Soutenance de thèse de Ayala LOISEL

La température est un facteur clef en écologie qui module les stratégies d’histoire de vie des organismes en particulier des ectothermes. Le réchauffement induit une accélération de leur croissance mais aussi la diminution de leur taille adulte (Temperature Size Rule ou TSR). L’évolution de ces patrons et des mécanismes sous-jacents restent encore méconnus à ce jour. Les modèles évolutifs d’allocation en ressource vers les traits d’histoire de vie (e.g. croissance, reproduction, entretien) prenant en compte une sénescence et une mortalité thermo-dépendantes apparaissent expliquer ces stratégies. Cependant, ce lien entre senescence et température reste difficile à expliciter. Le stress oxydatif est reconnu comme une des causes du vieillissement par l’accumulation des dégâts causés par les radicaux libres (ROS). Si la production de ROS augmente avec la température, le réchauffement pourrait conduire à une sénescence précoce des organismes ectothermes. Dans ce cadre, évaluer la nature, la conservation et la potentielle évolution des patrons de la TSR et des compromis d’allocations au cours des générations contribue à améliorer la compréhension du potentiel adaptatif des poissons face au dérèglement climatique. Cette thèse aborde cette problématique par des approches expérimentales sur le médaka japonais (Oryzias latipes) et de terrain sur l’omble chevalier (Salvelinus alpinus). Le suivi de traits d’histoire de vie (croissance, reproduction, survie) combiné à des analyses écophysiologiques par l’estimation de la balance oxydative via l’estimation des niveaux de dégâts lipidiques (TBARS) et de défenses antioxydantes (SOD, Trolox) dans les muscles et les gonades des individus permet d’appréhender les compromis soma germen (Disposable Soma Theory ou DST) à différentes échelles. Les résultats de l’expérimentation intergénérationnelle ont révélé une conservation des patrons de TSR entre les lignées chaude et froide, mais une évolution des stratégies au cours des générations. L’expérience common garden a souligné l’importance des températures environnementales ancestrales et de développement sur les stratégies de croissance, de reproduction et physiologiques suggérant un effet transgénérationnel. Le degré de plasticité est apparu plus fort pour la lignée froide que pour la lignée chaude face à la variation thermique. Les approches in situ suggéraient une augmentation des dégâts lipidiques avec le gradient de température mais des stratégies antioxydantes différentes selon les sites et les sexes. Les femelles favorisaient la défense de leur germen alors que les mâles préféraient défendre leur soma.

Temperature is a key ecological driver in ecology that regulates the life-history strategies of organisms, especially ectotherms. Warming induces an acceleration in growth as well as a decrease in adult size (known as Temperature Size Rule or TSR). To date, the evolution of these patterns and the underlying mechanisms remain poorly understood. Evolutionary models of resource allocation towards life-history traits (e.g. growth, reproduction, maintenance) with thermo-dependent senescence and mortality parameters appear to explain these strategies. However, the link between senescence and temperature remains difficult to determine. Oxidative stress represents one of the causes of aging by the accumulation of damages caused by free radicals (ROS). If ROS production increases with temperature, warming could lead to early senescence in ectothermic organisms. In this context, assessing nature, conservation and potential evolution of the TSR patterns and allocation trade-offs over multiple generations will contribute to improving our understanding of the adaptive abilities of fish facing climate change. This PhD thesis examines this issue through experimental studies on the Japanese medaka (Oryzias latipes) and in natura studies on the Arctic char (Salvelinus alpinus). To understand trade-off between soma and germen (Disposable Soma Theory or DST) at different scales, certain life history traits (growth, reproduction, survival) were monitored, combined with ecophysiological analyses by estimating the oxidative balance via the assessment of lipid damage levels (TBARS) and antioxidant defences (SOD, Trolox) in the muscles and gonads.. The results of the intergenerational experiment showed the conservation of TSR patterns between warm and cold lines as well as an evolution of strategies over generations. The common garden experiment highlighted the importance of ancestral and developmental temperatures on growth, reproduction and physiological strategies, suggesting a transgenerational effect. The plasticity was higher in the cold line than in the warm line facing thermal variation. In situ studies suggested an increase of oxidative damages with the temperature but different antioxidant strategies according to sites and sexes. Females favoured the defence of their germen while males preferred to defend their soma.