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Biologie Intégrative des Organismes Marins
UMR 7232

Soutenance d'HDR d'Elodie Magnanou

Elodie Magnanou - équipe "Facteurs du milieu et mécanismes adaptatifs" soutiendra son Habilitation à Diriger des Recherches intitulée : " Vers une meilleure compréhension de la réactivité des espèces au changement climatique actuel : approches évolutives et écophysiologiques",  le lundi 11 avril à 14 heures en amphithéâtre Alain Guille.

Résumé du mémoire :

Les activités humaines imposent de nouvelles contraintes aux milieux naturels et font peser de lourdes menaces sur la survie des espèces et sur le fonctionnement des écosystèmes. La vulnérabilité des organismes vivants est fonction de leur exposition au changement global, de leur écologie, histoire évolutive et traits d’histoire de vie. Leur réactivité peut se manifester par des mécanismes migratoires, d’acclimatation, de plasticité phénotypique, ou par des processus adaptatifs.

Mes recherches visent à caractériser les capacités adaptatives, physiologiques et génétiques des organismes face à des pressions de sélection passées ou actuelles, variables dans l’espace ou dans le temps. L’étude des adaptations locales présente un fort pouvoir prédictif quant à l’adaptabilité des organismes au changement global. Je porte une attention particulière aux traits relatifs aux rythmes biologiques, cruciaux pour une meilleure synchronisation voire une meilleure anticipation du nouveau calendrier ambiant induit par le changement climatique. Mes activités se déclinent autour de plusieurs modèles biologiques pertinents pour ces questions.

Rongeur nord-américain, le néotoma du désert consomme du genévrier au nord de son aire de distribution. Au sud, il a fait face à un changement radical de son régime alimentaire, le créosote, ayant envahi le désert de Mohave à la fin de la dernière glaciation. Cette plante représente une nouvelle contrainte compte tenu de ses composés toxiques radicalement différents de ceux du genévrier. Le néotoma du désert de Mohave a développé une tolérance au créosote contrairement à ses congénères du nord consommant toujours du genévrier. J’ai analysé la diversité génétique des copies géniques d’une enzyme de biotransformation hépatique clef (cytochrome P450 2b) et déterminé à large échelle (microarrays) les profils d‘expression des gènes du foie pour les deux populations de néotoma soumises à chacun des régimes alimentaires. Cette étude a démontré le rôle crucial de ces voies métaboliques hépatiques dans l’acquisition de la tolérance au créosote. Ce projet fut finalisé lors de mon contrat post doctoral. Je ne propose donc pas de perspectives de recherche sur ce thème.

La hêtraie de la Massane, située en marge sud de l’aire de distribution du hêtre, est soumise à des conditions hygrométriques remplissant tout juste ses besoins. J’ai évalué l’effet des glaciations du quaternaire sur la distribution et la diversité génétique du hêtre en Europe de l’ouest, avec une emphase particulière sur la Massane et ses populations voisines (phylogéographie). J’ai également étudié la qualité de la régénération de cette vieille forêt (démogénétique) et investigué la contribution relative des adultes reproducteurs selon leur âge et leur état de dépérissement.

Je souhaite désormais développer une approche écophysiologique permettant de tester l’hypothèse d’une adaptation locale de la Massane. Un suivi récurrent de traits phénotypiques intégrateurs de la réactivité du hêtre au changement climatique tels que la phénologie sera mis en place.

J’aborde chez diverses espèces de poissons les mécanismes neuroendocriniens impliqués dans la synchronisation des grandes fonctions biologiques avec les fluctuations journalières et saisonnières du milieu. J’ai étudié la diversification génétique et fonctionnelle de l’arylalkylamine N-acétyltransférase (AANAT) - enzyme clef de la synthèse de la mélatonine, hormone donneuse de temps. Les nouvelles technologies de séquençage à haut débit m’ont également permis une exploration exhaustive des mécanismes neuroendocriniens complexes impliqués dans ces rythmes. J’ai ainsi construit des transcriptomes de référence et mené des études comparatives de profils transcriptomiques pour des espèces non modèles. Enfin j’évalue les effets du changement climatique sur une population menacée de saumon atlantique et propose des perspectives de recherche sur cet axe d’investigation.

  • A l’échelle moléculaire : thermoréception et rythmes biologiques

Le changement climatique a pour effet direct d’exposer le saumon atlantique à une nouvelle gamme thermique au cours de son cycle de vie. Il apparait donc pertinent d’investiguer la perception de cette température. Chez les poissons, l’information photopériodique intégrée par les photorécepteurs de la rétine et de la glande pinéale est traduite en un signal hormonal donneur de temps, la mélatonine. La durée et l’amplitude de sa sécrétion sont respectivement modulées par la durée de la nuit et par la température, reflétant ainsi le moment du jour et de l’année. Les mécanismes du contrôle de la sécrétion de mélatonine par la photopériode sont assez bien caractérisés alors que ceux relatifs au rôle de la température restent mal connus. Je souhaite poursuivre le test de l’hypothèse formulée par notre équipe selon laquelle le photorécepteur de la glande pinéale intègre à la fois le signal photopériode et température, ce dernier, via des canaux ioniques de type TRP (Transient Receptor Potential).

  • A l’échelle populationnelle : réactivité au réchauffement climatique

Le changement climatique induit par ailleurs une altération des paramètres saisonniers modifiant la combinaison température / photopériode. Les rythmes biologiques sont donc une composante importante de la réactivité des espèces au changement climatique. La population de saumon de l’axe Loire-Allier migre sur plus de 1000 km en eau douce et est impactée par la hausse de température des cours d’eau, particulièrement sur la partie amont du bassin. J’analyse actuellement l’incidence sur les régulations neuroendocrines d’une hausse des températures au cours de la migration de dévalaison grâce à une caractérisation exhaustive des profils d’expression génique (RNAseq). J’étendrai cette étude aux stades précoces du saumon.

21/03/16