Analyse métagénomique d'échantillons de carnivores du Pléistocène supérieur et de leur alimentation

Metagenomic analysis of carnivores samples of upper Pleistocene and their diet

• Auteur / Autrice : Pauline Palacio
• Direction : Jean-Marc Elalouf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives. Service de Biologie Intégrative et Génétique Moléculaire (Fontenay-aux-Roses)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Capy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Elalouf, Pierre Capy, Véronique Barriel, Ludovic Orlando, Myriam Boudadi-Maligne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Barriel, Ludovic Orlando

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carnivores (mammifères)

Paléogénétique

Coprolithes

Mots clés libres

ADN ancien

Coprolithes

Génomes

Ancient DNA

Coprolites

Genomes

Résumé

Longtemps utilisés en palynologie pour l’étude des paléo-environnements, les coprolithes, excréments fossilisés, sont également d’importantes sources d’information pour des espèces disparues, producteurs ou proies. Grâce à de nombreux échantillons archéologiques provenant d’une dizaine de grottes, comme la Grotte Chauvet-Pont d’Arc, deux espèces ont pu être étudiées : le loup, Canis lupus, et l’hyène des cavernes, Crocuta crocuta spelaea.À partir d’un coprolithe de canidé, daté à 34 500 ans, un génome mitochondrial complet de Canis lupus a pu être reconstitué. Les analyses phylogénétiques ont montré que ce spécimen se situe en dehors de la diversité des chiens et loups actuels. Puis, les analyses menées sur des gènes nucléaires ont montré que le spécimen de Chauvet ne présente pas de traces évidentes de domestication. L’étude du coprolithe met en évidence un régime carné, avec un bol alimentaire comportant des traces d’ADN d’ours des cavernes, Ursus spelaeus.Dans un second temps, grâce à l’étude de nombreux coprolithes d’hyène des cavernes, une alimentation variée composée d’animaux de grande comme de petite taille a été mise en évidence pour ce carnivore. L’analyse plus fine des séquences d’ADN contenues dans l’un des échantillons a permis de reconstituer un génome mitochondrial complet pour une espèce aujourd’hui éteinte : le bison des forêts, Bison schoetensacki. En parallèle, grâce à l’étude d’un ossement de bison des steppes, Bison priscus, un génome mitochondrial complet a été obtenu pour cette espèce éteinte. L’ajout de ces deux nouvelles séquences mitochondriales à la phylogénie des bovidés a permis d’apporter des éclaircissements à cette dernière.

Coprolites have long been used in palynology for paleoenvironments reconstruction. They also are an important source of information on the DNA of the producing species and its diet. Using numerous archeological samples from several caves, including the Chauvet-Pont d’Arc cave, we studied coprolites for two species: the wolf, Canis lupus and the cave hyena, Crocuta crocuta spelaea.Using a canid coprolite from the Chauvet cave, dated back to 34 500 years, we obtained a complete mitochondrial genome sequence. Phylogenetic analyses highlight a maternal lineage that positions outside the diversity of extant dogs and wolfs. Then, analyzes conducted on the nuclear genes showed that the Chauvet canis lupus specimen does not display obvious indication of domestication. Analysing the coprolite for other species to indicate the diet of this specimen, we detected cave bear (Ursus spelaeus) DNA sequences.Second, using many cave hyena coprolites, a flexible diet consisting of large as well as small animals was demonstrated for this extinct carnivore. Focusing the analysis on a coprolite samples that contained large amounts of bovine DNA, we obtained for the first time a complete mitochondrial genome sequence for the extinct European forest bison, Bison schoetensacki. In parallel, a bone sample for the extinct steppe bison provided the first complete mitochondrial genome sequence for Bison priscus. These two genome sequences shed new lights on the phylogeny of Bovinae.