Plasticité phénotypique de la locomotion des vertébrés: de la structure à la fonction – LOCOMO

Chaque organisme vivant participant à la diversité biologique est le résultat unique d'une combinaison de facteurs environnementaux et de facteurs historiques. L'évolution s'inscrit donc dans la variation de caractères phénotypiques des organismes qui interviennent dans la structuration et la dynamique des écosystèmes qui est la clef des stratégies adaptatives mises en place au sein des populations, et même des métapopulations. Ces stratégies reposent sur les réponses fonctionnelles formalisées dans les relations entre les structures et leurs fonctionnements. Ces relations, appelées performances, sous-tendent l'ensemble des comportements qui interviennent dans la fitness des organismes. L'analyse des mécanismes qui gouvernent le mouvement joue donc un rôle majeur dans la compréhension de la variation phénotypique des caractères structuraux, fonctionnels et comportementaux. Ils subissent trois modes de régulation intervenant dans leur évolution: - la canalisation par des effets génétiques et environnementaux, - la plasticité qui correspond à la capacité de varier en fonction des changements de l'environnement et - la stabilité du développement qui limite son imprécision. La détermination de ces modes de régulation permettra de comprendre le rôle des mécanismes dans la capacité d'adaptation et de «robustesse» des vertébrés aux changements de leur milieu. Le mouvement des systèmes ostéo-musculaires est impliqué dans un large répertoire de comportements complexes parmi lesquels il a été nécessaire de sélectionner ceux qui jouent un rôle déterminant dans les stratégies adaptatives des organismes. La locomotion est un des mouvements clef de la fitness des organismes puisqu'elle intervient dans la majorité des activités indispensables à la survie et la reproduction et est au centre du projet « Plasticité phénotypique de la locomotion des vertébrés: de la structure à la fonction ». Ce projet repose sur les compétences de trois unités de recherche spécialisées dans l'étude des caractéristiques de la locomotion à différents niveaux d'intégration. L'UMR 5176 est reconnue dans le domaine de l'analyse globale des comportements locomoteurs et des facteurs individuels qui l'influencent (vieillissement, contexte social et écologique, contrôle hormonal). La FRE 2696 joue un rôle important dans la connaissance, dans un contexte évolutif, des caractéristiques fonctionnelles et biomécaniques de la locomotion chez les vertébrés. L'UMR 7060 est largement impliquée et reconnue pour ses travaux dans le traitement des informations sensorielles du système nerveux central impliquées dans les commandes motrices et la plasticité sensori-motrice de la posture au cours du développement et de l'apprentissage. L'objectif du projet est de comprendre les mécanismes sous-jacents aux processus de sélection conduisant à des caractéristiques phénotypiques des systèmes ostéo-musculaires des vertébrés terrestres. En raison du montant du financement accordé sur 3 ans, le projet a été ré-orienté sur deux axes principaux. Quel est le rôle de la plasticité phénotypique fonctionnelle dans la physiologie des mouvements sélectionnés? Quels sont les mécanismes qui relient la plasticité phénotypique aux stratégies adaptatives dans lesquels ces mouvements sont impliqués? Dans l'approche évolutive nécessaire pour répondre à ces deux questions, nous avons sélectionné des modèles dit «sauvages» dans des groupes phylogénétiques de vertébrés distincts par leur physiologie et leurs modes de locomotion (quadrupédie et bipédie): les reptiles squamates, les oiseaux et les mammifères. Une comparaison de certains de ces modèles (mammifères) avec des modèles «mutants» est envisagée pour accéder à une intégration de la plasticité phénotypique à la connaissance des caractéristiques génomiques. Les résultats nécessaires pour répondre à ces deux questions porteront la mise en commun, concrétisée par l'activité de deux post-doctorants, des concepts et des méthodologies propres à chacune de.