Évolution et mécanismes d’évitement de la consanguinité chez un hyménoptère parasitoïde Venturia canescens

par Marie Collet

Thèse de doctorat en Écologie évolutive

Sous la direction de Emmanuel Desouhant et de Laurence Mouton.

Soutenue le 20-12-2017

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive (laboratoire) .

Le président du jury était Yannick Outreman.

Le jury était composé de Marlène Goubault-Body.

Les rapporteurs étaient François-Xavier Dechaume-Moncharmont, Marie Charpentier.


  • Résumé

    La consanguinité est connue par les biologistes pour diminuer la valeur sélective des individus en diminuant par exemple leur survie ou leur fertilité. De ce fait, la sélection naturelle devrait favoriser l'apparition de comportements permettant l'évitement des accouplements entre apparentes pour limiter les conséquences néfastes dues à la dépression de consanguinité. Cette dépression de consanguinité est particulièrement visible chez les Hyménoptères avec un système de détermination du sexe appelé single-locus Complementary Sex Determination (sl-CSD), où elle amène à la production de males diploïdes non viables ou stériles. Mon travail de thèse a ainsi consiste à étudier le phénomène d'évitement d'accouplements entre apparentes dans des populations naturelles d'un hyménoptère parasitoïde avec sl-CSD, Venturia canescens, ainsi que des signaux utilisés par les femelles pour déterminer l'apparentement qu'elles ont avec les individus qu'elles rencontrent. Nous avons d'abord étudié le lien unissant type d'habitat (continental, iles ou laboratoire), diversité génétique et production de males diploïdes dans 11 populations de V. canescens. En effet, un cadre théorique nomme "Vortex d'extinction du aux males diploïdes" prédit une corrélation négative entre isolations des populations, diversité génétique et production de males diploïdes pouvant amener à l'extinction de populations d'Hyménoptères. Nous avons ainsi démontré une corrélation négative entre diversité génétique et production de males diploïdes dans les populations isolées de V. canescens. Ensuite, il a été montré précédemment que les femelles de cette espèce étaient capables de discriminer les males qui leur étaient apparentes et d'éviter les accouplements entre apparentes en laboratoire. Nous nous sommes ainsi intéressés à ce phénomène d'évitement d'accouplement entre apparentes dans des populations naturelles grâce au génotypage de 450 individus du terrain et leur descendants. Nous avons montré que les femelles toléraient les accouplements entre apparentes sur le terrain ainsi qu'en laboratoire en présence de plusieurs males, nous permettant de mettre en lumière l'importance des conditions environnementales sur le choix du partenaire sexuel. Nous nous sommes enfin concentrés sur le système de reconnaissance des apparentes au niveau mécanistique en étudiant les signaux chimiques utilisés par les femelles pour reconnaitre leurs apparentes dans deux contextes écologiques différents, le choix du partenaire sexuel et l'évitement du superparasitisme lors de la ponte. Nous avons ainsi montré des similitudes entre les compositions chimiques de ces deux signaux mais aussi qu'ils n'étaient pas interchangeables entre les deux contextes écologiques étudiés. Au final, les résultats obtenus apportent un nouvel éclairage sur les conditions nécessaires à l'apparition d'un évitement d'accouplements entre apparentes dans des populations naturelles ainsi que sur les signaux utilisés lors de la reconnaissance de parentèle chez un hyménoptère parasitoïde

  • Titre traduit

    Evolution and mechanisms of inbreeding avoidance in a parasitoid wasp, Venturia canescens


  • Résumé

    Inbreeding is well known by biologists to lower the fitness of individuals by or example decreasing survival or fertility. Therefore, natural selection should favour behaviours preventing the reproduction of genetically-related individuals or mitigating harmful consequences, called inbreeding depression. Inbreeding depression is particularly visible in Hymenoptera with a sex-determination system called single-locus Complementary Sex Determination (sl-CSD), where it leads to the production of diploid males that are either unviable or sterile. My PhD work has thus been devoted to the study of sib-mating avoidance in natural populations of a parasitoid with sl-CSD, Venturia canescens, and to understand the cues used by females recognize their kin. We first studied the link between habitat type (continental, island or captive), genetic diversity and diploid male production in 11 V. canescens populations. Indeed, a theoretical framework called "Diploid male extinction vortex" predict a negative correlation between populations’ isolation, genetic diversity and diploid male production that could lead to the extinction of hymenopteran populations.We actually showed a negative correlation between genetic diversity and diploid male production in isolated populations. Previous studies have furthermore demonstrated kin discrimination and sib-mating avoidance by V. canescens females in the laboratory. We therefore studied the sibmating avoidance behaviour in natural populations of this species by genotyping more than 450 wild individuals and their offsprings. We demonstrated that females tolerated inbreeding in the wild as well as in the laboratory when several males were present. We highlighted the importance of environmental conditions on mate choice. At last, we were interested in the kin recognition system and researched the chemical cues used by females in two ecological contexts, mate choice and superparasitism avoidance. This allowed us to identify similarities in the composition of the two chemical signals and that they were not interchangeable between the two studied ecological contexts. In the end, the results we obtained shed new light on the necessary conditions for the apparition of sib-mating avoidance in natural populations, as well as on the cues used for kin recognition in a parasitoid


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