Evolutionay consequences of the population structure of an ectoparasite at different spatial scales : an empirical approach of the hen flea-passerines system

Conséquences évolutives de la structuration des populations d’un ectoparasite à différentes échelles spatiales : approches empiriques sur le système puce des oiseaux-passereaux

• Auteur / Autrice : Anais Appelgren
• Direction : Blandine Doligez, Karen D. McCoy, Heinz Richner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie évolutive
• Date : Soutenance le 14/12/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Université de Berne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Fleury
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ole Seehausen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Christe, Sara Magalhães, Gabriele Sorci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Parasites cutanés

Espèces (biologie)

Mésange charbonnière

Gobemouche à collier

Mots clés libres

Spéciation écologique

Adaptation des ectoparasites

Ficedula albicollis

Parus major

Systèmes multi-hôtes

Race d’hôtes

Succès reproducteur

Spectre d’hôte

Ecological speciation

Ectoparasite adaptation

Ficedula albicollis

Parus major

Multi-host systems

Host race

Reproductive success

Host range

Résumé

L’évolution divergente est un processus clef générant de la biodiversité. Elle peut avoir lieu entre localités, via la réduction des flux de gènes, et au sein des localités via la spécialisation écologique. Dans le cas des systèmes parasitaires multi-hôtes, l’adaptation dépend des taux relatifs de flux de gènes des hôtes et des parasites entre différentes localités, ainsi que des échanges locaux de parasites entre différents types d’hôtes. En combinant génétique des populations et expérimentations sur le système composé de la puce Ceratophyllus gallinae et deux de ses hôtes, la mésange charbonnière Parus major et le gobe-mouche à collier Ficedula albicollis dans un habitat fragmenté, nous avons examiné comment l’adaptation et l’isolation génétique façonnent l’évolution des parasites. Nous avons aussi testé comment les choix d’habitat des hôtes pouvaient influencer la rencontre avec des populations de parasites spécialisées. Les analyses de microsatellites révèlent que les populations de puce sont différenciées à une échelle spatiale fine, et fréquemment entre espèces hôtes. De plus, des populations de parasites semblent adaptées à chaque type d’hôte. Cependant, aucune variation dans les choix d’habitats par rapport aux parasites n’a été observée chez les hôtes. Enfin, la réponse des hôtes aux parasites variait entre nos deux zones réplica ; l’histoire des populations d’hôtes pourrait donc influer sur la coevolution avec leurs parasites. Ce système semble donc localement façonné à la fois par une isolation génétique et une sélection par différents hôtes. L’étude de nouveaux sites permettraient d’évaluer si cette évolution divergente peut être génératrice de biodiversité

Divergent evolution is a key process generating biodiversity. This can occur between localities, through reduced gene flow followed by local adaptation or genetic drift, and within localities through ecological specialization. In the case of multi-host parasite systems, adaptation can be driven by the relative rate of host-parasite gene flow among spatially isolated populations, and the amount of parasite exchange among local host types. Combining population genetics and field experiments, we examined how adaptation and genetic isolation shape parasite evolution. Focusing on the hen flea Ceratophyllus gallinae, a presumed host generalist, and two of its hosts, the great tit Parus major and the collared flycatcher Ficedula albicollis, we investigated parasite population structure and adaptation within a fragmented landscape. Additionally, we tested how hosts can influence encounter rates with specialized flea populations through their habitat choice. Neutral markers analyses show that flea populations are genetically differentiated at fine spatial scales, and frequently between the two host species. Evidence for parasite adaptation to each host type were also observed. Host specialization may therefore be ongoing in hen fleas. However, birds did not show specific habitat choice strategies regarding flea-infested nests. Host responses differed between two replicate sites, indicating that local population history may impact parasite evolution. Both isolation and host-based selection are therefore acting on hen flea populations at a local scale. Investigations in new localities will help to assess to what extend this divergent evolution may generate biodiversity