Titre du projet de thèse : Parfums d'eau : Implication de l'odorat et du goût dans la vie des mammifères aquatiques.
Lieu : CEFE/CNRS Montpellier
Contact : Aurelie Célérier : aurelie.celerier@cefe.cnrs.fr : 04 67 61 33 17
Dates : Octobre 2014-octobre 2017
Résumé du projet de thèse
Le projet s’inscrit dans le cadre général des travaux portant sur la communication animale. La communication correspond à l’émission d’un signal spécifique par un individu émetteur. Ce signal, une fois perçu et intégré, modifie le comportement d’un ou plusieurs individus « récepteur », au profit de l’émetteur. Classiquement, on classe ces signaux d’après leur nature physique et leur mode de réception : principalement, les signaux visuels, les signaux acoustiques, les signaux tactiles et les signaux chimiques.
La perception des stimuli chimiques ou chémoréception (gustation/olfaction) est élémentaire pour tous les organismes. D’un point de vue évolutif, c’est le mode de communication animale le plus ancien et il est utilisé par tous les groupes taxonomiques, des invertébrés aux mammifères. Il est par exemple largement admis que la perception des stimuli chimiques est impliquée, chez les mammifères terrestres, dans un vaste panel de fonctions biologiques : notamment l’orientation, l’alimentation, les réponses aux perturbations abiotiques et biotiques de l’environnement et la communication. Pourtant, chez les mammifères aquatiques, l’étude de la chemoréception a toujours été négligée au profit de l’étude d’autres formes de communication (essentiellement acoustique et visuelle). Les rares études portant sur cette thématique sont anciennes ou isolées et souvent contradictoires. De plus, ces quelques travaux parcellaires reposent sur des approches cloisonnées qui n'intègrent pas les différentes dimensions de la communication, depuis l'émission du signal, jusqu’à sa réception et la réponse comportementale induite. Les raisons qui expliquent ces lacunes dans l’étude de la communication chimique chez les mammifères aquatiques sont multiples : prévalence des études sur la communication acoustique, méconnaissance de la dynamique de propagation des molécules chimique dans le milieu liquide, et singularité de l’histoire évolutive des mammifères marins (i.e. d’origine terrestre puis retournés secondairement à la vie aquatique). Ce retour secondaire vers le milieu marin s’est accompagné, entre autre, d'une réorganisation profonde des voies respiratoires, particulièrement notable chez les cétacés. Ces modifications sont à l'origine de fortes divergences anatomiques avec ces mêmes structures chez les mammifères terrestres. Ainsi, sur la base de l'observation de cette dissimilarité anatomique avec les autres mammifères, la communauté scientifique a conclu à une régression, voire à une disparition des sens chimiques chez ces espèces. Cependant, de telles modifications structurales n’impliquent pas l’absence de ces capacités sensorielles et cette conception ancienne demande aujourd’hui à être réévaluée.
Notre projet consiste donc à étudier, pour la première fois de manière approfondie et intégrée, cette chémoréception chez différents groupes de mammifères vivant dans l’eau (Siréniens, Pinnipèdes, Cétacés, Loutres). Nos objectifs sont i) de caractériser l’utilisation de la communication chimique par ces animaux, ii) de comparer les adaptations évolutives de ces systèmes sensoriels en fonction du degré de retour à la vie aquatique (i.e. vie exclusivement ou partiellement aquatique) et iii) de mettre en application les données collectées dans un but de conservation de ces espèces menacées et de préservation de la biodiversité des milieux aquatiques. Pour ce faire, nous proposons une approche pluridisciplinaire originale, permettant d’intégrer les 3 niveaux d’exploration de la communication chimique : 1) le volet chimique correspond à l’analyse des molécules émises et potentiellement impliquées, 2) le volet anatomique et neurobiologique repose sur l’étude des organes récepteurs et des structures cérébrales permettant de percevoir ces signaux
chimiques et enfin 3) le volet comportemental (en captivité et en milieu naturel) propose d’étudier les fonctions biologiques de cette forme de communication, notamment dans l’alimentation et la vie sociale de ces espèces.
Outre l’aspect fondamental et novateur des connaissances ainsi obtenues, ce projet pourrait permettre d’identifier des molécules aversives utilisables dans un cadre de sauvegarde des mammifères marins afin, par exemple, de les maintenir à distance de zones dangereuses (filets de pêche, trafic maritime intense…) tout en améliorant la cohabitation avec les activités économiques humaines (pêche et pisciculture notamment).
Remarque : les volets 2 (neuroanatomie) et 3 (comportement) constituent le cœur de la thèse proposée. Le volet 1(chimie) fera l’objet d’un post-doctorat en interaction avec le ou la doctorant(e).
Profil du candidat
Sur le plan scientifique, le ou la candidat(e) devra posséder des bases théoriques en Ecologie comportementale et Statistiques appliqués à la biologie, éventuellement en Neurosciences (neurobiologie sensorielle). Des connaissances en chimie seront également appréciables mais non obligatoires.
Sur le plan personnel, le candidat devra être rigoureux, relativement autonome et flexible, capable de s’adapter aussi bien au travail de terrain qu’aux expériences et analyses en laboratoire. Le projet reposant sur un réseau collaboratif, il devra être capable de s’intégrer dans ce réseau et avoir le goût pour le travail en équipe et les collaborations.