Effets de l'hypoxie d'altitude sur le développement embryonnaire et les performances juvéniles chez la couleuvre vipérine, Natrix maura, dans le contexte actuel du changement climatique

Effects of high-elevation hypoxia on embryonic development and juvenile performance in the viperine snake, Natrix maura, under the current context of climate change

• Auteur / Autrice : Jérémie Souchet
• Direction : Hervé Philippe, Fabien Aubret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie, biodiversité et évolution
• Date : Soutenance le 09/12/2020
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Station d’écologie théorique et expérimentale (Moulis ; 2016-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stades embryonnaires

Colubridés

Anoxie

Mots clés libres

Changement climatique

Hypoxie d'altitude

Développement embryonnaire

Taux métabolique

Plasticité phénotypique

Natrix maura

Climate Change

High-altitude hypoxia

Embryonic development

Metabolic rate

Phenotypic plasticity

Natrix maura

Résumé

Le changement climatique pourrait entrainer, d'ici 2100, une hausse de la température moyenne à la surface de la Terre de 1°C à 6.5°C par rapport à la température moyenne estimée entre 1986 et 2005. Cela est susceptible d'augmenter le risque d'extinction des espèces, de modifier leur aire de répartition, en impactant la phénologie de reproduction et de migration des organismes, entraînant un changement des schémas de biodiversité à l'échelle mondiale. Les ectothermes, dont l'ensemble des traits physiologiques et comportementaux sont dépendants des températures environnementales, vont d'autant plus être affectés par le changement climatique et devront migrer vers des zones thermiques plus favorables, comme les zones de haute altitude. Cependant, en altitude, la diminution de la pression partielle de l'air réduit la quantité d'oxygène disponible. Cette nouvelle contrainte environnementale, l'hypoxie d'altitude, pourrait limiter leurs chances de coloniser ces milieux. Cette thèse cherche à mettre en évidence les réponses physiologiques à l'hypoxie d'altitude chez la Couleuvre vipérine, Natrix maura, une colonisatrice historique qui subit une expansion de gamme vers le haut, et à définir sa capacité à utiliser les espaces montagnards comme refuge face au changement climatique. Les objectifs sont, d'abord mesurer les effets de l'hypoxie d'altitude et de l'interaction qu'elle peut avoir avec la température sur le développement par l'intermédiaire du suivi de l'activité métabolique embryonnaire et des taux de développement. Puis, d'observer la persistance potentielle de ces effets sur les performances et le métabolisme des juvéniles. Les résultats de ces travaux suggèrent que, chez la Couleuvre vipérine, les réponses physiologiques plastiques des embryons à l'hypoxie de haute-altitude pourraient faciliter l'expansion de l'aire de répartition altitudinale à travers le maintien des phénotypes corporels et des performances physiques des juvéniles.

By 2100, climate change could lead to an increase in the average temperature on the Earth's surface of 1°C to 6.5°C compared to the average temperature estimated between 1986 and 2005. This is likely to increase the risk of species extinction or change species ranges by impacting the reproductive phenology and the migration of organisms, leading to a change in biodiversity patterns on a global level. Ectotherms, whose set of physiological and behavioural traits are dependent on environmental temperatures, will be further affected by climate change and will have to migrate to more favourable thermal zones, such as to high altitude. However, at higher altitudes, the decrease in the partial pressure of the air reduces the availability of oxygen. This new environmental constraint, high-elevation hypoxia, could limit organisms' chances of colonizing these environments. This thesis seeks to highlight the physiological responses to high-elevation hypoxia in the Viperine snake, Natrix maura, a historical colonizer currently undergoing an upward range expansion, and to define its capacity to use mountain areas as a refuge in the context of climate change. The objectives are, in the first instance, to measure the effects of high-elevation hypoxia and the interaction it may have with temperature on development through monitoring embryonic metabolic activity and development rates. The second objective is to observe the potential persistence of these effects on the performance and metabolism of juveniles. The results of this work suggest that, in the Viperine Snake, the plastic physiological responses of embryos to high-elevation hypoxia could facilitate the expansion of the altitudinal range through the maintenance of body phenotypes and physical performance of juveniles.