DS01 - Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

Évolution face au stress induit par les xénobiotiques – Evotoxis

Résumé de soumission

Les polluants chimiques provenant de sources industrielles et agricoles sont des facteurs de stress écologique importants pour les environnements aquatiques, qui affectent plus de la moitié des plans d'eau européens. Alors que les évènements catastrophiques sont une menace évidente pour la biodiversité, ils restent relativement rares. Au contraire, les effets à long terme sont moins évidents à déceler, mais leur impact peut être en réalité plus important. Ainsi, ce type d’impact, qui résulte de l’influence des polluants sur les trajectoires évolutives des populations et des espèces, représente un sujet de préoccupation croissante dans le domaine de l’écotoxicologie. Ma recherche abordera ce problème chez les « puces d'eau » (microcrustacés cladocères du genre Daphnia), animaux planctoniques essentiels au bon fonctionnement des écosystèmes d’eau douce. Les daphnies sont des modèles importants (et largement utilisés) pour l'évaluation du risque écotoxicologique et peuvent être facilement cultivées sur de nombreuses générations successives, facilitant ainsi les expériences conçues pour simuler l'évolution au laboratoire. Ils sont également caractérisés par un cycle de reproduction intéressant au sein duquel alternent reproduction clonale et sexualité, ce qui offre des conditions idéales pour explorer les effets des contaminants chimiques selon une gamme de fonds génétiques différents. Cependant, une des propriétés les plus intéressantes des daphnies dans le cadre du projet est la production d’éphippies (œufs de dormance) qui peuvent rester dormants pendant des siècles, et être ressuscités lorsqu'ils sont exposés à des stimuli appropriés. Cette particularité offre une occasion incroyablement rare d'étudier les modifications au niveau moléculaire et fonctionnelle à partir d’un contexte historique ancien, en remontant à une période antérieure à la Révolution Industrielle et aux premières expositions des populations aux contaminants chimiques d’origine anthropique. La question générale du projet est celle de l’influence de l’exposition historique et chronique des daphnies à des pesticides sur l’évolution des populations, et leur capacité à répondre à de nouveaux stress chimiques.

Des populations expérimentales contemporaines et ressuscitées seront établies à partir de daphnies (individus actifs, éphippies) collectées en milieu naturel (étangs, mares), afin d’explorer les effets des pesticides sur la trajectoire évolutive des lignées étudiées. Les populations naturelles d’origine seront choisies de manière à contraster les conditions d’exposition aux pesticides : sites situés dans des zones non polluées vs zones soumises depuis plusieurs décennies à une forte pression chimique d’origine agricole. J’utiliserai également les technologies les plus récentes de séquençage pour rechercher des signaux génomiques de sélection naturelle dans les populations sauvages, et j’essayerai de valider ces résultats expérimentalement en testant pour les différences physiologiques dans les gènes identifiés comme étant sous sélection. Dans ces mêmes populations, ainsi que dans les lignées historiques ressuscitées, je vais explorer comment l'exposition aux pesticides affecte l'expression des gènes au niveau de la transcription, à la fois immédiatement et au cours de l'évolution. Ces résultats seront également utilisés pour identifier les lignées qui diffèrent dans leur réponse au stress immédiat induit par un contaminant chimique modèle, et qui permettra d’aborder une question d'importance fondamentale et très actuelle dans le domaine de l'évolution: le rôle de la plasticité dans la réponse des organismes au changement environnemental. Pour cela, les lignées identifiées comme contrastées seront soumises à plusieurs générations de sélection induite par des contaminants pour déterminer comment une sensibilité accrue au stress oxydatif influe sur la réponse évolutive des organismes en environnement contaminé.

Coordination du projet

Scott McCairns (Ecologie et Santé des Ecosystèmes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INRA - ESE Ecologie et Santé des Ecosystèmes

Aide de l'ANR 312 788 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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