It is not the strongest of the species that survives, or the most intelligent ; it is the one most capable of change
Mots clés: Plasticité phénotypique, Biologie de l'invasion, Température, Drosophila
Plasticité phénotypique et réponses adaptatives aux changements environnementaux
Les changements environnementaux actuels et futurs imposent de nouvelles pressions de sélection aux organismes vivants. Parmi leurs mécanismes d’adaptation, la plasticité phénotypique (PP) – capacité d’un individu à modifier ses caractéristiques en réponse à l’environnement – est universelle, présente chez toutes les espèces et pour une grande diversité de traits. La PP éclaire le débat « inné/acquis » et permet de dépasser des impasses historiques telles que l’eugénisme ou le lyssenkisme, en rejetant les visions réductrices du « tout génétique » ou du « tout environnemental ».
Depuis plus de trente ans, je consacre mes recherches à la PP, notamment chez la drosophile, organisme ectotherme dont la sensibilité aux variations climatiques en fait un excellent modèle d’étude. Lorsque j’ai commencé ma thèse, ce champ restait encore peu exploré, mais la PP a connu un regain d’intérêt exacerbé par l’aggravation de la crise environnementale. Aujourd’hui, les recherches portent à la fois sur l’identification des gènes impliqués et sur la façon dont environnement, génome et épigénome interagissent, ainsi que sur le rôle évolutif de la PP face aux perturbations environnementales.
Sur cette problématique, je coordonne le projet ANR TRAPP qui a démarré le 1er janvier 2025 pour 4 ans et qui implique deux équipes du LBBE (GEI et ECE), l'unité CASPER de l'Anses de Lyon et l'Institut de Génétique Humaine de Montpellier. L'agriculture et les programmes de lutte anti-vectorielle font un usage intensif d'insecticides chimiques pour lutter contre les insectes ravageurs et les vecteurs de maladies. Ils représentent une pression de sélection majeure pour les populations d'insectes.
La plasticité transgénérationnelle (TGP) est une forme d’hérédité non génétique dans laquelle un changement dans le phénotype des descendants est déclenché par un signal environnemental dans la génération parentale sans impliquer de modification génétique. L'existence du processus de TGP n'est plus contestée, mais de nombreuses questions subsistent, notamment en ce qui concerne les mécanismes moléculaires de ces effets entre générations et la persistance de la TGP sur plus de deux générations. Dans ce projet, nous proposons d'utiliser la puissance expérimentale offerte par Drosophila melanogaster, une espèce modèle en physiologie, biologie du développement et génétique pour explorer la TGP en réponse aux insecticides. Les mécanismes moléculaires liés à la TGP, notamment épigénétiques seront particulièrement étudiés. Cette espèce peut également être considérée comme une espèce sentinelle, représentative des espèces d'insectes exposées aux contaminants dans la plupart des agroécosystèmes comme la communauté de Drosophila sp. et l'espèce ravageuse apparentée D. suzukii, mais les observations peuvent probablement être généralisée à d'autres arthropodes. L’étude des impacts transgénérationnels des insecticides est encore peu pris en compte dans l’évaluation des risques liés aux insecticides.
Drosophila suzukii : une invasion biologique récente et une menace économique majeure
L’introduction en France, en 2009, de Drosophila suzukii, une espèce asiatique, a ouvert de nouvelles perspectives pour l’étude des processus adaptatifs opérant à courtes échelles de temps. Originaire d’Asie de l’Est, D. suzukii a été repérée d’abord en Espagne et en Italie en 2008 et s’est propagée en France à partir de 2009. Son succès invasif tient notamment à la capacité des femelles, unique chez les drosophiles frugivores, de pondre dans des fruits sains avant maturité grâce à un ovipositeur sclérotinisé. Les dégâts, causés tant par les larves que par les infections secondaires, peuvent être majeurs : aux États-Unis, les pertes se chiffrent à plusieurs centaines de millions de dollars. En France, aucune estimation globale n’existe mais, par exemple, 1,8 million d’euros ont été perdus en production de cerises dans le Lyonnais en 2016 (source SICOLY).
Les deux projets en cours sur ce modèle biologique sont:
Le Projet ANR DroThermal - Le projet DROTHERMAL ‘Qu’est-ce qui fait de Drosophila suzukii une envahisseuse si efficace ? Une analyse intégrative de son écologie thermique ‘ porté par Hervé Colinet (ECOBIO) a pour objectif d’intégrer différents niveaux de variation à travers différentes échelles spatio-temporelles afin de mieux comprendre les réponses thermiques de D. suzukii et donc de mieux prédire la persistance et la dynamique des populations tant au niveau local que global. Ce projet est réalisé en collaboration avec Sylvain Pincebourde (IRBI) pour les aspects variations spatiales, Olivier Chabrerie (EDYSAN) sur les aspects de variations trophiques et Laurence Mouton (LBBE) pour l’intégration des interactions hôtes-microbes.
La thèse de Marie Panza que je co-encadre avec Laurence Mouton (LBBE) et Vincent Foray (IRBI de Tours) porte sur la capacité de résistance du ravageur de cultures Drosophila suzukii face à un parasitoïde récemment introduit en France, Leptopilina japonica. Pour ce faire, nous proposons une étude en trois parties : 1) Caractériser la variation de la résistance à L. japonica entre populations invasives européennes de D. suzukii et rechercher de potentiels compromis avec des traits liés à la fitness. 2) Tester l’influence de l’environnement et du microbiote sur la résistance de D. suzukii à L. japonica. Cette partie se focalisera sur l’effet du milieu nutritif et de la bactérie héritable Wolbachia. 3) Identifier les facteurs proximaux sous-jacents à la variation de résistance à L. japonica. Cette analyse recherchera les mécanismes moléculaires à l’origine de la variation intra-spécifique chez D. suzukii, mais également inter-spécifique entre D. suzukii et une autre espèce de drosophile, D. melanogaster. D’un point de vue fondamental, cette étude contribuera à la compréhension des facteurs ultimes et proximaux impliqués dans la variation de résistance d’un hôte à un parasitoïde. D’un point de vue appliqué, elle fournira des résultats précieux pour le développement d’un programme de lutte biologique contre D. suzukii et l’évaluation des risques d’émergence de résistance. Ce projet se fait en étroite intéraction avec nos collègues de l'équipe Recherche et Développement en Lutte Biologique de l'ISA de Sophia - Antipolis.
Responsabilités
- Membre du Conseil Scientifique du CNRS depuis octobre 2023
Le Conseil scientifique du CNRS veille à la cohérence de la politique scientifique du centre en liaison avec l'ensemble des instances scientifiques consultatives du Comité national. Le Conseil Scientifique du CNRS est constitué de 30 membres : 11 membres élus (5 collège A, 4 collège B et 2 collège C) - 11 personnalités (dont 3 appartenant au monde économique) nommées en raison de leur compétence scientifique - 8 personnalités scientifiques étrangères. Je suis membre du bureau du CS. Outre le traitement des points statutaires habituels (éméritats, créations ou suppressions d’unités, nomination des jurys d’admission, etc.) et la mise en place de groupes de travail, le Conseil scientifique (CS) du CNRS a dû examiner rapidement deux dossiers majeurs : le repérimétrage des sections du CoNRS et le dossier sensible des keylabs.
- Coresponsable du Living Lab Anthares au sein du PEPR SOLU-BIOD depuis 2023
Depuis 2023, je suis co‑responsable avec Sylvie Nazaret et Claire Valiente Moro du living lab ANTHARES dans le cadre du PEPR SOLUBIOD, consacré à l’évaluation des solutions fondées sur la nature (SfN) dans différents contextes, dont le milieu urbain. ANTHARES étudie les SfN sur le territoire de la métropole lyonnaise et sa frange rurale/périurbaine (534 km², 60 % urbanisés). Les moyens alloués financent 10 demi‑bourses de thèse en cofinancement avec les universités lyonnaises, VetAgroSup, CNRS et INRAE. ANTHARES vise aussi à fédérer la communauté lyonnaise — académique (14 laboratoires impliqués de la biologie évolutive à la physique énergétique en passant par la philosophie ou l’économie) et non académique (collectivités locales, associations) - impliquée dans les SfN urbaines.
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Membre de la Commission scientifique Sciences Exactes et Naturelles-4 (SEN-4) et de la Commission scientifique Sustainability du F.R.S.-FNRS depuis 2022.
Publications
Affichage des publications 1 à 30 sur 115 au total
Continent-wide differentiation of fitness traits and patterns of climate adaptation among European populations of Drosophila melanogaster
Evolution Letters .
Article dans une revue
voir la publicationHow does ageing affect life history traits and cold tolerance in summer‐versus winter‐acclimated fruit flies?
Ecological Entomology .
DOI: 10.1111/een.13437
Article dans une revue
voir la publicationExploring the role of transposable elements to sex gap in longevity in Drosophila species
Pré-publication
voir la publicationContribution of variable TE content on phenotype and plasticity in Drosophila melanogaster.
Annual meeting of the Society of Molecular Biology and Evolution (SMBE) .
Acte de congrès
voir la publicationContribution of variable TE content on phenotype and plasticity in Drosophila melanogaster.
Conférence Jacques Monod Life is plastic .
Acte de congrès
voir la publicationContribution of variable TE content on phenotype and plasticity in Drosophila melanogaster
International congress of transposable elements .
Poster
voir la publicationProjet DS2 : Drosophila suzukii « Développer des Stratégies de gestion efficaces, économiquement viables et durables »
Innovations Agronomiques . 94 : 127-140
Article dans une revue
voir la publicationModelling thermal reaction norms for development and viability in Drosophila suzukii under constant, fluctuating and field conditions
Journal of Thermal Biology . 123 : 103891
Article dans une revue
voir la publicationPoster de présentation du living lab Antharès - Réseau de living labs Solu-Biod
Lancement officiel du Programme national de recherche sur les Solutions fondées sur la Nature .
Poster
voir la publicationA synthesis of biological invasion hypotheses associated with the introduction–naturalisation–invasion continuum
Oikos . 5 ( 5 ) : e09645
DOI: 10.1111/oik.09645
Article dans une revue
voir la publicationLarval density in the invasive Drosophila suzukii : Immediate and delayed effects on life‐history traits
Ecology and Evolution . 13 ( 8 ) : 1760-1776
DOI: 10.1002/ece3.10433
Article dans une revue
voir la publicationMicrobiota-mediated competition between Drosophila species
Microbiome . 11 : 201
Article dans une revue
voir la publicationLarval density in the invasive Drosophila suzukii : Immediate and delayed effects on life‐history traits
Ecology and Evolution . 13 ( 8 ) : e10433
DOI: 10.1002/ece3.10433
Article dans une revue
voir la publicationThermal plasticity of insecticide sensitivity in an invasive pest species
SFE2 GfÖ EEF Joint meeting, International Conference on Ecological Sciences “Ecology and Evolution: New perspective and societal challenges .
Acte de congrès
voir la publicationSterile Insect Technique: Principles, Deployment and Prospects
Extended Biocontrol . : 55-67
Chapitre d'ouvrage
voir la publicationLarval density in the invasive Drosophila suzukii : immediate and delayed effects on life-history traits
Pré-publication
voir la publicationDifferentiation of thermal reaction norms between marginal and core populations of a northward expanding parasitoid
Pré-publication
voir la publicationMacroecological patterns of fruit infestation rates by the invasive fly Drosophila suzukii in the wild reservoir host plant Sambucus nigra
Agricultural and Forest Entomology . 24 ( 4 ) : 548-563
DOI: 10.1111/afe.12520
Article dans une revue
voir la publicationMacroecological Patterns of Fruit Infestation Rates by the Invasive Fly Drosophila suzukii in the Reservoir Host Plant Sambucus nigra
1st International Electronic Conference on Biological Diversity, Ecology and Evolution . : 9469
Acte de congrès
voir la publicationThe Worldwide Invasion of Drosophila suzukii Is Accompanied by a Large Increase of Transposable Element Load and a Small Number of Putatively Adaptive Insertions
Molecular Biology and Evolution . 38 ( 10 ) : 4252-4267
Article dans une revue
voir la publicationPhenotypic and Transcriptomic Responses to Stress Differ According to Population Geography in an Invasive Species
Genome Biology and Evolution . 13 ( 9 ) : evab208
DOI: 10.1093/gbe/evab208
Article dans une revue
voir la publicationDetection and monitoring of Drosophila suzukii in raspberry and cherry orchards with volatile organic compounds in the USA and Europe
Scientific Reports . 11 ( 1 )
Article dans une revue
voir la publicationGenetic Variability, Population Differentiation, and Correlations for Thermal Tolerance Indices in the Minute Wasp, Trichogramma cacoeciae
Insects . 12 ( 11 ) : 1013
Article dans une revue
voir la publicationChapitre 5. Principes, mise en œuvre et perspectives de la technique de l’insecte stérile
Biocontrôle. Éléments pour une protection agroécologique des cultures . 9782759230761 : 75-87
Chapitre d'ouvrage
voir la publicationGenomic Analysis of European Drosophila melanogaster Populations Reveals Longitudinal Structure, Continent-Wide Selection, and Previously Unknown DNA Viruses
Molecular Biology and Evolution . 37 ( 9 ) : 2661-2678
Article dans une revue
voir la publicationDrosophila suzukii oxidative stress response involves Jheh gene cluster but not transposable elements
Pré-publication
voir la publicationBiological Invasion: The Influence of the Hidden Side of the (Epi)Genome
Functional Ecology . 34 ( 2 ) : 385-400
Article dans une revue
voir la publicationBiological Invasion Theories: Merging Perspectives from Population, Community and Ecosystem Scales
Biological Reviews .
Pré-publication
voir la publicationPhenotypic plasticity in the invasive pest Drosophila suzukii: activity rhythms and gene expression in response to temperature
Journal of Experimental Biology . 222 : jeb199398
DOI: 10.1242/jeb.199398
Article dans une revue
voir la publicationPhenotypic plasticity, global change, and the speed of adaptive evolution
Current Opinion in Insect Science . 35 : 34-40
Article dans une revue
voir la publication