Les écrevisses exotiques envahissantes : vecteurs du pathogène Aphanomyces astaci et impacts chez les écrevisses autochtones

Invasive exotic crayfish : vectors of the pathogen Aphanomyces astaci and impacts on native crayfish

• Auteur / Autrice : Maud Laffitte
• Direction : Frédéric Grandjean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 20/12/2024
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Rosalind Franklin (Poitiers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et biologie des interactions - EBI (Poitiers ; 2012-....) - Écologie et biologie des interactions [UMR 7267] / EBI [Poitiers]
• Partenaire(s) de recherche : Faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (1896-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Bergès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karine Monceau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Moreau, Juliette Emilie Smith-Ravin
• DOI : 10.70675/39f1340cz05e0z4360zb277ze24030aab5b4

Mots clés

Mots clés contrôlés

Invasions biologiques

Écrevisses

Oomycètes

Maladies animales -- Épidémiologie

Variabilité génétique

Mots clés libres

Invasions biologiques

Écrevisses

Aphanomyces astaci

Prévalence

Épidémiologie

Variabilité génétique

Biological invasions

Crayfish

Aphanomyces astaci

Prevalence

Epidemiology

Genetic variability

Résumé

Les écosystèmes d'eau douce abritent une biodiversité exceptionnelle par rapport à la surface limitée qu'ils occupent, ce qui les rend particulièrement vulnérables, vis-à-vis de l'introduction d'espèces exotiques. Les invasions biologiques sont en constante augmentation notamment les écosystèmes d'eaux douces. Les écrevisses exotiques envahissantes d’origine américaine en sont le parfait exemple d’autant plus qu’elles sont porteuses saines d‘un oomycète pathogène, Aphanomyces astaci impliqués dans de nombreuses épizooties d’écrevisses autochtones en Europe. Cette étude vise à réactualiser l’aire de distribution des populations d’écrevisses nord-américaines en France. La caractérisation de la présence en milieu naturel de l’écrevisse à tâches rouges, Faxonius rusticus sur l’Aveyron (non répertoriée en Europe) porteuse d’une souche spécifique d’Aphanomycose est considérée comme fortement préoccupante car hautement invasive. Cette étude évalue également le rôle de ces écrevisses envahissantes en tant que réservoirs d'A. astaci. Nous avons d'abord démontré que Procambarus clarkii et Pacifastacus leniusculus sont les principaux vecteurs d'A. astaci en France, jouant un rôle crucial en tant que réservoirs du pathogène et à l’origine de nombreuses épizooties dans les peuplements d’écrevisses à pattes blanches. Le suivi des prévalences dans le temps révèle également une dynamique spatio-temporelle à l’échelle intrapopulationnelle. La présence de populations sympatriques d’espèces nord-américaines au sein de même stations, a révélé des transferts interspécifiques de souches d’A. astaci. Ainsi une souche fortement virulente (en termes de sporulation et d’effet sur l’hôte naïfs) pourrait se propager à l’échelle du territoire par ses transferts interspécifiques. A terme elle pourrait engendrer des plus forts évènements de mortalités au sein des populations d’écrevisses natives. La caractérisation des différentes souches d'A. astaci est donc cruciale pour mieux comprendre les dynamiques épidémiques du pathogène dans les écosystèmes. Afin d'améliorer la précision de ces études, de nouveaux microsatellites ont été développés pour détecter la variabilité intra-groupe au sein des souches d'A. astaci. Ces outils permettent non seulement de différencier les génotypes du pathogène, mais aussi de comprendre l'origine des épidémies et de suivre leur propagation dans les écosystèmes affectés. Il a été montré des populations d’écrevisses natives dites résistantes à des évènements de peste, la caractérisation des gènes impliqués dans la réponse immunitaire semble une étape incontournable pour développer des stratégies de conservation plus efficaces. Des efforts en termes de stratégies de gestion des espèces exotiques envahissantes sont également essentielles afin de préserver l'intégrité des écosystèmes aquatiques dans leur ensemble.

Freshwater ecosystems host an exceptional biodiversity relative to the limited area they occupy, making them particularly vulnerable to the introduction of exotic species. Biological invasions are on the rise, especially in freshwater ecosystems. Invasive crayfish species from North America provide a striking example, as they are healthy carriers of a pathogenic oomycete, Aphanomyces astaci, which has been responsible for numerous crayfish epizootics among native species in Europe. This study aims to update the distribution range of North American crayfish populations in France. The presence of the Rusty Crayfish (Faxonius rusticus) in the Aveyron region (previously unreported in Europe), which carries a specific strain of Aphanomyces astaci, is particularly concerning due to its highly invasive nature. This research also assesses the role of invasive crayfish as reservoirs for A. astaci. We first demonstrated that Procambarus clarkii and Pacifastacus leniusculus are the main vectors of A. astaci in France, playing a critical role as reservoirs of the pathogen and being responsible for numerous epizootics among white-clawed crayfish populations. Monitoring prevalence over time also revealed a spatiotemporal dynamic at the intrapopulation level. The presence of sympatric populations of North American species in the same locations has shown interspecific transfers of A. astaci strains. Consequently, a highly virulent strain (in terms of spore production and its effect on naïve hosts) could spread across the territory through these interspecific transfers, potentially causing higher mortality events among native crayfish populations in the long term. Characterizing different strains of A. astaci is therefore crucial to better understand the epidemic dynamics of the pathogen in ecosystems. To enhance the accuracy of these studies, new microsatellites have been developed to detect intra-group variability within A. astaci strains. These tools not only allow the differentiation of pathogen genotypes but also help trace the origin of epidemics and track their spread in affected ecosystems. Additionally, some native crayfish populations have shown resistance to plague events, highlighting the importance of identifying the genes involved in immune response as a critical step toward developing more effective conservation strategies. Efforts to improve management strategies for invasive alien species are also essential to preserve the overall integrity of aquatic ecosystems.