COEVOL Coévolution Multi-Echelles
Equipe Génétique et Evolution des Interactions
Charlat Sylvain
Chargé de recherche
CNRS
Qui sommes-je? Qui suis-nous?
Ces formules énigmatiques, empruntées à mon collègue et ami Fabrice Vavre, traversent l’essentiel de mes travaux.
Qui sommes-je? Qui suis-nous?
Ces formules énigmatiques, empruntées à mon collègue et ami Fabrice Vavre, traversent l’essentiel de mes travaux.
- Qui sommes-je ? Quelle multitude de gènes, cellules, partenaires symbiotiques, compose les « individus » biologiques ? Et dans quelle mesure ces différents degrés d’organisation constituent eux aussi des individus, c’est-à-dire des niveaux de sélection opérant, porteurs d’adaptations qui leur sont propres, potentiellement délétères aux autres échelles ?
- Qui suis-nous ? Dans quelle mesure le collectif, de la fourmilière à l’écosystème, devrait-il lui aussi être perçu comme individu en devenir ?
Au gré des collaborations, ces questionnements ont donné lieu à divers projets de recherche, brièvement décrits ci-dessous. Les relations symbiotiques, abordées notamment par des approches de génomique évolutive chez les arthropodes, y occupent une place prépondérante, au côté de la modélisation, la didactique et l’épistémologie.
Pour échanger sur ces sujets, ou connaître d’éventuelles opportunités de nous rejoindre, n’hésitez pas à me contacter.
AU FIL DE L'EAU...
L’individu, souvent, nous saute aux yeux : vous et moi, mon chat, cet oiseau qui passe...
- Mais l’évidence, parfois, se dérobe. Ce champignon, ou son corps sous-terrain ? Ce peuplier, ou tous ses clones, cette forêt tout entière ? Cette bactérie, ou ce biofilm ? Cette fourmi stérile, ce petit organe à six pattes, ou sa fourmilière ? Ce puceron, et ce symbiote intracellulaire, ou la nouvelle unité qu’ils composent ? Vous et moi, ou ces éléments hétéroclites, et pour la plupart égoïstes, qui constituent nos génomes ? Ou nos innombrables cellules, et la ménagerie de notre microbiote ?
- À la lumière de la symbiose, du conflit et de la coopération, l’histoire du vivant devient une histoire d’associations et de dissociations, une histoire de changements d’échelles. Les cellules s’assemblent pour former des organismes multicellulaires, où l’hérédité est réglée à la baguette par les strictes lois de Mendel, mais les occasions de s’y dérober ne manquent pas. De nouvelles échelles émergent, par association, sans que les échelles antérieures ne disparaissent tout à fait. De nouveaux « niveaux de sélection » prennent le contrôle, de nouveaux « individus » émergent, mais la reproduction sexuée ou le transfert horizontal sont autant d’occasions pour les éléments qui les composent d’exister encore « pour eux-mêmes », de constituer eux aussi des niveaux de sélection efficaces, et à ce titre, des échelles de description pertinentes pour « comprendre » le vivant, pour révéler, derrière les structures, des fonctions.
- Mes travaux de recherche s’inscrivent dans cette perspective, dans ces questionnements. Ils apportent parfois des bribes de réponses mais consistent essentiellement (je le constate à travers ce manuscrit) à questionner les questions elles-mêmes, à les inspecter sous tous les angles. Ils portent sur la symbiose, sur Wolbachia, dont les stratégies d’invasion égoïstes défient l’ima- gination, même si ces bactéries intracellulaires sont parfois essentielles, si elles peuvent deve- nir de leur hôte le « meilleur ennemi ». Ils portent sur le transfert horizontal, cette transmission de matériel génétique entre différentes lignées évolutives, notamment entre différentes es- pèces d’insectes, des papillons et leur parasitoïdes, ces prédateurs de l’intérieur, ces Aliens. Mes travaux portent aussi sur la nature de l’hérédité, sur les possibles limitations d’un modèle, celui de la génétique, dont la puissance explicative pourrait masquer d’autres formes d’héré- dité, peut-être trop instables pour peser lourd dans l’évolution, mais peut-être pas. Enfin, mes travaux portent sur une hypothèse, celle d’une évolution biologique qui dépasserait ses fron- tières, d’une sélection naturelle qui pourrait être à l’œuvre en dehors du vivant que nous con- naissons, dans d’autres systèmes physiques ou chimiques, à d’autres échelles temporelles ou spatiales, en d’autres lieux, ou peut-être ici même... mais serions-nous seulement capables de les reconnaître ? Pour l’heure, cette exploration se heurte à un obstacle, un problème de poule et d’œuf où le concept d’individu se fait à nouveau central : sans individus, pas de variation héritable, pas de sélection naturelle, pas d’évolution ; mais sans évolution, pas d’adaptations, pas de « parties fonctionnelles d’un tout », pas d’unités de sélection, pas d’individus... Quelle forme pourrait prendre une (méta)théorie de l’évolution qui échapperait à ce paradoxe, une théorie évolutive « de l’évolution elle-même », qui traverserait la biologie et la physique, en expliquant, sans s’y référer, l’émergence de l’individu ?
Pour plus d'informations:
THÈMES DE RECHERCHE
Nous cherchons à tester l’hypothèse selon laquelle les parasitoïdes, notamment via des virus domestiqués, constitueraient des vecteurs prépondérants de transferts horizontaux.
De toutes les lignées de bactéries symbiotiques, Wolbachia est sans doute à la fois la plus abondante et la plus diverse en termes d’implications évolutives. Sa transmission verticale maternelle l’a menée vers des stratégies d’invasion très particulières, souvent bénéfiques aux femelles (plus précisément, à la lignée cytoplasmique, transmise par les femelles) et au contraire délétères pour les mâles.
Wolbachia a toujours occupé une place centrale dans nos travaux, notamment concernant sa dynamique épidémiologique, à l’échelle des communautés d’arthropodes, ses conséquences évolutives, et l’architecture génétique de l’incompatibilité cytoplasmique.
Pour plus d'informations:
- La publication de Beckmann et al, une analyse des différents modèles explicatifs de l'incompatibilité cytoplasmique
- Les publications de Cariou et al (2017, 2020) au sujet des conséquences de Wolbachia sur l'évolution du génome mitochondrial
- La publication de Bailly-Bechet et al portant sur la dynamique de Wolbachia à l'échelle des communautés
Aussi puissante soit la génétique pour expliquer l’évolution, quelle pourrait être la contribution des autres modes d’hérédité aux déplacements des populations dans un paysage adaptatif ?
L’enseignement de la biologie évolutive est réputé difficile. Au-delà des raisons idéologiques, ces difficultés sont révélatrices d’un difficile rapport à l’incertitude dans l’enseignement des sciences, qu’il convient de questionner.
Pour plus d'informations:
- Les publications de Paulin et al (2018, 2019, 2020) sur ce sujet
- Un billet dans le "café pédagogique"
Si, dans une perspective évolutive, l’individu est conçu, de manière récursive, comme fruit d’une association d’individus d’échelle inférieure, comment a émergé la plus petite échelle, la première ?
Quelles ont été les premières unités de sélection, les premières étincelles de vie ? Comment définir et décrire leurs propriétés, en conjuguant nécessairement des concepts biologiques et physico-chimiques ? Où commence l’individualité, et avec elle l’évolution par sélection naturelle ? Dans l’hypothèse hasardeuse où de telles unités de sélection pourraient exister en dehors du vivant, dans d’autres systèmes physico-chimiques, comment les reconnaître ?
Publications
Affichage des publications 31 à 60 sur 79 au total
On the genetic architecture of cytoplasmic incompatibility: inference from phenotypic data
The American Naturalist . 182 ( 1 ) : 15-24
DOI: 10.1086/670612
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voir la publicationDraft genome sequence of the male-killing Wolbachia strain wBol1 reveals recent horizontal gene transfers from diverse sources
BMC Genomics .
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voir la publicationMaking (good) use of Wolbachia: what the models say.
Current Opinion in Microbiology . 15 ( 3 ) : 263-8
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voir la publicationMod/Resc Parsimony Inference: Theory and application
Information and Computation . 213 : 23-32
Article dans une revue
voir la publicationWolbachia detection: an assessment of standard PCR protocols.
Molecular Ecology Resources . 11 ( 3 ) : 567-72
Article dans une revue
voir la publicationMod/Resc Parsimony Inference
Combinatorial Pattern Matching . 6129 : 202--213
Acte de congrès
voir la publicationWolbachia Age-Sex-Specific Density in Aedes albopictus: A Host Evolutionary Response to Cytoplasmic Incompatibility?
PLoS ONE . 5 ( 3 ) : e9700
Article dans une revue
voir la publicationRapid spread of male-killing Wolbachia in the butterfly Hypolimnas bolina
Journal of Evolutionary Biology . 23 ( 1 ) : 231-235
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voir la publicationRéhabilitation de Athous puncticollis Kiesenwetter, 1858, espèce distincte de A. vittatus Fabricius, 1792
Bulletin de la Société Entomologique de France . 115 : 381 - 385
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voir la publicationÉvolution des interactions entre espèces
Biologie évolutive . : 533-616
Chapitre d'ouvrage
voir la publicationRapidly Shifting Sex Ratio across a Species Range
Current Biology - CB . 19 : 1628-1631
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voir la publicationThe joint evolutionary histories of Wolbachia and mitochondria in Hypolimnas bolina
BMC Evolutionary Biology . 9(64) : 1-9
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voir la publicationAssessing risks of Wolbachia DNA cross-specimen contamination following mass collection and ethanol storage
Molecular Ecology Resources . 9(1) : 46-50
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voir la publicationContribution à la connaissance des araignées des îles de la Société (Polynésie française)
Revue arachnologique, série 2 . 17(5) : 63-81
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voir la publicationManipulation de la sex ratio
incollection . -- : 1901-1908
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voir la publicationYou can`t keep a good parasite down: evolution of a male-killer suppressor uncovers cytoplasmic incompatibility
Evolution international journal of organic evolution . 62 : 1258-1263
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voir la publicationMale rarity and putative sex-role reversal in Fijian damselflies (Odonata)
Journal of Tropical Ecology . 23 : 591-598
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voir la publicationA Survey of the Bacteriophage WO in the Endosymbiotic Bacteria Wolbachia
Molecular Biology and Evolution . 24 : 427-435
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voir la publicationMale-killing bacteria trigger a cycle of increasing male fatigue and female promiscuity
Current Biology - CB . 17 : 273-277
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voir la publicationDisrupting the timing of Wolbachia-induced male-killing
Biology Letters . 3 : 154-156
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voir la publicationOutbreeding selects for spiteful cytoplasmic elements
Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences . 273 : 923-929
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voir la publicationEvolution of Male Killer Suppression in a Natural Population
PLoS Biology . 4 : 1643-1648
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voir la publicationThe evolution of cytoplasmic incompatibility types: integrating segregation inbreeding and outbreeding
Genetics . 172 : 2601-2611
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voir la publicationCompeting selfish genetic elements in the butterfly Hypolimnas bolina
Current Biology - CB . 16 : 2453-2458
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voir la publicationPrevalence and penetrance variation of male-killing Wolbachia across Indo-Pacific populations of the butterfly Hypolimnas bolina
Molecular Ecology . 14 : 3525-3530
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voir la publicationExploring the evolution of Wolbachia compatibility types: a simulation approach
Genetics . 170 : 495-507
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voir la publicationInteractions between inherited bacteria and their hosts: The Wolbachia paradigm
incollection . -- : 119-141
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voir la publicationIncipient evolution of Wolbachia compatibility types
Evolution - International Journal of Organic Evolution . 58 : 1901-1908
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