Polyploïdie et tolérance thermique chez les microcrustacés du genre Daphnia

Bernier, Sarah-Béatrice (2021). Polyploïdie et tolérance thermique chez les microcrustacés du genre Daphnia. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 85 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Il est depuis longtemps reconnu que les organismes asexués et polyploïdes présentent des distributions différentes des espèces parentes sexuées et diploïdes. Ce phénomène, nommé « parthénogenèse géographique », se retrouve à la fois chez les plantes et les animaux. Les causes de ce patron de distribution sont encore mal comprises aujourd'hui, même si la parthénogenèse géographique est étudiée chez diverses espèces depuis plusieurs décennies. De récentes études sur des plantes alpines suggèrent que la température est un facteur important pour expliquer la distribution de la polyploïdie. Chez les animaux, la température n'a pas encore été directement liée à la parthénogenèse géographique. Les hautes latitudes, où les températures locales sont plus basses, sont des environnements de prédominance pour les polyploïdes. Le rôle de la tolérance thermique et d'autres traits associés à la température méritent d'être examinés pour comprendre ce phénomène. Cette étude a pour but principal de vérifier si des différences de tolérance thermique pourrait expliquer la distribution différentielle des espèces polyploïdes. Les objectifs spécifiques sont de vérifier : 1) si les clones diploïdes et polyploïdes ont des différences de tolérance thermique, 2) si la taille corporelle et la taille cellulaire est liée à la tolérance thermique et 3) si l'expression de deux gènes clés, Hsp70 et la catalse, sont associés à la tolérance thermique. Dans une première étude, des daphnies Daphnia tenebrosa diploïdes et triploïdes sont échantillonnées et élevées jusqu'à l'âge de trois jours. La taille corporelle et la tolérance thermique, par la mesure du Ctmax, sont évaluées. Des différences significatives de taille et de tolérance thermique entre les daphnies diploïdes et triploïdes sont relevées. Une deuxième étude a été menée avec des Daphnia pulex diploïdes et triploïdes de différentes régions climatiques et en ajoutant des mesures de tailles cellulaires et d'expression génique de Hsp70 et de la catalase. Les triploïdes ont une tolérance thermique plus faible et des cellules plus grosses que les diploïdes. Ce projet est le premier à démontrer des différences de tolérance thermique en fonction de la ploïdie chez les daphnies. Les résultats suggèrent également que la taille de cellules est le mécanisme qui limite la tolérance thermique plutôt que les autres déterminants étudiés. -- Mot(s) clé(s) en français : Ctmax, tolérance thermique, Daphnia pulex, polyploïdie, taille cellulaire, parthénogenèse géographique. -- ABSTRACT: It has long been recognized that asexuals and polyploids have different geographic distributions compared to their sexual and diploid parent species. The phenomenon, named "geographical parthenogenesis", is found in both plant and animal species. Causes for this distribution pattern are still unclear today, even though geographical parthenogenesis has been reported decades ago. Recent studies on alpine plant species suggest that temperature could be an important factor of polyploid distribution. Temperature has yet to be directly tested in the context of geographical parthenogenesis in animals. High latitudes, with lower local temperatures than temperate regions, are environments with high frequencies of polyploids. Temperature and traits related to thermal tolerance should be investigated as causal factors of geographical parthenogenesis. In this study, we investigated geographic distribution of polyploidy as a function of thermal tolerance in relation to: body size, cell size, gene expression of heat-shock protein Hsp70 and/or gene expression of antioxidant enzyme catalase in diploid and polyploid clones of the microcrustacean Daphnia. In a preliminary study, triploid and diploid Daphnia tenebrosa were sampled and reared until three days old. Body size and Ctmax, a measure of thermal tolerance, were measured. Results show significant differences of body size and thermal tolerance between ploidy levels. A laboratory study was concluded, using triploid and diploid clones of Daphnia pulex from different climatic regions along with measures of cell sizes and gene expression of Hsp70 and catalase. Our results showed that triploid daphnia had significantly lower thermal tolerance and larger cells. This study is the first to show thermal tolerance differences between polyploid and diploid Daphnia. Our results imply that cell size is the mechanism setting thermal tolerance limits. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Ctmax, thermal tolerance, Daphnia pulex, polyploidy, cell size, geographical parthenogenesis.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Dufresne, France
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Blier, Pierre
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences (M. Sc.)
Mots-clés :	Daphnies ; Parthénogenèse chez les animaux ; Géographie ; Polyploïdie ; Tolérance thermique (Physiologie) ; Microcrustacé ; Parthénogenèse géographique.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	01 févr. 2022 16:42
Dernière modification :	01 févr. 2022 19:09
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1956

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