De la neuroscience à l’écologie : quel est l’impact de la pollution sonore sur le développement cognitif de la faune urbaine ? Lieu de travail : Centre d’Études Biologiques de Chizé, CNRS-La Rochelle Université, Villiers en Bois, 79360, France Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral Durée du contrat : 36 mois Date de début de la thèse : 1 octobre 2023 Co-directeurs : F. Angelier (DR2, CNRS, UMR 7372) & J. Badaut (DR2, CNRS, UMR 5536). DESCRIPTION DU SUJET DE THESE : Quel est l’impact de l’urbanisation sur les vertébrés : la nécessité d’une approche interdisciplinaire De nombreux vertébrés sauvages vivent en milieu urbain et cette biodiversité urbaine, au même titre que l’Homme, est soumise à de nombreuses perturbations, telle que la pollution sonore. L’étude de ces espèces « sentinelles » de l’environnement urbain peuvent permettre d’alerter sur l’impact de perturbations urbaines sur la biodiversité, mais également par extrapolation sur la santé humaine. Le domaine de l’écologie permet de rendre compte des conséquences populationnelles de ces perturbations. Cependant, il se heurte souvent à des limitations importantes par manque de connaissances des mécanismes physiologiques complexes qui sous-tendent la manière dont l’environnement urbain perturbe ces animaux sauvages. Au contraire, les études biomédicales maitrisent ces mécanismes dans les plus fins détails, mais ces études sont majoritairement limitées à des modèles de laboratoire qui ne sont pas nécessairement représentatifs d’une faune sauvage adaptée aux conditions urbaines. Dans ce contexte, ce projet de thèse propose justement d’établir un pont entre ces deux types de recherches complémentaires en transposant les théories, les connaissances, et les techniques biomédicales vers le domaine de l’écologie urbaine. Le bruit, une perturbation urbaine majeure pour la faune et l’Homme Le bruit est considéré comme une pollution majeure pour la santé humaine et la faune (Goines & Hagler 2007, Slabbekoorne 2019). Chez l’Homme, des études épidémiologiques ont montré que la pollution sonore est associée à un stress chronique, des troubles du sommeil, des problèmes immunitaires, et des risques cardiovasculaires (Halperin 2014, Münzel et al. 2021). La pollution sonore est également associée à des troubles cognitifs importants chez l’enfant (apprentissage, mémorisation, démence). Chez des modèles de laboratoire, l’exposition à un bruit peut également se traduire par des niveaux de stress importants et par des déficiences cognitives (Kight & Swaddle 2011), notamment lorsque la pollution sonore est exercée pendant la phase de développement (Gupta et al. 2018). La majorité de ces troubles est très certainement associée à des perturbations neurologiques (Cheng et al. 2011), mais les mécanismes causaux qui relient exposition au bruit, stress, développement du cerveau et conséquences cognitives à long-terme restent pour l’heure très mal compris. De plus, l’ensemble de ces études ont principalement été menées chez des modèles domestiques de laboratoire. Il est pourtant fort probable que l’impact de la pollution sonore sur le développement du cerveau et sur la cognition diffère sensiblement entre des animaux de laboratoires et des animaux sauvages qui ont évolué depuis de nombreuses générations dans un environnement urbain bruyant (Angelier 2022). Objectif de la thèse : Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est plus précisément de comprendre l’impact de la pollution sonore sur le développement du cerveau et sur la cognition chez un modèle de vertébré sauvage, la mésange charbonnière. Cette espèce est particulièrement intéressante pour l’étude de cette thématique car il s’agit d’une espèce dite « urban-adapter » qui peut être retrouvée aussi bien dans des milieux urbains bruyants que dans des milieux ruraux ou forestiers plus calmes. Les axes de cette thèse viseront à comprendre le lien qui existe entre exposition au bruit et (1) des indicateurs de stress et d’inflammation chroniques ; (2) le développement cérébral avec notamment un focus sur la neuro-inflammation, les modifications de l’interface sang-cerveau, et les troubles cognitifs (apprentissage, mémorisation). Méthodologie envisagée : La thèse envisagée reposera sur la combinaison de méthodologies éprouvées dans les domaines de l’écologie et des neurosciences et maitrisées par les laboratoires d’accueil. Approche épidémiologique : études des populations urbaines et rurales de mésanges charbonnières La première étape de la thèse consistera en une approche épidémiologique qui permettra de comparer des populations naturelles de mésanges exposées ou non exposées à une pollution sonore importante. Cette approche reposera sur l’étude de populations urbaines, rurales et forestières et permettra de relier les caractéristiques de l’environnement (i.e., l’environnement sonore) avec des mesures écophysiologiques et neuronales qui seront menées chez les adultes, les poussins et les œufs en cours de développement. Exposition expérimentale au bruit urbains et ruraux sur des oiseaux de laboratoire : le diamant mandarin Afin de déterminer les relations causales qui existent entre l’exposition au bruit et nos variables d’intérêt, des œufs de diamants mandarins captifs (modèle de laboratoire) seront exposés expérimentalement à une pollution sonore urbaine (groupe expérimental) ou non (groupe témoin) lors de leur développement. Ainsi, il sera possible de tester l’impact de l’exposition au bruit sur le développement du cerveau des oisillons. Lors de leur développement, les œufs seront placés en incubateurs et seront exposés à une pollution sonore urbaine « réaliste » (groupe expérimental) ou à un environnement sonore rural (groupe témoin). Cette approche expérimentale permettra de tester l’impact de cette exposition sur le développement cérébral (neuro-inflammation, marqueurs de l’interface sang/cerveau, comportement) et sur des traits écophysiologiques clés (mécanismes hormonaux, vieillissement cellulaire). Par ailleurs, suite à l’éclosion il sera possible d’examiner les conséquences de cette exposition embryonnaire au bruit sur le comportement, la personnalité, et les capacités cognitives des oiseaux. Programme de travail du doctorant (tâches confiées au doctorant) Le programme de travail du doctorant sera basé sur (1) du travail de terrain, (2) des expériences en captivité, (3) du travail de laboratoire, (4) de la rédaction d’articles scientifiques, et de la communication des résultats obtenus. (1) Travail de terrain : le/la doctorant/e participera au suivi des populations de mésanges en milieu urbain, forestier et rural. Cela consistera en un suivi régulier de nichoirs pour obtenir des informations sur la reproduction des mésanges et sur le développement des poussins. Des captures d’adultes seront également effectuées pour mesurer les traits comportementaux, physiologiques et cérébrales à l’aide de marqueurs sanguins non invasifs. (2) Expérience en captivité : le/la doctorant/e effectuera des expériences pour tester l’impact du bruit sur le développement des embryons et des jeunes oiseaux. Ces expériences seront effectuées sur des diamants mandarins maintenus en conditions contrôlées. Elles impliqueront des suivis de la reproduction des mandarins, des mesures physiologiques (prélèvement sanguins) et cognitives/comportementales à l’aide de tests standardisés. (3) Travail de laboratoire : le/la doctorant/e effectuera les analyses de laboratoire sur la plateforme du CEBC avec les encadrants l’équipe d’Ingénieurs/techniciens. Ces analyses consisteront en des dosages radio-immunologiques, de la PCR quantitative (vieillissement), des mesures morphologiques en IRM, biochimiques (Western Blot) et histologiques (immunohistochimie). (4) Rédaction d’articles scientifiques et communication : le doctorant rédigera les articles découlant des résultats obtenus et les communiquera à la communauté scientifique via des articles scientifiques dans revues internationales et la participation à des congrès. CONTEXTE DE TRAVAIL : L’étudiant fera partie de l’équipe Ecophysiologie Evolutive du centre d’Etudes Biologiques de Chizé (UMR 7372, CNRS, la Rochelle université, 79360 Villiers en Bois) où il sera basé. Il sera rattaché à l’Ecole Doctorale Euclide (La Rochelle Université). L’étudiant effectuera sa thèse sous la supervision de F. Angelier (CEBC), et J. Badaut (RMSB). Le terrain aura lieu en Nouvelle-Aquitaine tandis que les études expérimentales seront effectuées au CEBC. Les analyses de laboratoire seront réalisées sur la plateforme d’analyses biologiques du CEBC et au RMSB. Le soutien financier sera assuré par le CNRS (Projet MITI). Le doctorant bénéficiera d’un environnement stimulant avec les doctorants, chercheurs, enseignant/chercheurs, ingénieurs et post-doctorants des deux équipes encadrantes (CEBC et RMSB), et leurs partenaires nationaux et internationaux. INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES : Le/La candidat/e devra être titulaire d’un diplôme d’ingénieur et/ou d’un master en neurosciences, physiologie ou écophysiologie (Bac +5). Le poste nécessite de solides connaissances en neurosciences, physiologie et en écologie, des connaissances statistiques, et de bonnes aptitudes de communication orale et écrite (anglais nécessaire, niveau B2 ou supérieur) pour présenter aux congrès et rédiger des articles dans des revues scientifiques. Le/La candidat/e devra être titulaire du permis B. Nous recherchons un/e jeune chercheur/e qui saura s’impliquer dans son projet, curieux, ayant une certaine autonomie et une forte motivation pour effectuer du terrain, mener des expériences en captivité et développer des compétences en analyses de laboratoire. De l’expérience dans le domaine des soins aux animaux, des manipulations de vertébrés sauvages et des analyses de laboratoire sera un plus. Enfin, le candidat devra être apte à travailler en équipe sur des projets pluridisciplinaires. PROCESSUS DE CANDIDATURE Les candidatures devront inclure : - un CV détaillé - le nom d’au moins deux personnes référentes (ex : superviseur de stage de M2) - une lettre de motivation d’une page - les notes et classements de Master 1 ou 2 ou d’école d’ingénieur. Toutes les candidatures devront se faire via le portail emploi CNRS via le lien suivant : https://emploi.cnrs.fr/Offres/Doctorant/UMR7372-FREANG-007/Default.aspx Les candidatures seront examinées au fur et à mesure des réceptions.