Mots clés : plasticité phénotypique, interaction prédateur-proie, adaptation locale, transcriptomique, épigénétique

Contexte
La plasticité phénotypique adaptative a été largement étudiée, tant sur le plan théorique qu’empirique, en tant que solution évolutive alternative adoptée par les organismes confrontés à des changements environnementaux rapides naturels ou induits par l’homme. Il s’agit de la capacité d’un génotype à produire des phénotypes alternatifs en fonction des conditions environnementales, de telle sorte que la valeur sélective moyenne augmente. Jusqu’à présent, la grande majorité des études s’est concentrée sur les réponses plastiques au sein d’une génération (plasticité intra-générationnelle, WGP). Récemment, il a été découvert que la plasticité se produisait également entre les générations (plasticité transgénérationnelle, TGP), le phénotype d’une génération étant influencé par l’environnement vécu par la ou les générations précédentes. Les parents peuvent percevoir des indices environnementaux soit avant la naissance de leur descendance, soit après et les transmettre respectivement par des effets avant la fécondation (in ovo ou in utero) ou par les soins parentaux. La TGP peut donc entraîner des effets observables dès la première génération de descendants et peut persister au-delà. Il est aujourd’hui suggéré que la TGP pourrait ainsi contribuer à la réponse adaptative des organismes aux changements rapides de l’environnement.
Ce projet de thèse a pour ambition de participer à cette réflexion en explorant, dans le cadre des interactions prédateurs-proies, la dynamique temporelle de la TGP, son potentiel évolutif et les mécanismes moléculaires sous-jacents. Le projet s’organisera autour de trois axes et utilisera essentiellement des approches expérimentales, descriptives de terrain et de génomiques.

Système modèle
Les expérimentations seront menées sur l’escargot d’eau douce Physa acuta et ses défenses induites par la prédation des écrevisses (Orconectes limosus). Ce gastéropode d’eau douce de petite taille (1 cm) a un temps de génération relativement court (50 jours à 25°C) permettant de concevoir des expériences transgénérationnelles avec des échantillons de grande taille sur une durée raisonnable. Physa est un exemple classique de WGP en réponse à des signaux de prédateurs (e.g. Auld & Relyea 2011) avec des modifications significatives de la morphologie de la coquille (plus épaisse et plus ronde pour une plus grande résistance à l’écrasement), du comportement (comportement de fuite), et des traits d’histoire de vie (e.g. taux de croissance accéléré, maturité retardée). L’équipe encadrante utilise ce système en routine et la TGP des défenses induites chez P. acuta a été démontrée dans plusieurs travaux. La descendance des parents exposés à un prédateur développe des traits défensifs, même lorsque leur propre développement (de l’œuf à l’adulte) a lieu dans une eau sans indice de prédateurs (Luquet & Tariel 2016 ; Tariel et al. 2020a, b, c).

Axe 1 : Quelle est la dynamique temporelle de la TGP ? Le/La doctorant(e) pourra réaliser en particulier une expérience pour évaluer pendant combien de générations les effets transgénérationnels persistent en tenant compte de l’accumulation des expositions aux prédateurs dans les générations ancestrales. Cependant, d’autres expérimentations pourront être envisagées.

Axe 2 : la TGP peut-elle évoluer ? Pour répondre à cette question, une analyse comparative de la TGP exprimée par des escargots provenant de populations naturelles soumises à des risques de prédation différents est envisagée. Il s’agira de décrire les divergences en termes de plasticité et de mettre en évidence des adaptations locales.

Axe 3 : quels sont les mécanismes moléculaires sous-jacent à la TGP ? Le troisième axe vise à explorer comment le signal est transmis de sa détection par les parents à l’expression du phénotype par les descendants. Le/la doctorant(e) étudiera les divergences d’expression de gènes (RNA-seq) et de structure chromatinienne (ATAC-seq) entre des escargots exposés ou non aux signaux de prédateurs ainsi que comment celles-ci covarient (changent ou restent stables) au cours des générations.

Environnement de travail
La thèse se déroulera au sein de l’équipe Biodiversité et Adaptation dans les Hydrosystèmes du laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA UMR 5023) à Lyon.
– La thèse sera encadrée par Emilien Luquet et Sandrine Plénet.
– Le démarrage de la thèse est prévue pour le 1er octobre 2022
– Des salles dédiées à l’expérimentation permettent l’élevage de routine et les expériences sur P. acuta (cf. Pôle d’expérimentation et de mesures de terrain du LEHNA).
– La thèse est financée (allocation doctorale) par l’UCB Lyon1 (financement SENS) et s’intègre dans le projet ANR TEATIME (2022-2026) pour le fonctionnement.

Compétences
Ce projet de thèse concerne les étudiants.es intéressés.es par l’écologie évolutive et plus particulièrement les questions de plasticité phénotypique. La personne recrutée aura en charge la construction de protocoles expérimentaux complexes, la réalisation des expérimentations en laboratoire et sur le terrain (mais aussi l’élevage de routine : nourrissage, nettoyage, etc.), la caractérisation des phénotypes (e.g. analyses d’images), les travaux de biologie moléculaire (e.g. extraction d’ARN) et les analyses bio-informatiques associées. Nous recherchons donc quelqu’un avec de solides connaissances en écologie évolutive, de la rigueur pour le travail expérimental et des compétences (ou un intérêt certain) pour les analyses de génomique. Des compétences avancées en analyses statistiques et en rédaction, et une aptitude à travailler en équipe sont primordiales.

Procédure pour candidater
Les candidats doivent envoyer une lettre de motivation, un CV, une lettre de recommandation et une copie dématérialisée de leur rapport de master.
A la suite de l’examen des candidatures, un entretien vous sera éventuellement proposé
emilien.luquet@univ-lyon1.fr
sandrine.plenet@univ-lyon1.fr

Références

Auld, J. R. & Relyea, R. A. 2011. Evol. Ecol. 25, 189–202.
Luquet, E. & Tariel, J. 2016. BMC Evol. Biol. 209, 1–10.
Tariel, J. et al. 2020. Ecol. Evol. 10, 2367–2376.
Tariel, J. et al. 2020. Front. Ecol. Evol. 8, 319.
Tariel, J. et al. 2020. Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 287, 20201761.

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