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Fiche concise Thèses
Les effets de la sélection naturelle et de la dérive génétique sur le polymorphisme neutre
Adiba S.
Thèses. Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris (13/12/2010), Minus van Baalen , Frantz Depaulis (Dir.)
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Sandrine Adiba ()1
1 :  Ecologie et évolution
CNRS : UMR7625 – Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI – École normale supérieure [ENS] - Paris
Bât.A - case 237 7 Quai Saint-Bernard 75252 Paris Cedex05
France
Les effets de la sélection naturelle et de la dérive génétique sur le polymorphisme neutre
Natural selection and genetic drift effects on neutral polymorphism
13/12/2010
La diversité des organismes est essentielle pour leur capacité à évoluer et s'adapter aux variations environnementales. De ce fait, déterminer les facteurs responsables de l'origine de cette diversité ainsi que de la maintenance de la variabilité génétique observée reste un objectif fondamental en recherche. L'objectif de cette thèse était de comprendre les facteurs évolutifs maintenant le polymorphisme neutre. L'influence des processus évolutifs tels que la sélection naturelle et la dérive génétique étant complexes, nous avons combiné des approches complémentaires expérimentale et théorique. Le système expérimental utilisé, la bactérie Escherichia coli et l'amibe sociale Dictyostelium discoideum nous a permis d'étudier dans un premier temps la variabilité naturelle des interactions existant entre les deux espèces. Dans une seconde partie, nous avons étudié les traits bactériens impliqués dans cette variabilité. Nous avons montré que les bactéries portant des facteurs de virulence sont plus résistantes à la digestion des amibes, ce qui est en accord avec l'hypothèse de coïncidence évolutive des facteurs de virulence. Le deuxième volet de cette thèse concerne les aspects de génétique des populations de ce système. La troisième partie de notre expérimentation était de suivre les variations temporelles des fréquences alléliques de populations bactériennes comportant un marqueur neutre, durant 300 générations et sous quatre conditions environnementales : avec ou sans structuration spatiale et avec ou sans facteur biotique. Nous avons observé que les variations des fréquences alléliques observées étaient compatibles avec la dérive génétique. L'objectif du modèle théorique a été dans un premier temps d'étudier les effets de la stochasticité démographique sur les probabilités de fixation d'un nouvel allèle neutre arrivant dans une population résidente ainsi que sur le temps de fixation. La probabilité de fixation ainsi que le temps de fixation sont modifiés par les effets stochastiques lorsque l'on compare nos modèles à taille de population fluctuantes à un modèle à taille de population constante tel que le modèle de Moran.
The diversity of living organisms is essential for their capacity to evolve and adapt to environmental changes. Therefore, determining the factors responsible for the origin of diversity and for the maintenance of the genetic variance observed remains central and fundamental research objective. The aim of this thesis was to understand the evolutionary factors maintaining neutral polymorphism. Since the influence of evolutionary processes such as natural selection and genetic drift are complex, we developed complementary experimental and theoretical approaches in order to disentangle their contributions. Using a biological model consisting of the bacterium Escherichia coli and the social amoeba Dictyostelium discoideum enable us to study the natural variability of interactions between the two species. In the second part of this work, we studied the bacterial traits involved in this natural variability. We showed that bacteria carrying virulence genes were resistant to grazing by amoeba, a result which was in agreement with the coincidental evolution hypothesis of virulence factors. We then focus on population genetics aspects of our biological system. In coevolution experiments, we followed temporal allele frequency variations over 300 bacterial generations under four sets of environmental conditions: with or without biotic factor and with or without spatial structure. Our results did not differ from genetic drift predictions. The aim of theoretical model we developed was to address the demographic stochasticity effects on neutral allele fixation probability and time to fixation. We found that fixation probability and the time to fixation were affected by the demographic stochasticity compared with a model using a population of constant size (Moran model).
Sciences du Vivant/Ecologie, Environnement
Laboratoire interdisciplinaire de biophysique (Grenoble); Laboratoire d'écologie et d'évolution des microorganismes, INSERM U722 Paris

Ecole Normale Supérieure de Paris - ENS Paris
Ecole doctoral européenne interdisciplinaire Frontière du Vivant
biodiversité écologie environnement
Français

Minus van Baalen , Frantz Depaulis
Dr. Minus van Baalen (Directeur)
Dr. Frantz Depaulis (Co-directeur)
Pr. Amaury Lambert (Président)
Dr. Pierre Cosson (Rapporteur)
Dr. Christine Paillard (Rapporteur)
Dr. Delphine Sicard (Examinateur)
Pr. Erick Denamur (Tuteur invité)
Dr. Clément Nizak (Tuteur invité)

sélection naturelle – dérive génétique – polymorphisme – coévolution – virulence – bactérie – amibe – fixation.
natural selection – genetic drift – polymorphism – coevolution – virulence – bacteria – amoeba – fixation.