Plasticité phénotypique transgénérationnelle des effets sublétaux des insecticides chez Drosophila melanogaster – TRAPP

L'agriculture et les programmes de lutte anti-vectorielle font un usage intensif d'insecticides chimiques pour lutter contre les insectes ravageurs et les vecteurs de maladies. Si l'objectif principal de ces insecticides est de tuer les insectes considérés comme nuisibles, certains d'entre eux (ex : DDT, organophosphorés, néonicotinoïdes...) sont pointés du doigt pour leurs effets néfastes à la fois sur la biodiversité et sur la santé humaine. Les insecticides représentent une pression de sélection majeure pour les populations d'insectes, à laquelle les organismes peuvent répondre par des processus de mutation-sélection, mais aussi par la plasticité phénotypique.
La plasticité transgénérationnelle (TGP) est une forme d’hérédité non génétique dans laquelle un changement dans le phénotype des descendants est déclenché par un signal environnemental dans la génération parentale sans impliquer de modification génétique. Il existe de nombreux exemples de TGP adaptatives mais aussi mal adaptatives voire non adaptatives, notamment face à des stress environnementaux. Néanmoins, en générant des variations phénotypiques héréditaires, la TGP peut influencer le cours de l'évolution. L'existence du processus deTGP n'est plus contestée, mais de nombreuses questions subsistent, notamment en ce qui concerne les mécanismes immédiats vecteurs de ces effets entre générations et la persistance de la TGP sur plus de deux générations. La consommation mondiale de pesticides est estimée à deux millions de tonnes par an mais les conséquences à long terme sur les écosystèmes sont multiples et loin d'être comprises. Avec le temps, les insecticides se dégradent, réduisant le dépôt létal initial à un résidu sublétal, déclenchant des effets sublétaux chez les animaux qui peuvent être hérités transgénérationnellement. La prédiction de l’intensité de ces effets sublétaux est compliquée dans le contexte du réchauffement climatique par l'existence d’une influence forte de la température.

Dans ce projet, nous proposons d'utiliser la puissance expérimentale offerte par Drosophila melanogaster, une espèce modèle en physiologie, biologie du développement et génétique pour explorer la TGP en réponse aux insecticides. Nous utiliserons un protocole qui permet de démêler la part de la contribution génétique et non génétique dans l'héritabilité de la variance phénotypique. Les mécanismes moléculaires liés à la TGP, notamment épigénétiques seront particulièrement étudiés. Cette espèce peut également être considérée comme une espèce sentinelle, représentative des espèces d'insectes exposées aux contaminants dans la plupart des agroécosystèmes comme la communauté de Drosophila sp. et l'espèce ravageuse apparentée D. suzukii, mais les observations peuvent probablement être généralisée à d'autres arthropodes. L’étude des impacts transgénérationnels des insecticides est encore peu pris en compte dans l’évaluation des risques liés aux insecticides.

Notre projet fournira donc des données expérimentales originales sur 1) l'étendue de la TGP en réponse à des effets insecticides sublétaux sur une large gamme de modes d'action et de phénotypes d'insecticides, 2) la variabilité génétique (entre génotypes au sein et entre populations) de la TGP ainsi que sa sensibilité au changement climatique, 3) la persistance de la réponse phénotypique transgénérationnelle au fil des générations et 4) les mécanismes moléculaires sous-jacents.