De Bruyn M, Hall BL, Chauke LF, Baroni C, Koch PL, et al. 2009 Fluctuations et perturbations naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins Rapid Response of a Marine Mammal Species to Holocene Climate and Habitat Change De Bruyn M, Hall BL, Chauke LF, Baroni C, Koch PL, et al. 2009 770 km N GUELAI Neila SCHWARTZ Céline SUEZ Marie

INTRODUCTION I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION But : étudier l’impact d’un changement climatique sur la distribution d’une espèce. Mirounga leonina: Fidélité aux colonies de reproduction Polygyne Dimorphisme sexuel Distribution circumpolaire Figure 1 : cycle annuel des éléphants de mer adultes SEaOS

Victoria Land Coast (VLC): colonie ancienne de Mirounga leonina I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Déplacement des glaces avec les fluctuations des températures moyennes terrestres 1100 km N Dansgaard et al.,(1969) Figure 2 : Fluctuations des températures au cours de l’Holocène (< -11000 a) (modifiée) Victoria Land Coast (VLC): colonie ancienne de Mirounga leonina Figure 3 : localisation géographique des sites des colonies de Mirounga leonina (modifiée)

Etude sur un marqueur de l’ADN mitochondrial Analyse d’ADN ancien et I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Hypothèse : la colonie de VLC (Victoria Land Coast) aurait été fondée depuis la colonie de MQ (Macquarie Island) et quelques éléphants de mer à partir de la population en déclin de VLC seraient retournés en MQ Etude sur un marqueur de l’ADN mitochondrial Analyse d’ADN ancien et récent 1100 Km N Figure 4 : localisation de VLC et MQ

Deux groupes distincts malgré une faible divergence I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Deux groupes distincts malgré une faible divergence Un haplotype partagé entre VLC et MQ Expansion récente de MQ SG PV HD EI FL MA VLC MQ Figure 5 : réseaux représentant les relations entre les haplotypes de l’ADN mitochondrial ancien et récent. Une branche représente une mutation (données de l’auteur)

VLC dégroupée en fonction de l’âge des échantillons: I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION VLC dégroupée en fonction de l’âge des échantillons: Récent : -270 ans à -1500 ans Intermédiaire : -1501 à -3000 ans ancien : au-delà de -3000 ans VLC (-1501 à -3000 ans) VLC (-1500 à -270 ans) VLC ( > à -3000 ans) MQ VLC Haplotype intermédiaire partagé entre VLC et MQ, argument pour un retour en MQ lors du déclin de VLC Figure 6 : Réseaux des relations entre les haplotypes de Macquarie Island (MQ) et Victoria Land Coast (VLC) récents, anciens et intermédiaires. (une branche représente une mutation)

Figure 7 : courbe de disparité pour la colonie de VLC (modifiée) I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Figure 7 : courbe de disparité pour la colonie de VLC (modifiée) Observation d’un goulot d’étranglement pour Victoria Land Coast Rejet de l’hypothèse mutation-dérive pour Victoria Land Coast (serral, 2006) Test de Fu significatif pour VLC : atteste d’une expansion de population Tableau 1 : Figure 8 : courbe de disparité pour la colonie de MQ (modifiée) Tableau 1 : résultats des tests statistique de Fu et de Tajima pour les populations VLC et MQ (modifié)   Nombre d’individus : N Nombre d’haplotypes : h Diversité haplotypique : Hd Fs de Fu : Fs D de Tajima : D VLC 223 177 0.996 -323.00 -1.66 p < 0.01 MQ 49 23 0.915 -0.11 0.88 p = 0.13

ADN ancien apporte des informations supplémentaires : I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION ADN ancien apporte des informations supplémentaires : Sur les fluctuations de la taille efficace Sur les fluctuations de la répartition Limite de l’ADN ancien : Séquences courtes Restreint l’étude à l’ADN mitochondrial Utilisation de l’ADN mitochondrial : Information limité aux femelles Hypothèse: seul le marqueur est soumis à la sélection

I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Molecular Population Genetics of the Southern Elephant Seal Mirounga leonina (Slade R.W, et al., 1998) Étude mitochondriale et nucléaire pour montrer que la sélection n’a pas joué un rôle important dans la variation génétique dans les régions de gènes analysées Données de l’ADN nucléaire et mitochondrial sont concordantes Plus fort flux de gènes via les mâles Hypothèse : les différents modèles de croissances sont déterminés par le milieu  soutenue SEaOS

Les analyses tendent à établir une relation génétique entre VLC et MQ I. Influence du climat 2. Analyses statistiques 3. Analyses critiques CONCLUSION INTRODUCTION Les fluctuations de températures ont influencé la distribution géographique des populations Les analyses tendent à établir une relation génétique entre VLC et MQ Toutefois, pas de preuve que MQ soit l’ancêtre de VLC Compléter les études avec microsatellites Intéressant de confirmer les résultats d’ADN mitochondrial ancien par des études d’ADN nucléaire ancien

Remerciements Merci a Mark de Bruyn pour avoir répondu à nos questions avec précision et rapidité Merci a Mr Aurelle pour ses explications, et sa patience Merci aux chercheurs du Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement : J. Chappellaz, J. Savarino, C. Ritz, ainsi qu’à G. Durand (jeune chercheur au LGGE) Un petit merci aux éléphants de mer qui sont au service de l'océanographie opérationnelle (Christophe Guinet, 2004)

MERCI DE VOTRE ATTENTION

Références bibliographiques Dansgaard W, Johnsen SJ, Moller J (1969) One thousand centuries of climatic record from Camp Century on the Greenland Ice Sheet. Science v. 166(3903), pp.377-381. Guinet C. Les éléphants de mer sondent l'océan Austral (2004) http://www.mercator-ocean.fr/html/actualites/news/actu_elephant_fr.html, avril 2011 Mammoth Genome Project Pennsylvania State University http://rw.mammoth.psu.edu/gallery.html, mars 2011 SEaOS (Southern Elephant Seals as Oceanographic Samplers) http://biology.st-andrews.ac.uk/seaos/index.html , mars 2011 Serra JL, Génétique des populations, ed. Dunod 2006 (267) : p.239-264 Slade RW, Moritz C, Hoelzel AR, Burto HR (1998) Molecular Population Genetics of the Southern Elephant Seal Mirounga leonina. Genetics, Vol. 149, 1945-1957

Diapo questions

Paramètre IM (Étudie divergence au cours du temps et le flux de gène dans un sens ou dans l’autre) Ces graphes représentent les distributions de probabilité pour les estimations de certains paramètres à partir de méthodes probabilisites. Le premier graphe indique par exemple le temps de séparation des populations: la valeurs la plus vraisemblable est aux alentours de 6000 YBP mais avec une incertitude qui va de 5000 à 8000 environ. Marge d’erreur Valeur la plus probable

Temps dernier ancêtre commun Figure S3BEAST output of Time-to-Most-Recent-Common-Ancestor (TMRCA) estimates (YBP). For: all modern populations grouped (besides Macquarie Island) (blue), Macquarie Island (MQ - yellow), and Victoria Land Coast (VLC - red).

Table S3: Parameter comparisons against chronology subsets for VLC. ST = pairwise estimate between MQ and VLC ‘subset’. % TMRCA = subset age interval (%) relative to the time-to-most-recent-common-ancestor of the VLC sample (estimated at 11,740 YBP in BEAST)   Age %TMRCA N S h Fs D ST MQ N/A 48 23 16 -0.11; P=0.13 0.88; P>0.10 VLC All 270-7,087 58.1 223 91 177 -323.00; P<0.01 -1.66; P>0.05 0.17 VLC 1000 938-1,148 1.8 37 -8.707; P<0.01 -0.63; P>0.10 0.13 VLC 2000 1,958-2,300 2.9 18 28 -7.767; P<0.01 -0.72; P>0.10 0.16 VLC 3000 2,963-3,363 3.4 36 -17.72; P<0.01 -0.80; P>0.10 0.19 VLC 4000 4,047-4,589 4.6 11 20 -5.625; P<0.01 -0.23; P>0.10 0.23 VLC 5000 4,939-5,367 3.6 24 14 -5.921; P<0.01 -0.42; P>0.10 0.22 Φst significatif si <0,15 moyenne différentiation si Φst entre 0,15 et 0,20

Les éléphants de mer sondent l'océan Austral Par Christophe Guinet, Chargé de recherche au CEBC-CNRS (Centre d'Etudes Biologiques de Chizé) Pour cela, trois principaux sites de reproduction sont étudiés : l'un en Georgie du sud où la population a toujours été stable, un autre à Kerguelen-Heard où elle s'est stabilisée après une forte période de déclin et un troisième site à l'Ile Macquarie où elle diminue toujours.