Assessing the patterns and causes of diversity in free-living unicellular eukaryotes (protists) using biogeographical, macroecological and landscape genetic approaches

Cette thèse de doctorat a permis de tester l’hypothèse qu’à large échelle spatiale, les patrons observés et les causes qui influencent la diversité et la structure génétique des populations d’eucaryotes unicellulaires (protistes) sont similaires à ceux observées chez des organismes multicellulaires (plantes et animaux).<br>
Afin de tester cette hypothèse, cette thèse s’est penchée sur (1) les patrons observés et les causes qui influencent la diversité des amibes à thèque (un groupe polyphylétique principalement représenté par les Euglyphida et Arcellinida) le long d’un gradient latitudinal à travers le Chili (de 18 à 56 ºS); (2) les patrons observés et les causes qui influencent la diversité de différents groupes de protistes du sol (Bacillariophyta, Cercomonadida, Ciliophora, Euglyphida et Kinetoplastida) en fonction de l’altitude dans des forêts de hêtre dans le Plateau Suisse et le Jura; et (3) les patrons observés et les causes qui influencent la structure génétique des populations d’une micro-algue d’eau douce (Chlorophyta: Mamiellophyceae) dans la Patagonie Argentine.<br>
Globalement, les analyses ont montré qu’à large échelle spatiale, les protistes ont des patrons de diversité latitudinale et altitudinale, ainsi qu’une structuration génétique semblable à ceux que l’on retrouve chez des organismes multicellulaires. De plus, les résultats montrent que ces patrons sont créés et maintenus par une combinaison de processus écologiques, historiques et évolutifs. Cette thèse a donc renforcé l’hypothèse qui considère que les patrons observés et les causes qui maintiennent la diversité des plantes et des animaux à différents niveaux écologiques d’organisation sont aussi effectifs chez les microorganismes. Les organismes modèles choisis dans cette thèse peuvent être considérés comme représentatifs de la diversité de stratégies trophiques, de morphologies, modes de locomotion ainsi que de la variété de physiologies et probablement aussi de modes de reproduction que l’on rencontre chez les protistes. Par conséquent, les résultats de cette thèse peuvent être considérés comme valides chez un grand nombre d’eucaryotes microscopiques.<br>
<b>Abstract</b><br>
This PhD thesis tested the hypothesis that, at broad spatial scales, the patterns and underlying causes of diversity and population genetic structure of unicellular eukaryotes (protists) are similar to those observed for multicellular organisms (plants and animals).<br>
To test this hypothesis, this thesis investigated (1) the pattern and causes of latitudinal diversity in soil testate amoebae (a polyphyletic group mainly represented by Arcellinida and Euglyphida) along southwestern South America, Chile (from 18 to 56 ºS), Chile; (2) the patterns and causes of altitudinal diversity in several groups of soil protists (Bacillariophyta, Cercomonadida, Ciliophora, Euglyphida and Kinetoplastida) along an elevation gradient of beech forests in the Swiss lowlands and Jura Mountains; and (3) the pattern and causes of population genetic structure in a freshwater eukaryotic microalga (Chlorophyta: Mamiellophyceae) in the Argentinean Patagonia. <br>
Overall, the analyses revealed that at broad spatial scales, protists have patterns of latitudinal diversity, altitudinal diversity and population genetic structure similar to those of multicellular organisms. In addition, the evidence revealed that these patterns are originated and maintained by a combination of ecological, historical and evolutionary processes. Therefore, this thesis supported the hypothesis that the patterns and causes that produce and maintain the diversity of plants and animals at different ecological levels of organization could also be valid for microorganisms. The model organisms used in this thesis are also good representatives of the diversity of trophic, morphological, locomotive, physiological and probably reproductive strategies exhibited by protists. Consequently, the results of this thesis could be valid for a large number of eukaryotic microorganisms.

, Doctorat, Université de Neuchâtel, Institut de biologie