Soutenance de thèse de Clément CAR

Par l’impact et la persistance dans le temps des changements environnementaux qu’ils engendrent, les accidents nucléaires majeurs constituent des situations de choix pour étudier l’établissement de réponses d’ordre éco-évolutif. A l’aide de méthodes de génétique et transcriptomique des populations, cette thèse propose d’étudier les conséquences des accidents nucléaires de Tchernobyl et Fukushima sur la faune sauvage. Trente ans après l’accident nucléaire, les rainettes (Hyla orientalis) de la région de Tchernobyl présentent un fort taux de mutations mitochondriales et de faibles effectifs de population, questionnant les effets d’une apparition massive de nouveauté sur les capacités de maintien des populations. La caractérisation d’une expression génétique particulière, liée au métabolisme énergétique, interroge également la possibilité de réponses plastiques compensant la perte de diversité imposée par les faibles effectifs de population. Si à Tchernobyl un fort taux de mutations mitochondriales semble également toucher les mésanges charbonnières (Parus major), leur grande capacité de dispersion empêche la fixation des nouveautés et renouvelle les effectifs des zones les plus contaminées. Contrairement à la région de Tchernobyl, les rainettes de la région de Fukushima (Dryophytes japonicus, correspondant à plusieurs lignées) ne semblent pas présenter, onze ans après l’accident, un tel taux de mutations mitochondriales, cela étant vraisemblablement lié au niveau de contamination plus faible de la région. Ces études questionnent - à la suite d’un changement environnemental majeur - les conditions d’apparition de nouveautés, les facteurs permettant son maintien ainsi que la prédictibilité de réponses d’ordre éco-évolutif.

Nuclear accidents are particularly pertinent to study eco-evolutionary responses as they induce impactful and persistent environmental changes. In this doctoral work, we used population genetics and transcriptomics approaches to investigate the consequences of Chernobyl and Fukushima nuclear accidents on wild fauna. More than 30 years after the 1986 accident, Eastern tree frogs (Hyla orientalis) from the Chernobyl region are characterized by a strong mitochondrial mutation rate and small effective population size, which questions the consequences of a massive apparition of novelty on population status. We also displayed specificities in expression level of individuals coming from the most exposed places, particularly involved in energetic metabolism. These results interrogate the consequences of a genetic erosion based on small effective population size on the appraising of compensatory plastic responses. While a strong mitochondrial mutation rate seems also to impact great tit (Parus major) populations, their great capacity of dispersion prevents the fixation of novelties and renewed populations from the most contaminated places. At the opposite of tree frogs from the Chernobyl region, 11 years after the 2011 accident, Japanese tree frogs (Dryophytes japonicus, corresponding to different lineages) from the Fukushima prefecture does not seem to display a strong increase in mutation rate. This difference could be the result of different levels of exposure between the two regions. These studies questions how, after major environmental change, novelty apparition is determined by a trade-off between diversity and deleterious mutations, how demographical factors limit its persistence, and how eco-evolutionary are predictable.