Thèse soutenue

Conséquences génomiques et écologiques de la perte d'un stade du cycle de vie : Pelagia noctiluca comme cas d’étude

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Auteur / Autrice : Manon Boosten
Direction : Lionel GuidiLucas Leclère
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences du climat, de l'atmosphère et des océans, terrestres et planétaire
Date : Soutenance le 31/05/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie de Villefranche (Alpes-Maritimes ; 2001-....)
Jury : Président / Présidente : Gwenaël Piganeau
Examinateurs / Examinatrices : Éric Röttinger
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédérique Viard, Éric Pelletier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les cnidaires, groupe frère des bilatériens, sont des invertébrés principalement marins divisés en deux classes : les anthozoaires, des organismes benthiques regroupant les anémones de mer et les coraux, et les médusozoaires, caractérisés par la présence d’un stade nageant, la méduse. Les médusozoaires sont ubiquitaires et présentent une grande diversité de formes, de développement et de cycle de vie. Le cycle de vie ancestral, appelé méroplanctonique, alterne entre une larve planula, un stade polype benthique à reproduction asexuée, et une méduse pélagique assurant la reproduction sexuée. Au cours de l'évolution, de nombreux taxons de médusozoaires ont acquis un cycle holoplanctonique par perte du stade benthique. C’est notamment le cas du scyphozoaire Pelagia noctiluca, méduse la plus abondante de la mer Méditerranée, dont les juvéniles appelées éphyrules se développent directement à partir d’un œuf fécondé sans passer par un stade polype. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé aux conséquences écologiques et génomiques de la perte du stade fixé en utilisant P. noctiluca comme modèle d’étude. Afin de déterminer l’impact écologique de la perte du polype à l’échelle globale et à l’échelle des médusozoaires, j’ai exploité les données de metabarcoding et environnementales générées durant l’expédition Tara Oceans. En intégrant ces données dans un contexte phylogénétique, nous avons pu montrer que chaque acquisition indépendante d’un cycle de vie holoplanctonique est corrélée avec la colonisation de l’océan ouvert. Nous avons également mis en évidence que les méduses holoplanctoniques représentent une abondance relative supérieure, mais une plus faible diversité que les méduses méroplanctoniques et qu’elles sont également moins centrales dans le réseau de cooccurrence du plancton. Afin d’étudier les conséquences génomiques de la perte du stade benthique, je me suis concentré sur le cas de la perte du polype chez Pelagia noctiluca. J’ai généré des ressources génomiques et transcriptomiques aux différents stades du développement chez P. noctiluca, et chez l’espèce la plus proche présentant un stade polype, Chrysaora colorata. La comparaison de ces données a permis de montrer que le génome de P. noctiluca n’a pas subi d’importants réarrangements interchromosomiques, malgré de nombreux réarrangements intrachromosomiques. L’analyse des gènes perdus chez P. noctiluca a révélé une perte privilégiée des gènes spécifiquement exprimés au stade polype chez des espèces présentant ce stade. J’ai de plus étudié l'expression temporelle et spatiale de gènes impliqués dans le développement des cnidaires pendant l'embryogenèse de P. noctiluca et le développement de l’éphyrule. L’intégration de l’ensemble de ces données dans un contexte comparatif avec des espèces apparentées présentant un stade polype permet de proposer des hypothèses sur les mécanismes du développement agissant pendant l'embryogenèse et la formation des méduses chez les scyphozoaires. Les travaux réalisés au cours de cette thèse permettent de mieux comprendre les processus écologiques, génomiques et du développement sous-jacent à la simplification du cycle de vie chez les animaux.