Influence de la connectivité multi-échelle via la dispersion larvaire sur la structure des populations et les schémas de biodiversité en mer Méditerranée

Influence of multi-scale connectivity via larval dispersal on population structure and patterns of biodiversity in the Mediterraean sea

• Auteur / Autrice : Térence Legrand
• Direction : Anne Chenuil, Vincent Rossi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie
• Date : Soutenance le 21/03/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Observatoire des Sciences de l’Univers - Institut Pythéas
• Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Poggiale
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Thiébaut, Sakina-Dorothée Ayata
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Lett, Frédérique Viard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écosystèmes

Biodiversité marine

Biogéographie

Théorie des graphes

Mots clés libres

Recherche multidisciplinaire

Modèles biophysiques Lagrangiens

Théorie des graphes

Biogéographie

Mer Méditerranée

Dynamiques éco-Évolutives

Multidisciplinary research

Lagrangian biophysical models

Eco-Evolutionary dynamics

Graph theory

Biogeography

Mediterranean sea

Résumé

Dans l’océan, de nombreuses espèces sédentaires dispersent durant leurs premiers stades de vie en relâchant dans la colonne d’eau des cohortes de propagules (œufs, larves, fruits, etc.) qui sont ensuite transportées par les courants marins. La connectivité, processus qui caractérise de tels échanges d’individus et de gènes dans l’espace, est cruciale dans la dynamique démographique et la diversité génétique des populations marines. En combinant des simulations de transport de propagules par les courants marins avec des données biologiques et génétiques observées en mer Méditerranée pour près de 50 espèces différentes, cette thèse a permis de caractériser les patrons spatiaux de connectivité démographique et de définir la connectivité génétique à partir d’événement successifs de dispersion. On a pour la première fois estimé la probabilité pour deux populations de partager des ancêtres communs, ce qui s’avère être le meilleur modèle pour prédire le flux de gènes. Ces travaux proposent de nouvelles avancées méthodologiques favorisant la compréhension de la connectivité multi-échelle qui est essentielle à une bonne gestion et sauvegarde des écosystèmes.

In the marine realm, many coastal species disperse thanks to ocean currents during their early life stages by drifting propagules (eggs, larvae, fruits, etc.). Such exchanges of individuals or genes induce connectivity, which influences fundamental processes like population dynamics and genetic diversity. In this thesis, we combine Lagrangian modelling of transport processes with biological as well as genetic data observed in the Mediterranean Sea for almost 50 phylogenetically divergent species, to characterise spatial patterns of demographic connectivity and model genetic connectivity arising from consecutive dispersal events. We assess, for the first time, genetic cohesiveness among populations that share a common ancestor and show that it outperforms all previous approaches of gene flow predictions. Our work offers great promises to better understand and evaluate connectivity through passive dispersal, an essential pre-requisite for appropriate management and conservation of marine ecosystems and biodiversity.