– titre du projet : Biodiversité cryptique en Europe occidentale en relation aux fluctuations
climatiques de la fin du Quaternaire – l’exemple des campagnols agrestes

– Description du projet – Comprendre les facteurs qui contribuent à la spéciation et par
conséquent la différenciation au sein de complexes d’espèces est un objectif fondamental de
la biologie évolutive. Les principaux facteurs responsables de ces différenciations
aboutissant à de nouvelles espèces sont les grands cycles climatiques ayant entraîné un
isolement géographique dans les zones refuges. Le changement global actuel pourrait
d’autant plus accentuer cette différenciation. Mais le rôle de cet isolement et par
conséquent du climat dans l’apparition de populations génétiquement divergentes n’est pas
entièrement compris et sera très variable en fonction notamment de l’écologie des espèces,
de leur capacité à migrer et de leur répartition géographique au moment des événements
climatiques.
Bien que continuellement décrites chez divers organismes, les espèces cryptiques
(i.e. ne présentant pas de différenciation morphologique évidente) sont aujourd’hui encore
mal prises en compte dans les tests de la théorie écologique et évolutive. Dans ce contexte,
le complexe d’espèces du campagnol agreste (Microtus agrestis) est un excellent candidat
pour étudier le lien entre les contextes géographique et écologique et la divergence des
populations. Le genre Microtus est largement réparti en Eurasie dans différents types de
milieux depuis les plaines jusqu’aux hautes altitudes. Il est connu dans de nombreuses
localités fossiles et reste présent quasiment en continu lors des différents cycles climatiques.
La systématique de certaines espèces ouest-européennes a récemment évolué (Wilson et al.
2017). Ces nouvelles vues taxonomiques intègrent la complexité des arbres phylogénétiques
en érigeant au statut d’espèces certaines lignées moléculaires. Cependant, l’absence de
données génomiques ne permet pas de conclusions définitives sur ces nouveaux statuts. Les
données soulignent néanmoins la richesse de l’ouest européen héritée des flux migratoires
glaciaires et post glaciaires. De plus, la répartition et les zones de contact des différentes
entités au sein de ces complexes d’espèces sont peu connues voire non définies. Ainsi, chez
les campagnols du genre Microtus, une espèce largement répartie dans toute l’Europe,
Microtus agrestis, a été révisée suite à des études phylogéographiques montrant deux
principales lignées moléculaires, l’une septentrionale et l’autre méridionale (Jaarola et
Searle 2002, 2004 ; Herman et Searle 2011 ; Paupério et al 2012). A ces deux lignées, s’est
ajoutée une lignée portugaise plus différenciée, M. rozianus. La lignée méridionale,
historiquement considérée comme une sous-espèce, a récemment été érigée au rang
d’espèce M. lavernedii (Kryštufek 2017), l’hybridation semblant faible dans l’unique analyse
de la zone de contact (Beysard et al 2012). Cette espèce est connue en Espagne, dans le SudOuest de la France, en Suisse et jusqu’en Autriche et Hongrie mais les relations entre ces
entités géographiques déconnectées ainsi qu’avec son espèce sœur Microtus agrestis sont
inconnues. Ces deux lignées moléculaires, morphologiquement cryptiques, sont en fait
partiellement identifiables sur la forme des dents mais avec une erreur de l’ordre de 20%
(Navarro et al. 2018). Ce modèle statistique préliminaire suggère une sympatrie de ces deux
entités dans les Alpes, le long de la Loire et sur la façade du Grand-Est en France.
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Le projet quantifiera ainsi plusieurs aspects : i) la morphologie dentaire laquelle est
sensible à la différenciation génétique des populations (Montuire et al. 2019 ; Navarro et al.,
2018), ii) la diversité génétique afin de mettre en évidence les niveaux d’isolement
géographique, d’éventuels effets de goulot d’étranglement, ou d’expansion démographique
en fonction des espèces et de leurs localisations ; iii) les variations de niche isotopique
laquelle est en relation avec les régimes alimentaires et les conditions environnementales.
Le premier point permettra d’affiner les modèles statistiques de discrimination
morphologique, le second point permettra d’évaluer plus finement l’histoire démographique
de ces complexes d’espèces, et le dernier permettra de mieux caractériser les niches
trophiques de chaque entité.
Ce projet repose sur les collections de dents de campagnols disponibles au sein de
Biogéosciences et via des collaborations. Ces collections sont issues de pelotes de réjection
de rapaces et des analyses préliminaires ont montré que l’ADN présent dans les dents était
suffisamment préservé. Les individus sont répartis sur un gradient Nord-Sud de la Finlande à
l’Espagne avec un focus sur les populations en zone de contact présumée en France. Du
séquençage RAD-seq permettra d’évaluer l’histoire démographique de M. lavernedii et
l’hybridation avec M. agrestis. La composition pluridisciplinaire de l’équipe de recherche
proposée permettra d’intégrer les différentes échelles et proxies (analyses
morphométriques, génétiques et génomiques, géochimiques) et ce dans des contextes
géographiques et écologiques différents afin d’évaluer de façon originale les moteurs de
l’évolution de l’état des populations notamment face au changement global actuel.

– Financement – Les principaux besoins financiers nécessaires à la réalisation des analyses de
cette thèse sont déjà couverts puisque la plupart des rongeurs sont disponibles en collection
au laboratoire Biogéosciences, et deux financements de fonctionnement sont acquis (AP
EPHE et Transbio). Par ailleurs la plateforme GISMO (plateaux techniques Ecogen et
MorphOptics) de l’UMR Biogéosciences et ses personnels possède les technologies
moléculaires et morphométriques ainsi que les expertises nécessaires à la réalisation de ce
projet. Les besoins computationnels pourront s’appuyer sur l’architecture du cluster du
DataCenter de l’Université de Bourgogne.

– Connaissances et compétences requises –
Bonnes connaissances biologie évolutive et génétique des populations, compétences en
bioinformatique et en programmation appréciées

– Contacts –
Sophie Montuire (Directrice de thèse HDR) sophie.montuire@u-bourgogne.fr
Aurélie Khimoun (Codirectrice de thèse) aurelie.khimoun@u-bourgogne.fr
Lien vers le site de l’école doctorale

CONCOURS 2022 SUJETS

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