La notion de coping style introduit l’idée que des différences de comportement et de physiologie existent au sein d’une même population avec des individus étant considérés comme réactifs, d’autres comme proactifs. Les raisons de cette variabilité de réponses sont principalement liées aux différences de génotypes, d’histoire de vie et d’environnement mais également à leurs interactions. Ces différences compliquent l’étude des effets relatifs de l’environnement et du génotype sur les capacités des animaux à faire face. Ainsi, afin de
desquelles tous les individus présentent le même génotype, sont disponibles chez la truite arc-en-ciel. Les reproducteurs sont issus de lignées homozygotes élevées à la PEIMA (Quillet et al., 2007). Ces lignées ont été obtenues suite à deux générations de gynogenèses (voir revue Komen and Thorgaard, 2007) et stabilisées par fécondation intralignée en utilisant des néo-mâles, c’est-à-dire des femelles génétiques sexuellement inversées par une alimentation contenant de la méthyltestostérone. Les lignées isogéniques généralement utilisées dans les expériences sont hétérozygotes permettant l’expression d’un phénotype normal. Ces lignées proviennent d’une femelle et d’un néo-mâle de lignées homozygotes différentes. Au sein de chaque lignée tous les individus ont le même patrimoine génétique.
3.4.1 Utilisation pour la mesure de la sensibilité à l’environnement
Ce matériel génétique est donc un excellent outil pour comprendre et explorer le rôle relatif du génotype et de l’environnement dans le déterminisme du phénotype (Vrijenhoek, 1994). En effet, si l’on se base sur l’équation (1) et en estimant que la variabilité génotypique (VG) au sein d’une lignée est nulle on peut en déduire que la totalité de la variabilité phénotypique (VP) d’une lignée est liée à des variations de l’environnement (VE) (2).
(1) VP = VE + VG + VEG (2) VP = VE si la VG=0
Avec VEG la variabilité liée à l’interaction environnement × génotype.
Ainsi, la variabilité phénotypique intra-lignée est une mesure directe de la variabilité environnementale. De récentes études s’intéressent à la comparaison entre lignées d’un phénotype donné, le poids, et font le parallèle entre la variabilité phénotypique et la sensibilité à l’environnement (Dupont-Nivet et al., 2009).
3.4.2 Caractérisation des lignées B57-A22 et B57-R23
Des lignées isogéniques hétérozygotes de truite arc-en-ciel ont été précédemment caractérisées pour leur capacité à faire face à un aliment 100% végétal (Geurden et al., 2013). Ce challenge alimentaire est reconnu comme étant une perturbation forte chez la truite, initialement carnivore, se traduisant par une diminution importante de la croissance (Le Boucher et al., 2011; Powell, 2003). L’étude de Geurden et al. (Geurden et al., 2013) s’intéresse à l’effet de 25 jours d’aliments 100% végétal sur deux lignées hétérozygotes de truites arc-en-ciel, B57-A22 et B57-R23, que l’on nommera respectivement A et R. Ces
lignées sont issues des œufs d’une femelle homozygote de la lignée B57, et du sperme d’un néo-mâle de la lignée A22 ou R23. Les résultats montrent que la lignée A présente une croissance deux fois plus importante durant la période du challenge que la lignée R (Figure 13).
Les deux lignées semblent donc montrer des capacités très différentes à faire face à un challenge alimentaire. Ces différences traduisent-elles des différences de robustesse ?
4 Objectifs de l’étude
Nous avons vu l’importance de la robustesse en production animale et les efforts scientifiques fournis pour l’améliorer. Depuis plusieurs années, la principale stratégie d’amélioration de la robustesse repose sur l’intégration de traits fonctionnels dans les programmes de sélection. En effet, les améliorations génétiques de la solidité des pattes pour les poulets de chair, de l’immunorésistance pour le porc ou de l’agressivité chez les poules, sont, par exemple, envisageables lorsque ces traits sont héritables et inclus dans des programmes de sélection (Knap, 2009; Star et al., 2008). Cette stratégie peut permettre d’améliorer de façon moyenne la performance de ces traits spécifiques dans un contexte spécifique. Dans des conditions différentes avec de nouvelles perturbations, rien n’indique
Figure 13. Poids avant et après un challenge de 25 jours avec 100% d'aliment végétal sur deux lignées de truite arc-en-ciel (A et R).
que ces performances sont conservées. Dans le cadre de ce projet, nous proposons une stratégie complémentaire qui consiste à aborder la robustesse par une voie détournée en s’intéressant, non pas à l’évaluation des fonctions du système, mais à la description de son état face à des perturbations environnementales. Comme indiqué, dans la Figure 8, nous cherchons à apporter par une approche hiérarchique des informations quant à la robustesse du système à travers l’étude de ses capacités adaptatives. Nous faisons l’hypothèse que cette approche est plus générique puisqu’un état peut définir un ensemble de fonctions. En effet, un système biologique qui n’est pas capable de faire face à une perturbation environnementale peut voir l’ensemble de ses fonctions d’intérêt diminuer.
Ce travail doit permettre, à terme, de développer de nouvelles définitions opérationnelles de la robustesse, c’est-à-dire des définitions quantifiables et génériques par rapport à différentes conditions de challenges. Ainsi, afin d’apporter des indications quant à sa robustesse, nous avons décrit le degré de perturbation de l’animal face à des perturbations environnementales, grâce à des données sur sa sensibilité à l’environnement ou sa capacité à récupérer. Nous avons travaillé sur les deux lignées isogéniques A et R de truites arc-en-ciel, au sein desquelles tous les individus présentent le même génotype, afin de vérifier les divergences supposées de robustesse et de pouvoir comparer les effets relatifs du génotype et de l’environnement sur les capacités à faire face aux perturbations.
Comme décrit dans les parties 1.3.1 et 1.3.2, la capacité adaptative ou encore le degré de perturbation font intervenir de nombreuses réponses adaptatives, qui doivent être suivies avant, pendant et après une perturbation environnementale. Les objectifs du projet de thèse ont donc consisté à :
(1) Créer ou adapter des méthodes permettant de suivre les réponses adaptatives au cours du temps chez la truite arc-en-ciel. Ces méthodes devaient de préférence être non invasives et non intrusives afin de pouvoir décrire les variabilités de réponses entre individus.
(2) Mesurer, en utilisant les méthodes développées dans (1), les réponses des deux lignées isogéniques de truite arc-en-ciel à une perturbation environnementale. (3) Extraire, à partir des cinétiques de réponses obtenues en (2) les caractéristiques
décrivant chacune des réponses.
(4) Combiner les caractéristiques obtenues en (3) pour déterminer le degré de perturbation des individus étudiés.