Caractérisation de la plasticité transgénérationnelle : le cas des défenses contre les prédateurs du gastéropode Physa acuta

Les êtres vivants vivent dans un environnement variable dans le temps et dans l’espace. La manière dont les êtres vivants s'adaptent à leur environnement est une question fondamentale en biologie évolutive, notamment dans le contexte actuel où les activités humaines génèrent des variations rapides de l’environnement. La plasticité transgénérationnelle (abrégée TGP ci-après) pourrait être un processus important dans l’adaptation des organismes à un environnement variable et suscite donc l’intérêt de la communauté scientifique depuis sa première description formelle il y a une vingtaine d’années. La TGP est l’extension au travers des générations de la plasticité phénotypique et se manifeste lorsque l’environnement des parents, ou ancêtres plus lointains, influence le phénotype des descendants, sans passer par une modification de l’ADN des descendants. La TGP pourrait notamment être un processus important dans les interactions prédateur-proie qui concernent la majorité des animaux. En effet, il a été montré que les descendants peuvent produire des défenses en réponse à la détection d’indices (de la présence) de prédateurs par les parents. Ainsi, la TGP permet une préadaptation des descendants à la présence de prédateurs dans leur environnement. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension de la TGP des défenses contre les prédateurs chez les animaux en caractérisant plusieurs facteurs susceptibles de l’influencer. Le premier objectif de cette thèse était de réaliser une synthèse bibliographique sur ce sujet. Ensuite, à travers une succession d’expériences, nous avons caractérisé plusieurs facteurs impactant la TGP des défenses en prenant comme modèle biologique un petit gastéropode d’eau douce, la physe aiguë (Physa acuta). Les résultats principaux sont que : 1. la TGP des défenses n’est pas restreinte à l’environnement parental : les défenses morphologiques et comportementales sont influencées par la présence d’indices de prédateurs dans l'environnement des mères, des pères et des grands-parents ; 2. la TGP est fortement “trait-dépendante” : les effets transgénérationnels de l’exposition à des indices de prédateurs étaient différents entre les différentes défenses mesurées ; 3. la présence d’effets transgénérationnels sur les défenses des descendants dépend d’un grand nombre de facteurs : l’environnement des descendants, le sexe du parent exposé aux indices de prédateurs, de la génération exposée (génération parentale ou grand-parentale) et du moment de l’exposition des parents aux indices de prédateurs pendant leur développement ; 4. la TGP impacte les défenses comportementales à l'échelle moyenne (moyenne phénotypique sur plusieurs descendants), mais aucun effet transgénérationnel sur la variance comportementale entre les descendants n’a été trouvé (personnalité animale) ; 5. la nature adaptative de la TGP reste équivoque. En fonction des expériences et des défenses, l’exposition parentale aux indices de prédateurs a induit l’expression des défenses chez les descendants et a donc pré-adapté les descendants à la présence de prédateurs, ou à l’inverse a diminué l'expression des défenses des descendants. La TGP joue donc un rôle dans l’expression des défenses contre les prédateurs. Ce travail de thèse démontre que la TGP dépend de multiples facteurs qui peuvent interagir entre eux : le trait considéré, l’environnement des descendants, le parent exposé aux indices de prédateurs (mère, père ou grand-parent) et le moment de l’exposition aux indices de prédateurs. Ainsi, en identifiant des facteurs clés de la TGP des défenses contre les prédateurs, ce travail de thèse met en lumière de nombreuses pistes de recherche qui ultimement permettront une compréhension plus globale et intégrative des causes et conséquences de la TGP.