La propagation de bactéries intracellulaires invasives peut entrainer celle des génomes mitochondriaux qui leur sont liés génétiquement au sein du cytoplasme. Cette sélection par autostop peut conduire à une réduction de la taille efficace (Ne) pour le génome mitochondrial. Elle peut également favoriser l'introgression d'une mitochondrie introduite dans une espèce suite à une hybridation. Le principal objectif de ma thèse est de quantifier ces différents effets, de manière globale, au moyen d'un large échantillonnage d'Arthropodes de Polynésie française. Les événements d'introgressions mitochondriales sont à l'origine de discordances entre les histoires évolutives des génomes mitochondriaux et nucléaires. Afin de rechercher de telles discordances, nous avons développé des marqueurs génomiques nucléaires de type RADseq, permettant de reconstruire l'histoire des populations étudiées. J'ai pu montrer au moyen de simulations que ce type de données pouvait être utilisé pour inférer des relations phylogénétiques entre espèces (Cariou et al. 2013). Des améliorations du protocole RADseq nous ont également permis de démontrer l'applicabilité de cette méthode à de nombreux spécimens au sein de librairies hautement multiplexées (Henri et al. 2015). A partir d'analyses in silico, j'ai par ailleurs évalué l'importance de différents biais liés à l'utilisation de marqueurs RADseq pour estimer les diversités génétiques et proposé une méthode permettant de corriger certains d'entre eux. A partir de ces développements, j'ai pu démontrer que sur 30 espèces de Diptères et de Lépidoptères testées à ce jour, la proximité génétique mitochondriale est systématiquement confirmée par les marqueurs nucléaires, rejetant ainsi l'hypothèse d'une introgression mitochondriale récente. Sur un plus large échantillon, nous avons en revanche mis en évidence une réduction significative du Ne mitochondrial dans les lignées infectées par Wolbachia, suffisante pour réduire le polymorphisme, mais insuffisante pour générer une réduction notable de l'efficacité de la sélection naturelle / The spread of endosymbiotic bacteria can drive that of the linked mitochondrial genomes within the cytoplasm. This hitchhiking selection can lead to a reduction of the effective population size of the mitochondrial genomes (Ne). 1t can also facilitate mitochondrial introgression, following the introduction of exogenous mitochondria in a species by hybridization. The main objective of my thesis is to quantify these different effects, on a global scale, using a large sample of Arthropods. Mitochondrial introgressions can lead to discrepancies between the evolutionary histories of mitochondrial and nuclear genomes. To investigate such patterns, we used RADseq genomic markers, that allow reconstructing population histories, and developed improvements for the library preparation and data analysis. Using in silico experiments, 1 showed that RADseq data is suitable for phylogenetic inferences (Cariou et al. 2013). Adjustments in the RADseq protocol also allowed us to demonstrate the applicability of this method for highly multiplexed libraries (Henri et al. 2015). The impact of various biases related the estimation of population genetic diversity using RADseq was also investigated in silico, which lead me to propose an ABC method to correct some of them. Following these developments, 1 showed on 30 species of Diptera and Lepidoptera that nuclear markers always confirmed the mitochondrial genetic relatedness, ruling out the hypothesis of recent mitochondrial introgressions. On a larger sample, we detected a reduction of the mitochondrial Ne in Wolbachia infected lineages. This reduction caused a significant decrease in the polymorphism of infected populations, but appeared insufficient to reduce the efficacy of natural selection

Une forte structure génétique a été décrite dans la littérature parmi les populations européennes de la coque de lagune Cerastoderma glaucum. Cependant, les limites géographiques entre les grandes divisions génétiques varient d'un marqueur à l'autre et leur faible nombre ne permettait pas de tester réellement les échanges génétiques entre ces groupes. Le but principal de cette thèse était donc d'estimer la structure des populations de C. glaucum à l'aide de marqueurs, en considérant les rôles respectifs de la divergence passée et de la fragmentation de l'habitat. Pour atteindre ses objectifs, des populations des côtes atlantiques et méditerranéennes ont été étudiées en utilisant : i) des marqueurs génétiques classiques (un EPIC et des marqueurs microsatellites déjà publiés); ii) des séquences associées à des sites de restriction (“restriction associated DNA sequences”) ou RADseq. Alors que les marqueurs génétiques classiques ont révélé le caractère divergent des populations de Méditerranée orientale, l'approche RADseq a permis de reconstruire les relations phylogénétiques entre groupes au sein de l'espèce avec une résolution jamais encore ateinte. Trois lignées profondément divergentes ont ainsi été identifiée au sein de C. glaucum: une en Mer Egée – Mer Noire, une en Mer Ionienne et la dernière largement distribuée de la Méditerranée à la Baltique. Cette dernière lignée c'est par ailleurs sous divisée en entités isolées en Méditerranée Occidentale, en Atlantique, en Mer du Nord et an Baltique. Comparée à l'espèce soeur C. edule, qui profite d'un habitat moins fragmenté, C. glaucum présente une beaucoup plus forte différenciation génétique entre populations. Il semble donc que des incompatibilités génétiques, conséquences de l'isolement géographique et de l'adaptation locale, aient pu être à l'origine d'un complexe d'espèces. Ces résultats soulignent par ailleurs le rôle évolutif particulier de l'habitat lagunaire, accélérateur de la diversification génétique. / Previous studies found a high level of genetic structuring among the European populations of the lagoon cockle Cerastoderma glaucum. However, the geographic locations of the major genetic divisions differed among markers and the small number of genetic markers used lacked the power to test for gene flow between divergent clusters. Therefore, the main aim of this thesis was to assess the population structure of C. glaucum using new genetic markers in the light of the respective role of past divergence and habitat fragmentation. To reach these objectives, populations from the Atlantic and Mediterranean coasts have been investigated using: i) classical genetic markers (EPIC together with previously published microsatellites); ii) restriction-site associated DNA sequencing (RADseq). When the classical genetic markers revealed the divergent character of Eastern Mediterranean populations, the RADseq approach allowed inferring phylogenetic relationships with an unprecedented resolution. Three deeply divergent lineages were described within C. glaucum: one in the Aegean-Black Sea region, one in the Ionian Sea, and the last one widely distributed from the Western Mediterranean to the Baltic Sea. This last lineage underwent further diversification with isolated entities detected in Western Mediterranean, Atlantic, North Sea and Baltic Sea. Compared to the sister species C. edule, which thrives in a less fragmented habitat, C. glaucum displayed a much stronger genetic differentiation among populations. Consequently, it seems that genetic incompatibilities, which emerged as a by-product of geographic isolation together with local adaptation, led to the origin of a species complex. These results highlight the evolutionary role of lagoon habitats, where genetic diversification can proceed very quickly.

La domestication est un modèle idéal pour étudier les processus évolutifs car elle implique des événements d'adaptation récents avec une sélection forte. Les champignons sont de bons organismes modèles pour étudier la domestication et plus généralement l’adaptation, grâce à leurs petits génomes et leur facilité de manipulation. Ils sont utilisés depuis longtemps pour la transformation alimentaire, par exemple P. camemberti et P. roqueforti pour la fabrication du fromage, et la levure Saccharomyces pour la fermentation du vin et de la bière. Chez ces champignons, des caractéristiques bénéfiques ont été acquises pour la transformation alimentaire, et les transferts horizontaux de gènes se sont révélés être un moyen essentiel d’adaptation rapide dans l’environnement alimentaire. Ici, j’ai étudié principalement l’adaptation de deux espèces de Penicillium relativement distantes phylogénétiquement - P. nalgiovense et P. salamii, toutes deux utilisées pour la maturation de la viande séchée. J’ai étudié si ces champignons ont été domestiqués, c’est-à-dire si les populations alimentaires se sont adaptées à l’environnement de la viande séchée, et s’il y a eu une différenciation génétique par rapport à d’autres populations; j’ai aussi recherché si des traces génomiques d’adaptation pouvaient être détectées. En analysant des génomes complets, j’ai trouvé peu de diversité génétique et de structure de population chez P. salamii et encore moins chez P. nalgiovense. Des expériences ont montré que les populations de P. salamii et P. nalgiovense provenant de viande séchée présentaient des taux de protéolyse et de lipolyse plus faibles et des couleurs différentes de celles des populations de viande non séchée. De plus, nous avons trouvé des transferts de gènes horizontaux partagés par P. salamii et P. nalgiovense et absents chez d’autres espèces de Penicillium. En résumé, ces résultats indiquent une évolution convergente et une adaptation des populations de P. salamii et P. nalgiovense à la viande séchée. J'ai également étudié les conséquences de la domestication chez le champignon utilisé pour la production de fromages bleus, P. roqueforti, montrant une faible fertilité des souches fromagères par rapport aux souches non fromagères. Les résultats de la thèse soulignent donc l'importance des transferts de gènes horizontaux pour une adaptation rapide chez les champignons et renforcent l'idée que les champignons domestiqués pour la production de nourriture sont de bons modèles pour étudier l'adaptation et l'évolution. / Domestication is an ideal model to study evolutionary processes due to the recent adaptation events and strong selection it implies. Fungi in particular are good model organisms to study domestication and more generally adaptation, with their small genomes and experimental tractability. Fungi have been used for food production, e.g., P. camemberti and P. roqueforti for cheesemaking, and Saccharomyces yeast for wine and beer fermentation. In these fungi, beneficial traits have been acquired for food production, and horizontal gene transfers (HGTs) have been shown to be a major way to rapid adaptation in food environment. Here, I mainly studied the adaptation of food Penicillium fungi using two distantly related Penicillium species - P. nalgiovense and P. salamii, both used for dry-cured meat maturation, to assess whether these fungi have been domesticated, i.e., whether food populations adapted to the dry-cured meat environment, whether were genetically differentiated from other populations, and whether we could find genomic footprints of adaptive events. Using genome sequencing, we found little diversity and population structure in P. salamii and even less in P. nalgiovense. Experiments showed that both P. salamii and P. nalgiovense dry-cured meat populations had lower proteolysis and lipolysis rates and different colors from non-dry-cured meat populations. Furthermore, we found HGTs shared by P. salamii and P. nalgiovense while lacking in other Penicillium species. Altogether, these results indicate convergence evolution and adaptation in P. salamii and P. nalgiovense dry-cured meat populations, as was previously found in cheese Penicillium fungi. I also studied the consequences of domestication in the blue cheese fungus P. roqueforti, showing lower fertility of cheese strains compared to non-cheese strains. The results of the thesis thus point out the importance of HGTs for rapid adaptation in fungi and reinforce the view that fungi are ideal models to study adaptation and evolution.