Thèse soutenue

Causes et conséquences évolutives de l’asexualité non-clonale chez Artemia
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Auteur / Autrice : Loreleï Boyer
Direction : Thomas LenormandChristoph Haag
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génétique et génomique
Date : Soutenance le 07/02/2022
Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier)
Jury : Président / Présidente : Nicolas Bierne
Examinateurs / Examinatrices : Thomas Lenormand, Christoph Haag, Nicolas Bierne, Isabelle Schön, Tanja Schwander, Susana M. Coelho
Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Schön, Tanja Schwander

Résumé

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La majorité des espèces parthénogétiques sont souvent perçues comme clonales. La clonalité est coûteuse à long terme, car elle peut entraîner l'accumulation de mutations délétères et une moins bonne capacité d’adaptation. Cependant, les cas d’espèces asexuées non clonales s'accumulent. L’asexualité non-clonale génère des conséquences génomiques et de fitness très différentes de la clonalité, et pourraient représenter une étape-clé dans la transition du sexe vers l’asexualité. De plus, l’asexualité peut être souvent non-obligatoire, avec des événements de sexe cryptiques. Ces évènements peuvent aussi façonner le génome et l'évolution des lignées asexuées. Dans cette thèse, j'ai étudié le mode de reproduction d'Artemia parthenogenetica, et son rôle dans la transition du sexe vers l'asexualité et l'évolution des lignées asexuées. En particulier, j'ai utilisé la capacité des mâles produits par voie asexuée (“mâles rares”) à se croiser avec des femelles sexuées et à transmettre l’asexualité à leurs descendants (asexualité contagieuse), pour générer expérimentalement de nouvelles lignées. J’ai montré que les Artemia asexués diploïdes ont un mode de reproduction non-clonal, dans lequel la recombinaison entraîne une perte d'hétérozygotie (LOH, pour “loss of heterozygosity”) chez les descendants. Le LOH est coûteux car il peut révéler des mutations délétères récessives. Peut-être en raison de la sélection causée par les conséquences délétères du LOH, le taux de recombinaison chez les Artemia asexués était plus faible que chez une espèce sexuée apparentée. J'ai également constaté que les hybrides sexués avaient une reproduction mixte sexuée et asexuée, et que les femelles asexuées issues de populations naturelles étaient capables de sexe rare. Cela signifie que des événements rares de sexe chez les Artemia asexués pourraient se produire entre un mâle rare et une femelle asexuée se reproduisant sexuellement. En effectuant une revue de la façon don t les modes de reproduction asexués sont identifiés dans la littérature, j'ai constaté que l'identification et la perception générale des asexués étaient biaisées en faveur de la clonalité, car une grande partie des espèces asexuées examinées étaient en fait non-clonales, et les preuves de la clonalité étaient souvent insuffisantes. En outre, la majorité des asexués non-clonaux avaient des modes de reproduction qui entraînaient de faibles taux de LOH. Cela suggère que les asexués non-clonaux évoluent souvent secondairement vers une reproduction plus clonale. Ainsi, même les espèces clonales pourraient ne pas avoir été clonales au cours de leur histoire évolutive. Enfin, avec une analyse génomique sur de nouvelles lignées générées par contagion, j'ai démontré que chez Artemia, les mâles rares sont produits asexuellement par recombinaison et donc LOH sur les chromosomes sexuels ZW. Nous savons que l'asexualité contagieuse, et peut-être des croisements entre lignées, ont eu lieu au cou rs de l'histoire évolutive d'A. parthenogenetica. L'asexualité contagieuse et/ou des événements sexuels chez les asexués constituent peut-être des opportunités pour que le(s) gène(s) contrôlant l'asexualité s'échappe(nt) des lignées en déclin vers de nouvelles lignées. Dans ce cas, l'asexualité contagieuse par le biais de mâles rares pourrait être la raison pour laquelle la recombinaison persiste chez les Artemia asexués. Chez de nombreuses espèces, l’identification de l’asexualité non clonale et des événements de sexe n'est toujours pas claire et nécessite une étude approfondie. Théoriquement, il y a un fort besoin de modèles prenant en compte les conséquences génomiques de l'asexualité non-clonale et non-obligatoire, et leur rôle dans la transition du sexe vers l'asexualité et la maintenance du sexe.