Projet ANR-15-CE02-0012 – CLIMSEX : Réchauffement des eaux: les leçons tirées de l'adaptation du tilapia
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de notre environnement (DS0101) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Jean-François Baroiller (Institut des Sciences de l'Evolution - Montpellier)
Montant : 402212.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Le réchauffement des eaux lié au changement climatique aura des effets sur la reproduction et la différenciation du sexe des poissons. Des biais de sexe ratios peuvent impacter la taille efficace de population, sa croissance et sa résilience. Chez beaucoup espèces, de fortes températures peuvent induire une inversion sexuelle (TISR) en milieu contrôlé. Dans un contexte de changement global/local des températures, l’étude à une échelle populationnelle de la TISR et de ses conséquences en matière de fitness, devient très pertinente chez les poissons. De récentes modélisations suggèrent des effets à court terme des inversions environnementales sur le sexe ratios des populations, et de possibles effets à long-termes, comme la diminution de la fréquence des génotypes mâles ou femelles. Les biais de sexe ratios pourraient faciliter l’émergence de nouveaux chromosomes sexuels et la transition entre systèmes de déterminisme à hétérogamétie mâle (XX/XY) et femelle (ZZ/ZW). Pour rendre possible ces transitions, le chromosome sexuel (Y ou W) porteur du déterminant majeur ne doit pas être trop dégénéré. La recombinaison entre X et Y, habituellement supprimée chez les mâles génétiques XY, serait possible chez les individus inversés. Associée à une sélection sexuelle, elle pourrait prévenir la dégénérescence évolutive du chromosome et la TISR pourrait constituer une « fontaine de jouvence » pour les chromosomes sexuels, et jouer un rôle clé dans l’évolution du déterminisme du sexe des populations. Une meilleure caractérisation des effets de la TISR et de ses conséquences en matière de fitness pourrait aider à mieux comprendre, chez les poissons, l’instabilité des systèmes de déterminismes du sexe et des gènes majeurs associés mais aussi à protéger des populations vulnérables. Des leçons pourraient être tirées du tilapia du Nil, une espèce dont certaines populations sauvages sont déjà adaptées à des températures extrêmes (sources chaudes à 36°C). Chez le tilapia du Nil, la détermination du sexe est principalement génétique (GSD) avec un système XX/XY, mais de fortes températures peuvent masculiniser des descendances. Nous avons montré l’existence d’une thermosensibilité à des niveaux variables dans toutes les populations sauvages étudiées, y compris celle adaptée aux fortes températures, et de probables individus inversés dans au moins deux de ces populations. Par testage en descendance de géniteurs sauvages, nous avons identifié plusieurs mâles XX qui génèrent des descendances monosexes femelles, suggérant une fréquence significative de TISR dans des populations naturelles. Mais les études sur les conséquences d’une TISR et des fitness associées restent rares chez les poissons, en particulier dans des populations sauvages. CLIMSEX combinera l’utilisation de populations sauvages et domestiques d’intérêt, d’importantes ressources génétiques/génomique, ainsi que l’expertise complémentaire des partenaires sur le tilapia, en génétique des populations, génétique évolutive, génétique et génomique du déterminisme/différenciation du sexe, biologie thermique et physiologie de la reproduction. Le projet vise à caractériser pourquoi et comment GSD et TISR co-existent, et quels sont les risques/bénéfices associés pour les populations. Nous analyserons les trajectoires de croissance selon la température, les preferendum thermiques,  et quelques traits reproducteurs des mâles inversés. Ces études sont importantes pour comprendre comment le changement climatique pourrait impacter la biodiversité à travers la TISR et ses conséquences démographiques potentielles sur les populations sauvages, et leurs réponses. Enfin, le tilapia est une espèce majeure d’aquaculture. Des traitements thermiques pourraient constituer une alternative à l’inversion hormonale utilisée pour la production de populations mâles. CLIMSEX devrait apporter des informations sur les effets à long termes de tels traitements thermiques sur l’évolution de la GSD des souches concernées.