Spéciation, hybridation et adaptation en limite d'aire de distribution
We have been working on two transition zones, one located in the South-Eastern Pacific (30°S, Central Chile) and the other in the North-Eastern Atlantic (Brittany, France), combining genetic and ecological data for several taxa and describing new cryptic species. This allows us in particular to explore changes in mating systems within contact zones between sister species (geographical parthenogenesis, transitions from outcrossing to self-fertilization) and their role in reproductive isolation. The main models are Lessonia spp and Mazzaella spp in Chile, and Fucus spp in France.
Genomic tools developed for the model brown alga Ectocarpus siliculosus also allow us to study the genomics of speciation within the Ectocarpus genus, a complex of closely related species separated by various degrees of inter-sterility − in particular, hybridization between E siliculosus and E crouaniorum was documented both in France and Chile. We measure and compare the importance of hybridization within contact zones and in controlled crosses in the laboratory (where the life cycle can be completed within 3 months), and plan to use next generation sequencing for locating chromosomal regions contributing to reproductive isolation (comparisons between species) and adaptative divergence (comparisons between strains along environmental gradients).
Another research axis developed by UMI members in Chile concerns the taxonomic exploration of the southern part of the Pacific Ocean. Repeated shifts in the distribution of species and isolation of small fragmented populations within refugia could have translated in a high rate of allopatric speciation or intraspecific lineage divergence in several Antarctic ecosystems. However, our knowledge of the diversity of the southernmost located seaweeds is still very incomplete. Using a barcoding approach and molecular phylogenetic/phylogeographic analyses, we characterize patterns of species and genetic biodiversity of seaweeds within different Antarctic sub-regions.
En récoltant des données génétiques et écologiques sur différents taxons, cela nous a conduit à l'identification de nouvelles espèces cryptiques.Ceci nous a permis notamment de mettre en évidence des changements de système de reproduction dans les zones de contact entre espèces soeurs (parthénogénèse géographique, transition de l'allo- à l'autofécondation) et d'explorer leur rôle dans l'isolement reproducteur. Les principaux modèles biologiques sont Lessonia spp et Mazzaella spp au Chili, et Fucus spp en France.
Les outils génomiques développés chez l'algue brune modèle Ectocarpus siliculosus nous permettent également d'étudier la génomique de la spéciation dans le genre Ectocarpus, un complexe d'espèces séparées par différents degrés d'isolement reproducteur − en particulier, de l'hybridation entre E siliculosus et E crouaniorum a été mise en évidence en France et au Chili. Nous mesurons et comparons l'importance de l'hybridation dans les zones de contact et lors de croisements contrôlés en laboratoire (où le cycle de vie peut être complété en 3 mois), et prévoyons d'utiliser les techniques de séquençage de nouvelle génération pour identifier les régions chromosomiques contribuant à l'isolement reproducteur (comparaisons entre espèces) et la divergence adaptative (comparaisons entre souches le long de gradients environnementaux).
Un autre axe de recherche développé par les membres de l'UMI au Chili concerne l'exploration taxinomique de la partie Sud de l'Océan Pacifique. Des changements répétés dans l'aire de distribution des espèces ainsi que l'isolement de petites populations fragmentées lors d'épisodes glaciaires ont pu se traduire par un taux élevé de spéciation allopatrique ou de divergence intraspécifique dans différents écosystèmes antarctiques. Cependant, notre connaissance de la diversité des algues situées dans l'extrême Sud reste très incomplète. En utilisant des approches de barcoding et d'analyses phylogénétiques/phylogéographiques, nous cherchons à caractériser la diversité génétique des algues dans différentes régions de l'Antarctique.