Published July 7, 2023
| Version v1
Journal article
Disparate genetic divergence patterns in three corals across a pan-Pacific environmental gradient highlight species-specific adaptation
Creators
- Voolstra, Christian
- Hume, Benjamin
- Armstrong, Eric
- Mitushasi, Guinther
- Porro, Barbara
- Oury, Nicolas
- Agostini, Sylvain
- Boissin, Emilie
- Poulain, Julie
- Carradec, Quentin
- Paz-García, David
- Zoccola, Didier
- Magalon, Hélène
- Moulin, Clémentine
- Bourdin, Guillaume
- Iwankow, Guillaume
- Romac, Sarah
- Banaigs, Bernard
- Boss, Emmanuel
- Bowler, Chris
- de Vargas, Colomban
- Douville, Éric
- Flores, Michel
- Furla, Paola
- Galand, Pierre
- Gilson, Eric
- Lombard, Fabien
- Pesant, Stéphane
- Reynaud, Stéphanie
- Sullivan, Matthew
- Sunagawa, Shinichi
- Thomas, Olivier
- Troublé, Romain
- Thurber, Rebecca
- Wincker, Patrick
- Planes, Serge
- Allemand, Denis
- Forcioli, Didier
Contributors
Others:
- University of Konstanz
- École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)
- Université de Tsukuba = University of Tsukuba
- Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement (IRCAN) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
- Laboratoire International Associé Réponse des Organismes et Populations face au Stress Environnemental - Université Côte d'Azur - Centre Scientifique de Monaco (LIA ROPSE) ; Université Côte d'Azur - Centre Scientifique de Monaco
- Laboratoire d'Excellence CORAIL (LabEX CORAIL) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de La Réunion (UR)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC)-Institut d'écologie et environnement-Université des Antilles (UA)
- Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans (GOSEE) ; Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École Pratique des Hautes Études (EPHE) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Aix Marseille Université (AMU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université de Toulon (UTLN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-European Molecular Biology Laboratory (EMBL)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN) ; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université australe du Chili
- Laboratoire d'Analyses Génomiques des Eucaryotes (LAGE) ; Génomique métabolique (UMR 8030) ; Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Centro de Investigaciones Biologicas del Noroeste [Mexico] (CONACYT-CIBNOR) ; Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología [Mexico] (CONACYT)
- Centre Scientifique de Monaco (CSM)
- Fondation Tara Ocean
- University of Maine
- Station biologique de Roscoff = Roscoff Marine Station (SBR) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure (IBENS) ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE) ; Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC) ; Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE) ; Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
- Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques (LECOB) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Dpt génétique médicale [CHU Nice] ; Centre Hospitalier Universitaire de Nice (CHU Nice)
- Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Institut Universitaire de France (IUF) ; Ministère de l'Education nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)
- European Molecular Biology Laboratory [Hinxton]
- Department of Microbiology [Columbus] ; Ohio State University [Columbus] (OSU)
- Department of Biology [ETH Zürich] (D-BIOL) ; Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)
- Martin Ryan Institute ; National University of Ireland [Galway] (NUI Galway)
- Oregon State University (OSU)
- Génomique métabolique (UMR 8030) ; Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Description
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.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.science/hal-04157744
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04157744v1
Origin repository
- Origin repository
- UNICA