Structure génétique, réponses bioénergétiques et traits de vie, de populations de flets (Platichthys flesus) soumises au réchauffement climatique, sur un gradient latitudinal

Genetic structure, bioenergetic responses and life history traits of European flounder populations (Platichthys flesus) under climate changes, over a latitudinal gradient

• Auteur / Autrice : Nicolas Pédron
• Direction : Chantal Cahu, Jean Laroche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 29/09/2016
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Cachot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Chantal Cahu, Jean Laroche, Jérôme Cachot, Frédéric Silvestre, Filip Volckaert, Grégory Charrier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Silvestre, Filip Volckaert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets du réchauffement de la Terre

Flet

Mots clés libres

Réchauffement climatique

Platichthys flesus

Biologie des populations

Gestion de l’energie

Adaptation locale

Global warming

Platichthys flesus

Population biology

Bioenergetics

Local adaptation

Résumé

Le flet européen (Platichthys flesus) est un poisson catadrome dont l’aire de répartition dans le Nord-Est Atlantique s’étend du cercle polaire Arctique jusqu’au Portugal. Depuis quelques décennies, la limite Sud de son aire de distribution remonte le long des côtes Portugaises. Une étude préliminaire sur la biologie des populations de flet a identifié un métabolisme énergétique spécifique pour une population périphérique Sud au Portugal vs des populations situées dans le Golfe de Gascogne et en Manche. Dans la présente étude, nous avons combiné une approche en génétique de populations avec des challenges expérimentaux menés en situation de common garden, pour approfondir nos connaissances sur la différentiation génétique entre les populations de flets sur la façade Atlantique et sur le possible différentiel phénotypique qui pourrait en résulter, particulièrement en terme de bioénergétique et de traits d’histoire de vie. L’approche génétique considérant le polymorphisme de marqueurs de type microsatellites et de différents gènes candidats met en évidence une différentiation génétique très significative entre les populations de la Péninsule Ibérique et celles situées plus au Nord. Une pression de sélection différentielle s’exerce probablement sur un gène impliqué dans le métabolisme énergétique (GAPDH) et confirme la particularité génétique des populations Ibériques. Un challenge thermique et hypoxique conduit sur des poissons juvéniles et mettant en oeuvre une combinaison d’approches ciblées (activités enzymatiques sur des proxies du métabolisme énergétique en aérobiose vs anaérobiose, et de l’anabolisme) et sans a priori (protéomique par électrophorèse 2D) suggère une meilleure aptitude des populations centrales (Canche et Vilaine, France) et de la population périphérique (Lima, Portugal) à se maintenir respectivement en conditions froide vs chaude et hypoxique. Enfin, l’analyse de normes de réaction des traits de vie pour des stades embryo-larvaires exposés à un gradient thermique met en évidence une probable adaptation locale des populations de flet à leur environnement thermique.

The European flounder (Platichthys flesus) is a catadromous fish species distributed along the North-East Atlantic coasts, from the Arctic polar circle to the Iberian Peninsula. For several decades, the southern limit of its distribution area is shifting towards the North of the Portuguese coast. A preliminary study on the flounder population biology has detected a specific energetic metabolism for a southern peripheral population in Portugal compared to Northern populations located in the Bay of Biscay and in the Channel. In the present study, we have combined population genetics with experimental challenges in the laboratory to improve our knowledge on the genetic structure of flounder populations over Europe, and on the potentially resulting phenotypic differences among populations, mainly considering bioenergetics and life-history traits. The polymorphism of microsatellite markers and of several candidate genes highlighted a significant genetic differentiation between Iberian Peninsula populations and Northen populations. A thermal and hypoxia challenge has been conducted on flounder juveniles, considering (1) enzymatic activities linked to energetic metabolism (aerobiosis and anaerobiosis) and anabolism, and (2) a proteomic approach; this common garden experiment suggested a higher capacity of central populations (from Canche and Vilaine, France) and of one peripheral Southern population (from Lima, Portugal) to cope with respectively cold condition, warm and hypoxia condition. Finally, the analysis of thermal reaction norms in fish early life history traits, considering embryo-larval stages submitted to a thermal gradient, underlined a possible local adaptation of the flounder populations to their thermal environments.