Age-specific relationships between immunity and life-history traits in a wild mammal

par Louise Cheynel

Thèse de doctorat en Eco-physiologie

Soutenue le 14-12-2018

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive (laboratoire) .

Le président du jury était Dominique Pontier.

Le jury était composé de Jean-François Lemaître, Emmanuelle Fromont, Sophie Rossi.

Les rapporteurs étaient Alan Cohen, Gabriele Sorci.

  • Titre traduit

    Effet de l'âge sur les relations entre l'immunité et les traits d'histoire de vie chez un mammifère sauvage


  • Résumé

    Face à la menace des pathogènes présents dans l’environnement, l’immunité représente une fonction cruciale pour la survie des organismes. Cependant, cette fonction représente divers coûts de développement et d’utilisation, et le caractère limité des ressources dans l’environnement impose des compromis d’allocation entre différentes fonctions (immunité, croissance, reproduction). Sur le long-terme, ces choix peuvent avoir de lourdes conséquences sur les probabilités de se reproduire et de survivre à chaque âge. L’objectif de cette thèse a été de décrire les variations avec l’âge du phénotype immunitaire d’un mammifère longévif, le chevreuil (Capreolus capreolus) et de mieux comprendre les compromis régissant l’allocation de ressources entre l’immunité et les autres grandes fonctions de l’organisme. Cette thèse a été menée au sein de deux populations naturelles, permettant de tester l’influence de conditions environnementales contrastées sur ces variations. Nous avons montré qu’une croissance rapide pendant les premiers mois de vie du chevreuil n’imposait pas de coûts en terme de développement du phénotype immunitaire sur la même période (niveaux des traits innés et acquis), ni sur le long-terme. Nous avons aussi montré que le développement de l’immunité des jeunes n’était pas dépendant de l’âge de leur mère, mais était fortement influencé par la condition corporelle de celle-ci. Chez les adultes, nous avons décrit les variations avec l’âge d’une dizaine de traits reflétant l’immunité innée et adaptative. Cela a permis de mettre en évidence de profondes modifications du profil immunitaire aux âges avancés, i.e. une augmentation de la production de marqueurs inflammatoires (haptoglobine, beta-globulines) et une diminution de la réponse adaptative (lymphocytes). L’augmentation parallèle avec l’âge de la charge parasitaire des individus appuie l’idée que le chevreuil est sujet à l’immunosenescence. Enfin, nous avons montré que la longueur des télomères leucocytaires varie avec l’âge. Nous n’avons pas trouvé d’associations entre la longueur des télomères et les proportions de chaque forme leucocytaire (neutrophiles, monocytes, lymphocytes). Cependant, nous avons montré que de forts niveaux de certains marqueurs inflammatoires (beta- et alpha1-globulines) semblent être associés à des télomères courts dans les cellules immunitaires. Ces résultats ouvrent de nombreuses pistes pour une meilleure compréhension des mécanismes physiologiques à la base du vieillissement


  • Résumé

    Immunity determines an organism’s sensitivity to pathogens and parasites and thus represent a crucial function that affects survival of individuals in the wild. However, this function represents several energy costs for development and use, and in natural conditions, resources are limited. Organisms consequently face energy allocation trade-offs between costly functions such as immunity, growth or reproduction. On the long term, these allocations are supposed to have serious consequences on probability of individuals to reproduce and to survive at each age.The aim of this thesis was to describe age-related variations of immune phenotype in a wild and long-lived mammal, the roe deer (Capreolus capreolus), and to provide a better understanding of energy trade-offs between immune function and other life-history traits. This thesis was conducted in roe deer of both sexes and from two natural populations, which allow to test the influence of sex and contrasting environmental conditions on these variations.We first described that rapid growth did not impair the development of young roe deer immune phenotype (levels of innate and adaptive traits), neither on the short-term (during growth), neither on the long-term (during adulthood). We also proved that immune development of juveniles was not dependent of maternal age, but was strongly influenced by maternal body condition. In adult roe deer, we have described the precise patterns of age-related changes in ten immune traits reflecting both innate and adaptive immunity. It revealed that roe deer are subjected to profound changes in their immune profile with increasing age, i.e. an increase in the production of inflammatory markers (haptoglobin, beta-globulin) and a decrease in the adaptive response (lymphocytes). In the same individuals, the parallel increase with age of parasite load supports the idea that deer are subject to immunosenescence. Finally, we described age-related changes in leukocyte telomere length. We found no associations between telomere length and proportions of each leukocyte form (neutrophils, monocytes, lymphocytes). However, we observed that high levels of some inflammatory markers (beta- and alpha1-globulin) tend to be associated with short telomeres in immune cells. These results open many avenues for a better understanding of the physiological mechanisms underlying aging


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