Projet ANR-13-JSV7-0011 – DESTRESS : Dégradation de l’habitat et stress hormonal : combiner théorie physiologique et biologie de la conservation
Programme : JCJC - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (JCJC SVSE 7)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Sandrine MEYLAN (laboratoire d'Ecologie et Evolution-UMR7625)
Partenaires : Institut d'Écologie et des Sciences de l'Environnement de Paris
Montant : 212000.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Dégradation de l’habitat et réponse au stress : de la physiologie à la biologie de la conservationCoupler une approche physiologique et la dynamique des populations pour générer des modèles mécanistiques et des outils physiologiques pour aider à la prise de décision en biologie de la conservation
Bio-indicateurs de la santé et stabilité de l’environnement face aux perturbations anthropiquesDans le contexte des changements globaux, les théories prédisent que les populations habitant dans ces environnements fluctuants devraient adopter une stratégie plastique. Quelles sont les contraintes qui limitent les possibilités de plasticités permettant aux individus de faire face aux changements environnementaux ? Dans ce projet, nous souhaitons combiner des approches physiologiques et démographiques, afin de caractériser les réponses plastiques des individus à la dégradation de la qualité de l'habitat et développer des outils utiles pour la biologie de la conservation
Une approche intégrative menée chez un ectothermeNous utilisons des approches expérimentales combinant des mesures démographiques, hormonales et immunologiques. Nous étudierons la base fonctionnelle de la réponse au stress par manipulation hormonale des individus à l'intérieur de populations fermées. Nous analyserons les changements physiologiques, tels que le métabolisme et le système immunitaire, des bio-indicateurs de la santé des individus. Enfin, nos résultats seront utilisés pour générer des outils innovants dans l'analyse de viabilité des populations pour tester des stratégies de conservation et de gestion.
Résumé de la soumission : De nombreux chercheurs en écologie, en évolution et en biologie de la conservation tentent de prédire et de comprendre la réponse des organismes aux changements environnementaux. Les théories prédisent alors que les populations habitant dans ces environnements fluctuants devraient adopter une stratégie plastique. Mais comment des signaux environnementaux pourraient-ils induire des changements phénotypiques ? Quelles sont les contraintes qui limitent les possibilités de plasticités permettant aux individus de faire face aux changements environnementaux ? Une discipline émergente “la physiologie de la conservation” tente de déterminer les réponses physiologiques des organismes confrontés aux changements environnementaux. En effet, les mécanismes physiologiques impliqués dans les processus développementaux responsables de la plasticité phénotypique déterminent la manière dont un organisme est contraint dans ses capacités à répondre de manière optimale aux changements environnementaux. Bien que fréquemment évoquées, les approches évolutives en écologie et mécanistiques de la physiologie sont rarement examinées dans une même étude. De telles informations pourraient être utilisées pour prédire la valeur sélective des individus et les conséquences des changements environnementaux sur la dynamique des populations. Malgré ces importantes potentielles implications en conservation, la plasticité physiologique en réponse aux changements environnementaux reste peu explorée.Dans ce projet, nous focaliserons le lézard vivipare (Lacerta vivipara). Nous proposons alors d’utiliser une approche expérimentale au CEREEP (station expérimentale en écologie) pour étudier les effets de la dégradation de l’habitat sur la dynamique des populations et les implications de la réponse au stress. En effet, l’hormone de stress, la corticostérone, peut moduler et perturber le développement du phénotype tout au long de la vie de l’organisme. En particulier, cette hormone est connue pour influencer le comportement de dispersion chez de nombreuses espèces et pourrait alors perturber la dynamique des populations. Nous souhaitons déterminer si les niveaux de corticostérone des individus et d’autres paramètres physiologiques peuvent être de bons indices sur les capacités des individus et donc des populations à faire face aux altérations environnementales. Pour répondre à cette interrogation, il semble important de mener des études intégratives mêlant des mesures physiologiques et démographiques à court et long terme. Ainsi, dans un premier temps, nous allons à l’aide d’approches corrélative et expérimentales décrire les réponses physiologiques et démographiques des individus face à une détérioration de l’habitat (tâche 1). Ensuite, la dégradation de l’habitat étant souvent assimilée à un stress pour les individus, nous allons étudier la réponse au stress en manipulant directement le niveau de corticostérone des individus et mesurer les changements physiologiques associés (tâche 2). Cette approche devrait nous permettre de mieux comprendre les facteurs proximaux de la réponse au stress environnemental. Du fait des inconsistances dans la littérature sur la relation entre corticostérone et valeur sélective, nous étudierons également l’action de la corticostérone dans différents contextes environnementaux (tâche 3). Cette tâche devrait nous permettre de mettre en évidence et de comprendre la modulation de la réponse au stress. Enfin, les informations physiologiques et écologiques récoltées seront utilisées dans des modèles innovateurs afin de prédire comment les organismes vont réagir au changement ainsi que développer et tester des stratégies de conservation (tâche 4). Nous sommes confiants dans le fait que notre projet de recherche devrait aboutir à des contributions significatives en biologie des populations et en physiologie de la conservation, et  servir de moteur pour les jeunes chercheurs au sein de notre équipe.
Résultats : Les expériences ayant été mises en place entre avril et septembre 2014, les résultats sont en cours d’analyse et de valorisation.
Néanmoins un projet spécifique concernant l’influence du stress au niveau cellulaire et plus précisément sur le métabolisme des mitochondries indiquent que le stress augmente le nombre de mitochondries des individus, mais pas leur consommation d’oxygène et leur efficacité. De plus, le stress chronique diminue les dégâts oxydatifs contrairement à ce qui est prédit. Un article est en cours de rédaction actuellement pour une soumission prévue au printemps. Nous envisageons également de poursuivre cette étude en examinant la dynamique de la réponse cellulaire au stress afin de vérifier si les effets à court et long terme sont identiques ou au contraire s’inversent.
Perspectives : Notre projet conçu pour permettre une description détaillée de la réponse des individus à la dégradation de l'habitat est en accord avec les objectifs de la «Stratégie nationale pour la Biodiversité 2011-2020» et de la politique française en matière de recherche environnementale. En effet ce projet mené chez le lézard vivipare permettra de mieux comprendre l’impact des changements environnementaux sur les reptiles . En effet, de nombreux travaux indiquent que les populations de reptiles, sont actuellement en déclin du fait de la perte de leur habitat. Or les études s’intéressant aux effets des changements globaux portent très souvent sur des endothermes (oiseaux et mammifères), alors que la majorité des espèces animales sont ectothermes. En particulier, les ectothermes terrestres tels que les lézards ou les serpents présentent de faibles capacités de dispersion ce qui induit une forte sensiblité aux conditions environnementales de ces organismes. Notre étude devrait nous permettre d’utiliser les reptiles comme indicateur de la santé et de la stabilité de l’environnement confronté aux perturbations anthropiques.
Publications et brevets : publications en cours