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Proposition d’un sujet de thèse pour l'Ecole doctorale "Sciences de la Nature et de l'Homme" (ED 227), campagne 2009 des allocations de recherche. Thématique prioritaire : 4a biologie intégrative (dans le point 3 "biologie et génomique marine") Titre du sujet : Spécialisation écologique versus divergence allopatrique : quels processus de spéciation dans le milieu marin profond ? Approche comparative au sein des mytilidés des milieux réducteurs profonds. Directeur de thèse : Sarah SAMADI (HDR) Unité de Recherche : UMR7138, équipe « espèces et spéciation ». Coordonnées : MNHN - Département Systématique & Evolution Tel : 33 - (0)1 40 79 37 59 USM 603 – Case Postale 26 Fax : 33 - (0)1 40 79 38 44 57 rue Cuvier Email : sarah@mnhn.fr 75231 PARIS CEDEX 05 Encadrement de thèse en cours : M. Castelin, ED227, soutenance prévue en septembre 2009 Publications 2006-2009 du directeur de thèse: (en souligné les étudiants de master ou de thèse encadrés) 1. Abdelkrim J, M Pascal and S Samadi. 2007 Genetic monitoring of an eradication failure: the Ste. Anne islets (Martinique) ship rat eradication attempts as a case-study. Conservation Biology. Conservation Biology. 21 (3), 719–730. 2. Abdelkrim J., Pascal M. & Samadi S. 2009. Genetic structure and functioning of alien ship rat populations from a Corsican micro-insular complex. Biological Invasions. 11: 473-482 3. Bichain JM, Gaubert P, Samadi S, Boisselier-Dubayle MC. 2007. Phylogenetic ...
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Français
Proposition d’un sujet de thèse pour l'Ecole doctorale "Sciences de la Nature et de l'Homme"
(ED 227), campagne 2009 des allocations de recherche.
Thématique prioritaire :
4a biologie intégrative (dans le point 3 "biologie et génomique marine")
Titre du sujet :
Spécialisation écologique
versus
divergence allopatrique : quels processus de spéciation
dans le milieu marin profond ?
Approche comparative au sein des mytilidés des milieux réducteurs profonds
.
Directeur de thèse :
Sarah SAMADI (HDR)
Unité de Recherche
: UMR7138, équipe « espèces et spéciation ».
Coordonnées :
MNHN - Département Systématique & Evolution
USM 603 – Case Postale 26
57 rue Cuvier
75231 PARIS CEDEX 05
Tel :
33 - (0)1 40 79 37 59
Fax :
33 - (0)1 40 79 38 44
Email
: sarah@mnhn.fr
Encadrement de thèse en cours :
M. Castelin, ED227, soutenance prévue en septembre 2009
Publications 2006-2009 du directeur de thèse:
(en souligné les étudiants de master ou de thèse encadrés)
1.
Abdelkrim J, M Pascal and S
Samadi
. 2007
Genetic monitoring of an eradication failure: the Ste. Anne islets (Martinique) ship
rat eradication attempts as a case-study.
Conservation Biology
. Conservation Biology. 21 (3), 719–730.
2.
Abdelkrim J., Pascal M. &
Samadi S
. 2009. Genetic structure and functioning of alien ship rat populations from a Corsican
micro-insular complex.
Biological Invasions
. 11: 473-482
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18.
Samadi
S, L Bottan, E Macpherson, B Richer de Forges and Boisselier M-C. 2006. Seamount endemism questioned by the
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. 149: 1463–1475.
19.
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D
ESCRIPTION DU SUJET
:
Spécialisation écologique
versus
divergence allopatrique : quels processus de spéciation dans
le milieu marin profond ?
Approche comparative au sein des mytilidés des milieux réducteurs profonds.
Mots clé : biologie intégrative, biologie marine, génomique des populations, spéciation.
C
ONTEXTE SCIENTIFIQUE
Depuis la découverte des sources hydrothermales la question de leur origine évolutive reste
débattue. Les organismes des sources hydrothermales ont fasciné les biologistes par leurs
adaptations à des conditions « extrêmes ». Ces organismes ont largement occupé la biologie marine
depuis une trentaine d’années et des travaux intégrant de nombreuses facettes de leur biologie sont
disponibles. Pourtant, les processus qui permettent cette « hyperspécialisation » restent mal
compris. Parmi les organismes très spécialisés de cette faune, les plus étudiés sont probablement les
mytilidés pour lesquels une sous-famille,
les Bathymodiolinae, a été créée. En 2000, Distel et al.
montrent que cette sous famille est incluse dans un groupe monophylétique aux côtés des mytilidés
associés aux bois coulés, carcasses de baleines et suintements froids. Ce résultat est confirmé par
des études plus récentes dans lesquelles les espèces de bois coulés restent pourtant largement sous
représentées (Iwasaki et al. 2006 ; Jones et al. 2006 ; Miyazaki et al. 2004 ; Smith et al. 2004). Les
registres fossiles confirment également la nécessité de prendre en compte la faune associée aux bois
coulés ou carcasses de baleines pour reconstruire l’histoire des lignées hydrothermales et de
suintements froids (Kiel 2006; Kiel and Goedert 2006a; Kiel and Goedert 2006b; Kiel and Little
2006, Kiel et al. 2009).
Dans ce contexte, la découverte de zones d’accumulations massives de bois coulés, par
exemple aux îles Salomon, a motivé le démarrage de la série de campagnes « BOA ». Une
importante collection de ces petites moules méconnues associés au bois coulés a ainsi pu être
constituée. A l’aide des outils de la taxonomie moléculaire, plus d’une vingtaine de nouvelles
espèces sont mise en évidence (Lorion, 2008) et viennent peu à peu compléter les phylogénies
existantes (Samadi et al., 2007, Lorion 2008). Un des résultats les plus frappant est que le groupe
frère de la lignée «thermophilus ») (celle contenant l’espèce type du genre
Bathymodiolus
) est une
lignée inféodée aux substrats organiques coulés (Lorion, 2008). Les Bathymodiolinae
sensus stricto
,
ne seraient donc pas monophylétiques ! Parallèlement à ce travail de systématique, d’autres aspects
de leur biologie ont commencé à être exploré. Il a ainsi été montré que (i) ces moules ont des
relations symbiotiques variées et flexibles avec des bactéries chimiosynthétiques (Duperron et al.
2008, 2009, Gros et al. 2007a, 2007), (ii) qu’elles sont capables de coloniser plusieurs habitats
(Lorion et al. 2009) et (iii) que les patterns de diversité sont compatibles avec le modèle de
spéciation allopatrique (Lorion, 2008). Ces résultats remettent donc en cause l’idée que, dans cette
lignée évolutive, la diversification résulte principalement de l’hyperspécialisation. Il reste
néanmoins nécessaire de mieux comprendre la biologie de ces organismes pour comprendre
l’histoire évolutive de la colonisation des milieux réducteurs profonds par ces espèces.
O
BJECTIFS DE LA THESE
L’objectif de cette thèse est donc de proposer et de tester de nouveaux scénarios en
intégrant
différentes approches
. Pour cela l’étudiant devra étudier la biologie des populations de deux des
espèces de la lignée soeur de la lignée « thermophilus » afin de pouvoir les comparer avec celles
disponibles notamment sur les espèces
Bathymodiolus azoricus
et
Bathymodiolus thermophilus
. Les
objectifs précis sont donc :
(i) Il s’appuiera sur les travaux de
génomique des populations
réalisés par B. Faure au
cours de sa thèse sur ces deux espèces hydrothermales. En utilisant de tels marqueurs génétiques, la
connectivité entre les populations à différentes échelles géographique sera analysée. L’analyse de
ces marqueurs permettra également d’évaluer les rôles relatifs de l’histoire démographique des
populations et de la sélection dans l’évolution de ces organismes.
(ii) La complexité et flexibilité des
interactions symbiotiques
chez ces espèces sera étudié
en collaboration avec Laure Corbari (MNHN) et Sébastien Dupperon (UPMC) afin d’établir des
patterns de la diversité des symbiontes bactériens. Ces patterns pourront être corrélés à la nature du
substrat sur lequel les moules vivent associées et apporteront donc de nouvelles informations sur les
mécanismes de spécialisation de ces espèces.
(iii) Dans une perspective similaire,
les relations trophiques
des espèces sélectionnées
seront appréhendées par l’étude de leur système digestif afin de déterminer leur fonctionnalité et la
présence possible d’autres interactions symbiotiques (collaboration avec Laure Corbari (MNHN).
(iv) Dans un contexte global de documentation des
traits d’histoire de vie
pouvant
intervenir sur les processus de spéciation, les protoconches seront analysées afin de mieux comparer
les potentiels de dispersion des différentes espèces.
Cet ensemble de données sur la biologie des organismes une fois remis dans un contexte
phylogénétique mieux résolu à la fois par l’ajout des nombreuses espèces découvertes lors de la
thèse de Julien Lorion ainsi que des nouveaux marqueurs acquis grâce aux travaux de génomiques
des populations de la thèse de Baptiste Faure devraient apporter des nouveaux éclairages sur
l’histoire évolutive des peuplements des sources hydrothermales et autres milieux réducteurs
profonds.
M
ATERIEL DISPONIBLE POUR L
’
ETUDE
L’étudiant disposera des échantillonnages déjà acquis pour les deux espèces ciblées et des
marqueurs qui ont été mis aux points au cours de stage de masters à l’aide d’un financement du
GDR Ecchis en collaboration avec l’équipe de D. Jollivet (UMR 7144, Roscoff). Une campagne
océanographique est programmée en Papouasie Nouvelle Guinée en 2010 afin d’échantillonner
dans une zone non couverte par la collection actuellement disponible. Au coeur de la zone
d’échantillonnage actuellement disponible, la Papouasie représente donc une aire géographique
cruciale. La présence de bois coulés dans des zones par ailleurs marquée par l’activité
hydrothermales permettra (i) de compléter l’échantillonnage de lignées de moules associées à des
substrats organiques et de tester le rôle de ces lignées dans la colonisation des sources
hydrothermales (ii) analyser plus finement les processus populationnels à l’origine de la mise en
place de la diversité spécifique sur les substrats organiques, en testant les hypothèses de barrières
géographiques suggérées par nos résultats préliminaires.
B
IBLIOGRAPHIE
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Symbioses
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Comptes Rendus Biologies
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