Projet ANR-06-JCJC-0102 – EvolNemBact : Conflits d'intérêt et stabilité des symbioses : évolution de la virulence des complexes némato-bactériens.
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC ROUSSILLON (CNRS DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC ROUSSILLON)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 141000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : L'étude de l'évolution des symbioses a donné lieu à de nombreux travaux théoriques depuis plusieurs -  décennies. Certaines des prédictions issues de ces recherches ont pu être testées par évolution expérimentale -  sur des modèles viraux et bactériens. Cependant, à notre connaissance, cette méthode n'a jamais été -  employée pour étudier des symbioses mutualistes. Nous nous proposons ici de combiner cet outil expérimental -  à des travaux théoriques pour étudier l'évolution de la virulence dans des systèmes complexes qui associent -  un nématode entomo-pathogène, Steirnernema carpocapsae, à une bactérie symbiotique, Xenorhabdus -  nematophila. -  Les partenaires de ces complexes sont associés pendant une phase parasitaire où ils exploitent leur hôte -  insecte, mais aussi pendant une phase libre, où ils se déplacent dans le sol à la recherche d'un nouvel hôte à -  parasiter. Des travaux expérimentaux ont montré que le nématode bénéficiait de la présence de son symbiote -  en phase parasitaire, mais que celle-ci lui coûtait, en terme de survie notamment, en phase libre. Les coûts et -  les bénéfices à l'association peuvent donc être facilement mesurés et manipulés puisqu'ils sont découplés dans -  le temps. Cette possibilité, ajoutée au fait que le cycle de vie de S. carpocapsae est entièrement maîtrisé au -  laboratoire, fait de ce système biologique un outil original et unique pour l'étude expérimentale de l'évolution -  des symbioses. -  Dans une première approche, nous sélectionnerons directement des nématodes associés à leurs bactéries soit -  sur leur réussite parasitaire, soit sur leur survie en phase libre. Dans le premier cas, on s'attend à observer une -  évolution vers un investissement accru dans la symbiose. Dans le deuxième cas, on s'attend au contraire à ce -  que les nématodes portent moins de bactéries et à ce que les bactéries deviennent moins coûteuse à porter. -  Cette étude sera réalisée dans un contexte où nématodes et bactéries sont tous deux susceptibles de répondre -  à la sélection. Les résultats de ce travail seront ensuite comparés à ceux d'expérimentations dont le principe -  est identique mais où seul l'un des deux partenaires (nématode ou bactérie) pourra évoluer. Ceci est rendu -  possible par le fait que le mutualisme associant nématode et bactérie n'est, chez S. carpocapsae, que facultatif. -  Bactérie et nématode peuvent donc être séparés au laboratoire. En étudiant l'évolution des deux partenaires -  séparés lorsqu'ils sont sélectionnés de la même façon, nous pourrons déterminer la part de chacun d'entre eux -  dans l'évolution de la symbioses, mieux apprécier la nature des conflits qui les opposent et ainsi comprendre -  les forces qui stabilisent cette association mutualiste. -  Dans une seconde approche expérimentale, nous étudierons comme précédemment la réponse évolutive du -  complexe lorsque la sélection renforce la symbiose et lorsqu'elle la déstabilise. La sélection ne sera ici -  cependant pas directement imposée par l'expérimentateur mais plutôt déterminée par une manipulation de -  l'environnement. Par exemple un stress thermique imposé pendant la phase libre sera utilisé pour rendre le fait -  de porter des bactéries plus coûteux pour les nématodes. Cette approche, dite par évolution expérimentale, -  nous permettra d'étudier l'interaction entre les pressions de sélection qui s'exercent pendant les deux phases -  du cycle de vie des nématodes, pressions que nous avions découplées dans l'expérimentation précédente. -  Parallèlement à ce travail expérimental, nous utiliserons les outils théoriques de la dynamique adaptative pour -  tenter d'expliquer la diversité des modalités d'association entre nématodes et bactéries qui a été trouvée dans -  la nature. Les modèles développés utiliseront les connaissances produites par le travail expérimental. Ils -  permettront de comprendre les facteurs environnementaux déterminant la stabilité de l'association et sa -  virulence vis-à-vis des