Adaptations et convergences du système olfactif chez les mammifères placentaires insectivores – RHINOGRAD

Comprendre pourquoi certains organismes possèdent une plus grande diversité morphologique que d'autres a toujours été une question majeure en évolution. Dans ce projet ANR, nous proposons de développer une approche intégrative combinant les données morphologiques et écologiques afin de comprendre l’évolution, l’adaptation et les convergences potentielles de l’appareil olfactif des mammifères dit « insectivores » – une écologie très spécialisée au sein des mammifères, qui a de surcroit évolué de nombreuses fois de manière indépendante dans le contexte de leur radiation adaptative. L’acquisition répétée d’adaptations à l’insectivorie, la vermivorie et la myrmecophagie chez les mammifères fournit un cas classique de convergence. Avant l’émergence des premières phylogénies moléculaires, les « insectivores » ont induit en erreur de nombreux morphologistes qui les ont classés pendant de nombreuses années dans le clade des « insectivora ». Les avancés récentes de la microtomographie à rayons X (X-ray µCT), de l’anatomie fonctionnelle et de la génomique nous offre l’opportunité répondre à la question de comment les organismes s’adaptent-ils à leur environnement ? Et quels sont les processus et les mécanismes associés à de tels changements adaptatifs? Ce projet constitue une nouvelle approche, vu que les conséquences d’un changement adaptatif majeur ont rarement été intégrées chez les mammifères d’un point de vue morphologique, génomique et environnemental. Ces méthodologies nous permettent notamment de révéler les différents processus et mécanismes sous jacent des changements adaptatifs et des convergences. Ce projet de recherche vise à étudier les structures internes du rostre des mammifères afin d’y décrire et quantifier leurs adaptations et leurs convergences. En concomitance de ces analyses morphologique, les aspects génomiques de l’olfaction seront explorer afin de tester des corrélation entre structure morpho-anatomiques les paramètres génomiques de l’olfaction (ex: gène du répertoire des récepteurs olfactifs et vomero-nasal).
La morphologie « insectivore » a évolué indépendamment au sein des Eulipotyphles (musaraignes, taupe, hérisson), des insectivores africains (tenrec, éléphantules) et de nombreuse fois au sein des rongeurs (rats-musaraignes). L’adaptation à l’insectivorie implique des adaptations étonnantes chez les micromammifères. En effet, ils ont une morphologie crânienne unique en comparaison de leurs proches parents omnivores, carnivores ou herbivores, avec des rats à nez de cochon (Hyorhinomys), des taupes à nez étoilés (Condylura), des musaraignes aquatiques (Galemys) ou encore des musaraignes à trompe (Elephantulus) parmi les formes les plus distinctives. Ces groupes possèdent trois morphotypes spécialisés : (1) les insectivores terrestres adapté la consommation d’invertébrés, (2) des musaraignes ou rats-aquatiques qui se nourrissent de petits invertébrés aquatiques et occasionnellement de petits vertébrés aquatiques, (3) des insectivores fouisseurs adaptés à la consommation d’invertébrés à corps mous. Malgré de nombreuses observations qualitatives, les modalités évolutives et environnementales de leurs adaptations olfactives n n’ont jamais été véritablement étudiées dans le détail à l’aide d’approches multi-echelles. Notre projet va se focaliser sur l’acquisition indépendante de l'insectivorie en utilisant un échantillonnage exhaustif et des approches novatrices. En utilisant de manière intégrative les données anatomiques, génomiques mais aussi par l’utilisation d’approches comparatives, nous allons pouvoir répondre aux question suivantes: Est ce que les transitions vers l'insectivorie impliquent des pics adaptatifs convergents pour leur système olfactif ? Quelles sont les directions et la force des convergences phéno-génotypiques entre ces lignées insectivores?