It is not the strongest of the species that survives, or the most intelligent ; it is the one most capable of change

Mots clés: Plasticité phénotypique, Biologie de l'invasion, Température, Drosophila

Plasticité phénotypique et réponses adaptatives aux changements environnementaux

Mes travaux de recherche m’ont permis d’explorer différents aspects concernant les réponses adaptatives des organismes aux changements environnementaux, principalement la température, sur le modèle insecte et surtout la drosophile par une approche comparative. Je me suis plus particulièrement intéressée à la plasticité phénotypique qui peut être définie comme la capacité d’un génotype à produire différents phénotypes en fonction des conditions environnementales. La plasticité phénotypique est un phénomène généralisable à l’ensemble du Vivant que l’on retrouve chez toutes les espèces et pour une grande diversité de traits phénotypiques.

Les principales questions abordées au cours de mes recherche sont :

  • Comment analyser les formes des normes de réaction non linéaires ? Ces normes de réactions présentent-elles une variabilité génétique ? Comment ces normes évoluent entre populations et entre espèces ? Ces comparaisons permettent-elles d’apporter des arguments en faveur d’une plasticité phénotypique adaptative ?
  • Comment la variabilité environnementale (fluctuation thermique) va-t-elle impacter la forme des normes de réactions ? Qu’en est-il de la complexité environnementale (combinaison de plusieurs facteurs) ?
  • Quelle est l’importance de la plasticité phénotypique comme mécanisme de réponse aux perturbations de l’environnement ?

 

Sur cette problématique, je coordonne le projet ANR TRAPP qui a démarré le 1er janvier 2025 - 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. Ils représentent une pression de sélection majeure pour les populations d'insectes.
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.  L'existence du processus de TGP n'est plus contestée, mais de nombreuses questions subsistent, notamment en ce qui concerne les mécanismes moléculaires de ces effets entre générations et la persistance de la TGP sur plus de deux générations. 
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. 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.

Drosophila suzukii : une invasion biologique récente et une menace économique majeure

Depuis quelques années, mon activité de recherche s’est concentrée sur un projet concernant un événement très récent d’invasion biologique, qui implique un insecte ravageur des cultures de fruits, Drosophila suzukii. Au niveau fondamental, nous nous sommes, dans un premier temps, intéressés aux facteurs écologiques permettant d’expliquer le succès invasif de cette espèce dont la biologie était mal connue. Nous avons montré que les parasitoïdes larvaires français étaient incapables de contrôler les populations de D. suzukii en raison de sa très forte capacité de résistance immunitaire. Nous avons également montré que cette espèce présente une très large gamme de plantes hôtes sauvages présentes tout au long de l’année et nous avons mis en évidence un cas intéressant d’automédication chez D. suzukii. Par ailleurs, nos résultats suggèrent que si D. suzukii n’a pas vraiment de compétiteurs sur fruits sains, elle peut subir une forte compétition larvaire avec D. melanogaster sur fruits pourris sur lesquels un comportement d’évitement de ponte est observé.  Les projets en cours visent à utiliser l’invasion récente et spectaculaire de D. suzukii pour mieux comprendre les mécanismes d’adaptation à un nouvel environnement, en particulier le rôle de la plasticité phénotypique. Enfin, quelques projets ont été également développés afin d’envisager de nouvelles méthodes de lutte contre ce redoutable ravageur de culture.

 

Les deux projets en cours sur ce modèle biologique sont:

Projet ANR DroThermal - Le projet DROTHERMAL ‘Qu’est-ce qui fait de Drosophila suzukii une envahisseuse si efficace ? Une analyse intégrative de son écologie thermique ‘ porté par Hervé Colinet (ECOBIO) a pour objectif  d’intégrer différents niveaux de variation à travers différentes échelles spatio-temporelles afin de mieux comprendre les réponses thermiques de D. suzukii et donc de mieux prédire la persistance et la dynamique des populations tant au niveau local que global. Ce projet est réalisé en collaboration avec Sylvain Pincebourde (IRBI) pour les aspects variations spatiales, Olivier Chabrerie (EDYSAN) sur les aspects de variations trophiques et Laurence Mouton (LBBE) pour l’intégration des interactions hôtes-microbes.

 

Projet ANR CRASHPEST - Le projet ANR CRASHPEST (2020-2023) portée par Laurence Mouton du LBBE et dont j’anime un des axes de recherches constitue la suite des projets sur les interactions entre D. suzukii et wolbachia et se fait en collaboration avec Emmanuel Desouhant du LBBE et Xavier Fauvergue de l’ISA de Sophia Antipolis. L’objectif est de tester les prédictions d’un modèle développé par Blackwood et al. 2018 qui prévoit qu’en manipulant les processus intrinsèques aux populations, la rencontre et la compatibilité des partenaires sexuels (via la confusion sexuelle et l’inoculation de Wolbachia), il est possible de diminuer la taille de la population sous le seuil de l’effet Allee et donc de la conduire à l’extinction.

 

 

Responsabilités

Membre du Conseil Scientifique du CNRS

Coresponsable du Living Lab Anthares au sein du PEPR SOLU-BIOD

 

 

 

 

Publications

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