URM n° 7 - Station Biologique de Roscoff

échauffements accidentels du milieu, ce qui laisse supposer que les fluctuations
temporelles du milieu exerce une sélection de type balancée dans les populations d'une
même espèce. D'autre part, contrairement aux espèces qui vivent dans les zones plus
froides, les espèces du pôle chaud (parois des cheminées) possèdent de nombreux
allèles thermorésistants, ce qui laisse supposer un rôle prépondérant de l'habitat dans la
spéciation des organismes hydrothermaux. La seconde hypothèse est actuellement
testée en analysant le polymorphisme de séquences nucléotidiques neutres dans les
populations d'espèces-clés (par exemple Alvinella pompejana, Calyptogena magnifica,
Bathymodiolus spp et son polychète commensal Branchipolynoe spp.) où en modélisant
le flux génique et son action structurante au cours du temps (milliers de générations) à
l'échelle de la dorsale.
L'étude du polymorphisme de restriction de l'ADN ribosomique chez le
polychète Alvinella pompejana à l'échelle d'un segment de dorsale démontre que la
différenciation génétique observée est la conséquence sur les populations d'extinction
de sites suivie de la colonisation de nouveaux fumeurs actifs, phénomènes liés à
l'instabilité de la convection hydrothermale sur les dorsales à taux d'expansion élevé.
Ces résultats montrent que la taille efficace de la population à l'échelle du seul segment
13°N n'est pas suffisante pour maintenir le niveau de polymorphisme observé, ce qui
renforce l'hypothèse d'une succession de métapopulations actuellement isolées. L'étude
du polymorphisme de restriction de l'ADN ribosomique chez l'espèce du Pacifique nord
Ridgeia piscesae s'accorde avec cette hypothèse et indique que les failles
transformantes ont un rôle important dans l'isolement génétique des populations
d'invertébrés hydrothermaux sédentaires. A l'inverse, l'étude du polymorphisme de
restriction de fragments d'ADN nucléaire amplifiés au hasard (ScnADN) chez le
bivalve Calyptogena magnifica suggère une large dissémination des propagules à
l'échelle de la ride s'inscrivant dans le cadre du modèle en îles.
La modélisation du flux génique chez Alvinella pompejana à partir des
connaissances actuelles sur la distribution des sites, les courants de fond et les
caractéristiques biologiques des Alvinellidae a permis d'estimer que la dissémination
des larves d'Alvinella par les courants ne pouvait être efficace au delà d'une semaine de
transit, ce qui ne permet pas d'expliquer les échanges de propagules inter-champs.
Sachant que les modèles physiques du transfert de chaleur à l’axe des dorsales
océaniques montrent que l’activité hydrothermale est intrinsèquement instable et
conduit à l’éloignement ou au rapprochement des zones actives au cours du temps,
nous avons modélisé l'impact d'un déplacement continu de l'activité hydrothermale, à
l’origine des phénomènes d’extinction/recolonisation, sur la structuration génétique des
populations d’Alvinellidae en favorisant des zones de contact épisodiques entre les
différents champs hydrothermaux de la dorsale. Ce programme simule les phénomènes
d’extinction/recolonisation en déplaçant dans le temps les sites hydrothermaux, estime,
à chaque génération, le flux génique entre populations et recalcule la distribution en
fréquence d’un allèle fictif dans les populations. Les simulations obtenues par ce
modèle ont permis de mettre en évidence une fenêtre étroite de paramètres pour
lesquels l'instabilité intrinsèque du milieu conduit au maintien du polymorphisme et à
une homogénéisation génétique des populations éloignées.
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