Thèse Rôle de la Sélection Sexuelle dans l'Adaptation à la Température H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Tours École doctorale : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV Laboratoire de recherche : Institut de Recherche sur la Biologie de l'Insecte Direction de la thèse : Sylvain PINCEBOURDE ORCID 0000000179645861 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-27T23:59:59 Le monde change rapidement - et tandis que certaines populations s'adapteront génétiquement à ces changements, d'autres s'éteindront. Comprendre l'adaptation génétique est depuis longtemps au coeur de la biologie évolutive ; pourtant, les facteurs qui la favorisent ou l'entravent demeurent difficiles à cerner et insuffisamment compris pour permettre des prédictions fiables. La sélection sexuelle a, par exemple, été évoquée comme une force puissante susceptible d'influencer l'adaptation génétique, mais les mécanismes en jeu ont, de manière surprenante, été largement négligés jusqu'à présent. Cette thèse vise à combler ces manques à travers une approche de génétique quantitative évolutive mêlant des mesures de sélection sexuelle et de tolérance à la température chez Drosophila melanogaster afin d'étudier comment l'interaction entre sélection sexuelle et sélection naturelle façonne l'adaptation génétique à la température. Le réchauffement climatique expose les organismes vivants à des températures exceptionnellement élevées, et menace ainsi d'extinction les populations non adaptées. De nombreuses études ont documenté l'impact de la chaleur sur les traits de l'histoire de vie, et les réponses comportementales et physiologiques des organismes (Ma et al., 2021). Cependant, les processus évolutifs impliqués dans l'adaptation génétique à la chaleur des populations naturelles sont encore mal compris. L'adaptation génétique dépend de la variation génétique existante sur les gènes impliqués dans la tolérance à la chaleur, mais aussi de contraintes et facilitations évolutives liées aux covariances génétiques avec d'autres traits, pouvant limiter ou favoriser l'adaptation génétique (Arnold, 1992). Plusieurs études ont examiné les covariances génétiques entre la tolérance à la chaleur et la tolérance à d'autres stress environnementaux, tels que la dessiccation ou la privation de nourriture, et montrent généralement que les génotypes tolérants à la chaleur sont aussi plus tolérants à ces autres stress.

Cependant, ces travaux se sont concentrés uniquement sur la sélection naturelle, alors que l'évolution des populations naturelles est aussi influencée par la sélection sexuelle. La compétition entre individus pour l'accès aux partenaires sexuels et à leurs gamètes peut avantager certains individus, et ce, de manière indépendante, synergique ou antagoniste à la sélection naturelle (Candolin and Heuschele, 2008). D'après certains modèles théoriques, la sélection sexuelle devrait favoriser l'adaptation en avantageant les individus les mieux adaptés à leur environnement (Rowe et Houle, 1996). Alors que dans d'autres modèles, la sélection sexuelle freine l'adaptation locale, par exemple s'il y a des compromis évolutifs entre les traits phénotypiques soumis à la sélection sexuelle et ceux impliqués dans la tolérance à la chaleur. Ainsi, l'interaction entre sélection sexuelle et sélection naturelle est déterminante pour comprendre l'adaptation génétique, mais les processus évolutifs sont étonnamment peu étudiés.

L'interaction entre sélection sexuelle et tolérance à la chaleur est souvent étudiée à travers deux approches qui ne permettent pas de déterminer si la sélection sexuelle favorise ou freine l'adaptation à la chaleur. La première approche consiste à mesurer les effets de la chaleur sur les performances des individus. Or, sans quantifier les variances et covariances génétiques, cette approche ne permet pas de prédire le rôle de la sélection sexuelle sur l'adaptation potentielle à la chaleur. La deuxième approche consiste à étudier l'évolution de la tolérance à la chaleur dans des populations expérimentales maintenues en monogamie (sélection sexuelle limitée) ou en polygamie (sélection sexuelle élevée) pendant plusieurs générations. Cependant, ces populations expérimentales ont évolué à des températures standards, alors que la chaleur peut révéler des différences génétiques cachées, et visibles sur les phénotypes uniquement quand les individus sous soumis à la chaleur, et ainsi changer la trajectoire évolutive des populations. Notre projet de thèse vise à combler ces manques en (i) mesurant la sélection sur des traits phénotypiques à différentes températures, (ii) quantifiant les covariances génétiques entre succès sexuel et tolérance à la chaleur, sous des températures normales et élevées, afin de déterminer si les génotypes favorisés par la sélection sexuelle sont plus tolérants à la chaleur, et (iii) suivant l'évolution de la tolérance à la chaleur avec et sans sélection sexuelle, sous températures standards et élevées. Pour tester le rôle de la sélection sexuelle sur l'adaptation à la température notre projet de thèse repose sur trois objectifs indépendants mais complémentaires :
1. Comparer la forme et la force de la sélection sexuelle agissant sur un trait sexuel dans des conditions de température faible, intermédiaire et élevée, afin de déterminer si la température modifie les phénotypes favorisés par la sélection naturelle.
2. Quantifier la variation génétique existante sur le succès reproducteur et la tolérance à des températures basses et élevées, et leur covariance afin de prédire si la sélection sexuelle limite ou favorise l'adaptation aux stress thermiques.
3. Étudier l'évolution de la tolérance aux stress thermiques dans des populations expérimentales soumises à des températures faibles, intermédiaires et élevées, et ce, dans un régime monogame ou polygame. Ce projet de thèse s'appuiera sur les compétences complémentaires des deux encadrants : génétique quantitative, sélection sexuelle et thermobiologie, et bénéficiera des données préliminaires collectées lors du stage de Master 2 de Justine Armengaud réalisé dans l'équipe (2025). Nous échantillonnerons une population naturelle de Drosophila melanogaster autour de Tours, et mènerons des expériences en laboratoire en utilisant ces matériels et méthodes :
- Traits sous sélection sexuelle : enregistrement et analyse du chant produit par les mâles lors de la parade sexuelle (Marie-Orleach et al 2019) en s'appuyant aussi sur le matériel et l'expertise de l'équipe.
- Analyses statistiques de sélection phénotypiques (Marie-Orleach et al, 2024) afin de comparer la forme et la force de sélection dans différents traitements.
- Covariances génétiques : plans de croisements de génétique quantitative (Marie-Orleach et al, 2017) pour quantifier les variances et covariances génétiques des traits sexuels et de la tolérance aux stress thermiques.
- Tolérance à la chaleur : mesures individuelles fines de thermotolérance (plusieurs métriques différentes) à l'aide d'un système de plaque Peltier et de respiromètres (Leclerc et al, 2022).
- Mesures de paternités ne nécessitant pas d'analyses moléculaires onéreuses, grâce à des lignées OGM exprimant des protéines fluorescentes déjà maintenus au laboratoire (Marie-Orleach et al, 2020).
- Expérience d'évolution expérimental où des populations seront maintenues à des températures faibles, standards ou élevées, et ce, dans un régime monogame ou polygame

Le.a candidat.e idéal.e devra apprécier le travail de laboratoire et les analyses statistiques, et possédera idéalement des connaissances et compétences en génétique quantitative évolutive, en écologie comportementale, et en écophysiologie.