Dynamique temporelle, évolution et mécanismes de la plasticité transgénérationnelle dans un contexte proie-prédateur – TEATIME

Les changements globaux sont des défis face auxquels les organismes doivent s’adapter. La principale caractéristique de ces changements environnementaux est qu'ils se produisent plus rapidement et plus intensément que ceux probablement rencontrés par les organismes au cours de leur évolution. Il est donc plus que jamais essentiel de comprendre comment les espèces relèvent les défis d’une réponse adaptative rapide que pose les changements globaux. L'adaptation génétique, bien que parfois étonnamment rapide, n'est pas la seule réponse évolutive possible. La plasticité phénotypique est une solution alternative adoptée par les organismes confrontés à des changements environnementaux rapides, naturels ou induit par l’homme. Récemment, nous avons découvert que la plasticité pouvait agir au cours des générations (plasticité transgénérationnelle, TGP) : l'environnement rencontré par la ou les générations précédentes peut influencer la génération des descendants. La TGP est observée dans de nombreux taxons et peut se produire en réponse à divers facteurs environnementaux biotiques et abiotiques. La TGP peut être adaptative lorsque l’environnement des parents est un bon prédicteur des pressions de sélection agissant sur les descendants, permettant aux descendants d’anticiper l’environnement, même si ceux-ci ne sont pas encore capables de le percevoir par eux-mêmes. Cependant, la compréhension de la dynamique évolutive et des mécanismes sous-jacents de la TGP est encore limitée.
L'objectif de TEATIME est d'explorer la dynamique, le potentiel évolutif et les mécanismes de la TGP dans le contexte des défenses induites par les prédateurs. Nous avons récemment démontré la TGP des défenses induites chez l'escargot d'eau douce Physa acuta. Cet escargot est capable de détecter les odeurs de prédateur (écrevisse), induisant des défenses morphologiques et comportementales chez l'individu exposé et ses descendants. Ce système est idéal pour étudier la TGP. P. acuta a un temps de génération relativement court (6 semaines) et est facile à élever en laboratoire. Notre approche combinera mesures phénotypiques (histoire de vie, morphologie et comportement) et exploration des mécanismes moléculaires à l'échelle du génome à partir d’expérimentations en conditions contrôlées.
TEATIME sera organisé selon trois axes: (1) la TGP étant une forme de mémoire des environnements passés, quelle est la dynamique temporelle de cette mémoire ? Nous identifierons les fenêtres temporelles pendant laquelle un signal environnemental doit être détecté pour être transmis d'une génération à l'autre et au cours desquelles ces réponses sont exprimées dans la descendance. Nous déterminerons combien de générations cette mémoire dure-t-elle ; (2) Étant donné que la TGP peut être adaptative lorsque les parents et les descendants sont exposés à des pressions de sélection similaires, peut-elle évoluer en réponse à la variation de la corrélation entre les environnements des parents et des descendants ? Nous réaliserons une expérience d’évolution expérimentale et comparerons la TGP dans des populations naturelles ; (3) peut-on détecter les bases moléculaires de la TGP ? Nous testerons si l’environnement parental change les patrons d’expression des gènes au cours des générations et si le signal environnemental perçu par les parents modifie la structure de la chromatine et se transmet par ce biais.
Emilien Luquet, un jeune écologue de l’évolution travaillant sur la plasticité depuis plusieurs années, a réuni des partenaires aux compétences très complémentaires pour proposer TEATIME. Le projet a l’ambition de produire de nouvelles connaissances sur la TGP qui permettraient de considérer ce processus comme un intermédiaire entre la réponse plastique intra-générationnelle rapide et l’adaptation génétique sur le long terme ce processus.