Soutenance de thèse de Iris LANG

Variabilité génétique et phénotypique de deux espèces invasives : patrons, déterminants et implications pour le fonctionnement des écosystèmes dulçaquicoles.


Titre anglais : Genetic and phenotypic variability within two invasives species: patterns, determinants and consequences on freshwater ecosystem functioning.
Ecole Doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries
Spécialité : Ecologie, biodiversité et évolution
Etablissement : Université de Toulouse
Unité de recherche : UMR 5300 - CRBE - Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement


Cette soutenance a eu lieu vendredi 04 décembre 2020 à 9h00
Adresse de la soutenance : Université Paul Sabatier 118 route de Narbonne 31330 Toulouse - salle NA

devant le jury composé de :
Julien CUCHEROUSSET   Directeur de recherche   CNRS   Directeur de thèse
Géraldine LOOT   Professeur des Universités   Université Paul Sabatier - Toulouse III   CoDirecteur de thèse
Frédéric GRANDJEAN   Professeur des Universités   Université de Poitiers   Rapporteur
Eric PETIT   Directeur de recherche   INRAE   Rapporteur
Patricia GIBERT   Directeur de recherche   CNRS   Examinateur
Régis CEREGHINO   Professeur des Universités   Université Paul Sabatier - Toulouse III   Examinateur


Résumé de la thèse en français :  

L’importance de la variabilité intraspécifique dans le fonctionnement des écosystèmes est maintenant reconnue. Dans le contexte des invasions biologiques, qui impactent fortement les processus écologiques, il est donc important de décrire les patrons de variabilité génétique et phénotypique et d’en identifier les déterminants, afin de mieux comprendre les conséquences des individus invasifs sur les écosystèmes natifs. Nous avons mis en évidence une très grande variabilité intraspécifique au sein et entre populations de deux espèces d’écrevisses invasives aux traits d’histoires de vie et aux histoires de colonisation différentes, Procambarus clarkii et Faxonius limosus. Les deux espèces possédaient des patrons de variabilité génétique et phénotypique différents. Nous avons montré que les principaux déterminants de la variabilité inter populationnelle était la durée d’invasion et les conditions environnementales. Les analyses génétiques nous ont permis d’identifier les routes locales d’invasion pour P. clarkii, qui possédait une grande variabilité génétique, tandis que pour F. limosus, qui avait une faible variabilité génétique, il était plus complexe d’inférer les routes locales d’invasion. Nous avons montré que des processus neutres et adaptatif avaient façonné la variabilité phénotypique en différentes proportions pour chaque espèce. Ensuite, nous avons mis en évidence l’existence d’un polymorphisme de ressource stable le long de l’axe benthique littoral-pélagique au sein de populations de P. clarkii, ce qui suggérait que des individus avaient des impacts différents sur le fonctionnement de l’écosystème entre les chaînes trophiques littorales et pélagiques. Enfin, dans un contexte expérimental avec une approche multi-traits sur des individus provenant d’une population sympatrique, nous avons montré que la structure de covariation de traits différait entre les deux espèces. Nos résultats suggèrent que P. clarkii aurait des impacts plus prédictibles que F. limosus, et qu’elle pourrait affecter plus de processus écologiques ou impacter plus fortement le fonctionnement de l’écosystème par rapport à F. limosus. Globalement, les résultats du présent travail soulignent l’importance d’intégrer la variabilité intraspécifique dans le contexte des invasions biologique, afin de mieux comprendre et évaluer leurs impacts sur le fonctionnement des écosystèmes.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

Intraspecific variability is now recognized for its importance on ecosystem functioning. In the context of biological invasions, which can strongly impact ecological processes, it is of high importance to understand the determinants and the patterns of genetic and phenotypic variability to fully apprehend the consequences of invasive individuals on recipient ecosystems. We demonstrated a high variability among and within populations of two crayfish species, Procambarus clarkii and Faxonius limosus, with distinct life-history traits and colonization histories in a narrow-invaded area. We highlighted that colonization history and environmental conditions were the main drivers of the contrasting patterns of genetic and phenotypic variability between the two species. Genetic analyses provided a great inference of local invasion pathways for P. clarkii, which had a great genetic variability, compared to F. limosus for which the local invasion pathways were more cryptic. We found that neutral and adaptive processes shaped the phenotypic variability of the two species in differing proportions. Then, we demonstrated the existence of a stable resource polymorphism along the benthic littoral-pelagic axis within populations of P. clarkii, suggesting that invaders could have contrasting impacts on ecosystem functioning between littoral and pelagic trophic chains. Finally, in an experiment context using a multi-traits approach, we demonstrated that the structure of trait covariations differed between species in a sympatric population, suggesting that P. clarkii impacts would be more predictable than F. limosus, and that P. clarkii could affect a higher range of ecological processes or impact the ecosystem functioning with a greater intensity than F. limosus. Overall, our findings stress the need to integrate intraspecific variability in the context of biological invasions to better understand their impacts on ecosystem functioning.

Mots clés en français :Ecosystèmes aquatiques,Génétique des populations,Ecologie,Invasions biologiques
Mots clés en anglais :   Ecology,Biologic invasion,Aquatic ecosystems,Population genetics