Genomics of anthropogenic hybridisation in Mytilus spp. mussels and hybrid fitness
Anthropogenic activities are creating new contacts between genetically differentiated lineages, providing access to the initial phase and replicates of secondary contacts. The complex M. eduliscontains several species and lineages partially reproductively isolated, exhibiting a large diversity ofsecondary contacts and levels of gene flow. It constitutes therefore a good model for the study ofhybridisation and speciation. We took advantage of several secondary contact events, both natural,anthropogenic and experimental, to investigate their effects on genomic admixture patterns. Indeed,events of M. galloprovincialis introduction from two different lineages, implicating admixture betweenthe introduced species and the native species, have been identified in several French ports and inNorway. The introduction has first been identified with a hundred ancestry informative markers.Mussel port populations are forming fine scale contact zones between the inside of the ports andlocal populations located outside. Those port populations exhibit an important rate of introgressionfrom local lineages with which they are in contact. The comparison of those anthropogenic admixtureevents with cases implicating other lineages and experimental crosses allowed us to identify parallelisms in allele frequency distortions when similar lineages are hybridising. In the aim of investigatingthe genomic patterns produced by such events, we analysed 156 genomes of reference and admixedpopulations, showing the correlation of distorsions between events is conserved at the genomic scale.Finally, we developed a theoretical model for the prediction of hybrid fitness using the frameworkof Fisher’s geometric model. This model takes into account genome scale epistatic interactions,emerging from the co-adaptation of mutations produced during divergence between the two lineages.The model is simple and flexible and predicts many empirical observations of hybridization researchincluding segregation distortions in mussels.Finally, it explains that admixed populations retrieve high fitness levelswhile being a combination of alleles from the two parental genomes.
Les activitĂ©s anthropiques sont en train de crĂ©er de nouveaux contacts entre des lignĂ©es gĂ©nĂ©tiques diffĂ©renciĂ©es, nous donnant accès Ă la phase initiale et Ă des rĂ©plicats de contacts secondaires. Le complexe M. edulis est composĂ© d’un ensemble d’espèces et de lignĂ©es partiellement isolĂ©es reproductivement, prĂ©sentant une grande diversitĂ© de contacts secondaires et de flux de gènes, constituant un modèle de choix pour l’étude de l’hybridation et de la spĂ©ciation. Nous avons profitĂ© de plusieurs Ă©vènements de contact secondaires, Ă la fois naturels, anthropiques, et expĂ©rimentaux, pour Ă©tudier leurs effets sur les patrons gĂ©nomiques d’admixture. En effet, plusieurs Ă©vènements d’introduction de l’espèce M. galloprovincialis dans plusieurs ports français mais aussi en Norvège, provenant de lignĂ©es diffĂ©rentes et s’étant admixĂ©es avec les espèces locales, ont Ă©tĂ© identifiĂ©s d’abord Ă l’aide d’une centaine de marqueurs gĂ©nĂ©tiques informatifs. Les populations portuaires forment des zones de contact Ă très fine Ă©chelle entre les populations introduites Ă l’intĂ©rieur des ports et les populations locales Ă l’extĂ©rieur. Ces populations portuaires prĂ©sentent une introgression importante de gènes des lignĂ©es locales avec lesquelles elles sont en contact. La comparaison de ces Ă©vènements d’admixture anthropiques avec des cas impliquant d’autres lignĂ©es mais aussi avec des croisements expĂ©rimentaux ont permis d’identifier des parallĂ©lismes dans la distorsion des frĂ©quences allĂ©liques lorsque les mĂŞmes lignĂ©es sont impliquĂ©es. Afin d’explorer les patrons gĂ©nomiques produits par ces Ă©vènements, nous analysons 156 gĂ©nomes de populations de rĂ©fĂ©rence et d’individus admixĂ©s. Cette analyse permet de montrer que les corrĂ©lations de distorsions entre Ă©vènements d’admixture sont conservĂ©s Ă l’échelle gĂ©nomique. Enfin, un modèle thĂ©orique permettant de prĂ©dire la valeur sĂ©lective des hybrides a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© en utilisant le cadre du modèle gĂ©omĂ©trique de Fisher. Ce modèle considère les interactions Ă©pistatiques Ă l’échelle du gĂ©nome, Ă©mergeant de la co-adaptation des mutations produites lors de la divergence. Il permet entre autres de s’affranchir des limitations des modèles classiques d’incompatibilitĂ©s gĂ©nĂ©tiques tout en conservant des prĂ©dictions en accord avec la thĂ©orie et les donnĂ©es de l’isolement post-zygotique. Ce modèle, simple et flexible, permet de prĂ©dire de nombreuses observations empiriques de l’étude de l’hybridation, dont les distorsions de sĂ©grĂ©gation chez les moules.Il permet enfin d’expliquer que les populations admixĂ©es retrouvent une valeur sĂ©lective Ă©levĂ©e bien qu’aillant une combinaison d’allèles provenant des deux gĂ©nomes parentaux.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02481299/file/2019_SIMON_archivage.pdf