Pseudosuccinea columella est un des principaux hôtes intermédiaires de Fasciola hepatica, un trématode cosmopolite infectant l’Homme et les animaux domestiques et sauvages, et transmis par des mollusques d’eau douce. L’existence exclusive à Cuba de populations de P. columella qui sont sensibles et naturellement résistantes (encapsulation hémocytaire du parasite) à l’infection par F. hepatica offre un modèle Mollusque-Trématode très intéressant en termes de biologie évolutive, de santé humaine et de stratégies de contrôle vectorielle. L’étude des aspects écologiques, moléculaires et phénotypiques est essentielle pour comprendre les particularités de ce système. Ainsi, nos résultats ont montré que les mollusques sensibles et résistants partagent des exigences écologiques similaires mais chez les résistants la distribution est limitée aux localités avec des eaux acides et peu dures (pH/dureté totale (DT), 6-6.5/4°-10°d) et une richesse des communautés de mollusques très faible, ceci semblant indiquer coût élevé à la résistance. La comparaison de traits d’histoire de vie en laboratoire a permis de confirmer une haute tolérance aux variations de pH/DT de l’eau chez les mollusques résistants mais a montré également une diminution du potentiel reproductif des souches résistantes par rapport aux sensibles. Sur la base de ces observations, des approches «omiques» comparatives ont été entreprises entre souches sensibles et résistantes. Ce travail de thèse nous a aidé à comprendre les particularités de ce modèle hôte-parasite, mais présente également une avancée en termes d’utilisation de la résistance de P. columella à des fins de contrôle de la transmission parasitaire. / Pseudosuccinea columella is one of the main intermediate hosts of Fasciola hepatica, a cosmopolitan snail-borne trematode that affects humans, livestock and wildlife. The occurrence in Cuba of susceptible and naturally-resistant populations of this species to F. hepatica infection (host’s hemocytes encapsulate the parasite upon penetration) offers an interesting Mollusca - Trematoda model with applications on evolutionary biology, health sciences and vector control strategies. Thus, here we explored different ecological, molecular and phenotypical aspects of this system to better understand P. columella resistance. We determined that while susceptible and resistant snails share similar ecological requirements, resistant populations occurred only at low pH (6.5-6.5) and total hardness (TH; 4°-10°d) waters, with low snail species richness, suggesting a high ecological cost of resistance. Comparison of life history traits between susceptible and resistant snails, experimentally-reared at low or common pH/TH conditions, showed that resistant populations display higher tolerance to pH/TH variations and a lower reproductive potential. To gain more insights on the molecular bases of the features associated to resistance in P. columella, we performed comparative “omics” approaches on naïve snails from both phenotypes at whole snail level (RNAseq) and at the albumen gland level (2D-electrophoresis). This thesis presents the latest efforts to broadly characterize this model, which constitute building steps for the comprehension of P. columella resistance and for its application to tackle parasite transmission

La mondialisation et les changements globaux actuels ont un impact considérable sur la distribution des espèces et la composition des communautés. Lorsque ces espèces sont impliquées dans une interaction hôte-parasite les changements dans leur répartition peuvent entraîner la (ré)émergence de maladies infectieuses. La fasciolose, maladie causée par les grandes douves du foie (Fasciola hepatica et Fasciola gigantica) est réémergente dans de nombreux points du globe. Il est difficile de mettre en place des programmes de contrôle parce que (1) les hôtes intermédiaires, des mollusques d’eau douce de la famille des Lymnaeidae, sont composés d’un groupe d’espèces cryptiques difficilement identifiables et (2) plusieurs espèces impliquées dans cette maladie sont invasives. L’objectif de cette thèse était d’étudier les facteurs écologiques et évolutifs à large échelle de l’interaction entre la grande douve du foie et ses hôtes intermédiaires susceptibles de favoriser une (ré)émergence de la fasciolose. J’ai, dans un premier temps, développé des approches moléculaires pour reconnaître les espèces cryptiques tant du côté de la grande douve du foie que du côté des Lymnaeidae. L’utilisation d’une des techniques développées sur Galba schirazensis, Galba cubensis et Galba truncatula, trois espèces de limnées, m’a permis d’identifier leur distribution respective et de modéliser leur niches bioclimatiques grâce à l’utilisation de modèles de niches écologiques. Cette approche de modélisation de niches permet d’inférer la distribution potentielle des trois espèces et nous amène à discuter des avantages potentiels de ces modèles dans la gestion de la fasciolose. Dans un second temps, je me suis intéressée à la structuration de la diversité génétique chez des espèces invasives du système grande douve du foie-limnée, par des approches de génétique des populations et de phylogénie. J’ai pu retracer l’histoire de colonisation, les dynamiques démographiques et le système de reproduction chez P. columella, G. schirazensis et G. cubensis. J’ai montré que ces trois espèces font préférentiellement de l’autofécondation entrainant des pertes drastiques de diversité génétiques sur le front d’invasion. G. cubensis présente cependant une coexistence de plusieurs génotypes dans les aires anciennement colonisées. Les différences génétiques entre ces trois espèces sont discutées à la lumière de ce qu’on sait de leur écologie. Enfin ces résultats m’ont permis de discuter de l’avantage d'être autofécondant en cas d’invasion biologique. Pour conclure l’invasion par ces populations d’hôtes intermédiaires dépourvus de diversité génétique pourrait représenter un risque épidémiologique. En effet un parasite a plus de probabilité de circuler dans une population hôte clonale que dans une population polymorphe. Cette thèse fait le lien entre écologie, interactions hôtes-parasites et génétique de l’invasion afin de mieux comprendre les facteurs d’expansion de la fasciolose à échelle globale. / Globalization and the current global change have significant impacts on species distribution and community composition. When these species are involved in a host-parasite interaction, changes in species range distribution can result in the (re)emergence of infectious diseases. Fasciolosis, a disease caused by the liver flukes (Fasciola hepatica and Fasciola gigantica) is reemerging in many parts of the world. It is difficult to implement control programs because (1) the intermediate hosts, freshwater molluscs of the Lymnaeidae family, are composed by a group of cryptic species (2) several species involved in this system are invasive. The objective of this thesis was to study the ecological and evolutionary factors at a large scale in the interaction between the liver fluke and its intermediate hosts that might drive to fasciolosis (re)emergence. First, I developed molecular approaches to quickly identify cryptic species on the two liver flukes and on three Lymnaeidae species. Using one of these techniques, I identify the respective distribution of Galba schirazensis, Galba cubensis and Galba truncatula and infer their respective climatic envelope by ecological niche modelling. We then modelled and projected the potential species distribution ranges. We discussed the contribution of models to predict the species distribution in space and time giving a considerable advantage to control fasciolosis. I then study the genetic diversity structuration in invasive snails involved in the transmission of F. hepatica, using population genetics and phylogeny. I could infer colonization history, population dynamics and reproductive system of Pseudosuccinea columella, G. schirazensis and G. cubensis. I showed that these three species preferentially make inbreeding causing drastic losses of genetic diversity in the invasion front. However G. cubensis presents a coexistence of several genotypes in formerly colonized areas. Genetic differences between these three species are discussed in the light of what we know about their ecology. Overall, these results illustrate how dramatic the reduction in genetic diversity can be for hermaphrodite animals. Finally, we discuss the epidemiological risk related to the invasion by intermediate hosts depleted in genetic diversity. Indeed, a parasite might circulate easily in a clonal host population than in a polymorphic population. In my thesis I linked ecology, host-parasite interactions with genetics of the invasion to better understand the expansion of fasciolosis at a global scale.

Les interactions hôte – parasites sont des systèmes qui affectent probablement la totalité des êtres vivants et constituent un facteur clé dans la compréhension de la dynamique des maladies infectieuses. On a abordé cette problématique en utilisant le système Fasciola hepatica/Lymnaeidae dans sur l'île de Cuba. Cette thèse utilise une approche basée sur différentes disciplines de la biologie comme l’écologie des populations (distribution et abondances de mollusques hôtes intermédiaires), l'écologie parasitaire (données de prévalences naturelles de parasites chez les hôtes), la génétique des populations en utilisant des marqueurs microsatellites (tant pour le parasite que pour les mollusques hôtes), et des études de susceptibilité et compatibilité douve/limnée.En ce qui concerne la diversité génétique du parasite, une très haute diversité et une forte probabilité d’allofécondation ont été observées. En revanche, on n’a pas trouvé de différentiation significatives entre souches. Les taux d’infection chez le bétail sont très élevés.Pour ce qui est de la biologie des populations des limnées hôtes, on a cartographié la distribution des deux espèces présentes à Cuba : Galba cubensis qui est très répandue et Pseudosuccinea columella qui n'est présente que dans la partie centre-occidentale. Nous avons mis en évidence des différences concernant les types d’habitats préférés pour chaque espèce : G. cubensis est plus plastique écologiquement et se retrouve beaucoup plus dans les sites anthropisés.L'étude des compatibilités douve/mollusque a révélé l’existence de populations avec une résistance naturelle à l’infection par F. hepatica chez la limnée P. columella. Ces populations sont génétiquement différenciées des populations sensibles. La plupart des populations sensibles sont monomorphes avec le même haplotype très répandu. Par contre, on a observé une diversité génétique plus importante chez G. cubensis qui suggère un temps évolutif plus ancien à Cuba. L’échantillonnage fait dans une aire de où la fasciolose sévit fortement chez le bétail a révélé un très faible taux d’infection naturel chez les limnées, mais avec de fortes variations d'intensités. Différentes combinaisons douve/limnée sympatriques et allopatriques testées expérimentalement ont montré une compatibilité supérieure de G. cubensis qui suggère une meilleure adaptation aux souches de F. hepatica cubaines.Les résultats obtenus montrent que la compréhension de la dynamique des maladies infectieuses ainsi que leur contrôle doivent s’appuyer sur des connaissances très solides de la biologie, écologie, génétique et évolution des systèmes hôtes – parasites. / Host – parasite interactions are biological systems that probably affect every living being. It also constitute a key factor in the understanding of infectious diseases. This subject has been studied using the Fasciola hepatica/Lymnaeidae system in the insular environment of Cuba. This thesis makes a biological multidisciplinary approach through population ecology (distribution and abundance of intermediary hosts snails), infection rates estimations of parasites in their hosts, population genetics using microsatellites markers (for both parasite and snails hosts), and studies of susceptibility and compatibility fluke/snail.The genetic diversity of the parasite is characterized by high values of diversity as well as probability of cross fertilization. However, we failed to detect significant differences between the strains but a highly infection rate is shared in cattle.Regarding the lymnaeid snails, the distribution of the two occurring species is mapped showing that Galba cubensis is widely distributed while Pseudosuccinea columella only exists in central-western Cuba. Both snail species differ in preferred habitat types and G. cubensis displays a higher ecological plasticity commonly observed in heavily human-transformed sites.Differences in host-parasite compatibilities have been revealed. It has been noted the existence of some populations of P. columella with a natural resistance to F. hepatica infection which display a marked differentiation of their population genetic structure compared to susceptible populations. Most susceptible populations are monomorphic with a very common haplotype in Cuba. Conversely, we observed a higher diversity in G. cubensis indicating a larger evolutionary time in Cuba. The sampling conducted in a fasciolosis endemic area revealed very low prevalences in the snail populations. However, strong variation in parasite mean intensity within individuals supports the high infection rates observed in cattle. Different sympatric and allopatric fluke/snail combinations were experimentally tested in which G. cubensis proved to be more compatible and suggest a better adaptation to the circulating F. hepatica in Cuba.Our results show that the understanding of infectious diseases’ dynamics and their effective control must strictly rely in a full knowledge of the biology, ecology, genetics and evolution of host – parasite systems.