Lucas DUBUS

photo Lucas terrain

Doctorant EPHE - PSL / Beauval Nature

Étage 1 - Aile C - Bureau 114

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Directrice de thèse: Stéphanie Manel (CEFE, EPHE - PSL)

Projet de thèse : Caractériser la distribution et la taille de la population de Lamantin d’Afrique, une espèce menacée, dans le Parc National de Conkouati Douli, en République du Congo.

L’objectif général de la thèse est d’améliorer l'état des connaissances sur le lamantin d’Afrique (Trichechus senegalensis) au sein du Parc National de Conkouati-Douli (PNCD) afin de guider les actions favorables à sa conservation (sensibilisation, méthodes de pêche, activités alternatives, …) tout en prenant en compte les impacts socio-économiques. L’aspect cryptique et méconnu de cette espèce menacée d’extinction nécessite un couplage de différentes méthodes de suivi non-destructifs ni invasifs (observation visuelle, acoustique, génomique), dont certaines sont nouvelles (ADN environnemental). Ce suivi aura pour but, d’une part, de mieux connaître les besoins écologiques de l’espèce, son habitat, et sa distribution au sein du parc ; d’autre part, il permettra d’estimer des indices de l’abondance de la (ou les) population(s) de lamantin présente(s) au sein du PNCD. Finalement les résultats de ce projet permettront de proposer des mesures d’évitement, de réduction ou de compensation des menaces qui pèsent sur l’espèce tout en limitant les effets négatifs pour la population humaine locale.

Objectif 1 : Caractériser la distribution de l’espèce en lien avec l’environnement (paramètre physico-chimiques, végétation, pressions anthropiques, …) et proposer un modèle d’occurrence au sein du parc et une cartographie.
Nous chercherons à identifier les besoins écologiques de l'espèce au sein du PNCD, sa répartition en vue d'établir une carte de probabilité d'occurrence.

Objectif 2 : Estimer la taille de la population de lamantins dans le parc grâce à la génomique.
Nous analyserons la structure et la diversité génétique du Lamantin au sein de PNCD. Nous estimerons également un indice de taille de l'échantillon que nous avons.

Objectif 3 : Apport de l’acoustique dans la caractérisation spatiale et saisonnière de l’habitat du Lamantin, la caractérisation des individus et l’apport pour un indice d’abondance en lamantins, et comparaison avec les résultats génétiques.
Nous testerons la capacité de l’approche acoustique à identifier individuellement les lamantins ainsi qu’à obtenir une estimation de la taille de population. Les résultats seront comparés à ceux obtenus par le suivi génétique (Objectif 2).

Objectif 4 : Proposer un programme de conservation et identifier les zones de protection prioritaire en interaction avec les populations pour en limiter les impacts socio-économiques.
Nous utiliserons alors les connaissances acquises sur la répartition spatiale et l’abondance du Lamantin d’Afrique dans le PNCD (Objectifs 1, 2 & 3) pour guider les actions de conservation de l’espèce dans le parc.

---English---

Thesis projet : Characterize the distribution and population size of the African manatee, a threatened species, in Conkouati-Douli National Park, Republic of the Congo

The general objective of the thesis is to improve the knowledge about the African manatee (Trichechus senegalensis) within Conkouati-Douli National Park (CDNP) in order to guide conservation actions (awareness, fishing methods, alternative activities, etc.) while considering socio-economic impacts. The cryptic and poorly understood nature of this threatened species necessitates a combination of different non-destructive and non-invasive monitoring methods (visual observation, acoustic, genomic), some of which are new (environmental DNA). This monitoring aims to better understand the ecological needs of the species, its habitat, and its distribution within the park, as well as to estimate indices of manatee population abundance within the CDNP. Ultimately, the results of this project will enable the proposal of avoidance, reduction, or compensation measures for threats to the species while minimizing negative effects on the local human population.

Objective 1: Characterize the species distribution in relation to the environment (physico-chemical parameters, vegetation, anthropogenic pressures, etc.) and propose an occurrence model within the park along with mapping.
We will seek to identify the ecological needs of the species within the CDNP, its distribution to establish a probability map of occurrence.

Objective 2: Estimate the size of the manatee population in the park using genomics.
We will analyze the genetic structure and diversity of the manatee within the CDNP. We will also estimate a sample size index that we have.

Objective 3: Contribution of acoustics to the spatial and seasonal characterization of manatee habitat, individual characterization, and contribution to a manatee abundance index, and comparison with genetic results.
We will test the ability of the acoustic approach to individually identify manatees and to obtain an estimation of the population size. Results will be compared with those obtained through genetic monitoring (Objective 2).

Objective 4: Propose a conservation program and identify priority protection areas in interaction with populations to mitigate socio-economic impacts.
We will use the knowledge gained about the spatial distribution and abundance of the African manatee in the CDNP (Objectives 1, 2 & 3) to guide species conservation actions in the park.

 

Nadia FAURE

Photo Nadia small

Doctorante EPHE - PSL / Beauval Nature

Étage 1 - Aile C - Bureau 114

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Google Scholar – ResearchGate

Directrice de thèse: Stéphanie Manel (CEFE, EPHE - PSL)

 

Thesis project: Genetic diversity and conservation of threatened marine species: exploring innovative solutions

The main objectives of this thesis are: (1) to develop genomic tools adapted to the monitoring of threatened populations and (2) to improve existing genetic diversity indicators in order to provide relevant and accessible information to conservation stakeholders. This second point will seek to valorise the intra-specific genetic component, which is still neglected when assessing the status of IUCN species and guiding conservation decisions. These approaches will be applied specifically to two marine species on the IUCN Red List in the Mediterranean: the angelshark (Squatina squatina) and the bottlenose dolphin (Tursiops truncatus). Genomic analysis of angelshark populations will be based on tissue samples from individuals caught accidentally by fishers, given the difficulty of sampling genetic material from this rare shark. For bottlenose dolphin populations, we will develop an eDNA capture-hybridization method to generate Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) genomic data from eDNA sampled behind dolphin pods by seawater filtration. This latest approach, still at the proof-of-concept stage, will allow us to examine the performance of this non-invasive technique for obtaining intra-specific genetic information. It could replace traditional sampling methods that require tissue collection from living organisms, which runs counter to efforts to conserve imperiled species.

Publications

Faure, N., Manel, S., Macé, B., Arnal, V., Guellati, N., Holon, F., Barroil, A., Pichot, F., Riutort, J-J., Insacco, G., Zava, B., Mouillot, D., Deter, J. (2023). An environmental DNA assay for the detection of Critically Endangered angel sharks (Squatina spp.). Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 33(10), 1088-1097. https://doi.org/10.1002/aqc.3954

Mathon, L., Marques, V., Manel, S., Albouy, C., Andrello, M., Boulanger, E., ... Faure, N., … & Mouillot, D. (2023). The distribution of coastal fish eDNA sequences in the Anthropocene. Global Ecology and Biogeography, 32(8), 1336-1352. https://doi.org/10.1111/geb.13698

 

 

Jeanne ROLLAND

photo Dimitri Medetian

 Doctorante EPHE - PSL

Etage 1, aile C, bureau 114

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Directrice de thèse: Stéphanie Manel (CEFE, EPHE - PSL)

Co-directeur: David Mouillot (MARBEC, UM)

Co-directeur: Baptiste Mulot (Beauval Zoo)

 

Projet de thèse: Améliorer les prédictions de la réponse des poissons marins aux changements environnementaux avec l’ADN environnemental : conséquences pour la biogéographie et la conservation

Le réchauffement océanique a des conséquences sur la biodiversité telles que les déplacements d'aire de répartition des espèces. La plupart des espèces de poissons sont ectothermes et font donc partie des espèces les plus sensibles aux changements de température. Toutefois, les difficultés d'évaluation de la biodiversité des poissons dans les océans entraînent de fortes lacunes dans les connaissances, tant sur l'occurrence des espèces que sur les modèles.

Mon projet de thèse vise à surmonter les challenges de la détection des espèces avec l’ADN environnemental, liés à l’incomplétude des bases de données de référence, afin de prédire les changements d’aire de distribution des poissons marins. 

 Plus en détails, les objectifs de ma thèse seront de :

i)Compléter la base de référence génétique déjà initiée depuis près de 4 ans pour les poissons marins, notamment pour les espèces rares et vulnérables, en bénéficiant des spécimens d’aquariums et de musées, et qui cible une séquence nommée TELEO située sur le gène mitochondrial 12S. 

ii)Revisiter les modèles de distribution des espèces en tenant compte de la réévaluation des occurrences avec l’ADNe afin de fournir de nouvelles prédictions actualisées du déplacement des aires de répartition jusqu'à la fin du 21e siècle. 

iii)Lier les déplacements des aires de répartition aux caractéristiques des espèces (mobiles ou non, type d'accouplement, niveau trophique et autres), à l'état de conservation (statut UICN, vulnérabilité à la pêche) et de la phylogénie pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents.

---- English ----

Thesis project:

Improving predictions of marine fish response to environmental change with environmental DNA: consequences for biogeography and conservation

Oceanic warming has consequences on biodiversity such as species range shifts. Most fish species are ectothermic and are therefore among the most sensitive species to temperature changes. However, difficulties in assessing fish biodiversity in the oceans lead to large gaps in knowledge, both in species occurrence and patterns.

My thesis project aims to overcome the challenges of species detection with environmental DNA, related to the incompleteness of reference databases, in order to predict range shifts of marine fish. 

More precisely, the objectives of my thesis will be to:

  1. i) Complete the genetic reference database already initiated for nearly 4 years for marine fishes, especially for rare and vulnerable species, by benefiting from aquarium and museum specimens, and targeting the TELEO1 sequence located on the 12S mitochondrial gene. 
  2. ii) Revisit species distribution models taking into account the re-evaluation of occurrences with eDNA to provide new and updated predictions of range shifts through the end of the 21st century. 

iii) Link range shifts to species traits (mobile vs. non-mobile, mating type, trophic level, and others), conservation status (IUCN status, vulnerability to fishing) and phylogeny to better understand underlying mechanisms.

Bastien MACÉ

PhotoCEFE small

Doctorant EPHE - PSL / SPYGEN

Étage 1 - Aile C - Bureau 114

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Google Scholar – ResearchGate – ORCID

Directrice de thèse: Stéphanie Manel (CEFE, EPHE - PSL)
Co-encadrant: Erwan Delrieu-Trottin (CEFE, EPHE - PSL)
Co-encadrante: Alicia Dalongeville (SPYGEN)

 

Projet de thèse : Caractériser la biodiversité dans les ports marins avec l’ADN environnemental

Les zones côtières sont parmi les écosystèmes les plus diversifiés de la planète mais abritent en même temps plus d'un tiers de la population humaine au niveau mondial. Par conséquent, des pressions anthropiques de plus en plus intenses s'exercent sur le littoral, en particulier via l'artificialisation des côtes, bouleversant les communautés biologiques qui y sont associées. La biodiversité des ports marins est notamment très mal connue, et l'objectif de cette thèse est de combler cette lacune grâce à un suivi standardisé rendu possible par la méthode du metabarcoding d'ADN environnemental. Un échantillonnage de l'ensemble du côtier méditerranéen français incluant la Corse a été réalisé afin de caractériser la biodiversité associée aux ports marins ainsi que les facteurs anthropiques et environnementaux influençant cette diversité, en se focalisant sur les communautés de poissons et de crustacés. Les différences d'assemblages entre communautés dans les ports et en dehors permettront d'identifier les espèces propres aux environnements portuaires et celles qui au contraire sont le plus impactées par l'urbanisation en milieu marin. L'hypothèse selon laquelle l'artificialisation entraîne un mécanisme d'homogénéisation biotique sera étudiée. Le potentiel rôle des ports marins comme de site de colonisation précoce des espèces non indigènes sera également exploré.

Les objectifs de cette thèse sont :

  • D’évaluer de façon générale la biodiversité dans les ports et en dehors des ports sur l’ensemble de la façade Méditerranéenne française
  • D’établir une typologie fonctionnelle de la biodiversité portuaire pour différents groupes taxonomiques, et identifier les facteurs environnementaux et anthropiques qui l’influencent
  • D’évaluer le potentiel rôle des ports comme refuge pour certaines espèces ou de sentinelle pour la détection d’espèces non indigènes
  • D’établir une carte de la connectivité potentielle entre les ports et différents habitats naturels adjacents à partir de données paysagères
  • D’évaluer les biais de détection de la biodiversité avec l’ADN environnemental, et identifier les covariables qui les influencent

 

Thesis project: Characterizing seaports biodiversity through environmental DNA

         Coastal areas are among the most diverse ecosystems on Earth but also host one third of the global human population. Consequently, coastlines are under increasing human pressures, particularly because of coastal artificialization, altering the associated biological communities. Seaports’ biodiversity remains notably widely unknown, and the aim of this thesis is to fill this gap through standardized monitoring thanks to environmental DNA metabarcoding. A sampling of the whole French Mediterranean coastline including Corsica was done to characterize seaports-associated biodiversity as well as the anthropogenic and environmental factors shaping this diversity, focusing on fish and crustacean communities. Differences in assemblages between communities inside and outside seaports will allow to identify species that are specific to seaports and on the contrary those that are the most impacted by marine urbanization. The hypothesis according to which artificialization lead to biotic homogenization mechanism will be investigated. The potential role of seaports as early colonization sites for non-indigenous species will also be explored.

The objectives of this thesis are:

  • Provide a biodiversity overview inside and outside seaports along the French Mediterranean coastline
  • Establish a functional typology of seaport biodiversity for different taxonomic groups, and identify the environmental and anthropogenic factors responsible
  • Evaluate the potential implications of seaports in sheltering some species or favoring the establishment of non-indigenous species
  • Build a potential connectivity map between seaports and different neighbor natural habitats from seascape data
  • Assess eDNA-related biodiversity detection biases, and identify the covariables responsible 

 

Publications

Macé, B., Mouillot, D., Dalongeville, A., Bruno, M., Deter, J., Varenne, A., Gudefin, A., Boissery, P., & Manel, S. (2024). The Tree of Life eDNA metabarcoding reveals a similar taxonomic richness but dissimilar evolutionary lineages between seaports and marine reserves. Molecular Ecology33(12), e17373. https://doi.org/10.1111/mec.17373

Faure, N., Manel, S., Macé, B., Arnal, V., Guellati, N., Holon, F., Barroil, A., Pichot, F., Riutort, J.-J., Insacco, G., Zava, B., Mouillot, D., & Deter, J. (2023). An environmental DNA assay for the detection of Critically Endangered angel sharks (Squatina spp.). Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 33(10), 1088–1097. https://doi.org/10.1002/aqc.3954

Macé, B., Hocdé, R., Marques, V., Guerin, P.-E., Valentini, A., Arnal, V., Pellissier, L., & Manel, S. (2022). Evaluating bioinformatics pipelines for population-level inference using environmental DNA. Environmental DNA, 4(3), 674–686. https://doi.org/10.1002/edn3.269

Dimitri MEDETIAN

photo Dimitri Medetian

Doctorant EPHE-PSL

Etage 1, aile C, bureau 114

ResearchGate

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Directeur de thèse : Claude Miaud (CEFE, EPHE - PSL)

 

Projet de thèse: Etude de la mobilité de la mégafaune marine grâce au développement d’un capteur passif à ADN environnemental

Mots clés : ADN environnemental, capteur passif, mégafaune marine, parc éolien en mer.

Cette thèse vise à améliorer les connaissances sur la mobilité de la mégafaune marine rare et parfois discrète (mammifères marins, tortues marines, grands poissons…) grâce au développement d’un capteur passif à ADN environnemental (ADNe). L’ADNe correspond à l’ADN naturellement relâché dans l’environnement par les organismes vivants. L’objectif est de capter cet ADN dans le temps afin de détecter les passages de la mégafaune marine et de mieux comprendre ses déplacements.

Cette nouvelle méthode peut permettre de répondre à certains obstacles méthodologiques des inventaires de biodiversité marine (difficultés et coûts d’accès, saisonnalité de la fréquentation, discrétion des taxons…). 

Enfin, ces capteurs serviront également à l’étude des interactions de cette faune avec les activités anthropiques. La fréquentation des parcs éoliens en mer par la mégafaune marine sera ainsi évaluée.

Les objectifs de cette thèse sont donc :

  • De développer et de tester en laboratoire et sur le terrain un capteur passif à ADNe répondant aux contraintes physico-chimiques du milieu marin (salinité, variations de température, courants…)
  • Mettre en place ces capteurs dans le milieu naturel pour obtenir une meilleure compréhension des déplacements de la mégafaune marine dans des contextes variés (aire marine protégée, parc éolien en mer…).

 

---- English ----

Thesis project: Study of marine megafauna mobility thanks to the development of an environmental eDNA passive sampler.

Key words: environmental DNA, passive sampler, marine megafauna, offshore wind farm.

This thesis aims to improve knowledge on rare marine megafauna (marine mammals, sea turtles, large fishes…) thanks to the development of a passive environmental DNA (eDNA) sampler. eDNA is the DNA naturally released in the environment by living organisms. The objective is to capture the DNA over time to detect marine megafauna and to better understand its movements.

This new method can address methodological obstacles of  marine biodiversity inventories (difficulties and costs of access, seasonality, taxa discretion…).

Finally, these sensors will be used to study anthropogenic impacts on megafauna. The frequentation of offshore windfarms by marine megafauna will be evaluated. 

The objectives are:

  • To develop and test in the laboratory and in the field an eDNA passive sampler according to the physio-chemical properties of marine environment (salinity, temperature, streams…).
  • Implement these samplers in the natural environment to better understand the marine megafauna movements in diverse contexts (marine protected area, offshore windfarm…).