Phylogenomique et genomique comparative chez les mammifères myrmecophages

Phylogenomics and comparative genomics in ant-eating mammals

• Auteur / Autrice : Rémi Allio
• Direction : Frédéric Delsuc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique et génomique
• Date : Soutenance le 11/02/2021
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Carole Smadja
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Delsuc, Carole Smadja, Marie Sémon, Robert Waterhouse, Emmanuelle Jousselin, Ludovic Orlando
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie Sémon, Robert Waterhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Convergence évolutive

Génomique

Phylogénie

Mots clés libres

Génomique

Phylogénomique

Évolution

Transcriptomique

Convergence

Myrmécophage

Genomics

Phylogenomics

Evolution

Transcriptomics

Convergence

Ant-Eating

Résumé

Le phénomène de convergence évolutive est un processus fascinant dans lequel des espèces phylogénétiquement éloignées acquièrent indépendamment des caractéristiques similaires en réponse à des pressions de sélection similaires. Les mammifères myrmécophages figurent parmi les exemples les plus célèbres de convergence morphologique. En effet, ce mode de vie particulier a évolué chez cinq lignées distinctes de placentaires : l'oryctérope (Tubulidentata), le protèle (Carnivora), les fourmiliers (Xenarthra), le tatou géant (Cingulata) et les pangolins (Pholidota). Pour mieux comprendre l'évolution de ces organismes, plusieurs approches ont été développées dans cette thèse. Tout d'abord, je présente une stratégie originale pour caractériser le régime alimentaire précis des mammifères myrmécophages en tirant parti des données métagénomiques générées à partir d'échantillons fécaux et d'une base de données mitogénomique de référence sur les termites et les fourmis. Ensuite, avec l'objectif final de détecter la convergence moléculaire à l'échelle génomique chez les mammifères myrmécophages, nous avons généré neuf génomes de mammifères de qualité en utilisant la technologie Oxford Nanopore. Les différentes stratégies développées depuis la mise en place du séquençage MinION jusqu'à l'annotation finale des assemblages sont présentées avec une première étude de cas illustrant l'utilisation de deux de ces génomes de référence pour la délimitation des espèces. Enfin, je présente une analyse de transcriptomique comparative des glandes salivaires et d'autres organes chez les mammifères myrmécophages qui suggère que la contingence historique et le bricolage moléculaire des gènes de chitinase ont joué un rôle majeur dans l'évolution convergente de la myrmécophagie.

The phenomenon of evolutionary convergence is a fascinating process in which distantly related species independently acquire similar characteristics in response to similar selective pressures. Ant- and termite-eating mammals are among the most famous examples of morphological convergence. Indeed, this particular lifestyle evolved in five distinct lineages of mammals: the aardvark (Tubulidentata), the aardwolf (Carnivora), the anteaters (Pilosa), the giant armadillo (Cingulata), and the pangolins (Pholidota). To better undestand the evolution of these organisms, several approaches were developed in this thesis. First, I present an original strategy to characterize the precise diet of myrmecophagous mammals taking advantage of metagenomic sequencing data generated from fecal samples and a reference mitogenomic database of termites and ants. Second, with the final objective of detecting molecular convergence at the genomic scale in ant-eating mammals, we generated nine high quality mammlian genomes using Oxford Nanopore technologies. The different strategies developed from the set-up of MinION qesuencing to annotation of the resulting assemblies are presented together with a first case study illustrating the use of two of these new reference genomes for species delineation. Finally, I present comparative transcriptomic analyses of salivary glands and other organs in ant-eating mammals suggesting that historical contingency and molecular evolutionary tinkering of chitinase genes played a major role in the convergent evolution of myrmecophagy.