Integrative taxonomic contribution to the understanding of mechanisms at the origin of the biodiversity of sponges in submarine caves

Les éponges Homoscleromorpha constituent l’une des grandes Classes des Porifera. Particulièrement bien distribuées dans les grottes sous-marines. Leur taxonomie et systématique sont particulièrement difficiles, à cause de l’absence fréquente de caractères diagnostiques. A partir d’une approche de taxonomie intégrative, couplant morphologie, cytologie et génétique, le premier objectif de cette thèse était d’améliorer la connaissance de la biodiversité des Homoscleromorpha. Les espèces nouvelles représentent 40% des éponges récoltées au cours de cette étude. Ce document présente 3 nouvelles espèces et 1 nouveau genre récemment publiés. L’ensemble des résultats acquis au cours de cette thèse appelle à une redéfinition des deux familles provocant un premier grand bouleversement de la Systématique de ce groupe.Un deuxième grand objectif de cette thèse était d’apporter des connaissances sur la diversité chimique et microbienne de ce groupe d’éponges. En étudiant un grand nombre de représentants nous avions l’ambition d’apporter des éléments de compréhension du succès écologique des Homoscleromorpha dans les grottes sous-marines. A l’aide d’approches metabolomiques et de metabarcoding, nous avons mis en évidence des patrons de diversité chimique et microbienne en fonction de différentes variables, traduisant pour certains un signal phylogénétique et dans d’autres une influence de l’environnement. Cette partie de la thèse était un pré-requis indispensable pour comprendre les capacités adaptatives des holobiontes Homoscleromorpha à travers l’expression de métabolites et/ou l’acquisition de microorganismes spécialisés, et leur évolution dans un environnement contraignant.Homoscleromorpha sponges constitute one of the four Classes among Porifera. Their taxonomy and systematics are challenging due to the frequent absence of diagnostic characters. Particularly well distributed in cryptic habitats like submarine caves. Using an integrative approach based on morphology, cytology and genetics, the first objective of this thesis was to improve our knowledge on the biodiversity of Homoscleromorpha in submarine caves. New species represents 40% of the Homoscleromorpha collected. Here we present 3 new species and one genus recently published, 11 other new species being currently under description. Our results strongly support a redefinition of the two families of Homoscleromorpha. Our results represents a first grand overturn in the systematics of this group.A second objective of this thesis was to improve our knowledge on the chemical and microbial diversity of Homoscleromorpha but also its variability according to the environmental conditions. Our analysis provides preliminary data to address the question of the ecological success of Homoscleromorpha in submarine caves. Metabolomics and metabarcoding data defined patterns of chemical and microbial diversity according to different explicative variables like the taxonomy, the geographical origin or the ecology of the studied species. The patterns of diversity were supported by chemical and microbial markers and they explain a phylogenetic classification in few cases and a geographic origin in others. This study brings first insights into the understanding of the adaptive capacities of the Homoscleromorpha holobiont, through the expression of particular metabolites and/or microorganism