Adaptive responses of Drosophila suzukii, a generalist invasive species
Réponses adaptatives chez Drosophila suzukii, une espèce généraliste envahissante
Résumé
The evolution of the match between the phenotype of organisms and their environment is a major issue in evolutionary biology, especially in a context of global change. During my PhD, I investigated the adaptive response to spatio-temporal environmental heterogeneity at different geographic and temporal scales of the spotted wing drosophila Drosophila suzukii, an invasive generalist pest of fruit crops. I used ecological genetic approaches, that combine populations genomics and experimental approaches focusing on lifehistory trait analyses. Based on an association study between genome-wide allelic variations and the invasive or native status of 22 populations sampled worldwide, I identified candidate genes whose allelic variation was strongly associated with the invasion status of D. suzukii. On a finer time and geographic scale (i.e., within a region of the invaded area), I studied the adaptive response of this species to spatiotemporal heterogeneity in host fruit availability. Using experimental evolution in the lab, I found that local adaptation patterns to host fruits emergence within less than 30 generations. Surprisingly, I detected a similar pattern in natural populations that evolved for less than four generations on the same fruit in the field. The speed of adaptive responses observed in natura raises important questions regarding the nature and the dynamics of processes influencing the evolution of fine geographic scale local adaptation in spatiotemporally heterogeneous environments. This PhD work provides new conceptual and methodological elements that improve our understanding of the dynamics of the adaptation of phytophagous insects to their host plant and of the evolutionary changes occurring during the invasion process.
Comprendre comment évolue l’adéquation entre le phénotype des organismes et leur environnement est un enjeu majeur de la biologie évolutive, notamment dans le contexte des changements globaux. Dans le cadre de cette thèse, j’ai étudié les réponses adaptatives aux pressions environnementales, à différentes échelles géographiques et temporelles de Drosophila suzukii, une espèce généraliste envahissante ravageuse des cultures fruitières. J’ai utilisé des méthodes de génétique évolutive combinant génomique des populations et approches expérimentales centrées sur l’étude des traits d’histoire de vie. A partir d’une analyse d’association entre la différenciation génétique et le statut natif ou invasif de 22 populations échantillonnées à travers le monde, j’ai identifié des gènes candidats présentant des variations alléliques fortement associées à l’invasion de D. suzukii. A une échelle temporelle et géographique plus fine (i.e., au sein d’une région de l’aire envahie), je me suis intéressée à la réponse adaptative de cette espèce à une disponibilité des plantes hôtes hétérogène dans l’espace et dans le temps. En utilisant des approches d’évolution expérimentale, j’ai montré que des patrons d’adaptation locale aux fruits hôtes émergent en moins de 30 générations en laboratoire. De manière surprenante, j’ai détecté un patron semblable d’adaptation locale aux fruits hôtes dans des populations naturelles ayant passé moins de quatre générations sur un même fruit. La rapidité des réponses adaptatives observées in natura soulève de nombreuses questions sur la dynamique des processus influençant l’évolution de l’adaptation locale dans un environnement hétérogène dans l’espace et dans le temps à une échelle géographique fine. Les travaux de cette thèse ont permis d’apporter un ensemble d’éléments conceptuels et méthodologiques novateurs pour améliorer notre compréhension de la dynamique de l’adaptation des insectes phytophages à leurs plantes hôtes et des changements évolutifs ayant lieu au cours d’une invasion.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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