Microsporidian diversity and ecological role in aquatic ecosystems
Diversité et rôle écologique des microsporidies dans les écosystèmes aquatiques
Résumé
Microsporidia are a diverse phylum of unicellular eukaryotes related to Fungi. They are obligate intracellular parasites known to parasite primarily vertebrates and invertebrates. They are commonly described as parasites of organisms of interest such as auxiliary insects, edible fish and crustaceans, and humans. These parasites are present in all types of environments, but more than 69% of Microsporidia are found in aquatic environments. In these environments, Microsporidia are known to impact crustacean and fish communities, but there are very few descriptions of Microsporidia infecting organisms at the basis of the food web functioning (e.g. protists, microplankton). Their impact on the structure and functioning of aquatic ecosystems is therefore largely unknown and not taken into account. The objective of this thesis work was therefore to reveal the extent of the microsporidian diversity and their host spectrum in aquatic ecosystems. To do this, we studied the microsporidian diversity over time and in different environments through a metabarcoding approach that we previously adapted to this group of parasites. We also evaluated which of the protists and planktonic organisms could be microsporidian hosts using different complementary approaches (co-occurrence networks, in situ hybridization, isolation of host-parasite couples). We have thus revealed an unsuspected diversity of Microsporidia in aquatic environments, a significant proportion of which was not affiliated with any genus, showing that a significant part of this diversity remains to be described. We have also identified various new hosts in these environments, whose role is major in the trophic food web functioning. Indeed, we were able to identify hosts among rotifers, ciliates and dinoflagellates. We therefore hypothesize that Microsporidia, like other parasites, have the potential to impact the structure and functioning of aquatic food webs thanks to their diversity and their particularly broad host spectrum. The relative contribution of these parasites in the regulation of the communities at the base of the food webs needs to be highlighted.
Les microsporidies constituent un vaste groupe de parasites eucaryotes unicellulaires intracellulaires obligatoires apparentés aux champignons, connus principalement comme parasites de vertébrés et d’invertébrés. En effet, celles-ci sont couramment décrites comme parasites d’organismes d’intérêt tels que les insectes auxiliaires, les poissons et crustacés comestibles, ou encore l’Homme. Ces parasites sont présents dans tous types d’environnements, mais plus de 69% des microsporidies sont retrouvées en milieux aquatiques. Dans ces milieux, les microsporidies sont connues pour impacter les communautés de crustacés et de poissons mais il n’existe en revanche que très peu de descriptions de microsporidies parasites d’organismes à la base du fonctionnement des réseaux trophiques (e.g. protistes, microplancton). Leur impact sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes aquatiques est donc largement méconnu et non pris en compte. L’objectif de ces travaux de thèse était donc de révéler l’étendue de la diversité des microsporidies et de leur spectre d’hôtes dans les écosystèmes aquatiques. Pour cela, nous avons étudié la diversité des microsporidies au cours du temps et dans différents environnements via une approche de métabarcoding que nous avons préalablement adaptée à ce groupe de parasites. Nous avons également évalué quels pouvaient être leurs hôtes parmi les protistes et les organismes planctoniques à l’aide de différentes approches complémentaires (réseaux de cooccurrence, hybridation in situ, isolement de couples hôte-parasite). Nous avons ainsi révélé une diversité insoupçonnée de microsporidies dans les environnements aquatiques, dont une proportion non négligeable n’était affiliée à aucun genre, montrant ainsi qu’une part importante de cette diversité reste encore à décrire. Nous avons également identifié différents nouveaux hôtes dans ces environnements, dont le rôle est majeur dans le fonctionnement des réseaux trophiques. En effet, nous avons pu identifier des hôtes parmi les rotifères, les ciliés ou encore les dinoflagellés. Nous émettons donc l’hypothèse que les microsporidies, à l’instar d’autres parasites, ont le potentiel d’impacter la structure et le fonctionnement des réseaux trophiques aquatiques, en raison de leur diversité dans ces écosystèmes et leur spectre d’hôte particulièrement large. La contribution relative de ces parasites dans la régulation des communautés à la base du fonctionnement des réseaux trophiques reste maintenant à mettre en lumière.
Origine : Version validée par le jury (STAR)