Projet ANR-12-ADAP-0006 – PEPS : Potentiel évolutif en populations sauvages
Programme : Adaptation - des gènes aux populations.Génétique et biologie de l'adaptation aux stress et aux perturbations (BIOADAPT)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Celine TEPLITSKY (Conservation des Especes, Restauration et Suivi des Populations)
Partenaires : Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive; Centre des Sciences de la Conservation; Laboratoire d'Écologie Alpine; UQAM Université de Québec à Montreal; Uni Sherbrooke Université de Sherbrooke
Montant : 367661.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Vers une intégration des mécanismes évolutifs dans les scénarios de biodiversitéDans un monde qui change rapidement, nous avons besoin d'outils opérationnels pour prévoir et gérer les réponses de la biodiversité. Dans ce but, nous proposons d'améliorer notre connaissance des mécanismes évolutifs dans les populations d'oiseaux sauvages.
Déterminants du potentiel évolutif des populations sauvagesÀ ce jour, bien qu’il soit clair à partir de travaux théoriques et empiriques que l'adaptation peut influer sur la persistance des populations sur des échelles de temps courtes, les scénarios de biodiversité n’intègrent toujours pas de dimension évolutive. Un obstacle majeur à l’implémentation de scénarios incluant la dynamique de l'adaptation est que notre connaissance des contraintes et potentiel évolutifs est encore trop imparfaite. Dans ce projet, nous proposons d'améliorer notre compréhension des mécanismes d'adaptation dans les populations sauvages en intégrant des approches théoriques et empiriques, dans des populations d'oiseaux sauvages, en abordant différentes échelles spatiales et taxonomiques.
Approche par la génétique quantitative et moléculaireEn utilisant des outils de génétique moléculaire et quantitative de pointe, couplés avec des analyses démographiques, appliquées à plusieurs populations/espèces d'oiseaux étudiées sur le long terme, nous identifierons i) les forces de sélection agissant sur les populations naturelles, et en particulier les forces liées au changement climatique , ii) les facteurs environnementaux affectant les taux de dispersion, avec un intérêt particulier pour la structure de l'habitat et la fragmentation, iii) les facteurs écologique et phylogénétiques qui déterminent l'architecture génétique et affectent sa stabilité, et iv) quelles régions du génome montrent des signatures de sélection et sont donc susceptibles d’être partiellement responsables de l'adaptation à différents environnements. L’utilisation d’une approche comparative entre populations et espèces permettra d'étudier les processus évolutifs à différentes échelles temporelles et spatiales, et donc lier les patterns micro et macroévolutifs.
Résumé de la soumission : Dans un monde qui change rapidement, nous avons besoin d'outils opérationnels pour prévoir et gérer les réponses de la biodiversité. À ce jour, bien qu’il soit clair à partir de travaux théoriques et empiriques que l'adaptation peut influer sur la persistance des populations sur des échelles de temps courtes, les scénarios de biodiversité n’intègrent toujours pas de dimension évolutive. Un obstacle majeur à l’implémentation de scénarios incluant la dynamique de l'adaptation est que notre connaissance des contraintes et potentiel évolutifs est encore trop imparfaite. Dans ce projet, nous proposons d'améliorer notre compréhension des mécanismes d'adaptation dans les populations sauvages en intégrant des approches théoriques et empiriques, dans des populations d'oiseaux sauvages, en abordant différentes échelles spatiales et taxonomiques.En utilisant des outils de génétique moléculaire et quantitative de pointe, en combinaison avec des analyses démographiques, appliquées à plusieurs populations / espèces d'oiseaux étudiées sur le long terme, nous identifierons i) les forces de sélection agissant sur les populations naturelles, et en particulier les forces liées au changement climatique , ii) les facteurs environnementaux affectant les taux de dispersion, avec un intérêt particulier pour la structure de l'habitat et la fragmentation, iii) les facteurs écologique et phylogénétiques qui déterminent l'architecture génétique et affectent sa stabilité, et iv) quelles régions du génome montrent des signatures de sélection et sont donc susceptibles d’être partiellement responsables de l'adaptation à différents environnements. L’utilisation d’une approche comparative entre populations et espèces permettra d'étudier les processus évolutifs à différentes échelles temporelles et spatiales, et donc lier les patterns micro et macroévolutifs.Ces résultats seront inclus dans les modèles de niche qui permettront d'évaluer dans quelle mesure l'inclusion de l'évolution rapide et de la stabilité du potentiel évolutif affectent les prédictions de scénarios de biodiversité. Notre approche devrait ainsi fournir de nouveaux outils intégrant écologie et biologie évolutive qui quantifieront à quel point les projections issues de modèles négligeant la composante adaptative pourraient biaiser les estimations des risques d'extinction des espèces, paramètres clés pour les décideurs.De plus, nous mettrons l'accent sur la communication de l'importance de l'interface biodiversité / évolution par (i) des collaborations avec les décideurs qui travaillent sur la biodiversité au sein de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture et par (ii) le renforcement de la science citoyenne au travers de l'organisation d’expositions et des conférences au Musée d'Histoire Naturelle (Paris). Dans l'ensemble, les résultats de ce projet fourniront une image intégrative des facteurs influant sur les réponses au changement global en améliorant nos connaissances fondamentales à l'interface de l'écologie et l'évolution, mais aussi en incluant une dimension résolument opérationnelle.
Résultats : A ce jour, au niveau intraspécifique, nos résultats incluent une meilleure compréhension de la génétique de la reproduction chez les oiseaux, notament en terms de phénologie (date de ponte), un trait particulièrement intéressant dans le contexte du changement climatique. Nous avons aussi eu l'opportunité d'étudier l'impact de l'age sur le potentiel évolutif des traits liés à la reproduction. Au niveau inter-spécifique, une meta-analyse nous a permis d'étudier le lien entre spécialisation à l'habitat et potentiel évolutif.
Perspectives : Ces résultats seront inclus dans les modèles de niche qui permettront d'évaluer dans quelle mesure l'inclusion de l'évolution rapide et de la stabilité du potentiel évolutif affectent les prédictions de scénarios de biodiversité. Notre approche devrait fournir de nouveaux outils intégrant écologie et biologie évolutive qui quantifieront à quel point négliger la composante adaptative pourrait biaiser les estimations des risques d'extinction des espèces, paramètres clés pour les décideurs.
Publications et brevets : Jusqu'ici, sept publications (de «in press« à «en préparation«) sont en lien avec ce projet. Duex de ces publications sont des chapitres pour le livre 'Quantitative Genetics in Wild Populations' (OUP) pour lequel A. Charmantier et D. Garant sont éditeurs.