EVOTOXIS
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Evolution face au stresse induite par les xénobiotiques |
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Contexte et problématique
Les pressions anthropiques peuvent menacer la biodiversité à plusieurs échelles, et les contaminants xénobiotiques demeurent un risque important pour l'intégrité des écosystèmes d'eau douce. Ce fait est souligné dans le dernier rapport de synthèse de l'Agence européenne pour l'environnement (SOER 2015), dans lequel plus de la moitié des masses d'eau étudiées ont reçu une classification « moins que bon » en ce qui concerne leur état écologique. Alors que les décharges catastrophiques constituent une menace évidente pour la biodiversité, elles sont relativement rares. Inversement, les expositions saisonnières répétées / chroniques à des concentrations sous-létales peuvent passer inaperçues mais avoir des impacts à long terme assez importants. Un de ces effets est l'influence des polluants sur les trajectoires évolutives des espèces, un sujet de préoccupation croissante en écotoxicologie et en gestion des risques environnementaux.Objectifs
Le projet se porte sur trois objectifs interconnectés, chacun étant conçu pour fournir des preuves corroborantes sur la nature de l'évolution des populations suite à l'exposition à des facteurs de stress xénobiotiques. Le but ultime est d'intégrer la variation génomique et fonctionnelle afin de tester pour l'évolution sélective / adaptative. Plus précisément, les trois principaux objectifs sont les suivants:
- De combiner les approches génomique et expérimental afin de déterminer si les xénobiotiques ont exercé un effet sélectif dans les populations naturelles de daphnies ;
- D’utiliser la structuration temporelle et spatiale dans les données d'expression de l'ARN afin de tester pour l'évolution transcriptomique en réponse au stress xénobiotique ;
- D’évaluer si les lignées ayant un degré de plasticité plus élevé dans l'expression des gènes associés à la réponse au stress oxydatif sont mieux préparées à l'adaptation à la contamination xénobiotique.
Méthodologie
En tant que proie importante et aussi une espèce clé dans le cycle des nutriments dans les étangs et les lacs, les daphnies sont une composante essentielle des écosystèmes d'eau douce. Par conséquent, les daphnies sont devenues des modèles importants dans l'évaluation des risques écotoxicologiques. Ils sont également caractérisés par un cycle reproductif intéressant alternant reproduction clonale et sexuelle, fournissant un modèle idéal pour explorer les effets des contaminants chimiques sur une variété de fonds génétiques. Cependant, l'une de leurs propriétés les plus attrayantes est la production d'oeufs de durée qui peuvent rester dormants pendant des siècles dans la couche de sédiments, mais être ressuscités lorsqu'ils sont exposés aux stimuli appropriés. Cela offre une opportunité incroyablement rare d'étudier l’évolution fonctionnelle au niveau moléculaire dans un contexte historique profond, à un moment antérieur à l'exposition des populations aux contaminants chimiques anthropiques.
En utilisant des populations contemporaines et ressuscitées de daphnies provenant d'étangs naturels et de marais de l'ouest de la France (une zone de production agricole importante), ce projet explorera les effets de la dérive et du ruissellement des pesticides sur l'histoire évolutive de cette espèce importante. Les daphnies qui habitent actuellement des sites situés dans des aires protégées seront comparées à celles des eaux voisines touchées par la diffusion involontaire de produits chimiques agricoles, contrastant les effets de l'exposition aux pesticides sur la survie et la reproduction dans plusieurs lignées indépendantes. De plus, le séquençage à haut débit sera utilisé pour rechercher des signaux génomiques de la sélection naturelle dans des populations sauvages, et pour quantifier l'expression génique en réponse à une exposition xénobiotique à l’échelle transcriptome entier.
Résultats attendus
On s'attend que ce projet servira en tant que cas d'étude en soulignant comment une perspective évolutive peut être intégrée dans l'évaluation des risques écologiques afin de mieux comprendre et gérer les effets à long terme des polluants. De même les expériences sont conçues pour rendre les résultats utiles au-delà des questions immédiates d'intérêt pour cette mission. Bien qu'ils ne soient pas essentiels aux objectifs immédiats du projet, les résultats permettront d'effectuer des analyses auxiliaires du type associations génotype-phénotype en trait moléculaires et fonctionnelles, qui contribueront à mieux annoter le génome d'un animal modèle important.
Partenaires
- INRA, Unité Expérimentale d'Ecologie et d'Ecotoxicologie U3E, Rennes
- INRA Plateforme technologique Génome et Transcriptome Genotoul, Toulouse
- Université KU Leuven, Belgique
- Université finlandaise de Turku
Personnes impliquées
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BESNARD Anne-Laure, Assistante-Ingénieure
Téléphone : +33 2 23 48 54 43 Email : anne-laure.besnard(at)inrae.fr |
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COLLINET Marc, Technicien de recherche
Téléphone : +33 2 23 48 55 29 Email : marc.collinet@inrae.fr |
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COUTELLEC Marie-Agnès, Chargée de recherche
Téléphone : +33 2 23 48 52 48 Email : marie-agnes.coutellec@inrae.fr |
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MCCAIRNS Scott, Chargé de recherche
Téléphone : +33 2 23 48 52 37 Email : scott.mccairns@inrae.fr |
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VASSAUX Danièle, Technicienne de recherche
Téléphone : +33 2 23 48 56 69 Email : daniele.vassaux@inrae.fr |
Financements
Ce projet est financé par l’instrument Jeunes Chercheuses/Jeunes Chercheurs (JCJC) de l' Agence National de la Recherche (référence projet : ANR-17-CE34-0004-01) dans le cadre de l’axe Environnement-Santé « One Health » des grands défis sociétaux du plan d’action 2017