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Les invasions biologiques fournissent l'opportunité d'appréhender certains facteurs populationnels clés en Ecologie et induisent fréquemment des modifications significatives des composantes d'un écosystème. La compréhension des mécanismes mis en jeu dans le succès d'une invasion et de ses conséquences à l'échelle de la communauté est un enjeu particulièrement stimulant. Nos recherches s'inscrivent dans cette double problématique à travers une approche pluridisciplinaire de l'invasion d'insectes forestiers séminiphages (prédateurs des graines) dans l'arrière-pays méditerranéen français. Le système biologique principalement étudié est le complexe d'espèces Megastigmus (hyménoptères : Torymidae) / cèdre de l'atlas (Cedrus atlantica, Pinaceae), au sein duquel l'espèce invasive récente M. schimitscheki est en compétition avec l'espèce résidente M. pinsapinis. Dans ce cadre, nous étudions in natura l'évolution, l'écologie et la dynamique des populations de ces insectes, ainsi que leurs impacts sur la dynamique de leur plante-hôte. Malgré la forte proximité phylogénétique de ces deux espèces, des divergences significatives dans la phénologie, la stratégie de diapause et le potentiel reproducteur pourraient expliquer en partie le succès de l'invasion de M. schimitscheki en France et le déclin de populations de M. pinsapinis vivant en sympatrie avec celle-ci. Une étude de la parthénogénèse thélytoque au sein du genre Megastigmus a montré récemment qu'elle est associée à une infection par Wolbachia. Une analyse phylogénétique (gène wsp) des souches de Wolbachia détectées chez 8 espèces de Megastigmus thélytoques suggère des transferts horizontaux de cette bactérie favorisés par l'exploitation de plantes-hôtes proches. L'ensemble de ces données génèrent des questions de recherche stimulantes en ce qui concerne l'impact d'une invasion sur la dynamique et l'évolution de cette communauté d'insectes forestiers méditerranéens.Quelques mots-clés : Invasion biologique, traits d'histoire de vie, compétition interspécifique, Megastigmus, Wolbachia.
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Dans le domaine de la génomique fonctionnelle, les méthodes de traitement des données transcriptomiques à haut débit fournies par les biopuces à ADN permettent d'analyser les relations entre les gènes en les considérant comme les éléments d'un réseau de co-expression et conduisent à des interprétations biologiques grâce à la Gene Ontology. Mais jusqu'à présent, aucune relation transcendante n'a été mise en évidence entre la fonction des gènes et leur connectivité dans leur réseau de co-expression. Dans cette optique, nous avons défini une double connectivité pour chaque gène par le nombre de ses corrélations significatives négatives et positives qu'ils contractent avec les autres gènes au sein d'un groupe d'individus donné. Grâce à l'analyse de 1260 biopuces, nous montrons que cette double connectivité sépare deux types de gènes, ceux qui présentent surtout des relations négatives (hub-) et ceux qui présentent surtout des relations positives (hub+). Nous montrons que ces 2 types de gènes correspondent à une dualité fonctionnelle. Les gènes les plus connectés négativement sont plus impliqués dans des fonctions cellulaires de base communes à toute cellule eucaryote (gènes fourmis) alors que les gènes les plus connectés positivement sont plus impliqués dans des fonctions cellulaires spécialisés reliés à la différentiation cellulaire et à la communication (gènes cigales).
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Juan Carlos Reboreda est professeur à la faculté de Sciences de l'Université de Buenos Aires. Il travaille en écologie évolutive et écologie du comportement des oiseaux, en particulier des parasites de nichée. Juan Carlos est Secrétaire de Recherche (équivalent de "Vice-president pour la Recherche" en termes français) de sa fac et il vient dans le cadre de cette fonction. Avec lui, des collègues chiliens (et avec la participation de Fred Menu, Dominique Allainée, Manu, etc) on est en train de mettre en place l'internalisation de notre master (master 1: échange d'étudiants, master 2: implantation en Amérique du Sud d'un mastère "écologie quantitative" dans un sens large.
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Postcopulatory sexual selection is thought to be an important force driving the evolution of sperm design. Yet, despite numerous theoretical and empirical studies of the relationship between sperm design and sperm competition (as one postcopulatory sexual selection mechanism) is still poorly understood. A series of comparative studies in several taxonomic groups have found inconclusive and sometimes even contradictory results suggesting that in different taxonomic groups the evolution of sperm design in the context of sperm competition show markedly different patterns. We conducted the largest to date comparative study including over 250 species of passerine birds to investigate the relationship between sperm design and sperm competition and to determine the evolutionary rate of sperm design as a sexually selected trait. We did so in three ways: (I) we investigated the relationship between sperm design and sperm competition at different phylogenetic levels its association with the underlying phylogeny; (II) we tested the interspecific, the intraspecific and the intra-male variation of sperm design in the context of sperm competition; (III) we performed experiments to improve our understanding of the behavioural mechanisms influencing sperm design and function. Our results provide new insights into the evolution of sperm design as a sexually selected trait.
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Genetic robustness, the preservation of an optimal phenotype in the face of mutations, is critical to the understanding of evolution as phenotypically expressed genetic variation is the fuel of natural selection. The origin of genetic robustness, whether it evolves directly by natural selection or it is a correlated byproduct of other phenotypic traits, is, however, unresolved. Examining micro-RNA (miRNA) genes of several eukaryotic species, Borenstein and Ruppin (Borenstein E, Ruppin E. 2006. Direct evolution of genetic robustness in microRNA. Proc Natl Acad Sci USA. 103: 6593) showed that the structure of miRNA precursor stem loops exhibits significantly increased mutational robustness in comparison with a sample of random RNA sequences with the same stem-loop structure. The observed robustness was found to be uncorrelated with traditional measures of environmental robustness--implying that miRNA sequences show evidence of the direct evolution of genetic robustness. These findings are surprising as theoretical results indicate that the direct evolution of robustness requires high mutation rates and/or large effective population sizes only found among RNA viruses, not multicellular eukaryotes. We demonstrate that the sampling method used by Borenstein and Ruppin introduced significant bias that lead to an overestimation of robustness. Introducing a novel measure of environmental robustness based on the equilibrium thermodynamic ensemble of secondary structures of the miRNA precursor sequences, we demonstrate that the biophysics of RNA folding induces a high level of correlation between genetic (mutational) and environmental (thermodynamic) robustness, as expected from the theory of plastogenetic congruence introduced by Ancel and Fontana (Ancel LW, Fontana W. 2000. Plasticity, evolvability, and modularity in RNA. J Exp Zool. 288: 242-283). In light of theoretical considerations, we believe that this correlation strongly suggests that genetic robustness observed in miRNA sequences is the byproduct of selection for environmental robustness.