Evolutionary histories of symbioses between microsporidia and their amphipod hosts : contribution of studying two hosts over their geographic ranges.
Institution:
Bourgogne Franche-ComtéDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Title: Evolutionary histories of symbioses between microsporidia and their amphipod hosts : contribution of studying two hosts over their geographic ranges.Keywords: Symbioses, Phylogeny, Phylogeography, Amphipods, Host-Parasite, MicrosporidiaAbstract: Microsporidia are obligate endoparasites, exploiting their hosts with either vertical or horizontal transmission. While the former may promote co-speciation and host-specificity, the latter may promote shifts between host species. Freshwater amphipods are hosts for many microsporidian species, but no general pattern of host specificity and co-diversification is known.In my PhD work microsporidian infections, identified with SSU rDNA, were assessed in two Gammarus species complexes, G. roeselii and G. balcanicus , over their full geographic ranges (each c. 100 sites and 2000 individuals) in aim of (i) exploring the microsporidian diversity present in both hosts and their phylogenetic relationships; (ii) testing if the host phylogeographic history might have impacted host-parasite association (co-diversifications or recent host-shifts from local fauna); (iii) proposing the host-parasite evolutionary history scenarios to explain the diversity and co-bio-geographical pattern observed in the two host species between using N. granulosis as a model.The SSU rDNA marker revealed a high number of microsporidian variants (i.e. haplogroups, 24 and 54, respectively), clustered into 18 species-level taxa, almost all being shared between the two host species. However, many microsporidian haplogroups within a given parasite species are host-specific, suggesting host-parasite co-variation. Within each host species-complex, while the confrontation between hosts and parasites phylogeography suggested some degrees of co-diversification, these patterns remain to be confirmed, mainly as SSU rDNA reached its limits in phylogenetic information content in that matter.Strikingly, almost all of these microsporidia taxa were previously detected in other gammarids, mainly within the genus Gammarus, but also in other genera of Gammaridae. Some were already clearly recognised parasite taxa associated with amphipods: Nosema granulosis, Dictyocoela roeselum, D. muelleri, D. roeselum, D. duebenum, D. berillonum, Cucumispora roeselum, C. ornata, C. dikerogammari, Microsporidium sp 515 and Microsporidium sp 505). Many times, my results increased host taxonomic spectrums and extended geographic ranges (often widely). Some other taxa were known to be extremely rare, having scarce literature records often with few or even very few geographic records and being not fully described. My PhD work either extend host taxonomic spectrum and/or deeply extend geographic ranges for these taxa. It allowed a reappraisal for such taxa, changing their status from puzzling anecdotic association to potentially overlooked established associations for amphipods.
Abstract FR:
Titre: Histoire évolutive des symbioses entre les microsporidies et leurs hôtes amphipodes: contribution de l’étude de deux hôtes sur leurs aires de repartion géographiques.Mots clés: Symbioses, phylogénie, phylogéographie, amphipodes, hôte parasite, microsporidies.Résumé: Les microsporidies sont des endoparasites obligatoires, ils utilisent deux modes de transmission pour expoiter leurs hotes. Certaines espèces utilisent la transmission verticale et d'autres la transmission horizontale. La première favorise la co-spéciation et la spécificité hôte-parasite, tandis que la seconde favorise les échanges de parasites entre espèces hôtes. Les amphipodes d'eau douce sont des hôtes privilégiers pour de nombreuses espèces de microsporidies, mais aucun schéma général de spécificité hôte-parasite ou de co-diversification n’émerge des recherches menées depuis trente ans.Dans ce travail, la diversité des infections microsporidiennes, sur la base des données SSU rdNA, ont été évaluées dans deux complexes d'espèces de Gammarus, G. roeselii et G. balcanicus, sur l'ensemble de leur aire de répartition géographique, en s'appuyant sur des efforts d'échantillonnage importants (environ 100 sites et 2 000 individus). L’objectif de ce doctorat est (i) d’explorer la diversité microsporidienne présente dans les deux hôtes et leurs relations phylogénétiques; (ii) vérifier si la phylogéographiques de l'hôte peut expliqué l'association hôte-parasite (co-diversifications ou récents aquisition a partir de la faune locale); (iii) proposer des scénarios d'histoire évolutive hôte-parasite pour expliquer la diversité et le schéma co-bio-géographique observé chez les deux espèces hôtes chez N. granulosis.Le marqueur SSU d’ADNr a révélé un grand nombre de variants chez ces deux hôtes (c’est-à-dire 24 et 54 haplogroupes de, respectivement), regroupés en 18 taxons d’espèces, presque tous partagés entre les deux espèces hôtes. De nombreux haplogroupes de microsporidia appartenant à une espèce parasite donnée sont spécifiques à l'hôte, ce qui suggère un certain niveau de codiversification à cette échelle. Au sein de chacun des complexes d'espèces hôtes, la confrontation des phylogéographies des hôtes et des parasites suggère également un certain degré de co-diversification. Ceci reste néanmoins à confirmer, principalement parce que l'ADNr SSU atteint ses limites en termes d'informations phylogénétiques à cette échelle plus fine.Il est frappant de constater que presque tous ces taxons de microsporidia mis en évidence dans ce travail avaient déjà été détectés chez d’autres gammaridés. Certains étaient déjà des taxons parasites clairement identifiés associés aux amphipodes: Nosema granulosis, Dictyocoela roeselum, D. muelleri, D. roeselum, D. duebenum, D. berillonum, Cucumispora roeselum, C. ornata, Microsporidium sp 515 et Microsporidium sp 505). Mes résultats ont élargis les spectres taxonomiques d’hôte et les répartitions géographiques de ces parasites (souvent très étendues). Certains autres taxons étaient connus pour être extrêmement rares, et ne sont pas complètement décrits. Mon travail de doctorat a également étendu le spectre taxonomique d’hôte et / ou élargi considérablement les aires géographiques de ces taxons. Cela permet une réévaluation de ces taxons, faisant passer leur statut d'associations anecdotiques à des associations potentiellement bien établies, mais jusque là négligées, chez les amphipodes.