studied the body and the lower lip morphologies of the Chondrostoms samples. The obtained results allowed to conclude that environmental conditions (regulated flow and substrate clogging) of the Durance River affected Chondrostomes through different process. For example we observed that Cnn are more sensitive to environmental conditions of Durance than Ctt. In this way, Cnn could be considered as a sentinel species to study impacts of a regulated river on freshwater community. More than the biological conclusions we obtained on the Chondrostoms complex, we demonstrated the usefulness of the non-invasive method we developed. This method, designed with the concern to reduce financial and technical costs compared to other protocols (using cloning step or systematic sequencing of PCR products) could have lots of applications in ecology. Furthermore, because we take into account a high taxonomic ranks (family or order), allowing to describe diet behavior of Chondrostoms in different environments, the alimentary bar coding is not constrained to our studied sites. Thus, this method appears as a promising tool to study trophics interactions on freshwater environment.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([10]-336 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 275-310

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