Projet ANR-12-JSV7-0005 – HybEvol : Origines des innovations évolutives et hybridation
Programme : JCJC - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (JCJC SVSE 7) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Mathieu JORON (Centre National de la Recherche Scientifique)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 399957.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Les réarrangements chromosomiques sont parfois associé à l'accumulation de traits de fitness, impliqués dans la spécialisation écologique et la spéciation. En perturbant la recombinaison, la variation structurale de l'ADN permet en effet à des combinaisons d’allèles coadaptées de se maintenir malgré les évènements de recombinaison et d’hybridation à l’échelle du génome. Cependant, le lien entre les réarrangements et l’évolution adaptative à l’échelle du génome est encore mal connu. Ici, nous proposons de mettre à profit les ressources en écologie génomique chez les papillons Heliconius pour étudier le lien entre réarrangements chromosomiques, hybridation et adaptation. Le genre Heliconius bénéficie en effet d’une rare combinaison de ressources génomiques en augmentation rapide, d'une variation naturelle impressionnante, et d’une excellente compréhension de l’écologie des traits phénotypiques variables (mimétisme). Au sein de ce genre, le clade de Heliconius numata (appelé "silvaniformes") a connu une évolution récente de l’architecture génétique, avec la formation d’un supergène contrôlant de multiples formes de patrons alaires qui coexistent en sympatrie. Nous avons montré que des inversions polymorphes, associées à des patrons alaires spécifiques, sont impliquées dans la formation du supergène et dans le maintien de la variation à ce locus (P). Des données préliminaires suggèrent que certains types d’inversion chez H. numata proviennent de l’introgression d’autres espèces du clade. Ce projet a pour objectif d’explorer l’origine hybride de l’architecture en supergène chez H. numata, en recherchant l’ordre des gènes et en étudiant les patrons de différentiation chromosomique chez H. numata et les autres espèces du clade. 
Nous proposons une approche à 3 échelles (Locus-Génome-Phénotype) pour étudier le rôle de l’hybridation et des réarrangements dans la radiation adaptative de ce clade. Les inversions seront génotypées pour établir l’ordre des gènes chez les autres espèces du clade, afin de comprendre si l’architecture en supergène a évolué suite l'introgression de nouveaux haplotypes provenant des espèces du clade. Des croisements seront génotypés afin de détecter les points de recombinaison à l’échelle du génome. Les génomes de toutes les espèces seront reséquencés afin de distinguer la variation partagée et la variation différenciée à l’échelle du génome, et de cartographier la variation structurelle par rapport aux profils de recombinaison. Enfin, des approches morphométriques seront mises en œuvre afin de documenter la distribution et la direction de variation pour les conformations alaires et les patrons de coloration, et de comprendre dans quelle mesure l’hybridation facilite l'exploration morphologique. Les données produites permettront ainsi d’établir un lien, à l’échelle du génome, entre la variation nucléotidique et la variation structurelle, dans un clade qui a fait l’objet d’une radiation adaptative récente. Le reséquençage de multiples génomes dans un clade connaissant beaucoup d'hybridation sera d'un grand intérêt pour la biologie évolutive dans son ensemble. Les régions génomiques portant une signature de cette radiation évolutive seront considérées comme des gènes candidats, dont l'implication dans la spéciation ou l’adaptation sera proposée.