Evaluation des capacités adaptatives du bivalve Macoma balthica (L.) dans un contexte de changement global : analyse comparée des processus neutres et soumis à sélection

Estimation of adaptive capacities of Macoma balthica (L.) in the context of global change

• Auteur / Autrice : Vanessa Becquet
• Direction : Pascale Garcia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanologie biologique
• Date : Soutenance le 15/02/2011
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMR 7266 / LIENSs
• Jury : Président / Présidente : Paco Bustamante
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Garcia, Paco Bustamante, Viviane Boulo, Didier Aurelle, Herman Hummel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Viviane Boulo, Didier Aurelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Variabilité génétique

Eulamellibranches

Satellites (génétique)

Mots clés libres

Macoma balthica

Capacités adaptatives

Pressions anthropiques

Pyroséquençage

Microsatellites

Macoma balthica

Adaptive capacities

Anthropogenic pressure

Pyroséquençage

Microsatellites

Résumé

L’aire de distribution des espèces est conditionnée à la fois par des facteurs biotiques et abiotiques et ses frontières dépendent généralement des limites physiologiques de l’espèce. Ainsi, en bordure d’aire de répartition, les populations se caractérisent par une diversité génétique moindre ainsi qu’une forte différentiation génétique et leur existence dépend d’un équilibre fragile entre événements de colonisation et d’extinction.Depuis les années 1970, l’augmentation et l’accélération des pressions anthropiques exercées sur les écosystèmes bouleversent ces équilibres et des modifications de l’aire de répartition sont observées chez certaines espèces dont le bivalve Macoma balthica, espèce clé des écosystèmes littoraux en Europe, dont la limite sud de répartition s’est décalée vers le nord-est au cours des quarante dernières années.Afin d’évaluer les capacités adaptatives de M. balthica et dans un but de conservation, deux approches complémentaires ont été menées dans des environnements contrastés qui ont permis de mettre en évidence des signes d’adaptation locale.D’une part, l’étude du génome neutre à l’aide des outils méthodologiques et concepts de la génétique des populations a permis d’inférer l’histoire démographique de l’espèce avec une attention particulière portée sur une baie en limite d’aire de répartition (Baie de Marennes Oléron, France) et sur une baie soumise à de fortes pressions physico-chimiques (Baie de Gdansk, Pologne). Nous avons mis en évidence notamment :(i) un polymorphisme significatif dans les populations en limite d’aire en opposition avec les attendus théoriques(ii) des ruptures au flux de gènes dans le golfe de Gascogne soumis au réchauffement des eaux de surface mais aussi le long d’un gradient environnemental dans la baie de Gdansk. D’autre part, l’étude moléculaire de la sélection a été menée par la méthode de pyroséquençage sur le transcriptome d’individus prélevés en milieux contrastés. Cette étude a permis de mettre en évidence des tendances d’expression différentielle de gènes de réponse générale au stress selon le milieu considéré.

Species distribution is conditioned by biotic and abiotic factors and its borders depend generally on physiological limits of species. At the edge of their distribution, populations are characterized by a less genetic diversity as well as a strong genetic differentiation and their existence depends on a fragile balance between colonization and extinction.Since the 1970s, the increase and the acceleration of the anthropological pressures exercised on ecosystems upset this balance. As a consequence, modifications of many species distributions are observed. As an example, the south end of the distribution of the bivalve Macoma balthica, a key species of the european littoral ecosystems has moved towards the northeast during the last forty years.In order to conserve this species, we need to estimate the adaptive capacities of M. balthica. Two complementary approaches were undertaken in contrasting environments. The neutral genome was studied using population genetics methods to the demographic history of the species with a particular attention at the edge of its distribution (Bay of Marennes Oléron, France) and in a bay subjected to strong physico-chemical pressures (Bay of Gdansk, Poland). We brought to light in particular:1) A significant polymorphism in the populations at the edge of the distribution in contrast to theoretical predictions.2) A geneflow rupture correlated with high sea surface temperature (in the Bay of Biscay) and also along an environmental gradient ( derived from multiple parameters) in the bay of Gdansk.The molecular study of natural selection was conducted by the method of pyroséquençage using transcriptome from individuals at specific locations. This study allowed us to bring to light tendencies of differential gene expression implicated in the general response to stress.