Hybridation et goulots d’étranglements induits par l’activité humaine : génétique des populations, morphométrie et parasitologie appliquées au tilapia envahi et envahissant Oreochromis mossambicus (Teleostei, Cichlidae)

Cyril Firmat soutiendra sa thèse le vendredi 4 novembre 2011 à 15 h 15, amphithéâtre Ampère.

Résumé

Les invasions biologiques sont reconnues comme un facteur évolutif important sur une échelle de temps courte. Elles affectent notamment la structure génétique des populations, les patrons d’évolution phénotypique et la richesse des faunes de parasites associées aux populations envahissantes. Cette étude se propose de quantifier les conséquences d’une invasion biologique suivant ces trois niveaux (génétique, phénotypique et parasitologique) en prenant pour exemple le cas du tilapia du Mozambique Oreochromis mossambicus. Ce cichlidé africain présente un statut remarquable en biologie de la conservation puisqu’il est à la fois (i) l’une des espèces les plus envahissantes au monde car dispersée à l’échelle globale au cours du XX^e siècle et (ii) une espèce « quasi-menacée » (UICN) sur son aire native (partie du sud-est de l’Afrique) du fait de son hybridation massive avec d’autres Oreochromis sp. introduits. La démarche générale employée ici est de décrire l’histoire récente des populations à l’aide de marqueurs nucléaires (AFLP) et des séquences de l’ADN mitochondrial (ADNmt), puis de  mettre en relation ces résultats génétiques avec la diversité morphologique et la parasitologie des populations. Deux systèmes différents ont été étudiés :

1) Au sein de l’aire native, l’étude se focalise sur le Limpopo inférieur et le sous-bassin de la Changane (Mozambique). Des patrons d’introgression incluant trois espèces en présence sont détectés, mais les hybrides sont peu fréquents et leur expansion limitée. Ces résultats sont de plutôt bon augure pour la conservation d’O. mossambicus et ils permettent d’identifier deux zones de conservation prioritaires. L’étude des parasites indique une plus grande diversité parasitaire mais de faibles prévalences dans les sites de moindre valeur en conservation, ce qui pourrait favoriser le succès des espèces introduites et de leurs hybrides.

2) Parmi les territoires envahis, les AFLP et l’ADNmt soutiennent une homogénéité générale et une diversité génétique faible, qui sont interprétées comme le résultat d’un fort goulot d’étranglement précédant l’expansion à l’échelle mondiale. Une structure des populations en lien avec la géographie à large échelle (Nouvelle-Calédonie, Guadeloupe, Jamaïque) est cependant détectée. La variation de la forme du corps est également structurée à large échelle géographique, ce en dépit des fortes variations environnementales enregistrées à l’échelle locale. Cela suggère un effet des contraintes génétiques sur la diversification morphologique contemporaine. L’absence de parasites monogènes sur les populations introduites en Nouvelle-Calédonie peut être mise en relation avec un effet fondateur, et est proposée comme l’un des facteurs ayant pu favoriser le succès de l’espèce.

En conclusion, une faible diversité génétique ne contraint vraisemblablement pas un potentiel envahissant élevé et une diversification rapide chez les tilapias.

Mots-clés

invasion biologique, évolution contemporaine, Cichlidae, hybridation, introgression, parasites monogènes, effet fondateur, morphométrie géométrique, pression de propagule, tilapia.

Jury

Jean-François Agnese, IRD – université Montpellier 2 – rapporteur
Emili Garcia-Berthou, université de Gérone – rapporteur
Vincent Debat, MNHN – Paris – examinateur
Thierry Rigaud, CNRS – université de Bourgogne – examinateur
Bruno Faivre, université de Bourgogne – examinateur
Paul Alibert, université de Bourgogne – directeur
Ulrich K. Schliewen, ZSM – Munich – codirecteur

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Hybridation et goulots d’étranglements induits par l’activité humaine : génétique des populations, morphométrie et parasitologie appliquées au tilapia envahi et envahissant Oreochromis mossambicus (Teleostei, Cichlidae)

Cyril Firmat soutiendra sa thèse le vendredi 4 novembre 2011 à 15 h 15, amphithéâtre Ampère.

Résumé

Les invasions biologiques sont reconnues comme un facteur évolutif important sur une échelle de temps courte. Elles affectent notamment la structure génétique des populations, les patrons d’évolution phénotypique et la richesse des faunes de parasites associées aux populations envahissantes. Cette étude se propose de quantifier les conséquences d’une invasion biologique suivant ces trois niveaux (génétique, phénotypique et parasitologique) en prenant pour exemple le cas du tilapia du Mozambique Oreochromis mossambicus. Ce cichlidé africain présente un statut remarquable en biologie de la conservation puisqu’il est à la fois (i) l’une des espèces les plus envahissantes au monde car dispersée à l’échelle globale au cours du XX^e siècle et (ii) une espèce « quasi-menacée » (UICN) sur son aire native (partie du sud-est de l’Afrique) du fait de son hybridation massive avec d’autres Oreochromis sp. introduits. La démarche générale employée ici est de décrire l’histoire récente des populations à l’aide de marqueurs nucléaires (AFLP) et des séquences de l’ADN mitochondrial (ADNmt), puis de  mettre en relation ces résultats génétiques avec la diversité morphologique et la parasitologie des populations. Deux systèmes différents ont été étudiés :

1) Au sein de l’aire native, l’étude se focalise sur le Limpopo inférieur et le sous-bassin de la Changane (Mozambique). Des patrons d’introgression incluant trois espèces en présence sont détectés, mais les hybrides sont peu fréquents et leur expansion limitée. Ces résultats sont de plutôt bon augure pour la conservation d’O. mossambicus et ils permettent d’identifier deux zones de conservation prioritaires. L’étude des parasites indique une plus grande diversité parasitaire mais de faibles prévalences dans les sites de moindre valeur en conservation, ce qui pourrait favoriser le succès des espèces introduites et de leurs hybrides.

2) Parmi les territoires envahis, les AFLP et l’ADNmt soutiennent une homogénéité générale et une diversité génétique faible, qui sont interprétées comme le résultat d’un fort goulot d’étranglement précédant l’expansion à l’échelle mondiale. Une structure des populations en lien avec la géographie à large échelle (Nouvelle-Calédonie, Guadeloupe, Jamaïque) est cependant détectée. La variation de la forme du corps est également structurée à large échelle géographique, ce en dépit des fortes variations environnementales enregistrées à l’échelle locale. Cela suggère un effet des contraintes génétiques sur la diversification morphologique contemporaine. L’absence de parasites monogènes sur les populations introduites en Nouvelle-Calédonie peut être mise en relation avec un effet fondateur, et est proposée comme l’un des facteurs ayant pu favoriser le succès de l’espèce.

En conclusion, une faible diversité génétique ne contraint vraisemblablement pas un potentiel envahissant élevé et une diversification rapide chez les tilapias.

Mots-clés

invasion biologique, évolution contemporaine, Cichlidae, hybridation, introgression, parasites monogènes, effet fondateur, morphométrie géométrique, pression de propagule, tilapia.

Jury

Jean-François Agnese, IRD – université Montpellier 2 – rapporteur
Emili Garcia-Berthou, université de Gérone – rapporteur
Vincent Debat, MNHN – Paris – examinateur
Thierry Rigaud, CNRS – université de Bourgogne – examinateur
Bruno Faivre, université de Bourgogne – examinateur
Paul Alibert, université de Bourgogne – directeur
Ulrich K. Schliewen, ZSM – Munich – codirecteur