Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters:
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Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters: a lemon shark population experiencing habitat loss. By Joseph D. DiBattista , Kevin A. Feldheim , Dany Garant, Samuel H. Gruber and Andrew P. Hendry, 2010 from Evolutionary Applications ISSN 1752-4571. BENKARA Elsa, RUIZ César &

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Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters: a lemon shark population experiencing habitat loss

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Presentation Transcript


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters:a lemon shark population experiencing habitat loss

By

Joseph D.DiBattista, Kevin A. Feldheim, Dany Garant, Samuel H. Gruber and Andrew P. Hendry, 2010fromEvolutionary Applications ISSN 1752-4571

BENKARA Elsa,

RUIZ César

&

SAMACOITS Maxime


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Théorie

Sélection Naturelle

  • Mutations

  • Migrations

  • Dérive

  • Système

  • de reproduction

« Human impacts that reduce population size and increasingly isolate populations may increase genetic drift and thereby reduce genetic variations » (DiBattista, Conserv Genet 2008. 9:141-156)

Variations génétiques

PERTURBATION

  • Fragmentation et réduction de la taille de la population

  • Perte d´habitats

  • Sélection plus forte

RÉDUCTION DE LA VARIATION

GÉNETIQUE DANS LA POPULATION

La présente étude évalue la variation génétique d´une population de requins citron (Negaprionbrevirostris) face à une perturbation anthropique (la perte d´habitat)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Population étudiée

Negaprionbrevirostris

Viviparité, polyandrie,

philopatrie (mangrove)

Forte dépendance aux

nurseries : protection et

nourriture

Pas de contrôle parental

Maturité sexuelle après

13 ans, durée de vie

d’environ 20 ans


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Site d´étude

AVANT

APRES

Iles Bimini (Bahamas)

N


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Echantillonnage et Carte d’identité génétique

  • Capture d’environ 99% des juvéniles (≈ 250 entre 21 Mai et 25 Juin)

  • Les requins sont mesurés (du museau jusqu’à la fosse précaudale en mm = PCL), pesés (en kg), et taggés

  • Quand un requin est recapturé, un taux de croissance est calculé (en cm.a-1), ainsi que le taux de mortalité (proportion de juvéniles non recapturés)

  • Extraction de l’ADN à partir de tissu de nageoire

  • Analyse des microsatellites

  • Deux types d´outils sont utilisés : la génétique des populations et la génétiquequantitative

- Reconstruction des génomes adultes et juvéniles

- Liens de parentés entre juvéniles

- Identification du nombre d’adultes reproducteurs (contribuant aux changements de la variance génétique)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Génétique des populations / Génétique quantitative / Sélection

  • Comparaison des requins échantillonnés avant la perturbation (1995-2000) et après (2001-2007): calculs de l’hétérozygotie , du FST et de la richesse allèlique

  • La variation génétique quantitative est représentée par les variations phénotypiques soumises à la sélection (ici la taille et le poids). Cette variance phénotypique (Vp) résulte de la variance additive (Va) et résiduelle (Vr) ainsi que des effets maternels (Vm)

  • Sélection naturelle est mesurée via la fitness et les traits phénotypiques des juvéniles (analyse des cohortes jusqu’à 2005 car à partir de 3 ans après la première capture, on estime l’individu mort s’il n’est pas recapturé)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Nombre de femelles reproductrices

Nombre de mâles reproducteurs

Année

Année

  • ↗nombre d’adultes reproducteurs après la perturbation


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Richesse allèlique moyenne

Taux de mortalité

Nouveau-nés

Age 1

Cohorte

Année

  • variation du taux de mortalité

  • ↗ diversité génétique


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

  • ↗ des différents paramètres après la perturbation (ici h2 = héritabilité)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

Introduction

Matériels et méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Sélection différentielle (pour la masse)

Fitness absolue

Age 1

Nouveau-nés

Taux de croissance (cm.a-1)

Année d’échantillonnage

  • ↗ de la fitness

  • Inversement de la sélection, les individus plus grands et donc plus gros sont avantagés


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But de l’étude

Méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

D’après certains auteurs:

Lowe et al. (2005):

Théoriquement, la dégradation de l’habitat entraine : une érosion de la variation génétique et une ↗ de la divergence inter-populations. A long termes, cela entraine une ↘ de la capacité des populations à répondre aux pressions environnementales.

McClure et al. (2007):

La mise en place de barrages ↘ diversité génétique. La perte d’habitat va altérer les trajectoires évolutives des populations bactériennes.


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But de l’étude

Méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Hypothèses

  • Augmentation du nombre de reproducteurs et taux de mortalité :

  • Perte de nurserie => pas d’impact négatif sur la survie des adultes.

  • Mais pourquoi continuent-ils à venir se reproduire sur ce site?

  • Forte philopatrie? (Part, 1994; Travis & Dytham, 1999).

  • Augmentation du nombre de mâles migrants?

  • Le fait que le taux de mortalité des juvéniles revienne à la normale quelques années après signifie peut-être qu’ils ont une forte résilience

  • Augmentation de la variation génétique neutre:

  • Liée à l’augmentation du nombre d’adultes reproducteurs (≠ du site de contrôle)

  • Le flux de gènes se fait grâce aux mâles immigrants => La migration permet le maintien de la diversité génétique au sein de la population

  • Echelle de temps trop courte?Maturité sexuelle tardive, longues générations : effet tampon? (Lowe & al, 2005)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

But de l’étude

Méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Hypothèses

  • Augmentation de la variation génétique additive et des effets maternels:

  • ↗variabilité adaptative liée à l’augmentation du nombre d’adultes reproducteurs? Exemple de migrations entre des populations ayant un régime de sélection différent = arrivées de nouveaux traits morphologiques (Feldheim et al. 2001)

  • -L’augmentation significative des effets maternaux n’est pas surprenante: longue gestation + aucun contrôle parental chez les requins citrons (Charmantier & Garant, 2005)

  • Changement du sens de la sélection:

  • Si la sélection agissait toujours dans le même sens => les mêmes allèles seraient toujours sélectionnés et persisteraient dans la population

  • -Avant la perturbation: les petites tailles étaient favorisées

  • -Après perturbation: tendance inversée => sélection divergente

  • → Dans ce cas là, les perturbations permettent une persistance de la diversité génétique


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

But de l’étude

Méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

Critiques & Ouverture

  • Nécessité d’une étude à long terme. Il est peut-être trop tôt pour voir une diminution de la diversité génétique

  • Résultats parfois peu significatifs

  • La sélection a-t-elle changée aussi dans d’autres nurseries? Une seule nurserie de contrôle n’est pas suffisante

  • Autres perturbations?Naturelles (ouragan, tempête tropicales) ou anthropiques (surpêche, déchets domestiques)

  • L’étude à l’aide de marqueurs mitochondriaux aurait été intéressante, les variations de la taille de la population auraient été plus visibles

  • Nécessité d’une étude plus approfondie des mouvements migratoires de l’espèce

  • → Hypothèse de la perturbation intermédiaire (IDH)?

( D’après Cours Master Océanographie UE 227 Charles F. Boudouresque, 2011)


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

But de l’étude

Méthodes

Résultats

Discussion

Conclusion

  • Cela fait seulement quelques années que la génétique est utilisée comme un marqueur des effets d’une perturbation sur les espèces => nécessité d’en savoir plus sur l’écologie des espèces, leur génétique et les interactions qu’elles ont avec leur habitat

  • Plus la diversité génétique est grande et plus la population aura une forte capacité d’adaptation. Ainsi le changement dans le régime de sélection et dans la diversité génétique peuvent affecter la capacité d’un taxon à répondre à des perturbations futures


Anthropogenic disturbance and evolutionary parameters a lemon shark population experiencing habitat loss 1172586

BIBLIOGRAPHIE

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  • DiBattista et al., 2007. When bigger is not better: selection against large size, high condition, and fast growth in juvenile lemon sharks. Journal of EvolutionaryBiology 20:201–212.

  • DiBattista et al., 2008. Patterns of genetic variation in anthropogenically impacted populations . Conservation Genetics 9:141–156

  • DiBattista et al., 2008a. A genetic assessment of polyandry and breeding site fidelity in lemon sharks. Molecular Ecology 17: 3337–3351

  • Feldheim, K. A., S. H. Gruber, and M. V. Ashley. 2001. Population genetic structure of the lemon shark (Negaprionbrevirostris) in the western Atlantic: DNA microsatellite variation. Molecular Ecology 10:295–303

  • Feldheim, K. A., S. H. Gruber, and M. V. Ashley. 2004. Reconstruction of parental microsatellite genotypes reveals female polyandry and philopatry in the lemon shark, Negaprionbrevirostris. Evolution 10:2332–2342.

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  • Lowe et al., 2005. Genetic resource impacts of habitat loss and degradation: reconcilingempirical evidence and predicted theory for neotropicaltrees. Heredity 95:255–273

  • Marshall, T. C., J. Slate, L. E. B. Kruuk, and J. M. Pemberton. 1998. Statistical confidence for likelihood based paternity inference in natural populations. MolecularEcology 7:639–655

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  • Travis et Dytham, 1999. Habitat persistence, habitat availability and the evolution of dispersal. Proceedings of the Royal

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