Rapid R esponse of a Marine Mammal Species to Holocene Climate and Habitat Change

1. Fluctuations et perturbations naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins RapidResponse of a Marine MammalSpecies to HoloceneClimate and Habitat Change De Bruyn M, Hall BL, Chauke LF, Baroni C, Koch PL, et al. 2009 N GUELAI Neila SCHWARTZ Céline SUEZ Marie 770 km

2. INTRODUCTION I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION But : étudier l’impact d’un changement climatique sur la distribution d’une espèce. Miroungaleonina: Fidélité aux colonies de reproduction Polygyne Dimorphisme sexuel Distribution circumpolaire SEaOS Figure 1 : cycle annuel des éléphants de mer adultes

3. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION Déplacement des glaces avec les fluctuations des températures moyennes terrestres Dansgaardet al.,(1969) Figure 2 : Fluctuations des températures au cours de l’Holocène (< -11000 a) (modifiée) Victoria Land Coast (VLC): colonie ancienne de Miroungaleonina N Figure 3 : localisation géographique des sites des colonies de Miroungaleonina(modifiée) 1100 km

4. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION • Hypothèse : la colonie de VLC (Victoria Land Coast) aurait été fondée depuis la colonie de MQ (Macquarie Island) et quelques éléphants de mer à partir de la population en déclin de VLC seraient retournés en MQ • Etude sur un marqueur de l’ADN mitochondrial • Analyse d’ADN ancien et récent N 1100 Km Figure 4 : localisation de VLC et MQ

5. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION MQ SG Deux groupes distincts malgré une faible divergence Un haplotype partagé entre VLC et MQ Expansion récente de MQ VLC MA PV EI HD FL Figure 5 : réseaux représentant les relations entre les haplotypes de l’ADN mitochondrial ancien et récent. Une branche représente une mutation (données de l’auteur)

6. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION • VLC dégroupée en fonction de l’âge des échantillons: • Récent : -270 ans à • -1500 ans • Intermédiaire : • -1501 à -3000 ans • ancien : au-delà de • -3000 ans MQ VLC (-1501 à -3000 ans) MQ VLC (-1500 à -270 ans) VLC VLC ( > à -3000 ans) Haplotype intermédiaire partagé entre VLC et MQ, argument pour un retour en MQ lors du déclin de VLC Figure 6 : Réseaux des relations entre les haplotypes de Macquarie Island (MQ) et Victoria Land Coast (VLC) récents, anciens et intermédiaires. (une branche représente une mutation)

7. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION Observation d’un goulot d’étranglement pour Victoria Land Coast Rejet de l’hypothèse mutation-dérive pour Victoria Land Coast(serral, 2006) Test de Fu significatif pour VLC : atteste d’une expansion de population Figure 7 : courbe de disparité pour la colonie de VLC (modifiée) Tableau 1 : Figure 8 : courbe de disparité pour la colonie de MQ (modifiée) Tableau 1 : résultats des tests statistique de Fu et de Tajima pour les populations VLC et MQ (modifié)

8. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION ADN ancien apporte des informations supplémentaires : • Sur les fluctuations de la taille efficace • Sur les fluctuations de la répartition Limite de l’ADN ancien : • Séquences courtes • Restreint l’étude à l’ADN mitochondrial Utilisation de l’ADN mitochondrial : • Information limité aux femelles • Hypothèse: seul le marqueur est soumis à la sélection

9. I. Influence du climat 3. Analyses critiques INTRODUCTION 2. Analyses statistiques CONCLUSION Molecular Population Genetics of the SouthernElephantSealMiroungaleonina(Slade R.W, et al.,1998) • Étude mitochondriale et nucléaire pour montrer que la sélection n’a pas joué un rôle important dans la variation génétique dans les régions de gènes analysées • Données de l’ADN nucléaire et mitochondrial sont concordantes • Plus fort flux de gènes via les mâles • Hypothèse : les différents modèles de croissances sont déterminés par le milieu •  soutenue SEaOS

10. I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques INTRODUCTION CONCLUSION • Les fluctuations de températures ont influencé la distribution géographique des populations • Les analyses tendent à établir une relation génétique entre VLC et MQ • Toutefois, pas de preuve que MQ soit l’ancêtre de VLC • Compléter les études avec microsatellites • Intéressant de confirmer les résultats d’ADN mitochondrial ancien par des études d’ADN nucléaire ancien

11. Remerciements Merci a Mark de Bruyn pour avoir répondu à nos questions avec précision et rapidité Merci a Mr Aurelle pour ses explications, et sa patience Merci aux chercheurs du Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement : J. Chappellaz, J. Savarino, C. Ritz, ainsi qu’à G. Durand (jeune chercheur au LGGE) Un petit merci aux éléphants de mer qui sont au service de l'océanographie opérationnelle (Christophe Guinet, 2004)

12. MERCI DE VOTRE ATTENTION

13. Références bibliographiques • Dansgaard W, Johnsen SJ, Moller J (1969) One thousand centuries of climatic record from Camp Century on the Greenland Ice Sheet. Science v. 166(3903), pp.377-381. • Guinet C. Les éléphants de mer sondent l'océan Austral (2004) http://www.mercator-ocean.fr/html/actualites/news/actu_elephant_fr.html, avril 2011 • Mammoth Genome Project Pennsylvania State University http://rw.mammoth.psu.edu/gallery.html, mars 2011 • SEaOS (SouthernElephantSeals as Oceanographic Samplers) http://biology.st-andrews.ac.uk/seaos/index.html , mars 2011 • Serra JL, Génétique des populations, ed. Dunod 2006 (267) : p.239-264 • Slade RW, Moritz C, Hoelzel AR, Burto HR (1998) Molecular Population Genetics of the Southern Elephant Seal Miroungaleonina. Genetics, Vol. 149, 1945-1957

14. Diapo questions

15. Paramètre IM (Étudie divergence au cours du temps et le flux de gène dans un sens ou dans l’autre) Ces graphes représentent les distributions de probabilité pour les estimations de certains paramètres à partir de méthodes probabilisites. Le premier graphe indique par exemple le temps de séparation des populations: la valeurs la plus vraisemblable est aux alentours de 6000 YBP mais avec une incertitude qui va de 5000 à 8000 environ. Marge d’erreur Valeur la plus probable

16. Temps dernier ancêtre commun Figure S3BEAST output of Time-to-Most-Recent-Common-Ancestor (TMRCA) estimates (YBP). For: all modern populations grouped (besides Macquarie Island) (blue), Macquarie Island (MQ - yellow), and Victoria Land Coast (VLC - red).

17. Φst significatif si <0,15moyenne différentiation si Φstentre 0,15 et 0,20 Table S3: Parameter comparisons against chronology subsets for VLC. ST = pairwise estimate between MQ and VLC ‘subset’. % TMRCA = subset age interval (%) relative to the time-to-most-recent-common-ancestor of the VLC sample (estimated at 11,740 YBP in BEAST)

18. Les éléphants de mer sondent l'océan Austral • Par Christophe Guinet, Chargé de recherche au CEBC-CNRS (Centre d'Etudes Biologiques de Chizé) Pour cela, trois principaux sites de reproduction sont étudiés : l'un en Georgie du sud où la population a toujours été stable, un autre à Kerguelen-Heard où elle s'est stabilisée après une forte période de déclin et un troisième site à l'Ile Macquarie où elle diminue toujours.