Diversité et structuration génétique des sapotacées endémiques de l'archipel des Mascareignes à différentes échelles spatiales et temporelles

par Stéphanie Dafreville

Thèse de doctorat en Biologie des populations et écologie

Sous la direction de Dominique Strasberg.

Le président du jury était Pascale Besse.

Le jury était composé de Dominique Strasberg, Pascale Besse, Guillaume Besnard, Pierre-Michel Forget.

Les rapporteurs étaient Guillaume Besnard, Pierre-Michel Forget.


  • Résumé

    L'archipel des Mascareignes (Réunion, Maurice et Rodrigues) est, avec les Seychelles, les Comores et Madagascar, l'un des 34 « hotspots » de biodiversité reconnus à l'échelle mondiale. Dans un contexte de disparition des habitats par les activités humaines, l'objectif de la thèse a été de comprendre la dynamique évolutive à différentes échelles spatiales et temporelles d'une famille d'espèces indigènes des écosystèmes forestiers, les Sapotacées. Ces espèces arborées présentent une gamme diversifiée de niveaux d’endémisme, d'abondance, de modes de régénération et de caractéristiques biologiques. La famille des Sapotacées comprend 3 genres et 14 espèces indigènes des Mascareignes (Mimusops, Labourdonnaisia et Sideroxylon) dont certaines espèces, rares et protégées, sont endémiques d'une des trois îles de l'archipel des Mascareignes. À l'échelle de la famille, l'analyse des séquences chloroplastiques de la famille des Sapotacées a confirmé la forte différenciation entre genres avec deux clades. Le premier clade est constitué par toutes les espèces de Sideroxylon structurées en trois sous-clades distincts dont deux correspondent aux sections Eusideroxylon et Calvaria, montrant une diversité haplotypique importante. Le deuxième clade est constitué par deux sous-clades formés respectivement par les espèces de Labourdonnaisia et celles de Mimusops. Alors qu'il n'est pas possible de résoudre les relations de parenté des Mimusops, Labourdonnaisia présentent deux lignées évolutives soulevant une incongruence entre les données taxonomiques et phylogénétiques. À l'échelle des deux lignées du genre Sideroxylon (Sections Eusideroxylon et Calvaria), l'analyse des marqueurs microsatellites chloroplastiques a montré une forte diversité haplotypique à la fois chez des espèces communes comme S. borbonicum ou rares comme S. majus associé à différenciation marquée entre l'île Maurice et la Réunion au sein des deux lignées. De plus, il a été mis en évidence des patrons de structure de la diversité génétique différents selon l'île et l'espèce considérée : une structure spécifique dans le genre Sideroxylon de la section Calvaria à Maurice et une structure géographique chez S. cinereum de Maurice et les espèces réunionnaises. À l'échelle de la lignée des Sideroxylon de la section Calvaria, les marqueurs microsatellites nucléaires ont permis d'identifier clairement toutes les espèces avec une forte différenciation entre S. majus de la Réunion et l'ensemble des espèces mauriciennes. À Maurice, la différenciation est plus marquée entre S. grandiflorum et les deux autres espèces S. sessiliflorum et S. boutonianum avec des évènements d'hybridation entre ces deux dernières espèces possibles. À l'échelle de S. majus de la Réunion, une très forte diversité génétique structurée en trois groupes génétiques a été mise en évidence à l'aide de marqueurs microsatellites nucléaires. La comparaison de la diversité génétique des cohortes des adultes et des juvéniles ne présente pas d’érosion génétique. Des méthodes de conservation sont proposées en fonction de ces caractéristiques génétiques pour S. majus, espèce rare en danger. L'ensemble des résultats obtenus chez les Sapotacées endémiques des Mascareignes montre que la diversité génétique est structurée à différentes échelles spatiales, selon les espèces et les lignées évolutives considérées, soulignant la nécessité d'études complémentaires afin de déterminer les processus qui sont à l'origine des patrons détectés.

  • Titre traduit

    Diversity and genetic struture of endemic Sapotaceae from Mascarene archipelago at different spatial and temporal scales


  • Résumé

    Madagascar is among the top five priorities "hotspots" for global biodiversity conservation. In Madagascar, melliferous flora is diverse and abundant; the endemic honey bee Apis melliferaunicolor inhabits all areas regardless of the climatic conditions and topography. As other islands, Madagascar is fragile and susceptible to invasions of alien species. In 2010, Varroa destructor has been reported parasitizing A. m. unicolor. The ectoparasite is not only a serious threat to beekeeping in Madagascar but it may also alter ecosystems balance.The objectives of this thesis were i) to study the genetic diversity and population structure of both A. m. unicolor and V. destructor in Madagascar, ii) to estimate the impact of V. destructor on honey bee colonies, and iii) to investigate the hygienic behaviour of honey beeOur results confirm that all honey bees collected in Madagascar belonged to the African evolutionary lineage and more than 99% were identified as A. m. unicolor. Despite its lownuclear genetic diversity, two genetic clusters have been detected, corresponding to geographic regions.In Madagascar, only one genetic strain of V. destructor was detected, the Korean haplotype (K1-1) which is the most widespread lineage in the world and the one present in Africa. Genetic studies showed a higher proportion of homozygous genotype (69.5%) and also a high number of MLG (Multi- Locus Genotypes) in the High Lands compared to the East coast. The presence of particular MLG on the High Land reinforces the assumption of its introduction into the capital. The spread of V. destructor in Madagascar is relatively slow in comparison with those observed in African countries. Its presence remains confined to the High Land and the East coast. The impact of the parasite on A. m. unicolor was severe; with about 60% of colony losses in a year reported in 2012. Nevertheless, this is less than observed in Europe, where many more colonies died at the early stage of infestation.Based on the percentage of cleaned cells observed 6 hour after pin killing the brood, the efficiency of A. m. unicolor colonies to detect and uncap cells was comparable to those of Africanised hygienic honey bees and was much higher than those of European honey bees. In Madagascar, the detection of highly hygienic colonies of A. m. unicolor is a great opportunity to develop a programme of selection of tolerant honey bee strains.


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