Phylogéographie et génomique des populations de la coque de lagune Cerastoderma glaucum

Phylogeography and population genomics of the lagoon cockle Cerastoderma glaucum

• Auteur / Autrice : Ludmila Katarzyna Sromek
• Direction : Paola Furla, Didier Forcioli, Maciej Wolowicz, Rafal Lasota
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 05/12/2017
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE) en cotutelle avec Uniwersytet gdański
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Symbiose marine (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Anne Chenuil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paola Furla, Didier Forcioli, Maciej Wolowicz, Rafal Lasota, Anne Chenuil, Roman Wenne, Nicolas Bierne, Cécile Fauvelot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Roman Wenne, Nicolas Bierne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génomique

Lagunes

Méditerranée (mer)

Baltique (mer)

Cerastoderma

Mots clés libres

Cerastoderma glaucum

Lagunes

RADseq

Philogéographie

Complexe d'espèces

Génomique des populations

Mer Baltique

Mer Méditerranée

Cerastoderma glaucum

Lagoons

RADseq

Philogeography

Species complex

Population genomics

Baltic sea

Mediterranean Sea

Résumé

Une forte structure génétique a été décrite dans la littérature parmi les populations européennes de la coque de lagune Cerastoderma glaucum. Cependant, les limites géographiques entre les grandes divisions génétiques varient d'un marqueur à l'autre et leur faible nombre ne permettait pas de tester réellement les échanges génétiques entre ces groupes. Le but principal de cette thèse était donc d'estimer la structure des populations de C. glaucum à l'aide de marqueurs, en considérant les rôles respectifs de la divergence passée et de la fragmentation de l'habitat. Pour atteindre ses objectifs, des populations des côtes atlantiques et méditerranéennes ont été étudiées en utilisant : i) des marqueurs génétiques classiques (un EPIC et des marqueurs microsatellites déjà publiés); ii) des séquences associées à des sites de restriction (“restriction associated DNA sequences”) ou RADseq. Alors que les marqueurs génétiques classiques ont révélé le caractère divergent des populations de Méditerranée orientale, l'approche RADseq a permis de reconstruire les relations phylogénétiques entre groupes au sein de l'espèce avec une résolution jamais encore ateinte. Trois lignées profondément divergentes ont ainsi été identifiée au sein de C. glaucum: une en Mer Egée – Mer Noire, une en Mer Ionienne et la dernière largement distribuée de la Méditerranée à la Baltique. Cette dernière lignée c'est par ailleurs sous divisée en entités isolées en Méditerranée Occidentale, en Atlantique, en Mer du Nord et an Baltique. Comparée à l'espèce soeur C. edule, qui profite d'un habitat moins fragmenté, C. glaucum présente une beaucoup plus forte différenciation génétique entre populations. Il semble donc que des incompatibilités génétiques, conséquences de l'isolement géographique et de l'adaptation locale, aient pu être à l'origine d'un complexe d'espèces. Ces résultats soulignent par ailleurs le rôle évolutif particulier de l'habitat lagunaire, accélérateur de la diversification génétique.

Previous studies found a high level of genetic structuring among the European populations of the lagoon cockle Cerastoderma glaucum. However, the geographic locations of the major genetic divisions differed among markers and the small number of genetic markers used lacked the power to test for gene flow between divergent clusters. Therefore, the main aim of this thesis was to assess the population structure of C. glaucum using new genetic markers in the light of the respective role of past divergence and habitat fragmentation. To reach these objectives, populations from the Atlantic and Mediterranean coasts have been investigated using: i) classical genetic markers (EPIC together with previously published microsatellites); ii) restriction-site associated DNA sequencing (RADseq). When the classical genetic markers revealed the divergent character of Eastern Mediterranean populations, the RADseq approach allowed inferring phylogenetic relationships with an unprecedented resolution. Three deeply divergent lineages were described within C. glaucum: one in the Aegean-Black Sea region, one in the Ionian Sea, and the last one widely distributed from the Western Mediterranean to the Baltic Sea. This last lineage underwent further diversification with isolated entities detected in Western Mediterranean, Atlantic, North Sea and Baltic Sea. Compared to the sister species C. edule, which thrives in a less fragmented habitat, C. glaucum displayed a much stronger genetic differentiation among populations. Consequently, it seems that genetic incompatibilities, which emerged as a by-product of geographic isolation together with local adaptation, led to the origin of a species complex. These results highlight the evolutionary role of lagoon habitats, where genetic diversification can proceed very quickly.