Role of behavioural plasticity in the adaptation to nutritional variations in a Malagasy primate
Rôle de la plasticité comportementale dans l'adaptation aux variations nutritionnelles chez un primate malgache
Résumé
In order to survive in a changing environment, individuals have to express an appropriate response. It is known that animals have the ability to adjust their behaviour to their environment. This behavioural plasticity allows a quick and adapted response to environmental variations, maximizing the individual'ssurvival and gene transmission. This plasticity relies on costly brain processes making these adaptations particularly dependent of food availability and maybe quality.This thesis project aimed at better understanding the constraints of these responses in a species under a strong selection pressure. To investigate this problematic, we studied the behavioural responses of a small Malagasy primate, the grey mouse lemur (Microcebus murinus), to both quantitative and qualitative changes in food resources. The first part of this work investigated the effect of a short-term caloric restriction without malnutrition over two studies. In the first one, we studied the effects of a 60% caloric restriction without malnutrition on innate behavioural plasticity via the study of the biological clock. The results show a decrease in the ability to resynchronize on a light/dark cycle following a time-shift. This difficulty to resynchronize was linked to body mass loss, the individuals loosing the more weight being the one unable to resynchronize after the 6-hours time shift. In the second study, we investigated the effect of a 40% caloric restriction without malnutrition on acquired behavioural plasticity. This study show a decrease in learning abilities of the restricted individuals after 19 days of dietary treatment and no influence on long term memory. This decrease in learning abilities was also linked with body mass loss, with the individuals loosing the more weight being the one with the worst success rate during this task. The second part focused on the effects of a qualitative variation in food supply via a long-term supplementation with n-3 polyunsaturated fatty acids. This part allowed us to show an increase in learning abilities associated with increased neurogenesis in three brain zones for supplemented animals after 18 month of treatment as well as a decrease of their anxiety level.This thesis work show that both quantitative and qualitative nutritional variations are able to influence different forms of behavioural plasticity and their cerebral basis and are of particular importance in the adaptation and survival of individuals.
Afin de se maintenir au sein d'un environnement changeant, les individus doivent mettre en place une réponse adéquate. Il est connu que les animaux ont la capacité d'ajuster leur comportement à leur environnement. Cette plasticité comportementale, permet une réponse adaptée et relativement rapide aux variations de l'environnement, maximisant ainsi les chances de survie et de transmission des gènes. Elle met en jeu des processus cérébraux couteux en énergie rendant ces adaptations particulièrement sensibles à des changements alimentaires. Le but de cette thèse a été de mieux comprendre les facteurs qui contraignent ces réponses chez une espèce à laquelle s'applique une forte pression de sélection. Pour ce faire, nous avons étudié les réponses comportementales d'un primate malgache, le microcèbe gris (Microcebus murinus) soumis à des changements dans la quantité ou la qualité des ressources alimentaires disponibles. La première partie de ce travail s'est intéressée aux effets à court terme d'une restriction alimentaire sans malnutrition. Cette partie comprenait deux études. La première s'intéressant aux effets d'une restriction alimentaire à 60% sans malnutrition sur la plasticité comportementale innée via l’étude de l'horloge biologique. Les résultats de cette étude montrent une diminution de la capacité à se resynchroniser après un décalage horaire en lien avec la perte de poids. Ainsi, les individus perdant le plus de poids sont le moins à même de se resynchroniser sur les cycles lumineux après un décalage horaire de 6 heures. La seconde s'intéressait aux effets d'une restriction alimentaire de 40% sans malnutrition sur la plasticité comportementale acquise et montre une diminution de la capacité d'apprentissage des individus restreints après 19 jours de traitement alimentaire sans influence sur la mémoire à long terme. La moindre capacité d’apprentissage chez les individus en restriction calorique est corrélée à la perte de poids, les individus perdant le plus de poids étant les moins performants. Dans une seconde partie j’ai étudié l'effet de modifications qualitatives de l'alimentation à travers une supplémentation à long terme des individus en acides gras polyinsaturés n-3. Cette partie m’a permis de mettre en évidence une amélioration des performances d'apprentissage chez les individus supplémentés après 18 mois de traitement alimentaire accompagnée d'une diminution de l'anxiété et d'une augmentation de la neurogenèse adulte dans trois zones cérébrales.Ces travaux démontrent que les variations nutritionnelles, qu’elles soient quantitatives ou qualitatives sont capables d’influencer les différentes formes de plasticités comportementales et donc les grandes fonctions cérébrales et constituent ainsi un paramètre clé dans l’adaptation et la survie des individus.
Origine : Version validée par le jury (STAR)