La diversité génétique intraspécifique permet aux espèces de s'adapter et d'évoluer en réponse aux perturbations environnementales et aux nouveaux facteurs de stress. À mesure que la fréquence et la gravité des perturbations environnementales augmentent, les espèces peuvent perdre leur potentiel évolutif et être incapables de suivre le rythme de leur monde en évolution. La complexité des processus affectant la diversité génétique intraspécifique à travers les échelles spatiales compromet notre capacité à prédire comment les modèles observés dans la nature se traduisent en résultats d'évolution futurs. La mesure et l'observation des modèles de diversité génétique intraspécifique contribuent à notre compréhension de la mesure dans laquelle nous affectons la résilience et l'adaptabilité future des populations.Dans cette thèse, j'étends la recherche sur ce qui est connu sur les modèles de diversité génétique intraspécifique en laboratoire et dans la nature, en utilisant une combinaison d'enquêtes expérimentales, sur le terrain et de données. Tout d'abord, j'ai mené une expérience en laboratoire pour déterminer le (s) processus mécaniste (s) maintenant la diversité des populations avec des quantités divergentes de diversité génétique initiale. J'ai trouvé qu'un apport initial élevé de diversité génétique n'entraîne pas un maintien proportionnel de la diversité génétique. La composition de la diversité génotypique s'est déplacée de manière significative vers quelques génotypes, suggérant que la compétition au sein des populations peut éliminer la diversité génétique supplémentaire dans les populations et que la fenêtre pour établir la structure génétique de la population locale peut être exceptionnellement courte. J'ai ensuite effectué un relevé génétique des populations de Daphnies à partir de lacs à travers un paysage de perturbation environnementale variable. Ma prédiction de la diversité génétique intraspécifique érodée a été confirmée dans certaines populations, à l'exception des plus polluées, qui ont maintenu une diversité génétique élevée en raison de l'hybridation et de l'introgression d'espèces écologiques étroitement liées. Cela indique que les habitats stressés peuvent avoir des effets sélectifs sur la structure génotypique mais peuvent également briser les barrières écologiques préexistantes et faciliter les transitions d'habitats. J'étends ensuite mon évaluation à l'échelle mondiale, pour évaluer comment l'utilisation des terres par les humains et la densité de la population affectent les tendances de la diversité intraspécifique des espèces d'oiseaux, de poissons, de mammifères et d'insectes dans le monde. Je montre que les impacts humains sur la diversité génétique intraspécifique mitochondriale changent avec les espèces et l'échelle spatiale, indiquant que dans les taxons évalués il n'y a pas d'effet net monotone global des humains. Les résultats indiquent que certaines espèces ont connu une augmentation, tandis que d'autres espèces ont connu une diminution de la diversité génétique au cours de la période 1980-2016. Les effets divergents de l'homme sur les processus écologiques régissant la structure génétique de la population, les brèves périodes de surveillance, ainsi que les caractéristiques du cycle biologique propres à l'espèce sous-tendent probablement l'effet incohérent à l'échelle mondiale de l'homme sur la diversité génétique intraspécifique animale.Ma thèse démontre la nature dynamique de la diversité génétique intraspécifique en réponse aux conditions biologiques et anthropiques. Ces résultats appuient la stratégie de conservation de la préservation de la variation génétique au sein des espèces et la gestion des populations de divers environnements comme solution au risque d'extinction élevé des espèces

Intraspecific genetic diversity allows species to adapt and evolve in response to environmental disruptions and novel stressors. As the frequency and severity of environmental disturbances increases, species may be eroded of their evolutionary potential and unable to keep pace with their changing world. The complexity of the processes affecting intraspecific genetic diversity across spatial scales compromises our ability to predict how the patterns observed in nature translate to future evolutionary outcomes. Measuring and observing patterns of intraspecific genetic diversity contributes to our understanding of the extent to which we are affecting the resilience and future adaptability of populations.In this thesis, I extend research on what is known about patterns in intraspecific genetic diversity in the laboratory and nature, using a combination of experimental, field, and data surveys. First, I conducted a laboratory experiment to determine the mechanistic process(es) maintaining diversity in populations with divergent amounts of initial genetic diversity. I found that an initial high input of genetic diversity does not result in a proportional maintenance of genetic diversity. The composition of genotypic diversity shifted significantly to few genotypes, suggesting competition within populations may eliminate supplemental genetic diversity in populations and that the window for establishing local population genetic structure can be exceptionally short. I then conducted a population genetic survey of Daphnia from lakes across a landscape of variable environmental disturbance. My prediction of eroded intraspecific genetic diversity was upheld in some populations, except for the most polluted, which maintained high genetic diversity as a result of hybridization and introgression of closely related ecological species. This indicates that stressed habitats can have selective effects on genotypic structure but can also break pre-existing ecological barriers and facilitate habitat transitions. I then extend my assessment to the global scale, to evaluate how human land use and population density affect trends in intraspecific diversity in species of birds, fish, mammals, and insects worldwide. I show that human impacts on mitochondrial intraspecific genetic diversity changes with species and spatial scale, indicating that in the taxa assessed there is no global monotonic net effect of humans. The results indicate that some species experienced an increase, while other species experienced a decrease in genetic diversity over the period 1980-2016. Divergent effects of humans on the ecological processes governing population genetic structure, brief timespans in monitoring, as well as species-specific life history traits likely underlie the globally inconsistent effect of humans on animal intraspecific genetic diversity. My thesis demonstrates the dynamic nature of intraspecific genetic diversity in response to biological and anthropogenic conditions. These findings support the conservation strategy of preserving genetic variation within species and the management of populations from diverse environments as a solution to the elevated extinction risk of species

Gonzalez, Andrew (Supervisor2)

Cristescu, Elena (Supervisor1)