Au cours des dernières décennies, le changement climatique et l’augmentation du commerce international ont entraîné des changements importants concernant certaines aires de répartition géographiques (espèces invasives) et une forte augmentation de la translocation de ces espèces à travers les océans (Sardain et al 2019). Les signalements d’espèces envahissantes sont ainsi de plus en plus courants, et il s’agit probablement de la partie émergée de l’iceberg puisque certaines études de génomique des populations révèlent de plus en plus de modifications au niveau de lignées génétiques ou de gènes particuliers (Oziolor et al 2019). Ces espèces ou lignées envahissantes peuvent amener des changements complexes et en cascade sur les communautés biologiques naturelles et leurs habitats. Ceci peut avoir d’importantes conséquences écologiques avec, notamment, des perturbations fondamentales des écosystèmes. Alors que certaines espèces invasives sont bien adaptées à leur nouvel environnement, un élément essentiel du succès de nombreuses espèces envahissantes est leur capacité à s’adapter rapidement à leur nouvel environnement abiotique et biotique suite à leur introduction. En tant que telles, les espèces envahissantes représentent les ‘winners’ de l’Anthropocène (Huang et al., 2017). Cependant, nous savons encore peu de choses sur les processus évolutifs et les mécanismes génomiques et physiologiques facilitant éventuellement l’adaptation rapide de ces espèces. Dans les habitats côtiers, les invasions biologiques représentent la menace la plus sérieuse pour la biodiversité (Simberloff et al., 2013), avec un nombre croissant d’espèces introduites (Hulme et al., 2008).
Concernant, les espèces animales invasives des milieux côtiers, celles-ci sont généralement très euryhalines et eurythermes et doivent pouvoir rapidement s’acclimater et s’adapter aux modifications prévisibles et imprévisibles du milieu. Parmi cette macrofaune invasive, les crabes représentent une part importante. Par exemple, dans les milieux lagunaires du pourtour méditerranéen du golfe du Lion, à la présence, notamment, du crabe vert, Carcinus aestuarii (Ca), s’ajoute la présence d’espèces invasives dont le crabe bleu, Callinectes sapidus (Cs ; espèce identifiée dès 2017 dans les eaux douces à sur-salées des eaux côtières d’Occitanie). La présence du crabe vert Atlantique, Carcinus maenas (Cm), espèce sœur de Ca (pouvant aboutir à des hybrides) reste également à déterminer. Ces vagues successives d’invasions augmentent d’autant les risques de dérèglement de ces écosystèmes côtiers et accentuent les pertes de biodiversité observées. A une échelle plus globale, le crabe vert atlantique (Cm) représente une espèce invasive aussi bien sur les côtes Est et Ouest aux USA mais également en Afrique du Sud, en Australie et au Japon. Le crabe vert Méditerranéen (Ca) est lui invasif au Japon. Il est donc important de pouvoir connaitre les ‘capacités invasives’ de ces espèces (axe 1), de déterminer si des différences intra spécifiques (ici, Cm) existent entre populations réparties sur un axe Sud-Nord (axe 2), et d’approfondir les connaissances quant à la diversité génétique, spécifique et phénotypique de ces espèces invasives afin d’améliorer les prédictions quant aux conséquences écologiques de ces invasions (axe 3).
Par conséquent, les objectifs de la thèse seront de déterminer les capacités limites d’acclimatation et d’adaptation de ces trois espèces grâce à des analyses génétiques, physiologiques et en transcriptomique. Le système de code-barres ADN (DNA Barcoding) utilisant le gène mitochondrial de la sous-unité 1 du cytochrome c oxydase (cox1 ou COI) sera utilisé (amplification par qPCR). De plus, les séquences de cox1 et du gène nucléaire glucose-6-phosphate isomérase (GPI) pourront être combinées pour évaluer la survenue d’une introgression mitochondriale et la présence de génotypes hybrides. Les analyses physiologiques porteront sur les capacités d’osmorégulation, la balance énergétique et le comportement individuel face à des changements brutaux de température et de salinité. Ainsi, pour les espèces considérées, présentes en Méditerranée (Occitanie), il s’agira de mener des expérimentations en jardin commun afin d’étudier leurs ‘capacités invasives’. Pour Cm en Atlantique, une population centrale (Bretagne), une population en limite méridionale d’aire de répartition (Portugal/Maroc), et une en limite septentrionale (Mer du Nord) seront analysées sur chacun des sites en conditions contrôlées. En transcriptomique, les ‘single nucleotide polymorphisms’ (SNPs) générés à partir d’un séquençage du transcriptome branchial seront analysés.

Les expertises nécessaires sont totalement maîtrisées par les encadrants. La problématique est centrée sur une des six ‘Ambitions’ de Marbec (‘Comprendre et modéliser le fonctionnement et l’évolution des organismes et des écosystèmes marins’).

Le/la candidat/e devra posséder une solide formation en écologie évolutive, biologie et physiologie animale et devra s’investir dans des analyses moléculaires, biochimiques, physiologiques et comportementales. La personne recrutée sera amenée à faire des missions sur différents centres de recherche en France et en Europe et être en expérimentation animale.

Références :
Allendorf & Lundquist, Conservation Biology 17(1): 24-30 (2003). Introduction: Population Biology, Evolution, and Control of Invasive Species. DOI: 10.1046/j.1523-1739.2003.02365.x
Estoup et al., Annual Review of Ecology and Systematics 47: 51–72 (2016). Is there a genetic paradox of biological invasion? DOI: 10.1146/annurev-ecolsys-121415–032116
Huang et al., Molecular Ecology 26(23): 6621-6633 (2017). Rapid response to changing environments during biological invasions: DNA methylation perspectives. https://doi.org/10.1111/mec.14382
Geller et al. Molecular Ecology 6(10): 901-906 (1997). Cryptic invasions of the crab Carcinus detected by molecular phylogeography. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.1997.00256.x
Hulme et al., Journal of Applied Ecology 45(2): 403-414 (2008). Grasping at the routes of biological invasions: A framework for integrating pathways into policy. DOI: 10.1111/j.1365-2664.2007.01442.x
Oziolor et al., Science. 364: 455–457 (2019). Adaptive introgression enables evolutionary rescue from extreme environmental pollution. https://doi.org/10.1126/science.aav4155
Reed & Frankham, Conservation Biology 17(1): 230-237 (2003). Correlation between Fitness and Genetic Diversity. DOI: 10.1046/j.1523-1739.2003.01236.x
Sardain et al., Nat Sustain. 2: 274–282 (2019). Global forecasts of shipping traffic and biological invasions to 2050. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0245-y
Simberloff et al., Trends Ecol Evol. 28(1): 58-66 (2013). Impacts of biological invasions: what’s what and the way forward. DOI: 10.1016/j.tree.2012.07.013. Epub 2012 Aug 10.

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