Abstract Several bat species act as asymptomatic reservoirs for many viruses that are instead highly pathogenic in other mammals. Here, we have characterized the functional diversification of the Protein kinase R (PKR), a major antiviral innate defense system. Our data indicate that PKR has evolved under positive selection and has undergone repeated genomic duplications in bats, in contrast to all studied mammals that possess a single copy of the gene. Functional testing of the relationship between PKR and poxvirus antagonists revealed how an evolutionary conflict with ancient pathogenic poxviruses has shaped a specific bat host-virus interface. More importantly, we determined that duplicated PKRs of the Myotis species have undergone functional diversification allowing them to collectively escape from and enhance control of DNA and RNA viruses. These findings suggest that viral-driven adaptations in PKR contribute to modern virus-bat interactions and may account for bat specific immunity.

Ecoevolutionary processes affecting hosts, vectors and pathogens are important drivers of zoonotic disease emergence. In this study, we focused on nephropathia epidemica (NE), which is caused by Puumala hantavirus (PUUV) whose natural reservoir is the bank vole, Myodes glareolus. Despite the continuous distribution of the reservoir in Europe, PUUV occurence is highly fragmented. We questioned the possibility of NE emergence in a French region that is considered to be NE-free but that is adjacent to a NE-endemic region. We first confirmed the epidemiology of these two regions using serological and virological surveys. We used bank vole population genetics to demonstrate the absence of spatial barriers that could have limited dispersal, and consequently, the spread of PUUV into the NE-free region. We next tested whether regional immunoheterogeneity could impact PUUV chances to establish, circulate and persist in the NE-free region. Immune responsiveness was phenotyped both in the wild and during experimental infections, using serological, virological and immune related gene expression assays. We showed that bank voles from the NE-free region were sensitive to experimental PUUV infection. We observed high levels of immunoheterogeneity between individuals and also between regions. In natural populations, antiviral gene expression (Tnf and Mx2 genes) reached higher levels in bank voles from the NE-free region. During experimental infections, anti-PUUV antibody production was higher in bank voles from the NE endemic region. Altogether, our results indicated a lower susceptibility to PUUV for bank voles from this NE-free region, what might limit PUUV circulation and persistence, and in turn, the risk of NE.

The greater horseshoe bat (Rhinolophus ferrumequinum) is among the most widespread bat species in Europe but it has experienced severe declines, especially in Northern Europe. This species is listed Near Threatened in the European IUCN Red List of Threatened Animals and it is considered to be highly sensitive to human activities and particularly to habitat fragmentation. Therefore, understanding the population boundaries and demographic history of populations of this species is of primary importance to assess relevant conservation strategies. In this study, we used 17 microsatellite markers to assess the genetic diversity, the genetic structure and the demographic history of R. ferrumequinum colonies in the Western European part of its distribution. We found high levels of genetic diversity and large population size on the European mainland and lower estimates in England and Northern France. Analyses of clustering and isolation by distance showed a barrier effect of the Channel and potentially of the Mediterranean Sea on R. ferrumequinum bat dispersal. Conversely, we could not reveal any gene flow disruption from both sides of the Western Pyrenees. These results provide important information to improve the delineation of R. ferrumequinum management units in its western range. We suggest that a large management unit corresponding to the European mainland population must be considered. Particular attention should be given to mating territories as they seem to play a key role in maintaining the high levels of genetic mixing between colonies. Smaller management units corresponding to English and Northern France colonies must also be implemented. These insular or peripheral colonies could be at higher risk of extinction in a near future.

Assessing diet variability is of main importance to better understand the biology of bats and design conservation strategies. Although the advent of metabarcoding has facilitated such analyses, this approach does not come without challenges. Biases may occur throughout the whole experiment, from fieldwork to biostatistics, resulting in the detection of false negatives, false positives or low taxonomic resolution. We detail a rigorous metabarcoding approach based on a short COI minibarcode and two-step PCR protocol enabling the all at once taxonomic identification of bats and their arthropod preys for several hundreds of samples. Our study includes faecal pellets collected in France from 357 bats representing 16 species, as well as insect mock communities that mimic bat meals of known composition, negative and positive controls. All samples were analysed using three replicates. We compare the efficiency of DNA extraction methods and we evaluate the effectiveness of our protocol using identification success, taxonomic resolution, sensitivity, and amplification biases. Our parallel identification strategy of predators and preys reduces the risk of mis-assigning preys to wrong predators and decreases the number of molecular steps. Controls and replicates enable to filter the data and limit the risk of false positives, hence guaranteeing high confidence results for both prey occurrence and bat species identification. We validate 551 COI variants from arthropod including 18 orders, 117 family, 282 genus and 290 species. Our method therefore provides a rapid, resolutive and cost-effective screening tool for addressing evolutionary ecological issues or developing chirosurveillance and conservation strategies.