Interaction entre démographie et génétique dans les petites populations : études sur un Hyménoptère parasitoïde avec incompatibilités génétiques

Genetic-demography interactions in small populations : studies on a Hymenoptera with genetic incompatibilities

• Auteur / Autrice : Chloé Vayssade
• Direction : Xavier Fauvergue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des interactions et écologie
• Date : Soutenance le 13/02/2014
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Institut Sophia Agrobiotech
• Jury : Président / Présidente : Denis Bourguet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Fauvergue, Denis Bourguet, Olivier Cheptou, Keith Hopper, Philippe Jarne, Alexandre Robert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Cheptou, Keith Hopper

Mots clés

Mots clés contrôlés

génétique

Hyménoptères

Mots clés libres

Petites populations

Interactions génétique / démographie

Vortex d'extinction

Effets Allee génétiques

Populations expérimentales

Small populations

Genetic-demography interactions

Extinction vortex

Complementary sex determination

Genetic Allee effects

Experimental populations

Résumé

L’interaction de processus génétiques et démographiques peut générer des vortex d’extinction. Chez les Hyménoptères, les mâles sont haploïdes et les femelles diploïdes. Chez les espèces avec sl-CSD (single-locus complementary sex determination), les haploïdes, se développent en mâles et les diploïdes hétérozygotes au gène du CSD, en femelles. Les diploïdes homozygotes sont des mâles non viables ou stériles. Des études théoriques suggèrent que la production de mâles diploïdes peut entraîner les petites populations d’Hyménoptères dans un vortex d’extinction. Le premier objectif est d’encourager le dialogue entre génétique et démographie en proposant une définition des effets Allee élémentaires générés par des processus génétiques, dont nous avons identifié des exemples dans la littérature. Le deuxième objectif est de rechercher l’existence d’un effet Allee génétique dans des populations de Venturia canescens, un Hyménoptère parasitoïde avec sl-CSD. Des marqueurs microsatellites ont été élaborés et utilisés pour montrer une relation négative entre diversité génétique et proportion de mâles diploïdes dans des populations isolées ou goulotées. Les mâles diploïdes s’accouplent mais sont stériles. La dépression de consanguinité affectant les femelles est faible. Nous avons créé et suivi des populations expérimentales de V. canescens avec différents niveaux de diversité génétique. Un effet Allee génétique dû à la production de mâles diploïdes a été détecté mais il n’influençait ni le taux d’accroissement ni la probabilité d’extinction des populations. Les extinctions observées semblent surtout due à la stochasticité démographique.

Genetic and demographic processes can drive small populations to extinction. Their interaction can generate extinction vortices. In Hymenoptera, males are haploid and females are diploid. In species with single-locus complementary sex determination (sl-CSD), hemizygous at the CSD gene develop in males and heterozygous diploids, in females. Homozygous develop in diploids males, often unviable or sterile. Theoretical studies suggest that the production of diploid males associated with demographic and environmental stochasticity may drive small populations into an extinction vortex.The first objective is to stimulate collaboration between genetics and demography by proposing a definition for component Allee effects generated by genetic processes. Component and demographic genetic Allee effects were detected in the literature.The second objective was to investigate the presence of a genetic, and maybe demographic, Allee effect in populations of the parasitoid Venturia canescens, a Hymenoptera with sl-CSD. Microsatellite markers were developed and used to show a negative relationship between genetic diversity and proportion of diploid males in isolated and bottlenecked populations. Diploid males can mate but they are sterile. Inbreeding depression affecting females is negligible. We created and monitored experimental populations of V. canescens with different levels of genetic diversity. A genetic Allee effect due to the production of diploid males was detected but it did not influence the growth rate or the probability of extinction of populations. Extinction events observed thus seem mainly due to demographic stochasticity.