Réponses évolutives de populations de nématodes (Caenorhabditis elegans) exposées à des rayonnements ionisants

Evolutionary responses of nematode (Caenorhabditis elegans) populations exposed to ionizing radiation

• Auteur / Autrice : Loïc Quevarec
• Direction : Christelle Adam-Guillermin, Jean-Marc Bonzom
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Environnement et santé
• Date : Soutenance le 28/10/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (IRSN) (Saint-Paul-Lez-Durance ; 2017-2023) - Groupe de recherche en écologie comportementale et animale (GRECA) (Université du Québec à Montréal, UQAM)
• Jury : Président / Présidente : Claudia Cosio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Chaumot, Olivier Armant, Denis Réale
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Céline Pelosi, Marie-Agnès Coutellec

Mots clés

Mots clés contrôlés

Caenorhabditis elegans

Nématodes

Évolution (biologie)

Radioécologie

Biologie -- Recherche

Perturbations écologiques

Écologie animale

Mots clés libres

Rayonnements ionisants

Évolution expérimentale

Adaptation locale

Coût adaptatif

Caenorhabditis elegans

Ionizing radiation

Experimental evolution

Local adaptation

Adaptive cost

Caenorhabditis elegans

Résumé

Les pressions anthropiques sur les écosystèmes, comme les pollutions par des substances radioactives, peuvent mettre à mal la survie et le maintien des populations. Face à ces stresseurs, les individus peuvent répondre rapidement par plasticité phénotypique et à plus long terme, les populations peuvent s’adapter. Toutefois, ces réponses s’accompagnent de coûts. La prise en compte de ces mécanismes est importante pour estimer les conséquences des stresseurs sur l’évolution des populations et leur maintien à long terme. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est d’étudier expérimentalement l’évolution de populations de Caenorhabditis elegans exposées à des rayonnements ionisants gamma (RI) et d’évaluer les coûts associés. Pour cela, des mesures de plusieurs traits d’histoire de vie ont été effectuées sur des populations de C. elegans exposées à des RI (0 - 1,4 et 50 mGy.h-1) pendant 20 générations. Différents plans expérimentaux ont également été réalisées pour établir les causes sous-jacentes des modifications des traits observés et pour mettre en évidence des coûts en lien avec ces changements. Succinctement, les résultats ont montré que les RI ont des impacts délétères sur la reproduction, la survie et la croissance des populations, en particulier à 50 mGy.h-1. De plus, on a observé une adaptation des populations aux RI accompagnée de coûts et la sélection de la reproduction par croisement. Ces résultats montrent qu’une pression anthropique comme les RI peut modifier la trajectoire évolutive d’une population, questionnant sur la survie à long terme de ces organismes et soulignant la nécessité d’une telle démarche dans le cadre d’une évaluation du risque écologique

Anthropogenic pressures on ecosystems, such as pollution by radioactive substances, can affect the survival and maintenance of populations. Faced with these stressors, individuals can respond rapidly through phenotypic plasticity and in the longer term, populations can adapt. However, these responses are accompanied by costs. Considering these mechanisms is important to estimate the consequences of stressors on the evolution of populations and their long-term maintenance. In this context, the aim of this project is to experimentally study the evolution of Caenorhabditis elegans populations exposed to gamma ionizing radiation (IR) and to evaluate the associated costs. For this purpose, measurements of several life history traits were performed on C. elegans populations exposed to IR (0 - 1.4 and 50 mGy.h-1) for 20 generations. Different experimental designs were also performed to establish the underlying causes of the observed trait changes and to highlight costs related to these changes. Briefly, the results showed that IR has deleterious impacts on reproduction, survival and population growth, especially at 50 mGy.h-1. In addition, we observed an adaptation of populations to IR accompanied by costs and selection of reproduction by outcrossing. These results show that an anthropogenic pressure such as IR can modify the evolutionary trajectory of a population, questioning the long-term survival of these organisms and highlight the need for such an approach in the context of an ecological risk assessment