Disparate genetic divergence patterns in three corals across a pan-Pacific environmental gradient highlight species-specific adaptation
Christian R Voolstra
(1)
,
Benjamin C C Hume
(1)
,
Eric J Armstrong
(2, 3, 4)
,
Guinther Mitushasi
(5)
,
Barbara Porro
(6, 7)
,
Nicolas Oury
(8)
,
Sylvain Agostini
(5)
,
Emilie Boissin
(8)
,
Julie Poulain
(3, 4)
,
Quentin Carradec
(3, 4)
,
David A Paz-García
(9)
,
Didier Zoccola
(7, 10)
,
Hélène Magalon
(8)
,
Clémentine Moulin
(11)
,
Guillaume Bourdin
(12)
,
Guillaume Iwankow
(8)
,
Sarah Romac
(3, 13)
,
Bernard Banaigs
(8)
,
Emmanuel Boss
(12)
,
Chris Bowler
(3, 14)
,
Colomban de Vargas
(3, 13)
,
Éric Douville
(15, 16)
,
Michel Flores
(17)
,
Paola Furla
(6, 7)
,
Pierre E Galand
(18)
,
Eric Gilson
(6, 7, 19)
,
Fabien Lombard
(3, 20, 21)
,
Stéphane Pesant
(22)
,
Stéphanie Reynaud
(7, 10)
,
Matthew B Sullivan
(23)
,
Shinichi Sunagawa
(24)
,
Olivier P Thomas
(25)
,
Romain Troublé
(11)
,
Rebecca Vega Thurber
(26)
,
Patrick Wincker
(3, 27)
,
Serge Planes
(8)
,
Denis Allemand
(7, 10)
,
Didier Forcioli
(6, 7)
1
University of Konstanz
2 EPHE - École Pratique des Hautes Études
3 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
4 LAGE - Laboratoire d'Analyses Génomiques des Eucaryotes
5 Université de Tsukuba = University of Tsukuba
6 IRCAN - Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
7 LIA ROPSE - Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
8 LabEX CORAIL - Laboratoire d'Excellence CORAIL
9 CONACYT-CIBNOR - Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste [Mexico]
10 CSM - Centre Scientifique de Monaco
11 Fondation Tara Ocean
12 University of Maine
13 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
14 IBENS - Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure
15 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
16 GEOTRAC - Géochrononologie Traceurs Archéométrie
17 Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
18 LECOB - Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques
19 Dpt génétique médicale [CHU Nice]
20 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
21 IUF - Institut universitaire de France
22 European Molecular Biology Laboratory [Hinxton]
23 Department of Microbiology [Columbus]
24 D-BIOL - Department of Biology [ETH Zürich]
25 Martin Ryan Institute
26 OSU - Oregon State University
27 UMR 8030 - Génomique métabolique
2 EPHE - École Pratique des Hautes Études
3 GOSEE - Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans
4 LAGE - Laboratoire d'Analyses Génomiques des Eucaryotes
5 Université de Tsukuba = University of Tsukuba
6 IRCAN - Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
7 LIA ROPSE - Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d’Azur - Centre Scientifique de Monaco
8 LabEX CORAIL - Laboratoire d'Excellence CORAIL
9 CONACYT-CIBNOR - Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste [Mexico]
10 CSM - Centre Scientifique de Monaco
11 Fondation Tara Ocean
12 University of Maine
13 SBR - Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station
14 IBENS - Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure
15 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
16 GEOTRAC - Géochrononologie Traceurs Archéométrie
17 Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
18 LECOB - Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques
19 Dpt génétique médicale [CHU Nice]
20 LOV - Laboratoire d'océanographie de Villefranche
21 IUF - Institut universitaire de France
22 European Molecular Biology Laboratory [Hinxton]
23 Department of Microbiology [Columbus]
24 D-BIOL - Department of Biology [ETH Zürich]
25 Martin Ryan Institute
26 OSU - Oregon State University
27 UMR 8030 - Génomique métabolique
Eric J Armstrong
- Fonction : co premier-auteur
- PersonId : 1259311
- ORCID : 0000-0003-1223-4907
Nicolas Oury
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1186284
- ORCID : 0000-0002-5386-4633
- IdRef : 263895459
Emilie Boissin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 773657
- ORCID : 0000-0002-4110-790X
- IdRef : 131975765
Julie Poulain
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756903
- IdHAL : julie-poulain
- ORCID : 0000-0002-8744-3116
- IdRef : 061407232
Quentin Carradec
- Fonction : Auteur
- PersonId : 183100
- IdHAL : quentin-carradec
- ORCID : 0000-0003-4612-8678
- IdRef : 181215942
Hélène Magalon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 6926
- IdHAL : helene-magalon
- ORCID : 0000-0002-7061-955X
- IdRef : 087988151
Chris Bowler
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1228231
- IdHAL : chris-bowler
- ORCID : 0000-0003-3835-6187
- IdRef : 06874904X
Colomban de Vargas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1196134
- IdHAL : colomban-de-vargas
- ORCID : 0000-0002-6476-6019
- IdRef : 144372401
Éric Douville
- Fonction : Auteur
- PersonId : 181282
- IdHAL : eric-douville
- ORCID : 0000-0002-6673-1768
- IdRef : 171629655
Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757160
- IdHAL : patrick-wincker
- ORCID : 0000-0001-7562-3454
Résumé
Tropical coral reefs are among the most affected ecosystems by climate change and face increasing loss in the coming decades. Effective conservation strategies that maximize ecosystem resilience must be informed by the accurate characterization of extant genetic diversity and population structure together with an understanding of the adaptive potential of keystone species. Here we analyzed samples from the Tara Pacific Expedition (2016-2018) that completed an 18,000 km longitudinal transect of the Pacific Ocean sampling three widespread corals-Pocillopora meandrina, Porites lobata, and Millepora cf. platyphylla-across 33 sites from 11 islands. Using deep metagenomic sequencing of 269 colonies in conjunction with morphological analyses and climate variability data, we can show that despite a targeted sampling the transect encompasses multiple cryptic species. These species exhibit disparate biogeographic patterns and, most importantly, distinct evolutionary patterns in identical environmental regimes. Our findings demonstrate on a basin scale that evolutionary trajectories are species-specific and can only in part be predicted from the environment. This highlights that conservation strategies must integrate multi-species investigations to discern the distinct genomic footprints shaped by selection as well as the genetic potential for adaptive change.
Domaines
Planète et Univers [physics]| Origine | Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte |
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