Phylogéographie comparée des espèces hydrothermales de la dorsale du Pacifique oriental

Abstract

Demographic history and past gene flow between populations of deep-sea hydrothermal vent species along the East Pacific Rise (EPR) were assessed using a phylogeographic approach combining a classical allele-frequency-based analysis and more sophisticated coalescence-based methods. A comparative phylogeographic COI-based analysis of seven species (one bivalve, three gastropods, three polychaetes) showed the occurrence of a vicariant event associated with the raise of a physical barrier between the Northern and Southern EPR, 1,3 Mya probably due to the formation of transform faults in the equatorial region (0°-7°25S). This fauna separation was then followed by a more recent (< 0.5 Myr) population expansion in the South for all species. A multilocus approach was then performed on three targeted taxa with different life trait histories (the polychaete: A. pompejana, the bivalve: B. thermophilus, and two cryptic species of the gastropod L. elevatus). This study confirmed results obtained from the previous multi-species approach. Hybridization between divergent lineages from each of the three taxa suggested that the barrier is semi-permeable. The range of the secondary contact zone was however variable depending on life-history traits of each species and selective processes acting at a given gene. Phylogeographic and biogeographical patterns derived from species and assemblages are in agreement with the hypothesis of two biogeographical EPR provinces across the Equator.L’histoire démographique des espèces hydrothermales profondes et leurs échanges génétiques le long de la dorsale du Pacifique oriental ont été analysés en combinant des approches classiques d’analyses de fréquences alléliques entre populations avec des méthodes d’analyse plus récentes basées sur la théorie de la coalescence. Une approche de phylogéographie comparée sur sept espèces (un bivalve, trois gastéropodes, trois polychètes), réalisée sur le gène mitochondrial Cytochrome Oxydase I, a permis de révéler une barrière aux flux de gènes, commune à toutes les espèces entre le Nord et le Sud EPR datant d’environ 1,3 Ma et probablement liée à la formation de failles transformantes entre 0°-7°25’N. Cette séparation de faune s’est accompagnée d’une expansion démographique généralisée plus récente (< 0,5 Ma) au Sud. Une approche multi-locus a ensuite été effectuée sur trois taxons cibles aux traits d’histoire de vie contrastés : le polychète A. pompejana, le bivalve B. thermophilus et le gastéropode L. elevatus (comprenant deux espèces cryptiques). Cette approche a permis de confirmer les résultats obtenus par l’approche multi-spécifique. L’hybridation entre lignées divergentes, détectée chez ces trois taxons, suggère une semi-perméabilité de la barrière aux flux de gènes. L’étendue de la zone de contact secondaire dépend du taxon considéré selon ses traits d’histoire de vie, et des forces de sélection agissant au locus considéré. Les patrons de distributions phylogéographique et biogéographique mis en évidence sur les espèces et les communautés s’accordent pour séparer la dorsale du Pacifique oriental en deux provinces biogéographiques différentes de part et d’autre de l’Equateur