Plasticité développementale et évolution de la lignée germinale et du système reproducteur des nématodes Caenorhabditis

par Nausicaa Poullet

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Christian Braendle.

Soutenue le 19-12-2013

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) , en partenariat avec Institut de biologie Valrose (laboratoire) .

Le jury était composé de Christian Braendle, Thomas Flatt, Mark Viney, Thomas Lamonerie.


  • Résumé

    L’environnement est une variable essentielle de la traduction des génotypes en phénotypes: ainsi, un génotype donné peut donner naissance à des phénotypes distincts en réponse aux variations environnementales. Ce phénomène, appelé plasticité phénotypique, est universel. Mon projet avait pour objectif d’analyser de façon quantitative et intégrée la plasticité de la reproduction et son évolution chez les nématodes Caenorhabditis, en étudiant les caractéristiques de la lignée germinale. Ce travail a également mis en lumière la sensibilité à l’environnement des traits d’histoire de vie en rapport avec la fitness, et leur évolution. J’ai d’abord analysé la plasticité et les interactions génotype/environnement des traits phénotypiques d’histoire de vie et de la lignée germinale de C. elegans en réponse à des variations environnementales pertinentes sur le plan écologique. J’ai mis en évidence des effets hautement variables de l’environnement et du génotype, et des interactions génotype/environnement pour chacun de ces traits. J’ai ensuite examiné l’évolution intra- et inter-espèces de la lignée germinale et de la reproduction dans le genre Caenorhabditis, et plus particulièrement les variations évolutives dans la sensibilité thermique de la reproduction. J’ai montré que la réduction de la fertilité lors de l’exposition à des températures élevées ne s’expliquait pas seulement par des défauts de spermatogenèse mais également par un large spectre d’erreurs de l’oogenèse. Enfin, j’ai participé à des expériences d’évolution expérimentale visant à quantifier les changements de la lignée germinale qui accompagnent l’adaptation de populations C. elegans à un nouvel environnement.

  • Titre traduit

    Developmental plasticity and evolution of the Caenorhabditis germline and reproductive system


  • Résumé

    The environment is an integral part of the translation of genotypes into phenotypes, and a given genotype may generate different phenotypes in response to environmental variation. This phenomenon, called developmental or phenotypic plasticity is universal. My project aimed to conduct an integrative and evolutionary analysis of developmental plasticity in reproductive and underlying germline traits of Caenorhabditis nematodes. This research thus also sheds light on the environmental sensitivity of life history traits.First, I analysed the extent of plasticity and genotype-by-environment interactions for C. elegans life history and germline traits in response to ecologically relevant environmental variation. I found highly variable effects of environment and genotype, as well as genotype-by-environment interactions for life history and germline traits. Second, I examined intra- and interspecific evolution of Caenorhabditis germline processes and reproduction, primarily in the context of evolutionary variation in thermal sensitivity of reproduction. I found that heat-induced fertility reduction is not only due to defects in spermatogenesis but also to a wide spectrum of oogenesis errors, which are strongly dependent on species and genotype. Specifically, in C. elegans, high temperature induces consistent defects in mitosis-meiosis progression due to a deregulation of Delta/Notch signalling in the germ stem cell niche. Third, I carried out a population-level study aimed at quantifying germline developmental changes underlying adaptation to a novel environment, making use of C. elegans experimental evolution populations.

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