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Quels sont les compartiments biologiques les plus affectés par l'exposition à une température élevée durant l'ontogénie? : une étude de cas sur le vers marin Ophryotrocha labronica

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Vermandele, Fanny (2019). Quels sont les compartiments biologiques les plus affectés par l'exposition à une température élevée durant l'ontogénie? : une étude de cas sur le vers marin Ophryotrocha labronica. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 145 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'utilisation d'une approche intégrative s'avère particulièrement pertinente pour étudier les mécanismes qui sous-tendent les réponses plastiques des organismes face aux changements de température; cette approche met en évidence la façon dont les compartiments biologiques interagissent et sont finement ajustés de manière à créer une réponse intégrée. L'utilisation d'une telle approche est particulièrement pertinente dans le contexte du réchauffement climatique, puisque les réponses plastiques au niveau des mitochondries et du métabolisme aérobie, pourraient permettre aux espèces de faire face aux effets directs de l'élévation rapide des températures. Cela nécessite néanmoins le développement et l'utilisation d'outils moléculaires et physiologiques qui sont généralement inexistants pour les ectothermes marins, à l'exception de certaines espèces d'intérêt commercial et d'aquaculture, pour lesquelles les outils moléculaires ont été développés récemment. Dans ce contexte, cette étude avait pour objectif de développer et d'utiliser une approche intégrative sur l'annélide marin Ophryotrocha labronica La Greca et Bacci 1962 afin de (1) comprendre l'effet de la température élevée sur les réponses mitochondriales et métaboliques et (2) identifier les conséquences sur la croissance, la survie et la reproduction des organismes, et ce, à travers l'ontogénie des individus. Pour ce faire, les individus ont été exposés expérimentalement, dès leur naissance, à une température contrôle (24 °C, température moyenne enregistrée au pic de densité de la population naturelle) et une température élevée (30 °C, augmentation de 2-3 °C par rapport à la température maximale mesurée dans leur habitat).
Chaque jour, du sixième jour d'exposition jusqu'à leur première reproduction, un groupe d'individus était prélevé et congelé afin de mesurer l'effet de la température sur les traits biologiques suivants : expression des gènes mitochondriaux, traits physiologiques mitochondriaux et profils métabolomiques. Les traits d'histoire de vie, soit la taille, la survie ainsi que la fertilité et la fécondité, étaient préalablement mesurés. Nos résultats ont démontré que l'exposition des organismes à la température élevée (30 °C) affecte principalement le profil métabolomique d'O. labronica en modifiant les voies et taux métaboliques, mais n'affecte pas fortement sa croissance, sa survie et sa capacité de se reproduire. Ces résultats confirment qu'O. labronica est en mesure de tolérer la température élevée utilisée dans cette étude. Néanmoins, sachant que les effets néfastes de l'exposition aux températures élevées peuvent s'accumuler dans le temps et que les réponses plastiques peuvent changer avec les générations selon l'environnement expérimenté par les générations précédentes, il serait intéressant d'inclure cette approche intégrative dans les expériences multigénérationnelles. Ces études pourraient contribuer à améliorer notre compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse des organismes au réchauffement climatique. -- Mot(s) clé(s) en français : Approche intégrative, Réchauffement climatique, Plasticité phénotypique, Expression génétique, Métabolisme. -- ABSTRACT: The use of an integrative approach is useful to study the mechanisms underpinning organisms' plastic responses to temperature changes; it highlights how different biological compartments interact to create a unique integrated response. This is especially relevant in the context of global warming, as plastic changes at the mitochondrial and metabolic levels, could enable species to face the direct impact of a rapid temperature increase. However, this approach requires molecular and physiological tools, lacking for marine ectotherms. Our study applied an integrative approach on the marine annelid Ophryotrocha labronica La Greca and Bacci 1962 to understand the mitochondrial and metabolic responses to elevated temperature throughout its ontogeny, and the subsequent consequence on organisms' fitness. Hatchlings were exposed to a control (24 °C, average temperature recorded at highest population density) and an elevated temperature (30 °C, +2-3 °C from the maximal temperature recorded in their habitat) until their first reproductive event.
Groups were sampled daily to measure the effect of temperature in the following traits of the different biological compartments: mitochondrial gene expression and physiological traits, metabolomics profiles and life-history traits. The elevated temperature affected organisms' metabolomics profiles, principally the metabolic pathways and the metabolic flux, but did not impact individuals' growth, survival and ability to reproduce. This indicates that O. labronica is able to tolerate 30 °C. However, as detrimental effects can accumulate through time and generations, future studies combining an integrative approach with a multigenerational exposure will be necessary to improve our mechanistic understanding of species responses to global warming. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Integrative approach, Global Warming, Phenotypic plasticity, Gene expression, Mitochondrial physiology, Metabolism.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Calosi, Piero
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Archambault, Philippe
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés : Annelide Marin Ophryotrocha Labronica Ontogenie Plasticite Phenotype Expression Gene Mitochondrie Metabolomique Approche Integratif Rechauffement Climat
Départements et unités départementales : Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 17 déc. 2019 20:41
Dernière modification : 17 déc. 2019 20:41
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1521

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