Modulation of microevolutionary responses by anthropogenic impacts at the base of aquatic food webs

Les impacts anthropiques provoquent d'importantes perturbations environnementales dans les écosystèmes d'eaux douces nordiques. Les populations et les espèces pourraient réagir et persister face à ces impacts via l'adaptation et les flux de gènes, et subir des changements démographiques. Pour les organismes à la base des réseaux trophiques d'eau douce, ces processus et leur interaction sont relativement peu documentés. Ma thèse porte sur deux espèces non-modèles d'eau douce: le copépode Leptodiaptomus minutus et le gastéropode Amnicola limosus. J'ai étudié 1) l'adaptation locale des gastéropodes à un prédateur invasif (le gobie à tâches noires Neogobius melanostomus) et à la limitation en calcium, 2) le sauvetage évolutif et le renversement adaptatif des copépodes en réponse à l'acidification historique des lacs et 3) l'adaptation locale des copépodes au climat. J'ai utilisé du séquençage de génomes entiers groupés pour détecter les signatures de la sélection, quantifier les flux de gènes et inférer leur histoire démographique, en combinaison avec des expériences de transplant réciproque et d'écologie de la résurrection. Premièrement, douze populations de gastéropodes ont été séquencées, provenant d'habitats situés dans le fleuve Saint-Laurent et un de ses affluent, le long de gradients d'impact de prédateurs invasifs et de concentration de calcium qui limite la distribution des gobies. Deuxièmement, j'ai obtenu des séquences génomiques temporelles à partir d'oeufs de résistance de copépodes extraits de carottes de sédiments, pour deux lacs touchés par l'acidification dans le parc de Killarney, ON, Canada, et j'ai mesuré les traits d'histoire de vie d’individus ressuscités. Enfin, des populations de copépodes ont été séquencées le long a) d'un gradient latitudinal du sud du Québec au Groenland, et b) d'un gradient micro-géographique de température estivale et de carbone organique dissous coloré lié au brunissement à Cape-Race, T.-N.-L., Canada. Dans le premier chapitre, j'ai montré que les habitats de gastéropodes non envahis pourraient servir de refuges physiologiques et fournir des migrants aux populations envahies, par le biais d'un flux de gènes importants (i.e. un sauvetage démographique/génétique). Cependant, comme les populations sources et puits sont différentiellement adaptées (à la faible concentration de calcium et aux gobies), cela génère un conflit entre les deux types de sauvetage, car l'immigration d'individus adaptés aux refuges pourrait entraîner une dépression hybride dans les populations envahies et éroder leur adaptation locale à l'envahisseur. Dans le deuxième chapitre, j'ai étudié la combinaison de facteurs (démographiques, génétiques et environnementaux) qui ont facilité le sauvetage évolutif des populations de copépodes soumises à un fort impact environnemental (acidification historique), et qui influencent les conséquences à long terme du sauvetage lors du rétablissement environnemental. Le rétablissement après l'acidification a entraîné un renversement adaptatif, mais des effets potentiellement néfastes sur le potentiel adaptatif des populations sauvées restent présents. Enfin, j'ai documenté l’influence de la dérive génétique et des flux de gènes sur l'adaptation locale au climat, à différentes échelles spatiales. J'ai détecté des signaux putatifs d'adaptation au climat le long des gradients latitudinaux et micro-géographiques. À l'échelle latitudinale, le flux de gènes semble être limité entre les régions, avec la possibilité de flux de gènes longue-distance. La diversité génétique est réduite, combinée à de forts effets de dérive à la périphérie de l'aire de répartition (Groenland). A l'échelle micro-géographique, les flux de gènes sont élevés avec une forte diversité génétique malgré un effet important de la dérive. Ces résultats indiquent une adaptation micro-géographique à Cape-Race, où les flux de gènes entre des populations divergentes pourrait atténuer les effets de la dérive. En utilisant des espèces non-modèles, le travail présenté a permis d’obtenir des connaissances substantielles sur l'interaction entre les processus micro-évolutifs et écologiques qui déterminent les réponses des espèces et populations face aux impacts anthropogéniques. Ma thèse a également apporté des informations cruciales sur des concepts clés pour la conservation (sauvetage génétique et évolution), notamment en ce qui concerne leur application dans les populations naturelles. Ces contributions constituent un progrès significatif pour les espèces à la base des réseaux trophiques d'eau douce, qui sont sous-étudiées mais importantes écologiquement. Ma thèse s’inscrit dans le cadre plus général de combler les lacunes dans les connaissances sur les impacts globaux sur les écosystèmes, qui sont nécessaires pour implémenter des décisions en conservation, afin de mieux préserver la biodiversité d'eau douce qui subit un rapide déclin.
\n_____________________________________________________________________________ 
\nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : adaptation rapide, démographie, flux de gènes, sauvetage génétique, sauvetage évolutif, génomique, expériences de transplant, écologie de la résurrection, écosystèmes d'eau douce, copépodes, gastéropodes, espèces envahissantes, acidification, changement climatique

Fetched live from OpenAlex and de-inverted. Abstracts are not stored in this database: the inverted indexes are 8.6 GB of the frame’s 9.3 GB of text, and the host has 13 GB free.