La phylogéographie au service de la biologie de la conservation.

La phylogéographie au service de la biologie de la conservation.

Introduction :

Depuis peu l’homme a pris conscience de la nécessité de conserver la biodiversité pour faire face aux extinctions d’espèces. Pour cela l’homme a mis en place des programmes pour le maintien de cette biodiversité, la biologie de la conservation en fait partie. Et la phylogéographie en est une des méthodes d’analyse.

Définitions :

Biologie de la conservation : C’est une science jeune, multidisciplinaire et en évolution rapide. La conservation de la totalité des gènes, des espèces menacées et des écosystèmes dégradés. Son objectif est de proposer des solutions afin d’assurer la restauration, la protection et la gestion de la biodiversité.

Phylogéographie : C’est une nouvelle discipline. Elle étudie les relations phylogénétiques entre différents groupes et leur distribution géographique, c’est une synthèse entre la phylogénie, la génétique des populations et la biogéographie, et l’évaluation des événements historiques sur la distribution et la génétique des populations actuelles.

I. Description générale de l’outil phylogéographique.

1. Les différentes étapes de la méthode d’analyse.

a. L’échantillonnage.

But maximiser le nombre de populations et d’habitats

b. Le choix des marqueurs.

ADNmt, ADNcp, gènes nucléaires, microsatellites, AFLP

c. L’obtention des données moléculaires : typage.

- Extraction de l’ADN - PCR

- séquençage de l’ADN

d. L’analyse et l’interprétation des résultats.

- Comparaison des paramètres populationnels - Mesure d’indice de structuration génétique - Reconstruction phylogénétique d’un arbre - Datation des événements

2. Les applications de la phylogéographie.

- Dissémination des espèces

- Impact des modifications de l’environnement - Identification des espèces

II. Utilisation de la phylogéographie en biologie de la conservation.

1. Cas de renforcement de population végétale : Carex curvula

a. Identification et présentation de l’espèce.

-Carex curvula plante emblématique et endémique du Système Alpin Européen (SAE) - Espèce pérenne avec un développement clonal sur substrat acide.

- Utilisation des marqueurs moléculaires nucléaires (AFLP) et chloroplastique.

-Identification de 2 sous-espèces -Carex curvula subsp. curvula -Carex curvula subsp. rosae

b. Approche phylogéographique.

-Identification de 2 sous-espèces -Carex curvula subsp. curvula -Carex curvula subsp. rosae

- Les fluctuations climatiques déterminent l’air de répartition des espèces alpines, avec des conséquences sur la distribution actuelle de la diversité intraspécifique.

-Fragmentation des populations avec la fonte des glaciers, et isolement génétique.

-Etude de Puscas Mihai de 2008 montre 2 haplotypes : - un pour l’ouest (les Pyrénées et Ouest des Alpes) -un pour l’est (Carpates et les Balkans)

-Etude de Philippe Choler de 2002 donne l’hypothèse d’une population refuge dans les Alpes de l’est

2. Cas de renforcement de 3 espèces de vipères.

a. Contexte écologique.

-Espèces du genre Vipera -Aire de répartition très étendue

b. Pourquoi mener un programme de bioconservation de l’espèce ?

-Importance de ces espèces dans leur habitat -Importance de ces espèces pour la recherche

c. Etude phylogéographique de Vipera ammodytes.

-Échantillonnage : 60 espèces de Vipera ammodytes

-marqueurs utilisés : cytochrome b et région de contrôle amplifiés par PCR résultats : - Analyses des marqueurs : nombre d'haplotypes selon les marqueurs - Analyses phylogénétiques : test d'homogénéité, clades obtenus

d. Contribution de l’étude phylogéographique pour la bioconservation de l’espèce.

-

-zone de grande diversité génétique

Conclusion :

En conclusion, la phylogéographie est un outil moléculaire efficace pour la biologie de la conservation. Elle permet de déterminer les taxons à protéger, mais aussi de connaitre les individus à réintroduire pour qu’ils soient de la même sous-espèce et être le plus proche possible génétiquement de la population à renforcer. Mais il ne faut pas que les individus prélevés ne mettent pas en danger la population source et qu’ils n’amènent pas de maladie pouvant mettre en danger la population renforcée. Donc on peut se demander si cette méthode peut-être utiliser pour n’importe quel taxon en vue des conditions actuelles de la biodiversité ?

Images partie II, exemple végétal.

Fig. 2 (a) Habitus de Carex curvula (Massif du Taillefer, Alpes de Dauphiné, France).

(b) Pelouse dominée par C. curvula dans le Massif de Belledonne (Alpes, France) ; dans l’insert,

la matrice végétale dense formée par l’espèce dans les montagnes de Parâng (Carpates roumaines).

A b

 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carex_curvula_subsp_curvula_(Krumm- Segge)_IMG_9147.jpg Carex curvula subsp. curvula

 http://www.tela-botanica.org/eflore/BDNFF/*/nn/13622 Carex curvula subsp. rosae.

Fig. 12 La distribution géographique des deux haplotypes identifiés chez Carex curvula: en bleu – l’haplotype W et en vert – l’haplotype E. Le génotypage a aussi inclut des populations échantillonnées ultérieurement aux analyses phylogéographiques, ainsi que des populations de Carex curvula subsp.

rosae (total=454 individus). C. c. subsp. rosae (carrés) présente le même haplotype W que les populations de C. c. subsp. curvula des Alpes.

Figure 24. Phénogramme montrant les similitudes entre les individus de Cc. La distance de Sorensen a été calculée pour chaque paire d’individus à partir des données en présence - absence des marqueurs AFLP. L’arbre a été obtenu par la méthode du Neighbor-Joining. Les nombres indiquent les résultats d’un test de bootstrap avec 1000 réplications.

Dauphiné Pyrénées

Alp es +

Pyr én é

es

Car pat e

s

Cc

Cr

Images partie II, exemple animal :

http://www.astrosurf.com/luxorion/Physique/cenozoique.gif

http://www.herpetofauna.at/berichte/peloponnes/part1/vipera_ammodytes.html

Sources :

http://philippe-choler.fr/rech/pdf/these.pdf

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/38/69/98/PDF/Puscas_these.pdf

http://doc.rero.ch/lm.php?url=1000,40,5,20060112141229-VA/1_TheseBM_Ursenbacher.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00032/14365/11656.pdf

http://archimer.ifremer.fr/doc/00032/14365/11656.pdf

http://www.ensam.inra.fr/cbgp/?q=content/michaux-johan-programme-de-recherche http://www.conservation-nature.fr/article3.php?id=78