The how and the why of ventral branches evolution between Drosophila santomea and Drosophila yakuba : genetic basis, natural variation and plasticity of a shape difference linked to speciation

par Alexandre E. Peluffo

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Génétique

Sous la direction de Virginie Courtier-Orgogozo et de François Graner.

Soutenue le 04-09-2017

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....) , en partenariat avec Institut Jacques Monod (Paris ; 1997-....) (laboratoire) et de Université Paris Diderot - Paris 7 (établissement de préparation) .

Le président du jury était Catherine Montchamp-Moreau.

Le jury était composé de Virginie Courtier-Orgogozo, François Graner, Catherine Montchamp-Moreau, Johannes Jäger, Benjamin Prud'homme, Frédérique Fourcade-Peronnet, Pierre-Henri Gouyon, Catherine Damerval.

Les rapporteurs étaient Johannes Jäger, Benjamin Prud'homme.

mots clés

• Evo-Devo
• Plasticité
• Génotypage
• MSG
• Génétique de l'évolution
• Morphométrie
• Bioinformatique
• Drosophila -- génétique
• Locus de caractère quantitatif
• Spéciation génétique
• Génomique

Titre traduit

Le comment et le pourquoi de l’évolution des branches ventrales entre Drosophila santomea et Drosophila yakuba : bases génétiques, variation naturelle et plasticité d’une différence de forme liée à la spéciation

Résumé

La thèse aborde le problème de l’évolution de la forme à travers l’exemple d’une différence de forme de branches ventrales mâles liée à l’isolement reproducteur chez deux espèces soeurs : Drosophila yakuba et Drosophila santomea. L’objectif de ce travail est d’identifier les gènes impliqués dans l’évolution de cette différence de forme ainsi que les causes évolutives de cette différence entre espèces. Dans une première partie, la thèse interroge la notion de “gène” et sa recherche. Puis sont caractérisées, dans un cadre formel, les questions de type "comment" et "pourquoi" et leur lien avec la distinction causes prochaines/causes ultimes ou évolutives. Ces réflexions philosophiques sont ensuite reliées à l’Evo-Devo et au projet expérimental. Dans la deuxième partie, par morphométrie géométrique et une nouvelle méthode de génotypage à haut débit, le MSG, nous identifions un locus de 2.7 méga-bases situé sur le chromosome 3L comme étant impliqué dans l’évolution de la forme des branches ventrales entre D. yakuba et D. santomea. Ces résultats sont mis en perspective avec notre analyse quantitative de la variation de forme dans plusieurs souches naturelles, souches de laboratoire et souches élevées à différentes températures qui apportent des indices sur les causes évolutives de cette différence de forme

mots clés

• Evo-Devo
• Plasticity
• Multiplexed Shotgun Genotyping
• Morphometrics
• MSG

Résumé

The thesis tackles the problem of the evolution of shape through the example of a shape difference in the male ventral branches linked to reproductive isolation in two sister species: Drosophila yakuba and Drosophila santomea. The goal is to identify the genes involved in the evolution of this shape difference and the evolutionary causes of such difference. In a first part, the thesis interrogates the concept of “gene” and its search. Then are scientifically characterized the “how” and “why” questions and their link with the distinction of proximal/ultimate, or evolutionary, causes; these philosophical grounds are then linked to Evo-Devo and the experimental work presented in the thesis. In a second part, through geometric morphometrics and a new high-throughput genotyping method, MSG, we identify a loci of 2.7 mega-bases located on chromosome 3L as involved in the evolution of the shape of ventral branches between D. yakuba and D. santomea. These results are linked to our quantitative analysis of shape variation in multiple natural and laboratory strains and strains reared at different temperatures which bring light into the evolutionary causes of this shape difference