Les complexes d'hybridation chez les grenouilles vertes : identification génétique, exigences écologiques, et capacités d'acclimatation

par Cécile Patrelle

Thèse de doctorat en Biologie des organismes

Sous la direction de Alain Pagano.

Soutenue en 2010

à Angers , en partenariat avec Laboratoire d'Etudes Environnementales des Systèmes Anthropisés (LEESA), université d'Angers (laboratoire) .


  • Résumé

    Les organismes asexués constituent un cas particulier en écologie évolutive spécialement intéressant pour étudier les processus d'adaptation. La reproduction sexuée est avantageuse puisqu'elle maintient un polymorphisme et une diversité génétique importants, mais elle l'est moins si on prend en compte ses coûts. La persistance de plusieurs lignées hybrides asexués au sein de taxa indépendants, parfois anciennes, amène à s'interroger sur ce mode de reproduction : avantages, risques d'extinction des complexes d'hybridation. Nous avons étudié le cas des grenouilles vertes européennes présentes en France, où l'on retrouve le complexe P. Esculentus, très commun, ainsi que le complexe P. Grafi, localisé dans le Sud du pays. Ces lignées hybrides sont particulières car elles ont un mode de reproduction unisexué appelé hybridogénèse. Les différents taxa de grenouilles vertes se ressemblent tant que leur distinction est difficile, et nécessite des analyses génétiques. Ainsi, une nouvelle méthode PCR-RFLP basée sur la région ITS2 a été mise au point, permettant une affiliation fiable des taxa du complexe P. Esculentus. Puis, les marqueurs microsatellites ont été testés comme outils d'identification taxonomique, sans succès, à cause d'un manque de spécificité, ainsi qu'à la situation complexe des peuplements français. Le fardeau génétique porté par les génomes clonaux ridibundus a été évalué lors d'un élevage expérimental, où des têtards de P. Rididundus possédant soit 50% de leur génome clonal ou 0% n'ont montré aucune différence de performances larvaires. Dans cette même expérimentation, la fitness de l'hybride P. Kl. Grafi a été comparée à ces deux espèces parentales. Les hybrides ont montré des performances intermédiaires, meilleures que P. Perezi, mais inférieures à P. Ridibundus. Lors de l'étude de l'utilisation de l'habitat, nous avons pu mettre en évidence une répartition différentielle des grenouilles vertes du complexe P. Esculentus en fonction du type d'habitat, et observer de nouveaux facteurs influençant leur abondance tels l'altitude, la distance à la rivière, le taux de nitrates, l'alcalinité, les duretés. Nous avons observé la relation entre le type d'habitat et la capacité d'acclimatation chez les hybrides P. Esculentus au stade larvaire, et les performances révèlent que les têtards forestiers semblent généralistes en s'accommodant du changement de milieu, tandis que ceux originaires de prairie semblent localement adaptés à leur milieu. Ces résultats nous amènent à discuter du devenir évolutif des grenouilles vertes et a proposer des perspectives, afin d'affiner nos connaissances de ces complexes et d'aider à la prise de décision quant aux habitats à prioriser en termes de gestion conservatoire.

  • Titre traduit

    Hybridation complexes in European water frogs : taxonomic identification, ecological contraints, and adaptation abilities


  • Résumé

    Asexual organisms are a special case in evolutionary ecology interesting to study adaptation. Sexual reproduction is advantageous since it maintains an important polymorphism and genetic diversity, but it is less taking into account its costs. The persistence of many hybrid asexual lineages among independent taxa, some old, raise questions about this reproductive mode: benefits, extinction risks of hybridization complexes. We have studied the case of the European water frogs present in France, where we find the complex P. Esculentus, very common, and the complex P. Graf, located in the south. These hybrid lineages are special because having a unisexual mode of reproduction called hybridogenesis. These different taxa of water frogs are so alike that their distinction is difficult and requires genetic analysis. Thus, a new PCR-RFLP based on ITS2 has been developed, allowing reliable taxonomic affiliation of the complex P. Esculentus. Then, the microsatellite markers were tested as tools for taxonomic identification, without success, due to a lack of specificity, and the complex situation of French frog assemblages. The genetic load carried by clonal genomes was evaluated in an experimental breeding, where tadpoles of P. Rididundus bearing either 50% clonal genome or 0% showed no differences in larval performances. Regarding hybrid fitness of P. Kl. Grafi tadpoles compared to that of parental species, hybrids showed intermediate performance, better than P. Perezi, but worse than P. Ridibundus. In the habitat use study, we were able to evidence a differential distribution of water frogs of P. Esculentus complex according to habitat type, and observe new factors influencing their abundance as altitude, distance to the river, the nitrate level, alkalinity, hardness. We observed the relationship between habitat type and acclimation abilities in P. Esculentus hybrids at larval stage, and performances show that forest tadpoles seem to be generalists and bear environmental modifications, while those from meadows appear locally adapted to their environment. These results bring us to discuss the future evolution of water frogs and offer opportunities, to refine our knowledge of these complexes and assist in making decisions regarding habitat to prioritize in terms of conservation management.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (230 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 182-210

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