MIMM/Adaptabilité/ADACNI

ADACNI

Processus adaptatifs chez les cnidaires: étude intégrative de la réponse au stress thermique et au changement climatique, des gènes aux populations

(ANR-12-ADAP-0016) (2019-2020)
Le concept d’adaptation est central en biologie de l’évolution et les progrès au niveau des outils et des concepts de la génomique et de la transcriptomique permettent aujourd’hui d’étudier en profondeur les mécanismes sous-jacents de l’adaptation. Ceci est particulièrement important dans le contexte actuel du changement climatique. Les Cnidaires sont des espèces d’importance écologique qui sont directement confrontées à ce problème d’adaptation. Une étude de leurs capacités d’adaptation est alors nécessaire. Notre projet vise à étudier (i) l’adaptabilité et les mécanismes d’adaptation au stress thermique chez les cnidaires, et (ii) les conséquences écologiques et évolutives de la variabilité de ces capacités d’adaptation. Ce puzzle complexe sera envisagé à travers ses différents niveaux d’intégration et de variation: inter-individuel, inter-population et inter-spécifique. Nous prendrons en compte les composants génétiques et épigénétiques de l’adaptation et leurs interactions. Nous essaierons donc de comprendre leurs poids respectifs en matière d’adaptabilité du point de vue du cnidaire et de vérifier si des espèces ou des individus d’environnements plus variables présentent une réponse plus efficace au stress thermique que ceux provenant de conditions stables. Nous comparerons le corail tropical Pocillopora damicornis (sténotherme, symbiotique) et le corail rouge méditerranéen Corallium rubrum (eurytherme non symbiotique). Le stress thermique déclenche le blanchiment chez P. damicornis et la nécrose / mortalité chez C. rubrum. Pour chaque espèce, nous allons comparer les populations soumises à différents régimes de température et tester l’importance de la plasticité et du déterminisme génétique dans l’adaptation à l’hétérogénéité environnementale spatiale et temporelle. Tout d’abord, une approche expérimentale sera utilisée pour étudier la réponse transcriptomique en situation de stress chez différents individus, populations et espèces. L’implication des processus épigénétiques sera étudiée en utilisant des contraintes récurrentes. Deuxièmement, une approche génétique des populations basée sur le génotypage des SNP sera utilisée pour rechercher des loci aberrants qui pourraient être responsables de l’adaptation génétique d’une espèce à différents environnements. La troisième partie du projet sera utilisée pour vérifier si les marqueurs identifiés dans les analyses transcriptomique et de population sont effectivement impliqués dans l’adaptabilité au stress. Cette validation sera effectuée à l’aide de contraintes expérimentales et de contraintes naturelles si des événements thermiques extrêmes déclenchant des symptômes de nécrose ou de blanchiment se produisent dans en milieu naturelles pendant la durée du projet. Pour ces différentes parties, une étude de la variabilité des bactéries ou Symbiodinium associées sera réalisée afin de prendre en compte leur rôle dans la réponse au stress thermique. Enfin, une approche de modélisation est proposée pour envisager la réponse des populations et des espèces au changement climatique en intégrant ces différents facteurs et l’évolution de la plasticité elle-même. Les résultats obtenus fourniront également des informations importantes pour l’étude de l’évolution des processus d’adaptation chez les métazoaires.
Publications associées :
– Vidal-Dupiol, J., E. Toulza, O. Rey, D. Roquis, C. Chaparro, C. Cosseau, A. Picart-Picolo, P. Romans, M. Pratlong, K. Brener-Raffalli, F. Bonhomme, P. Pontaroti, M. Adjeroud, G. Mitta, and C. Grunau. in prep. Genetic and epigenetic changes mediate rapid adaptation to global warming in a tropical coral
– Brener-Raffalli, K., C. Clerissi, J. Vidal-Dupiol, M. Adjeroud, F. Bonhomme, M. Pratlong, D. Aurelle, G. Mitta, and E. Toulza. 2018. Thermal regime and host clade, rather than geography, drive Symbiodinium and bacterial assemblages in the scleractinian coral Pocillopora damicornis sensu lato. Microbiome 6:39.
– Brener-Raffalli, K., J. Vidal-Dupiol, M. Adjeroud, P. Romans, F. Bonhomme, M. Pratlong, A. Haguenauer, R. Pillot, L. Feuillassier, M. Claereboudt, H. Magalon, P. Gélin, P. Pontarotti, D. Aurelle, G. Mitta, and E. Toulza. 2018. Gene expression plasticity and frontloading promote thermotolerance in Pocilloporid corals. bioRxiv:
– Pratlong, M., A. Haguenauer, S. Chenesseau, K. Brener, G. Mitta, E. Toulza, M. Bonabaud, S. Rialle, D. Aurelle, and P. Pontarotti. 2017. Evidence for a genetic sex determination in Cnidaria, the Mediterranean red coral (Corallium rubrum). Royal Society open science 4:160880.
– Pratlong, M., A. Haguenauer, K. Brener, G. Mitta, E. Toulza, J. Garrabou, N. Bensoussan, P. Pontarotti, and D. Aurelle. 2018. Separate the wheat from the chaff: genomic scan for local adaptation in the red coral Corallium rubrum. bioRxiv:306456