Le document aborde l'impact du stress environnemental et des changements de température sur l'immunocompétence et le parasitisme chez le poisson d'eau douce Leuciscus cephalus. Il traite également des spécificités des parasites monogènes Lamellodiscus et de leur évolution en relation avec leurs hôtes. Des résultats préliminaires sur la morphométrie et le séquençage des espèces sont également présentés.

1. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus parasites de sparidés
et quelques autres choses
Timothée P OISOT
Université de Montpellier, Faculté des Sciences – UMR CNRS 5554 “ISEM”
7 novembre 2008
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 1 / 24

2. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Le programme. . .
• Immunocompétence et stress environnemental chez un poisson
d’eau douce
• Spéciations en cours chez Lamellodiscus, un genre de monogènes
de Méditerranée
• L’avancement de la thèse
• Vos questions !
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 2 / 24

3. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Immunocompétence et stress environnemental
Consequences of rapid water temperature increase on
immunocompetence, somatic condition, and parasitism in the
chub (Leuciscus cephalus), a freshwater cyprinid fish
Poisot, Šimková, Hyrsl & Morand, en révision – J Fish biol
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 3 / 24

4. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Quelques rappels
Trois impératifs
• Immunocompétence (système immunitaire)
• Survie (échappement aux prédateurs)
• Condition somatique (physiologie)
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 4 / 24

5. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Quelques rappels
Trois impératifs
• Immunocompétence (système immunitaire)
• Survie (échappement aux prédateurs)
• Condition somatique (physiologie)
Mais !
• La quantité totale d’énergie à allouer est limitée
• Investissements antagonistes : trade-offs ?
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 4 / 24

6. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Le modèle
Parasitisme Température
Immunocompétence Reproduction
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 5 / 24

7. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Impact des changements rapides de température
1
Spleen
Second principal component (23.7 %) 0.5
Parasitism
0
Lymphocytes Neutrophiles
Gonads Respiratory burst
Hepatopancreas
-0.5
Lysozyme
-1
-1 -0.5 0 0.5 1
First principal component (34.5 %)
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 6 / 24

8. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Impact des changements rapides de température
1
Parasitism
Respiratory burst
Second principal component (18.7 %) 0.5
Lysozyme Hepatopancreas Neutrophiles
0
Lymphocytes
Spleen
-0.5
Gonads
-1
-1 -0.5 0 0.5 1
First principal component (36.8 %)
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 6 / 24

9. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Quelles mesures de l’immunocompétence ?
1.0
S
q
B
q
0.5
M
q
Axis 2: 32.4 %
Lym
0.0
q
N
q
RB
−0.5
q
Lys
q
−1.0
−1.0 −0.5 0.0 0.5 1.0
Timothée P OISOT (ISEM) Axis 1: 43.2 % 7 novembre 2008 7 / 24

10. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Quelles mesures de l’immunocompétence ?
1.0
B
q
S
q
0.5
Axis 2: 20.5 %
Lys
N q
q
0.0
Lym
q
RB
q
M
q
−0.5
−1.0
−1.0 −0.5 0.0 0.5 1.0
Timothée P OISOT (ISEM) Axis 1: 43 % 7 novembre 2008 7 / 24

11. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Un effet attendu. . .
Males Females
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
6.1°C 10.1°C 6.1°C 10.1°C
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 8 / 24

12. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
. . . et un plus surprenant
Males Females
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
6.1°C 10.1°C 6.1°C 10.1°C
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 9 / 24

13. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Ce qu’on en retiendra. . .
• Tendance à long terme = effets à court terme
• Investissement dans les gonades investissement dans
l’immunocompétence
• Immunocompétence : phénomène trop complexe pour être réduit à
un indicateur unique !
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 10 / 24

14. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Introducing. . . Lamellodiscus
Plathelminthe, Neodermata, Monogenea, Diplectanidae
• Parasites de vertébrés
aquatiques
• Cycle de vie direct
• Taux de spécificité important
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 11 / 24

15. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus parasites de sparidés
Desdevises et coll. (2002, Evolution)
L. elegans
L. coronatus
L. furcosus
F. echeneis
L. mormyri
L. verberis
L. drummondi
L. virgula
L. impervius
L. parisi
L. mirandus
L. gracilis
L. bidens
L. hilii
L. knoeppfleri
L. ergensi
L. fraternus
L. ignoratus
L. baeri
L. erythrini
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 12 / 24

16. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus parasites de sparidés
Desdevises et coll. (2002, Evolution)
L. elegans S. cantharus
L. coronatus B. boops
L. furcosus
S. salpa
F. echeneis
L. mormyri L. mormyrus
L. verberis D. sargus
L. drummondi
D. cervinus
L. virgula
O. melanura
L. impervius
L. parisi D. puntazzo
L. mirandus D. annularis
L. gracilis
D. vulgaris
L. bidens
S. aurata
L. hilii
L. knoeppfleri P. acarne
L. ergensi P. bogaraveo
L. fraternus
D. dentex
L. ignoratus
L. baeri P. pagrus
L. erythrini P. erythrinus
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 12 / 24

17. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus parasites de sparidés
Desdevises et coll. (2002, Evolution)
L. elegans S. cantharus
L. coronatus B. boops
L. furcosus
S. salpa
F. echeneis
L. mormyri L. mormyrus
L. verberis D. sargus
L. drummondi
D. cervinus
L. virgula
O. melanura
L. impervius
L. parisi D. puntazzo
L. mirandus D. annularis
L. gracilis
D. vulgaris
L. bidens
S. aurata
L. hilii
L. knoeppfleri P. acarne
L. ergensi P. bogaraveo
L. fraternus
D. dentex
L. ignoratus
L. baeri P. pagrus
L. erythrini P. erythrinus
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 12 / 24

18. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Hypothèses évolutives
Spéciation par host–switch Spéciation indépendante
• Connu pour Gyrodactylus (e.g. • Connu pour Dactylogyrus
Huyse et coll. 2005) (Šimková et coll. 2004)
• Supposé important pour • Jamais étudié pour
Lamellodiscus (Desdevises et Lamellodiscus
coll. 2002)
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 13 / 24

19. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Morphométrie
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 14 / 24

20. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Morphométrie
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 14 / 24

21. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Séquençage
18S (SSU) ITS 1 5.8S
500pb Taille variable
COI
300pb
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 15 / 24

22. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Spéciations entre les hôtes ?
Poisot & Desdevises, en révision, Parasitology
4
4
2
2
0
0
−2
−2
−4
−4
−6
D. sargus D. vulgaris O. melanura D. sargus D. vulgaris
Lamellodiscus elegans Lamellodiscus kechemirae
2
4
0
2
−2
0
−4
−2
−6
−4
−8
−6
D. puntazzo D. sargus D. vulgaris L. mormyrus S. salpa D. puntazzo D. sargus D. vulgaris
Lamellodiscus ignoratus Lamellodiscus ergensi
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 16 / 24

23. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Spéciations intra-hôte ?
Le cas de Lamellodiscus elegans sur Diplodus sargus
D. sargus 8
44 D. sargus 8
53 D. sargus 8
2.0
Hosts 1, 8 and 9
99 D. sargus 8
62
1.5
37 D. sargus 1
D. sargus 1
1.0
D. sargus 9
44
85 D. sargus 9
0.5
39
D. sargus 9
2nd axis: 9.28 %
90
D. sargus 9
D. sargus 7
11
0.5
D. sargus 2
31
D. sargus 7
7
D. sargus 2
100 12
D. sargus 2
Hosts 2, 3, 6 and 7
14
1.5
D. sargus 7
8
D. sargus 7
43
D. sargus 7
D. sargus 3
2.5
63
68 D. sargus 3
38
D. sargus 6
48 57
6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 D. sargus 3
D. sargus 6
1st axis: 74.5 %
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 17 / 24

24. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Spéciations intra-hôte ?
Le cas de Lamellodiscus elegans sur Diplodus sargus
D. sargus 8
44 D. sargus 8
53 D. sargus 8
Hosts 1, 8 and 9
99 D. sargus 8
62
37 D. sargus 1
D. sargus 1
0.15
D. sargus 9
44
85 D. sargus 9
39
D. sargus 9
90
D. sargus 9
Distribution
D. sargus 7
0.10
11 D. sargus 2
31
D. sargus 7
7
D. sargus 2
100 12
D. sargus 2
Hosts 2, 3, 6 and 7
14
0.05
D. sargus 7
8
D. sargus 7
43
D. sargus 7
D. sargus 3
63
68 D. sargus 3
0.00
38
D. sargus 6
48 57
−6 −4 −2 0 2 4 D. sargus 3
D. sargus 6
Value on first axis of PCA
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 17 / 24

25. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Vers une nouvelle phylogénie (18S)
Poisot, Verneau et Desdevises (en préparation)
L. impervius
L. parisi
1.00 (0.87)
L. mirandus
1.00 (0.82)
L. gracilis
0.64
L. hilii
0.99 (0.87)
L. bidens
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.79 0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
L. tomentosus
0.92 (0.72)
L. kechemirae
0.79 L. sanfillipoi
0.93 1.00 (0.73)
L. fraternus
0.94 L. ergensi
L. ergensi
L. erythrini
0.93 (0.76)
L. baeri
0.91 L. neifari 2
0.66 1.00
L. neifari
L. neifari
• “Éspèces” paraphylétiques
L. neifari
L. ignoratus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
L. ignoratus
0.78
1.00 L. ignoratus
1.00
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
L. virgula
1.00 (1.00)
L. obeliae
L. verberis
MCO
L. mormyri
LDB
0.89 L. elegans
MVB
0.94 L. elegans
1.00 (100) L. elegans
1.00
0.57 L. elegans
L. drummondi
L. furcosus
0.99 (0.80) L. coronatus
1.00 (0.86) L. furcosus
0.95 (0.95)
L. furcosus
L. echeneis
D. aequans
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 18 / 24

26. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Vers une nouvelle phylogénie (18S)
Poisot, Verneau et Desdevises (en préparation)
L. impervius
L. parisi
1.00 (0.87)
L. mirandus
1.00 (0.82)
L. gracilis
0.64
L. hilii
0.99 (0.87)
L. bidens
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.79 0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
L. tomentosus
0.92 (0.72)
L. kechemirae
0.79 L. sanfillipoi
0.93 1.00 (0.73)
L. fraternus
0.94 L. ergensi
L. ergensi
L. erythrini
0.93 (0.76)
L. baeri
0.91 L. neifari 2
0.66 1.00
L. neifari
L. neifari
• “Éspèces” paraphylétiques
L. neifari
L. ignoratus
0.64
L. diplodi
L. ignoratus
• Pas de congruence entre
L. ignoratus
0.94
1.00
1.00
0.78
L. ignoratus
L. ignoratus
L. confusus
morphologie et génétique
L. abbreviatus
L. abbreviatus
L. virgula
1.00 (1.00)
L. obeliae
L. verberis
MCO
L. mormyri
LDB
0.89 L. elegans
MVB
0.94 L. elegans
1.00 (100) L. elegans
1.00
0.57 L. elegans
L. drummondi
L. furcosus
0.99 (0.80) L. coronatus
1.00 (0.86) L. furcosus
0.95 (0.95)
L. furcosus
L. echeneis
D. aequans
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 18 / 24

27. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus “ergensi”, “ignoratus”, ...
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
• Le groupe “ignoratus” n’est
L. tomentosus
0.92 (0.72)
0.79
L. kechemirae
L. sanfillipoi
pas monophylétique
0.93 1.00 (0.73)
L. fraternus
0.94 L. ergensi
L. ergensi
L. erythrini
0.93 (0.76)
L. baeri
0.91 L. neifari 2
L. neifari
L. neifari
0.66 1.00
L. neifari
L. ignoratus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
L. ignoratus
0.78
1.00 L. ignoratus
1.00
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 19 / 24

28. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus “ergensi”, “ignoratus”, ...
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
• Le groupe “ignoratus” n’est
L. tomentosus
0.92 (0.72)
0.79
L. kechemirae
L. sanfillipoi
pas monophylétique
0.93 1.00 (0.73)
0.94
L. fraternus
L. ergensi
• Deux LITUs, falcus (1) and
L. ergensi
0.93 (0.76)
L. erythrini
L. baeri
abbreviatus (2)
0.91 L. neifari 2
L. neifari
L. neifari
0.66 1.00
L. neifari
L. ignoratus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
L. ignoratus
0.78
1.00 L. ignoratus
1.00
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 19 / 24

29. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus “ergensi”, “ignoratus”, ...
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
• Le groupe “ignoratus” n’est
L. tomentosus
0.92 (0.72)
0.79
L. kechemirae
L. sanfillipoi
pas monophylétique
0.93 1.00 (0.73)
0.94
L. fraternus
L. ergensi
• Deux LITUs, falcus (1) and
L. ergensi
0.93 (0.76)
L. erythrini
L. baeri
abbreviatus (2)
0.91 L. neifari
L. neifari
2
• Des individus dans le clade
0.66 1.00
L. neifari
L. neifari “ergensi” (E)
L. ignoratus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
L. ignoratus
0.78
1.00 L. ignoratus
1.00
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 19 / 24

30. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus “ergensi”, “ignoratus”, ...
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
• Le groupe “ignoratus” n’est
L. tomentosus
0.92 (0.72)
0.79
L. kechemirae
L. sanfillipoi
pas monophylétique
0.93 1.00 (0.73)
0.94
L. fraternus
L. ergensi
• Deux LITUs, falcus (1) and
L. ergensi
0.93 (0.76)
L. erythrini
L. baeri
abbreviatus (2)
0.91 L. neifari
L. neifari
2
• Des individus dans le clade
0.66 1.00
L. neifari
L. neifari “ergensi” (E)
L. ignoratus
• Diversité intra-LITU pour falcus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
1.00
1.00
0.78
L. ignoratus
L. ignoratus
et abbreviatus ≈ diversité
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
intra-spécifique
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 19 / 24

31. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Lamellodiscus “ergensi”, “ignoratus”, ...
L. ignoratus 1
L. ignoratus
0.60
L. falcus
0.77
L. falcus
L. knoeppfleri E
• Le groupe “ignoratus” n’est
L. tomentosus
0.92 (0.72)
0.79
L. kechemirae
L. sanfillipoi
pas monophylétique
0.93 1.00 (0.73)
0.94
L. fraternus
L. ergensi
• Deux LITUs, falcus (1) and
L. ergensi
0.93 (0.76)
L. erythrini
L. baeri
abbreviatus (2)
0.91 L. neifari
L. neifari
2
• Des individus dans le clade
0.66 1.00
L. neifari
L. neifari “ergensi” (E)
L. ignoratus
• Diversité intra-LITU pour falcus
L. diplodi
0.64
L. ignoratus
L. ignoratus
0.94
1.00
1.00
0.78
L. ignoratus
L. ignoratus
et abbreviatus ≈ diversité
L. confusus
L. abbreviatus
L. abbreviatus
intra-spécifique
• Évolution morphologique =
évolution moléculaire :
pression de sélection forte !
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 19 / 24

32. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Stress, parasites et variabilité spatio-temporelle
Patrons d’évolution et de coévolution
Réponse adaptative d’une bactérie à deux types de stress : phages et
environnement
Approche
Couplage modélisation – expérimentation
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 20 / 24

33. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Expérience pilote
Compétition bactéries co évoluées – bactéries seules
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 21 / 24

34. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Expérience “spécificité”
Évolution de la spécificité des phages au cours du temps
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 22 / 24

35. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Sensibilité à la présence de phages
Coll. Tom Bell ?
• Bacteria + phages, then removal of the phages
• Bacteria + dead phages
• Bacteria + pieces of phages
• Bacteria + debris of other bacteria killed by phages
• Bacteria + debris of other bacteria killed by any other stress
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 23 / 24

36. Introduction Leuciscus cephalus Lamellodiscus Pseudomonas – φ2
Merci de votre attention
Timothée P OISOT (ISEM) 7 novembre 2008 24 / 24