Effets de l’urbanisation sur la performance individuelle à une échelle multi-populationnelle chez la mésange charbonnière – URBANTIT
Comprendre comment les espèces vont pouvoir s’adapter aux changements globaux - cas de la mésange charbonnière en milieu urbain
L’expansion urbaine correspond à des perturbations importantes auxquelles les espèces vont devoir faire face. Certaines ont déjà disparu de ce milieu contraignant et d’autres persistent. Nous cherchons à comprendre les processus par lesquels les espèces s’adaptent à ce nouvel environnement.
Déterminer les effets de l'environnement urbain sur différentes populations françaises de mésanges charbonnières vivant dans des villes caractérisées par divers degrés d’urbanisation.
Ce projet interdisciplinaire (au niveau moléculaire, physiologique, écologique et comportemental) est une opportunité unique de coordonner un réseau collaboratif, s’étendant sur plusieurs villes (Strasbourg, Dijon, Montpellier et Toulouse), en partageant des données pour (i) déterminer les effets de différents niveaux de stress environnementaux sur la santé et la longévité des organismes; et (ii) évaluer comment se met en place une adaptation par ces animaux : sont-ils capables de supporter des contraintes environnementales (plasticité), existent-ils des mutations génétiques (micro-évolution ) ou plus simplement se met en place une sélection des oiseaux les plus performants qui vont être capables de se reproduire et transmettre leurs gènes à leur descendance. Parallèlement à un travail mené en milieu naturel, nous profiterons de ce projet collaboratif pour mettre en place une série d'expériences portant sur un challenge immunitaire et les capacités cognitives des oiseaux dans les 5 paires de sites urbains/forestiers ainsi que d’étudier les effets de la pollution lumineuse et sonore en captivité chez cette espèce.
Les caractéristiques urbaines, sur 4 paires de sites urbains/forestiers avec plusieurs réplicas dans chaque site, ont été évaluées en 2021 afin de mettre en exergue les contraintes environnementales (lumière, nuisance sonore, température, circulation routière et de piétons, végétation, proies disponibles et cocktails polluants dans l’atmosphère). Un suivi est aussi prévu lors de l’année 2022.
Des travaux supplémentaires par rapport à la littérature chez la mésange charbonnière sont nécessaires pour mieux détecter les marqueurs physiologiques associés à la longévité des organismes urbains. De même, l’efficacité du système immunitaire et le microbiome des oiseaux sera pris en compte dans l’analyse du comportement (exploration, témérité) et la survie/reproduction des individus. Enfin, des gènes qui pourraient être impliqués dans l'adaptation à la vie urbaine seront recherchés afin de faire la lumière sur l'évolution et l'histoire démographique de plusieurs populations de mésanges charbonnières urbaines et forestières.
A venir
L'un des enjeux les plus importants de l'écologie urbaine est de comprendre si et comment les zones urbaines peuvent contribuer au maintien de la biodiversité et de la santé. De cette manière, les résultats de notre projet collaboratif fourniront aux parties prenantes locales et régionales impliquées dans la gestion de l'espace public des connaissances utiles pour dessiner des plans d'urbanisme et de développement qui incluent les questions de biodiversité et de santé des écosystèmes.
A venir
L'urbanisation conduit à la perte et à la fragmentation de l'habitat naturel, est associé à différentes sources de pollution et modifie les interactions biotiques. Le but de ce projet est de déterminer les effets de l'environnement urbain sur un niveau multi-populationnel chez la Mésange charbonnière (Parus major), une espèce commune dans les sites urbains et forestiers. Ce projet interdisciplinaire (au niveau moléculaire, physiologique, écologique et comportemental) est une opportunité unique de coordonner un réseau collaboratif émergent en partageant des données pour (i) déterminer les effets de différents niveaux de stress environnementaux sur la santé et la longévité des organismes; et (ii) évaluer la plasticité ou la micro-évolution des individus. Afin de tester si les caractéristiques urbaines influencent l’aptitude phénotypique des oiseaux urbains, nous devons caractériser chaque environnement (lumière, nuisance sonore, température, circulation routière et de piétons, végétation, proies disponibles et cocktails polluants dans l’atmosphère). Le succès reproducteur est connu pour être plus faible chez les oiseaux urbains mais le lien avec les paramètres physiologiques fait défaut. Il a été démontré que les polluants sont responsables de l’augmentation des espèces réactives de l'oxygène et modifient ainsi la balance oxydatif. Récemment, deux études chez des oiseaux ont montré l'effet négatif des zones urbaines sur la longueur des télomères, couramment utilisé comme indice de longévité, mais certaines études ont montré des taux de survie des adultes plus élevés dans les zones urbaines que dans les zones rurales. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour mieux détecter les marqueurs physiologiques associés à la longévité des organismes urbains. Nous proposons d'évaluer le lien entre le stress oxydatif et le télomère chez les oiseaux en comparant 5 paires de sites urbains/forestiers avec plusieurs réplicas dans chaque site. La longévité est également associée à l'efficacité immunitaire et nous pouvons émettre l'hypothèse d'une altération des défenses immunitaires dans les populations urbaines. De même, le microbiome hôte peut avoir des effets profonds sur le comportement et l’aptitude phénotypique. L’aptitude phénotypique dépend également des capacités cognitives. Nous profiterons de ce projet collaboratif pour mettre en place une série d'expériences portant sur un challenge immunitaire et les capacités cognitives dans les 5 paires de sites urbains/forestiers ainsi que d’étudier les effets de la pollution lumineuse et sonore en captivité sur cette espèce. Ainsi, la question de savoir si les contrastes physiologiques et cognitifs entre les individus urbains et forestiers sont déterminés par la plasticité phénotypique ou les réponses évolutives est un nouveau défi. Des associations entre les profils à l'échelle du génome et les variables d'urbanisation seront utilisées pour étudier les locus aberrants qui pourraient être liés à des habitats urbains ou non urbains. Notre objectif est de faire la lumière sur l'évolution et l'histoire démographique de plusieurs populations de mésanges charbonnières urbaines et forestières. Nous rechercherons des gènes qui pourraient être associés à ces locus et qui pourraient être impliqués dans l'adaptation à la vie urbaine. L'un des enjeux les plus importants de l'écologie urbaine est de comprendre si et comment les zones urbaines peuvent contribuer au maintien de la biodiversité et de la santé. De cette manière, notre projet répond aux attentes du comité scientifique "Contaminants, écosystèmes et santé". Les résultats de notre projet collaboratif fourniront aux parties prenantes locales et régionales impliquées dans la gestion de l'espace public des connaissances utiles pour dessiner des plans d'urbanisme et de développement qui incluent les questions de biodiversité et de santé des écosystèmes.
Coordination du projet
Sylvie MASSEMIN (Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien - IPHC (UMR 7178))
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.
Partenariat
LEHNA LABORATOIRE D'ECOLOGIE DES HYDROSYSTEMES NATURELS ANTHROPISES
BGS BIOGEOSCIENCES - UMR 6282
MNHN
IPHC Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien - IPHC (UMR 7178)
ICPEES Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (UMR 7515)
EDB LABORATOIRE Evolution et Diversité Biologique
LBBE BIOMÉTRIE ET BIOLOGIE EVOLUTIVE
CEFE Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
Aide de l'ANR 623 362 euros
Début et durée du projet scientifique :
décembre 2019
- 36 Mois