Convergence dans l'évolution de la spécialisation d'hôte chez des tiques : modèle tiques-oiseaux de mer à distribution mondiale

Convergence in the evolution of host specialization of ticks : insights from two worldwide tick-seabird model systems

• Auteur / Autrice : Marlène Dupraz
• Direction : Karen D. McCoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Evolution des systèmes infectieux
• Date : Soutenance le 15/12/2016
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (Montpellier ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Johan Michaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karen D. McCoy, Johan Michaux, Elena Gomez-Diaz, Vincent Debat, Dale Clayton, Laurence Vial
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elena Gomez-Diaz, Vincent Debat
• DOI : 10.70675/d05c2d10zb2c2z453azb050zbbb62a950b9a

Mots clés

Mots clés contrôlés

Convergence évolutive

Génétique des populations

Oiseaux de mer

Argasidés

Ixodidés

Interactions hôte-parasite

Mots clés libres

Spécialisation d'hôte

Interactions hôte-parasite

Convergence évolutive

Écologie de la transmission

Génétique des populations

Oiseaux marins

Ixodidae

Argasidae

Host speciation

Host-Parasite interactions

Convergent evolution

Transmission ecology

Population genetics

Seabirds

Ixodidae

Argasidae

Résumé

Les interactions intimes et répétées entre hôtes et parasites peuvent engendrer la spécialisation d’un parasite à son hôte, grâce à des adaptations comportementales, morphologiques et/ou génétiques, combinées avec un flux de gènes limité. C’est un processus clef car il participe à l’évolution de la biodiversité parasitaire et peut ainsi permettre de mieux comprendre l’émergence d’organismes pathogènes. Encore peu étudié, une spécialisation d’hôtes a néanmoins été démontré lors de précédentes études chez deux espèces de tiques nidicoles : chez Ixodes uriae une tique dure, parasite des oiseaux marins coloniaux en zone arctique, et dans un complexe de tiques molles Ornithodoros capensis sensu lato, parasitant aussi de nombreuses espèces d’oiseaux marins, mais cette fois-ci en zones tempérées et tropicales. Ces deux espèces sont vectrices d’une grande diversité d’agents pathogènes incluant des virus, des bactéries et des protozoaires. Cependant, les facteurs impliqués dans le phénomène de spécialisation d’hôte restent inconnus. Dans ce cadre, le but de ma thèse était donc de déterminer 1) si l’évolution des divergences en fonction des hôtes est toujours accompagnée par les mêmes changements phénotypiques et 2) si ces changements pourraient permettre d’identifier les facteurs de sélection sous-jacents. Dans ce contexte, des campagnes d’échantillonnage de tiques ont été menées durant la période de reproduction des hôtes oiseaux dans les différentes zones de leur répartition et nous avons réalisé des analyses morphométriques, basées sur l’utilisation de landmarks et de contours sur chaque individu tique et des analyses phylogénétiques et génétiques des populations sur les mêmes individus. L’ensemble de ces résultats suggère la présence de convergences morphologiques au sein de ces systèmes et souligne un rôle de la sélection dans ce processus de divergence. En effet, les caractéristiques écologiques des hôtes mais aussi le micro-habitat exercent des pressions sélectives importantes dans ces deux systèmes pouvant être à l’origine de la divergence observée entre les populations. De plus, les caractéristiques biologiques de chaque espèce de tiques, telle que la capacité de dispersion, entrent également en jeu et peuvent fortement modifier l’épidémiologie des agents infectieux dont elles sont vectrices.Mots clés : Argasidae, écologie de la transmission, évolution convergente, interactions hôte-parasite, Ixodidae, oiseaux marins.

Intimate and repeated interactions between hosts and parasites can lead to parasite specialization to a given host via behavioral, morphological and/or genetic adaptations that act in combination with restricted gene flow. Specialization is a key process leading to the generation of parasite biodiversity and can help us understand the emergence of pathogenic organisms. Although little studied, host specialization has already been demonstrated to occur in previous studies of two nidicolous tick species: Ixodes uriae a hard tick parasitizing colonial seabirds in polar regions, and soft ticks of the complex Ornithodoros capensis sensu lato, that also exploit colonial seabirds, but this time in temperate and tropical zones. Both of these species act as vector to a wide variety of pathogenic organisms, including viruses, bacteria and protozoa. However, the factors involved in host specialization remain unknown. In this context, the aim of my thesis was to determine 1) whether the evolution of host specialization is always accompanied by the same phenotypic changes and 2) whether these changes could help to identify the selective factors that influence this phenomenon. In this context, tick collections were conducted during the breeding period of the host birds in different areas of their distribution and morphometric analyses, based on landmark and contour methods, were performed on each individual tick. Phylogenetic and population genetic analyses were also carried out using the same individuals. Overall, the results demonstrate that morphological convergence occurs within these systems, highlighting the role of selection in the divergence process. Indeed, the ecological characteristics of the hosts, but also their micro-habitat, may exert significant selective pressures on ticks and may cause the observed divergence among populations. Likewise, the biological characteristics of each tick species, particularly in relation to dispersal capacity, may also come into play and will greatly modify the epidemiology of associated infectious agents.Keywords: Argasidae, convergent evolution, host-parasite interactions, Ixodidae, transmission ecology, seabirds.