Impact de l'introgression et de la sélection sur la diversité phénotypique dans deux zones de contact secondaire entre grands goélands

Role of introgression and selection in shaping phenotypic diversity in two secondary contacts between large gulls

• Auteur / Autrice : Laurène Gay
• Direction : Jean-Dominique Lebreton, Pierre-André Crochet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphologie (biologie)

Larus

Résumé

Les zones de contact secondaire offrent un contexte favorable pour comprendre les barrières évolutives au flux génique. Nous avons étudié ici comment se met en place et se maintient la diversité phénotypique face au flux génique, à travers l’exemple de deux zones de contact secondaires entre Larus argentatus - L. Cachinnans en Europe et L. Glaucescens - L. Occidentalis en Amérique du Nord. La comparaison entre la différenciation des traits phénotypiques et des marqueurs neutres confirme que la sélection exogène peut accélérer la différenciation en allopatrie. Au contraire, l'introgression, détectée dans les deux contacts, atténue la différenciation en sympatrie, comme entre L. Glaucescens et L. Occidentalis. Elle peut donc contribuer à maintenir les faibles niveaux de différenciation neutre observés chez les goélands. L’isolement reproducteur dans ces deux contacts ne repose pas sur une forte barrière endogène, ce qui n’est pas étonnant sachant la lente évolution de ces barrières chez les oiseaux. Cependant, une contre-sélection plus forte des hybrides femelles (règle de Haldane) pourrait contribuer à l’écart de différenciation entre ADN nucléaire et mitochondrial à l’échelle des grands goélands. Les deux zones hybrides semblent maintenues par une combinaison de barrières pré-reproductrices (homogamie sur la couleur des parties nues et le plumage) et de sélection exogène, en particulier la sélection disruptive sur la couleur des parties nues. L’analyse des clines sur marqueurs neutres et traits quantitatifs et du déséquilibre de liaison permet de faire des inférences sur le devenir d’une zone hybride, suggérant par exemple un déplacement de la zone hybride américaine vers le nord, au détriment de L. Glaucescens.

Secondary contacts provide a unique framework for examining evolutionary barriers to gene flow. We investigated how phenotypic diversity can be maintained despite gene flow, using as an example two secondary contacts between Larus argentatus - L. Cachinnans in Europe and L. Glaucescens - L. Occidentalis in North America. Comparison between differentiation on phenotypic traits and on neutral markers confirmed the role of exogenous selection as a driving force for differentiation in allopatry. On the contrary, the introgression detected in both of the secondary contacts reduced the differentiation in sympatry, in particular between L. Glaucescens and L. Occidentalis. Thus, introgression could contribute to maintain the low neutral differentiation observed in the large gulls. Reproductive isolation does not rely on strong endogenous barriers in both contacts. This is not surprising given that endogenous barriers evolve slowly in birds. However, a stronger counter-selection of female hybrids (Haldane’s rule) could contribute to the difference in nuclear and mitochondrial DNA differentiation observed in the large gulls. Both hybrid zones seem to be maintained by a combination of premating isolation (assortative mating on bare parts and plumage colour) and exogenous selection, in particular disruptive selection on bare parts colour. Cline analysis on neutral markers and quantitative traits combined with linkage disequilibrium estimates allow to infer how a hybrid zone will evolve. It suggests for instance that the North American hybrid zone is moving northwards, to the expense of L. Glaucescens.