Blanc Inter II - SVSE 7 - Blanc International II - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie

Hybridation, adaptation et histoire des peuplements: une approche génomique. – HybridAdapt

Comment et pourquoi l’évolution remélange-t-elle les génomes isolés par la spéciation ?

L’absence de croisement entre elles permet classiquement de définir les espèces, pourtant l’hybridation interspécifique est courante et les échanges génétiques souvent extensifs. Les causes peuvent en être distinctes pour différents gènes: invasion compétitive, avantage adaptatif, conflits génétiques. Il s’agit d’identifier ces causes et d’apprécier leur importance.

Inférer l’histoire évolutive et la sélection à partir de leurs traces « fossiles » dans les génomes.

Les patrons de variation génétique interindividuelle présents dans une espèce contiennent des indices de sa démographie passée et de l’action de la sélection naturelle (positive ou négative) que des analyses statistiques poussées peuvent révéler. Elles nous renseignent ainsi sur les déterminants de l’évolution, en l’occurrence du remélange partiel de génomes entre espèces. Nous développerons et appliquerons ces méthodes sur deux groupes d’espèces modèles, les souris et les lièvres.

Ce paragraphe indique comment les résultats attendus sont obtenus grâce à certaines méthodes ou/et technologies. Les technologies utilisées ou/et les méthodes permettant de surmonter les verrous technologiques sont explicitées (il faut éviter le jargon scientifique, les acronymes ou les abréviations).

Le projet vient de comencer

Le projet vient de comencer

Le projet vient de comencer

L’évolution de l’information génétique sous-tend la dynamique de la biodiversité, et parmi les avatars produits par cette information à des niveaux élevés d’organisation, l’espèce est considérée une unité d’évolution importante. La pertinence de ce niveau d’organisation dépend de notre compréhension de la relation entre le processus de spéciation et celui d’adaptation à l’environnement, et du couplage/découplage des deux, un des défis majeurs de la théorie moderne de l’évolution. On peut aborder cette question aux stades précoces de la spéciation en déterminant comment l’information génétique est partitionnée entre espèces naissantes qui continuent à se l’échanger. Nous appliquerons cette approche sur deux modèles mammaliens (lièvres et souris domestiques) sur lesquels nous avons recueilli des preuves d’échanges génétiques extensifs et différentiels entre taxons proches dans un passé récent, à la faveur de changements d’environnement, probablement de changements d’aires liés aux fluctuations climatiques de la dernière glaciation. Le lièvre ibérique, L. granatensis, montre des traces d’introgression passée depuis une espèce boréale, L. timidus. Les patrons géographiques et de fréquence des allèles étrangers varient énormément à travers l’aire de distribution (péninsule ibérique) entre les quelques marqueurs testés. Ceci suggère la possible action combinée de la dérive accompagnant les changements d’aire et de la sélection favorisant l’introgression. Dans une région de contact entre trois sous-espèces de la souris domestique (Mus musculus, au Moyen Orient), les quelques régions génomiques testées montrent de très fortes discordances entre les patrons phylogéographiques partitionnant la diversité entre les trois sous-espèces parapatriques (M. m. domesticus, M. m. musculus et M. m. castaneus). Bien qu’apparemment fortement impliqués dans l’isolement reproductif, les chromosomes sexuels semblent montrer d’importantes discordances phylogéographiques entre taxons chez les deux modèles biologiques.
Dans ce projet nous étendrons ces observations du partitionnement de la diversité génétique entre taxa à l’ensemble du génome, grâce aux technologies de séquençage à haut débit. Grâce à ce jeu de données extensif, nous inférerons les conditions historiques des échanges génétiques entre les taxons depuis leur divergence, et déterminerons leurs variations le long du génome. Nous étudierons aussi la génétique des populations de régions génomiques à patrons variables d’introgression/discordance phylogéographique, de sorte à distinguer l’influence des évènements d’expansion démographique/d’aire de celle de la sélection dans la promotion de l’introgression.
Le projet s’appuie sur une solide collaboration entre les équipes françaises et portugaises dont chacune est spécialiste d’un des modèles biologiques et détient l’importante collection d’échantillons nécessaire. Puisque la même approche s’applique aux deux modèles, la collaboration permettra de partager les importants efforts de développement méthodologiques nécessaires. En particulier, nous développerons et testerons des méthodes d’analyse spécifiques des données, basées sur la simulation intensive en génétique des populations et l’ajustement de modèles par des calculs bayésiens approchées.
Le projet devrait fournir sur deux modèles biologiques une compréhension sans précédent de l’architecture génétique de l’isolement reproductif et du rôle des changements d’aire et de la sélection dans la promotion de l’introgression. Il testera le possible double rôle des chromosomes sexuels et des conflits génétiques dans la construction de l’isolement reproductif, ou la promotion de l’introgression. Des questions spécifiques à chaque modèle seront aussi renseignées, telles que la nature adaptative de l’introgression mitochondirale chez les lièvres, en relation avec l’adaptation au froid, et le rôle de l’introgression dans l’adatpation des trois sous-espèces de souris au commensalisme avec l’Homme.

Coordinateur du projet

Institut des Sciences de l'Evolution Montpellier (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ICETA, Université Porto (CIBIO)
Institut des Sciences de l'Evolution Montpellier

Aide de l'ANR 319 893 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2013 - 36 Mois

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