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Phylogéographie de l'espèce fourragère Neomysis americana (Mysida)

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Cortial, Grégoire (2018). Phylogéographie de l'espèce fourragère Neomysis americana (Mysida). Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 110 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Les espèces exhibant de larges aires de répartition montrent communément des caractéristiques eurythermes et euryhalines. Cependant, de plus en plus d'éléments révèlent l'existence de différenciations génétiques au sein d'espèces aux capacités de dispersion limitées. Les barrières empêchant la dispersion au sein des milieux estuariens peuvent également promouvoir la divergence entre populations d'une même espèce. Enfin, il a été reconnu que les événements climatiques du Pléistocène ont significativement impacté la structure génétique des espèces côtières. L'ensemble de ces forces historiques et contemporaines a façonné la distribution actuelle des organismes marins nord-Américains. Cette étude vise à décrire la phylogéographie, la diversité génétique et la structure génétique des populations de Neomysis americana (Crustacés, Mysida), une espèce de mysidacé essentielle dans les réseaux trophiques estuariens et retrouvée le long de la côte nord-ouest Atlantique. Des populations ont été échantillonnées dans l'aire de répartition de l'espèce, et plus particulièrement dans le Saint-Laurent. Le séquençage de la sous-unité I située sur le gène cytochrome oxydase de l'ADN mitochondrial (COI) a permis de révéler trois lignées divergentes (>3%, n = 420 individus, 28 stations). Une diversité moléculaire élevée a été trouvés à l'intérieur des stations (moyenne hd = 0,91 et p = 0,094). L'existence d'une importante structuration génétique géographique (AMOVA) apparaît à l'échelle régionale entre les stations provenant de différentes régions, la baie de Chesapeake (lignée C, Lc), la baie Penobscot (lignée A, LA), le système du Saint-Laurent (lignées A + B, LA + LB).
De plus, cette structure génétique met en évidence la présence de deux ruptures géographiques le long de la côte nord-ouest Atlantique (i) entre la baie Penobscot et la baie de Chesapeake et (ii) entre la baie Penobscot et le Saint-Laurent. Ces résultats soulignent que l'existence d'éventuelles discontinuités océanographiques, la fragmentation de l'habitat et le potentiel de dispersion limité de N. americana pourrait causer une restriction de flux de génique entre les populations de cette espèce. Les inférences relatives au temps de divergence des trois lignées supportent des événements vicariants au cours du Pléistocène inférieur et moyen (2,0-1,3 Ma) au sein de différents refuges glaciaires situés au nord (Grand Banks) et au sud (Georges Bank). Les lignées A et B ont recolonisé le système du Saint-Laurent après le dernier maximum glaciaire, faisant du Saint-Laurent une zone de contact secondaire où LA domine la zone de transition estuarienne et le Golfe et LB domine l'estuaire. Ces schémas de distribution peuvent indiquer des préférences différentielles d'habitat entre les deux lignées, puisque les conditions de salinité et de température varient au sein du système du Saint-Laurent. -- Mot(s) clé(s) en français : diversité génétique, structure génétique, crustacés marins, Océan nord Atlantique tempéré froid, estuaires, ADN mitochondrial, gène COI, refuges glaciaires. -- ABSTRACT: Widespread species often show typical eurytherm and euryhaline traits over large geographic scales. Genetic differentiation among species characterized by low dispersal capacities are well documented. In estuarine environment, dispersal barriers can also promote genetic divergence among populations. Furthermore, climatic events throughout the Pleistocene are recognized to have had significant impacts on the genetic structure of coastal species. All of these contemporary and historical forces are known to have shaped most of the present-day distributions of North American marine organisms. This study aimed to describe the phylogeography, the genetic diversity and the population genetic structure of the widespread mysid Neomysis americana (Crustacea, Mysida), a key species in estuarine food webs using a barcoding approach. Populations across the species's northwest Atlantic distribution range were sampled, with special emphasis on the St. Lawrence system. Sequencing of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) revealed three divergent (>3%) lineages across the sampling area (n = 420 individuals, 28 stations). High levels of molecular diversity within-stations were found (mean hd = 0.91 and p = 0.094). A significant geographic genetic structure (AMOVA) occurred at the regional scale among populations from different regions, Chesapeake Bay (lineage C, LC), Penobscot Bay (lineage A, LA), the St. Lawrence system (lineages A+B, LA + LB).
This genetic population structure highlights two geographic breaks, both occurring along the northwest Atlantic coast 1) between Penobscot Bay and Chesapeake Bay and 2) between Penobscot Bay and the St. Lawrence System. These results highlight that potential oceanographic discontinuities, habitat fragmentation and the limited dispersal potential of N. americana result in restricted gene flow among these populations. Inferences of divergence time between the three lineages support early/mid Pleistocene (2.0-1.3 Mya) vicariant events and divergence of lineages in different northern (Grand Banks) and southern (Georges Bank) glacial refugia. Two of the three lineages recolonized the St. Lawrence system after the last glacial maximum, so that the St. Lawrence system became a secondary contact zone. Within this secondary contact zone the two lineages dominated different regions. The lineage A dominated the estuarine transition zone and the Gulf of St. Lawrence populations, whereas the lower St. Lawrence estuary was dominated by the lineage B. This distribution patterns may indicate differential habitat preferences between both lineages, as the salinity and temperature conditions vary throughout the St. Lawrence system. These findings were congruent with other marine species in the St. Lawrence system and along the northwest Atlantic coast. -- Mot(s) clé(s) en anglais : genetic diversity, genetic structure, marine crustacean, Cold Temperate North Atlantic Ocean, estuary, mt-DNA, COI, glacial refugia.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Winkler, Gesche
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés : Mysidace Neomysis Americana Phylogeographie Diversite Structure Genetique Atlantique Nord-ouest
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 23 déc. 2019 14:48
Dernière modification : 23 déc. 2019 14:48
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1528

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