Potentiel évolutif d'une population naturelle de poissons coralliens à fort auto-recrutement dans un environnement variable

Evolutionary potential of a natural population of coral fish with high self-recruitment in a variable environment

• Auteur / Autrice : Océane Salles
• Direction : Serge Planes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biodiversité, Génétique et Évolution
• Date : Soutenance le 23/11/2016
• Etablissement(s) : Paris, EPHE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches insulaires et observatoire de l’environnement (Moorea, Polynésie française ; Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Claudie Doums
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Planes, Claudie Doums, Jérôme Boissier, Ky Chin-Long, François Bonhomme, Étienne Danchin, Benoît Pujol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Boissier, Ky Chin-Long

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poissons-clowns

Mots clés libres

Amphiprion percula

Pédigrée

Génétique quantitative

Héritabilité

Adaptation locale

Amphiprion percula

Pedigree

Quantitative genetics

Heritability

Local adaptation

Résumé

Le potentiel évolutif des populations naturelles à répondre aux changements environnementaux détermine leur capacité à s'adapter et à survivre. Pour achever une évolution adaptative, la fitness doit être héritable, i.e. doit être transmise des parents à leurs descendants par des gènes. Pour pouvoir mesurer le potentiel évolutif d'une population en milieu naturel, il est primordial d'avoir au préalable des informations sur la fitness des individus qui la composent, mais aussi de connaître la fitness de leurs descendants. Les mesures de fitness sont extrêmement rares, en particulier pour les espèces marines, où les relations entre les générations sont rarement connues. Dans cette thèse, je présente le premier pedigree construit pour une population de poissons marins sur la base du suivi génétique mené depuis plus de 10 ans sur les poissons-clowns orange de l'île de Kimbe (Papouasie-Nouvelle Guinée). Le pédigrée comprend 2927 individus et révèle une philopatrie natale sur 5 générations. L'approche en génétique quantitative révèle que la fitness locale a une très faible valeur d'héritabilité (<1%). La variation génétique additive et les effets maternels sont également très faibles (<1%). En revanche, l'habitat est le principal facteur qui explique les différences de fitness locale observées entre les individus (jusqu'à 96,5%). Ensemble, ces résultats suggèrent que, bien que l'environnement impose une forte pression de sélection sur la fitness locale, la population de poissons-clowns orange a un très faible potentiel d'évolution face aux changements environnementaux.

The evolutionary potential of wild populations to respond to environmental change will determine their capacity to adapt and survive. However, in order to achieve evolutionary change, variation in the contribution of an individual to the next generation — its fitness — must have a genetic basis and be heritable. The study of the evolutionary potential of populations requires longitudinal and relatedness data with different environments to partition the contribution of genes, maternal effects and environment on fitness. Estimates of genetic heritability of fitness traits are extremely rare, especially for marine species, where inter-generational relationships are rarely known. Here, we present the first multi-generational pedigree for a marine fish population by repeatedly genotyping all individuals in a population of the orange clownfish (Amphiprion percula) at Kimbe Island (Papua New Guinea) over a 10-year period. Based on 2927 individuals, our pedigree analysis revealed that longitudinal philopatry was recurrent over five generations. We show that local reproductive success has a very low (<1%) but significant heritability. We also show that additive genetic variation and maternal effects on local fitness are both extremely low (<1%). Habitat is the major driver that explain differences in the contribution of individuals to the next generation in the local population (until 96.5%). Together these results suggest that while the environment imposes strong selection pressures on the local fitness, the low heritability indicates the orange clownfish population has little evolutionary potential to adapt to local environmental changes.