Nous sommes à la recherche d’un(e) candidat(e) pour un sujet de thèse en écologie comportementale intitulé:
« Fonctions adaptatives des effets maternels chez les coccinelles »
Déposé à l’Ecole Doctorale : SEVAB
http://www.sevab.ups-tlse.fr/fr/
Et qui se réalisera au sein du Laboratoire Evolution et Diversité Biologique à Toulouse.
http://www.edb.ups-tlse.fr/
Sous la direction de Philipp Heeb
(et Alexandra Magro, Jean-Louis Hemptinne comme collaborateurs)
Contexte scientifique
Les variations du phénotype des individus sont souvent considérées comme étant le résultat de l’interaction d’influences environnementales et génétiques pendant le développement. Or, il a récemment été montré que les parents pouvaient également influencer le phénotype de leur progéniture. Parmi ces effets parentaux, les effets maternels sont des mécanismes épigénétiques adaptatifs permettant de transférer l’expérience maternelle à sa descendance. Les effets maternels jouent un rôle important dans une variété des contextes écologiques et peuvent conduire à des modifications de taille, sexe, compétences immunitaires ou de comportement qui interviennent dans la sélection sexuelle ou les mécanismes d’isolement reproducteur. Le projet de thèse s’inscrit dans ce contexte et abordera des questions encore peu connues chez les insectes et pas du tout chez les coccinelles. Le projet examinera la fonction des effets maternels à travers les bénéfices obtenus par les femelles et les compromis évolutifs expliquant l’expression de ces effets.
Objectifs scientifiques
La plupart des études sur les effets maternels ont été réalisées avec des oiseaux. La théorie prédit que les effets maternels auraient des répercussions positives sur l’aptitude de la femelle qui les produisent. Ces bénéfices proviendraient, dans un premier temps, d’une meilleure survie des descendants de cette femelle puis, dans un deuxième temps, d’une meilleure reproduction de ceux-ci. On sait que chez beaucoup d’organismes, la présence de lysozymes est une composante essentielle des défenses immunitaires innées maternelles. Par ailleurs, chez les oiseaux les femelles déposent une quantité plus ou moins grande de caroténoïdes dans le jaune des oeufs en fonction de circonstances de l’environnement. Ces pigments sont des anti-oxydants et des régulateurs des fonctions immunitaires. Les caroténoïdes remplissent également d’autres fonctions en participant à la coloration du bec et plumage et, à ce titre, sont des constituants importants de signaux impliqués dans la communication sexuelle. Il est prédit que l’intensité moyenne des effets maternels prodigués devrait être inférieure à l’intensité maximale possible par les femelles. En effet, la théorie des histoires de vie montre que,d’une manière générale, le bénéfice que procure un trait est souvent contrebalancé par des coûts qui affectent d’autres compartiments physiologiques. Par exemple, en se référant à l’exemple précité des caroténoïdes, il se pourrait qu’un fort investissement en caroténoïdes dans les oeufs se fasse au détriment des réponses immunitaires, alternativement une forte production de lysozymes augmenterait le stress oxydatif. Si quelques études se sont penchées sur la variabilité et fonction des effets maternels chez les vertébrés, rares sont celles qui ont analysé le rapport bénéfice/coût de ces investissements.
Encore plus rares sont les études menée sur les insectes. Le premier objectif de cette thèse est d’examiner les fonctions des effets maternels au travers de leurs coûts et bénéfices. Toutefois, pour explorer de façon expérimentale ce compromis évolutif par rapport à d’autres traits d’histoire de vie, il est nécessaire de travailler avec des organismes qui sont faciles à élever en laboratoire et ayant des temps de génération relativement courts comme, par exemple, des insectes. Tirant parti des possibilités d’élevages des insectes, un de leur avantage en tant que modèle biologique permettra d’adresser, le deuxième objectif de cette thèse qui consistera à examiner les effets maternels trans-générationnels c’est à dire des effets transmis par la mère aux enfants et détectables à la génération suivante chez les petits-enfants.
Programme
Les recherches prévues dans le cadre de cette thèse de doctorat seront réalisées avec des coccinelles Adalia bipunctata (L.) (Coléoptères, Coccinellidae). Ce choix se justifie de deux façons.
Premièrement, les caroténoïdes figurent parmi les pigments responsables de la couleur rouge vif des élytres de ces insectes. Ces pigments sont, probablement, aussi présents dans les oeufs dont la couleur va du jaune vif à l’orange. Les coccinelles synthétisent également des alcaloïdes, substances de défense toxiques qui les protègent de leurs ennemis. Caroténoïdes et alcaloïdes jouent un rôle dans les défenses immunitaires des insectes. Les couleurs vives des coccinelles sont un élément des défenses aposématiques, grâce auxquelles un prédateur potentiel apprend à reconnaître et à éviter une proie toxique sans prendre le risque de la goûter. Une étude récente vient de mettre en évidence une corrélation positive entre la vivacité de la couleur de certaines coccinelles et la teneur de leur hémolymphe en alcaloïdes. Par ailleurs, les lysozymes interviennent aussi dans les réponses maternelles chez les coccinelles car elles font partie du système immunitaire inné chez les insectes. Les coccinelles sont un modèle biologique de choix pour étudier les effets maternels en relation avec l’aptitude phénotypique des femelles.
Deuxièmement, l’équipe d’accueil à l’ENFA maîtrise parfaitement l’élevage de la coccinelle A. bipunctata. Dans les conditions de laboratoire, et il est possible d’obtenir une douzaine de générations par année. Le programme de la thèse comportera trois parties : 1) mise en évidence des effets maternels chez les coccinelles et démontrer l’implication des caroténoïdes, lysozymes et/ou des alcaloïdes dans ces effets; 2) étude des relations entre les bénéfices obtenus et les coûts qui façonnent l’expression des effets maternels ; 3) recherche de l’incidence des effets maternels à travers plusieurs générations.
Profil recherché :
Le candidat devra avoir une solide formation en biologie évolutive sachant mener un programme de recherche empirique depuis le suivi des populations d’insectes, le design d’expériences originales, la prise des données, leur analyses ainsi que la rédaction de manuscrits scientifiques pour des revues internationales. De bonnes capacités techniques en entomologie, biochimie et immunologie seraient souhaitables. Une facilité pour les contacts et le travail en équipe sera essentielle car ce projet implique de nombreuses collaborations.
Financement :
Le sujet a été déposé à l’école doctorale pour l’obtention d’une bourse ministérielle et il devrait être soutenu par une bourse ANR. Si ce projet vous intéresse et vous voulez candidater, SVP envoyez un CV, une lettre de motivation, vos relevés de notes de Master (ou équivalent) et les coordonnées complètes de deux personnes référentes.
Direction
Nom : Heeb
Prénom : Philipp
Etablissement : Université C. Bernard Lyon 1
Laboratoire : EDB (UMR CNRS/UPS 5174)
e-mail : sandrine.charles@univ-lyon1.fr
Téléphone : 04 72 43 29 00
Collaborateurs
Magro Alexandra et Jean-Louis Hemptinne
Etablissement : Ecole Nat. Form. Agronomique, Auzeville Tolosane
Laboratoire : EDB (UMR CNRS/UPS 5174)