Adaptive evolution in response to varying environments, leading to population divergence, is among the most intriguing processes of speciation. However, the extent to which these adaptive processes effectively drive population divergence amidst ongoing gene flow remains controversial. Our study addresses this by analyzing population genetic structure, gene flow, and genomic divergence between lineages of a tapeworm parasite (Ligula intestinalis) isolated from sympatric fish hosts. This parasite, which must overcome host immunological defenses for successful infection, significantly impacts host health. Utilizing genome-wide Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) and transcriptome data, we investigated whether host species impose distinct selection pressures on parasite populations. Genetic clustering analyses revealed clear divergence, with parasites from bream (Abramis brama) forming a distinct genetic cluster separate from those infecting roach (Rutilus rutilus), rudd (Scardinius erythrophthalmus), and bleak (Alburnus alburnus). Demographic modeling indicated isolation with continuous gene flow as the most plausible scenario for this divergence. Selection analyses identified 896 SNPs under selection, displaying low to moderate nucleotide diversity and genetic divergence compared with neutral loci. Transcriptome profiling supported these findings, revealing distinct gene expression profiles between parasite populations. Examination of selected SNPs and differentially expressed genes identified candidate genes linked to immune evasion mechanisms, potentially driving ecological speciation. This research highlights the interplay of host specificity, population demography, and disruptive selection in ecological speciation. By dissecting genomic factors, our study improves the understanding of mechanisms facilitating population divergence despite ongoing gene flow.

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Monogenea (Platyhelminthes), mainly gill and fin ectoparasites of fish, are often recognized as host specific and morphologically and ecologically diverse. These parasites exhibit high species diversity at the level of host species or individual fish specimens. Using case studies, especially those widely performed in Dactylogyrus parasitizing cyprinoid fish, this article presents current knowledge on the ecology and evolution of congeneric gill monogeneans. The important aspects of the ecology of congeneric monogeneans are highlighted, in particular: host specificity expressed at several host levels (from strict specificity to phylogenetic specificity), microhabitat specificity expressed by restricted positions on fish gills to facilitate intraspecific mating, and the link between microhabitat preference and morphological adaptation (i.e., sclerotized structures of the haptor) or reproductive isolation. From the evolutionary perspective, this study focused on the processes of the speciation and diversification of congeneric monogeneans, highlighting the role of host switch as the most prominent coevolutionary event, accompanied in some cases mostly by intrahost speciation or cospeciation, as revealed by cophylogenetic studies. Here, important knowledge on evolutionary patterns of host specificity, microhabitat specificity, and morphological adaptation is presented. Host-specific monogeneans may represent an important tool for studying the historical biogeography of their hosts. Specifically, in the case of freshwater fish hosts exhibiting disjunctive distribution, they reflect both historical and contemporary contacts. The role of host-specific congeneric monogeneans in revealing historical intercontinental and intracontinental contacts between freshwater fish is highlighted. Finally, the importance of the role of genetic coadaptation, limiting the presence of host-specific monogeneans in hybrid fish, is emphasized.

TITLE: Monogènes spécifiques à leur hôte parasitant les poissons d’eau douce : écologie et évolution des associations hôtes-parasites. ABSTRACT: Les Monogènes (Plathelminthes), principalement ectoparasites des branchies et des nageoires des poissons, sont souvent reconnus comme spécifiques à leur hôte et diversifiés morphologiquement et écologiquement. Ces parasites présentent une grande diversité d’espèces au niveau des espèces hôtes ou des spécimens individuels de poissons. À l’aide d’études de cas (en particulier celles largement réalisées chez les Dactylogyrus parasitant les poissons cyprinoïdes), les connaissances actuelles sur l’écologie et l’évolution des monogènes branchiaux congénères sont présentées. Les aspects importants de l’écologie des monogènes congénères sont mis en évidence, en particulier la spécificité à l’hôte exprimée à plusieurs niveaux de l’hôte (de la spécificité stricte à la spécificité phylogénétique), la spécificité du microhabitat exprimée par des positions restreintes sur les branchies des poissons pour faciliter l’accouplement intraspécifique, et le lien entre la préférence du microhabitat et l’adaptation morphologique (c’est-à-dire les structures sclérifiées du hapteur) ou l’isolement reproductif. Du point de vue évolutif, l’étude a été concentrée sur les processus de spéciation et de diversification des monogènes congénères, soulignant le rôle du changement d’hôte comme l’événement coévolutif le plus important, accompagné surtout dans certains cas de spéciation ou de cospéciation intra-hôte, comme le révèlent les études cophylogénétiques. Des connaissances importantes sont présentées ici sur les modèles évolutifs de spécificité d’hôte, de spécificité de microhabitat et d’adaptation morphologique. Les monogènes spécifiques à l’hôte peuvent représenter un outil important pour étudier la biogéographie historique de leurs hôtes. Plus précisément, dans le cas des poissons d’eau douce hôtes présentant une distribution disjonctive, ils reflètent à la fois des contacts historiques et contemporains. Le rôle des monogènes congénères spécifiques à leur hôte dans la révélation des contacts intercontinentaux et intracontinentaux historiques entre poissons d’eau douce est mis en évidence. Enfin, l’importance du rôle de la coadaptation génétique limitant la présence de monogènes spécifiques à l’hôte chez les poissons hybrides est soulignée.

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