Impact du réchauffement climatique sur le krill en milieux polaires : thermotolérance et réponse Hsp70

Global warming impact on polar krill : thermal tolerance and Hsp70 response

• Auteur / Autrice : Kévin Cascella
• Direction : Jean-Yves Toullec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 17/10/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Station biologique de Roscoff [Roscoff] - Adaptation et Biologie des Invertébrés en Conditions Extrêmes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vianney Pichereau, Pierre Chevaldonné, Melody Clark, Juliette Ravaux, Patrick Cormier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets du réchauffement de la Terre

Résistance à la chaleur

Krill

Réchauffement de la Terre

Mots clés libres

Réchauffement climatique

Krill

Thermotolérance

CT50

Réponse Hsp70

Global warming

Krill

Résumé

Les zones polaires sont les premières à subir les effets du réchauffement climatique.L'estimation de l‟impact physiologique d‟une augmentation de température sur les espèces de ces régions est capitale afin de prédire l'évolution des écosystèmes polaires. Les conséquences physiologiques de l‟augmentation des températures peuvent affecter les capacités de résistance et de survie des organismes. Le krill constitue un maillon clé des écosystèmes polaires, il est aussi à la base de la chaine trophique de ces régions. Dans ce contexte, une étude comparative de la thermotolérance de trois espèces de krill polaires a été effectuée. Deux espèces d‟Antarctique Euphausia superba et Euphausia crystallorophias, et une espèce d‟Arctique, Thysanoessa inermis. La détermination de la température limite de tolérance (CT50) a été estimée sur ces 3 espèces. E. superba et T. inermis présentent des tolérances thermiques similaires, alors que E. crystallorophias a une CT50 légèrement inférieure. Cinq isoformes d‟Hsp70 ont été caractérisées, pour chaque espèce. Leur expression génique a été suivie au cours d‟augmentations de la température du milieu. Le suivi de ces biomarqueurs a permis d‟estimer la température limite à laquelle les premiers dommagescellulaires apparaissent. Les cinétiques d‟expressions de chaque espèce se sont révéléesdifférentes : une forte réponse Hsp70 a été observée chez T. inermis, alors que chez E.crystallorophias celle–ci est beaucoup plus faible. Aux mêmes températures E .superba ne développe pas de réponse Hsp70, malgré sa forte thermotolérance. La multiplication des expériences de choc thermique sur cette espèce (intensité et durée) n'a pas révélé de réponseHsp70, mais confirmé sa grande thermotolérance pour un organisme antarctique.

Polar regions are the first to be impacted by global warming. The physiological impact appraisal of a temperature increase over local species is critical to foresee future evolutions of polar ecosystems. Physiological consequences of temperature rises can affect organisms both in their hardness and survival. Krill stands as a key component for polar ecosystems and therefore constitutes the core diet of local predators. In such context, a thermal tolerance comparative analysis of three distinct polar krill species has been carried out: two Antarctic species Euphausia superba and Euphausia crystallorophias, and one Arctic species,Thysanoessa inermis. The determination of thermal tolerance (CT50) was conducted on these three species. E. superba and T. inermis analysis showed similar thermal tolerances, while E.crystallorophias CT50 was slightly lower. Five isoforms of Hsp70 have been characterized foreach species. Their gene expression has been monitored through temperature increases of their environment. This biomarkers monitoring allowed an estimation of the critical temperature at which cellular damages appear. Kinetic expressions vary for each species: a strong response was observed in Hsp70 T. inermis, whereas response is much lower in E.crystallorophias. For similar temperatures, E .superba does not provide any Hsp70 response,despite its high thermal tolerance. The accumulation of heat shock experiments on this species, in intensity and duration, still did not provide any Hsp70 response, although it confirmed its highly noticeable heat tolerance for an Antarctic organism.