Connectivité chez les amphipodes marins arctiques à différentes échelles spatiales et temporelles

• Main Author: Tempestini, Astrid
• Format: Text
• Language: French
• Published: 2016
• Subjects: Connectivité écologique; Amphipodes > Dispersion > Arctique; Themisto > Hémisphère nord > Phylogenèse; Métagénomique; Polymorphisme de nucléotide simple; Codage à barres de l'ADN pour la taxonomie; Biodiversité marine > Arctique; Barres; Arctique*; Détroit de Béring; Océan Arctique; Themisto abyssorum
• Online Access: http://www.archipel.uqam.ca/9648/1/D3214.pdf

La connectivité, ou les échanges d'individus entre les populations, est un thème important en écologie marine, car elle permet aux espèces de se maintenir et d'évoluer. Les études sur la connectivité marine montrent des inégalités dans les zones d'études, dans les échelles spatiales et les organismes. La biodiversité de l'océan Arctique est encore mal connue. Cette biodiversité marine arctique est le résultat de l'histoire complexe de ce milieu et des échanges avec les océans Pacifique et Atlantique limitrophes. Les outils génétiques ont souvent permis de caractériser non seulement une biodiversité cryptique mais aussi les échanges en milieux marins. Depuis quelques années, l'apparition des nouvelles techniques de séquençage a permis de caractériser le polymorphisme nucléotidique (SNP) réparti sur l'ensemble du génome chez les organismes non-modèles. Ces nouvelles techniques de séquençage tel que le séquençage RAD, ont permis de mettre en évidence des structures de population qui n'étaient pas détectées avec d'autres marqueurs. L'objectif général de ma thèse est de documenter la connectivité en milieu marin arctique à différentes échelles spatiales et temporelles afin de détecter la présence éventuelle de barrière à la dispersion, en utilisant comme modèles les amphipodes. Afin de répondre à cet objectif, chacun des quatre chapitres documente un aspect de la connectivité. Tout d'abord le chapitre II rapporte la contribution de chacun des océans limitrophes de l'Arctique dans la composition de la biodiversité marine. Comme les espèces d'amphipodes sont difficiles à caractériser, nous avons dans un premier temps utilisé les 2557 séquences de code-barres ADN provenant de notre échantillonnage et d'une base de données que nous avons regroupés en espèces potentielles. Puis dans un second temps, nous avons comparé les compositions en espèces de chaque océan Arctique, Atlantique et Pacifique. Nous avons trouvé que les océans Arctique et Atlantique partageaient plus d'espèces tandis que l'océan Pacifique semblait plus distinct; suggérant une connectivité plus limitée entre l'océan Pacifique et l'Arctique. Ensuite, le chapitre III s'est intéressé aux relations phylogénétiques sur un genre particulier des amphipodes : les Themisto. La famille des Hyperiidae dont les Themisto font partie, sont une famille exclusivement pélagique. Leur habitat dans la colonne d'eau suggère de très fort potentiel de dispersion, pourtant la présence de nombreuses espèces dans cette famille indique des évènements d'isolement. En utilisant quatre gènes mitochondriaux et nucléaires de plusieurs espèces, nous avons reconstruit par les méthodes bayésiennes et de maximum de vraisemblance la phylogénie du genre des Themisto de l'hémisphère Nord. Nous avons mis en évidence au niveau du détroit de Béring la présence d'une espèce cryptique Themisto sp., confondus auparavant avec l'espèce Arctique T. libellula et celle du Pacifique T. pacifica. Enfin les chapitres IV et V ont documenté la connectivité à l'échelle des populations chez trois espèces de Themisto de l'Arctique. Nous avons pour cela caractérisé la diversité génétique avec les marqueurs mitochondriaux chez 70, 123 et 33 individus de Themisto abyssorum, T. libellula et Themisto sp. respectivement. L'étude des réseaux mitochondriaux suggère la présence d'un potentiel refuge en profondeur chez T. abyssorum et la présence de deux groupes distincts chez Themisto sp. L'utilisation du séquençage RAD sur 158, 204 et 33 individus de T. abyssorum, T. libellula et Themisto sp. nous a permis de caractériser plusieurs centaines de SNPs pour chacune de ces espèces. L'analyse des SNP chez chacune de ces espèces a mis en évidence la présence de deux groupes distincts. Chez T. abyssorum chacun de ces deux groupes semblait suggérer la présence d'une structuration verticale. A l'inverse, chez T. libellula les deux groupes semblaient correspondre à une séparation écologique. Enfin, chez Themisto sp. les deux groupes correspondaient aux groupes identifiés avec les marqueurs mitochondriaux, et indiquent la présence d'échanges très restreints entre le Golfe de l'Alaska et le détroit de Béring. Dans l'ensemble, nos résultats montrent que la connectivité chez les amphipodes marins arctiques est limitée à la fois entre les océans mais aussi à l'intérieur d'un océan même chez des espèces qui passent toute leur vie dans la colonne d'eau. Cela suggère que la connectivité chez les amphipodes marins résulte de l'interaction entre des processus historiques mais aussi leur adaptation à l'environnement qui limite les échanges à l'intérieur de leur population. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Connectivité, Marin, Arctique, Amphipodes, Génomique, Themisto, SNP, Phylogénie, Population.