Résumé
Le complexe d’espèces Anopheles gambiae est un groupe d'au moins 9 espèces jumelles de moustiques connu pour inclure les vecteurs les plus importants du paludisme humain en Afrique. Morphologiquement indiscernables, ces espèces présentent un isolement reproducteur incomplet et sont écologiquement très diversifiées. Les vecteurs les plus importants, An. gambiae et An. coluzzii, sont aussi les espèces les plus jeunes et font preuve d’une grande plasticité écologique, avec des aires de répartition étendues et chevauchantes à travers divers biomes de l'Afrique subsaharienne. Cette flexibilité est attribuée à un grand potentiel adaptatif, expliqué par trois propriétés génomiques majeures: (i) ces espèces présentent dans leur génome un nombre élevé d'inversions chromosomiques impliquées dans l'adaptation, la résistance aux insecticides et aux pathogènes; (ii) leurs génomes hébergent également une densité remarquable de polymorphismes nucléotidiques simples (SNP); (iii) et ces deux espèces, ainsi que les 7 autres membres du complexe, ont montré une forte propension à l'hybridation et au flux génique interspécifique impactant leurs génomes, connectant ainsi les pools génétiques des espèces à l’échelle macro-évolutive du complexe.Les données génomiques produites par le consortium des 1000 génomes d’Anopheles gambiae (Ag1000G) ont permis l'étude de la diversité, de l’adaptation locale et de la spéciation chez ces espèces en s’appuyant principalement sur l’analyse des SNP des génomes nucléaires. L’objectif global de cette thèse est de comprendre la contribution des autres sources de variations génétiques à l’échelle du génome (mitochondriales et structurales) encore peu étudiées jusque-là.Dans le premier chapitre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux facteurs et processus qui ont façonné l'évolution du génome mitochondrial chez An. gambiae et An. coluzzii. Supposé sélectivement neutre et représentatif de l’évolution des populations et des espèces, nous montrons que des processus évolutifs complexes, comme la sélection naturelle et l’introgression, ont modelé son évolution.Au-delà des SNP, l’étude des inversions chromosomiques et des variations de nombre de copies des gènes (CNV) responsables de la résistance aux insecticides ont mis en évidence l’importance des variations structurales (SV) dans les processus d’adaptation et potentiellement de spéciation chez An. gambiae et An. coluzzii. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons développé un outil clef en main pour l’identification des SV au sein de génomes eucaryotes, à partir de grands jeux de données de séquençage de lectures courtes. Les résultats sont présentés sous la forme d’une panréférence, qui répertorie le matériel génomique partagé par tous les individus (génome cœur) ou non (génome accessoire). Nous avons appliqué et validé l’approche utilisée à partir de données de séquences courtes et longues, sur un modèle à faible diversité nucléotidique: le riz africain cultivé (Oryza glaberrima) et son plus proche parent sauvage (O. barthii).Dans la troisième partie de cette thèse, nous avons appliqué cet outil bioinformatique aux données du projet Ag1000G pour caractériser les SV, dont les éléments transposables et les CNV, dans les populations naturelles d’An. gambiae et An. coluzzii. Bien que les limites de l’approche aient été mises en évidence au cours de l’étude, les schémas de différenciation observés des variations pangénomiques ont permis l’identification de variations jouant potentiellement un rôle dans les processus d’adaptation et d'isolement reproducteur des espèces, mais également l’exploration des effets de l'hybridation dans les régions où An. gambiae et An. coluzzii coexistent.Cette thèse fournit un aperçu des variations pangénomiques chez les Anophèles et les limites des séquences courtes. Ils soulignent leur rôle potentiellement important dans leur évolution et appellent à de nouvelles études via l’analyse de séquences longues.