Thèse soutenue

Utilisation des outils génomiques pour comprendre la différenciation et le mélange des espèces chez les lièvres et les souris
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Auteur / Autrice : João Pedro Nogueira Marques
Direction : Pierre BoursotJosé Melo-Ferreira
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génétique et génomique
Date : Soutenance le 19/04/2022
Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....) en cotutelle avec Universidade do Porto
Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Stéphane Boissinot
Examinateurs / Examinatrices : Pierre Boursot, José Melo-Ferreira, Stéphane Boissinot, Lounès Chikhi, Pierre-André Crochet, Vitor Sousa, Catarina Pinho, Paulo Célio Alves
Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Boissinot, Lounès Chikhi

Résumé

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Cette thèse a contribué, en utilisant le séquençage haut débit de génomes, à la compréhension de l’histoire de la divergence conduisant à la spéciation, et des causes et conséquences des échanges génétiques entre espèces.Ce travail a contribué au développement des ressources génomiques pour étudier la génomique des populations de lièvres, en produisant le premier assemblage de novo d’un génome de lièvre (Lepus timidus), et en évaluant son utilité en comparaison au génome de référence du lapin, préalablement disponible. Nous avons aussi produit le premier transcriptome de L. timidus, le plus complet de ceux disponibles pour les lièvres. En combinaison avec des données publiées sur L. europaeus, nous avons trouvé les différences fixées entre les deux espèces, qui peuvent être utilisées pour construire des outils pour étudier les échanges interspécifiques dans les zones d’hybridation.Nous avons contribué à la compréhension de l’introgression massive documentée du génome mitochondrial de L. timidus vers L. granatensis dans la péninsule ibérique, en reconstituant l’évolution démographique post-glaciaire de cette dernière à partir de la variation génétique actuelle. Nous avons démontré que cette introgression s’est faite à la faveur de l’envahissement du territoire de l’espèce donneuse par la receveuse, soulignant l’importance de la démographie et de la biogéographie pour favoriser l’introgression.A partir de séquences de génomes complets, nous avons étudié la différenciation et le re-mélange en Iran, la région d’origine des trois sous-espèces connues de souris domestique (Mus musculus domesticus, musculus et castaneus), source de leur expansion au reste de l’Eurasie, conduisant à leurs distributions parapatriques actuelles. Nous avons découvert au centre de l’Iran une population différenciée de ces trois sous-espèces, et inféré qu’elle résulte d’un mélange passé entre M. m. domesticus (environ 40%) et une population apparentée à M. m. musculus. Les lignées domesticus et musculus se sont donc largement mélangées à proximité de leur région d’origine, mais apparaissent isolées suite à leurs expansions géographiques indépendantes vers l’Europe, où elles forment une zone de tension étroite, un patron évocateur d’une espèce en anneau. Ceci offre un modèle exceptionnel pour étudier l’évolution et les déterminants de l’isolement reproductif entre ces sous-espèces. Nos analyses suggèrent un avantage sélectif du chromosome Y de la lignée musculus dans ce contexte de mélange en Iran central.Nous avons aussi découvert au NW de l’Iran une population d’origine majoritairement domesticus, avec des contributions de ses deux voisins (musculus et Iran central), mais qui a fixé une lignée de chromosome Y de la branche musculus. Nous trouvons que cette introgression massive de Y est accompagnée par la co-introgression de gènes impliqués dans la fertilité mâle, particulièrement sur le chromosome X. Nous avons testé le lien potentiel de cette invasion de Y avec une course aux armements entre le X et le Y qui pourrait biaiser les sex-ratios, et ainsi pu aborder la question du rôle des conflits génétiques comme promoteurs de l’introgression. Entre sous-espèces, nous avons trouvé une corrélation entre les nombres de copies Y et X de familles ampliconiques (gènes Sly/Slx) dont l’interaction est connue pour contrôler le sex-ratio de manière antagoniste en fonction de la dose. Plus de copies dans la lignée musculus suggère des propriétés distortrices plus fortes. Toutefois nous argumentons que ce conflit X-Y n’est pas le moteur de l’invasion du Y, qui résulterait plutôt d’un avantage intrinsèque du Y musculus en situation de mélange entre sous-espèces. La propension du Y musculus à envahir les régions où musculus se mélange avec d’autres sous-espèces semble générale et observée dans d’autres régions géographiques. Le conflit entraînerait la co-introgression ou la coévolution des régions ampliconiques du X dans les zones de mélange.