Faible activité métabolique chez Daphnia magna

Faible activité métabolique chez Daphnia magna

Effets directs de la température

La température affecte directement le métabolisme des orgamsmes à différents niveaux d’ organisation. Au niveau cellulaire, les variations des taux de réactions biochimiques et les processus métaboliques qui en dépendent reflètent l’ action de la température sur les propriétés des protéines, des lipides et des acides nucléiques (Hochachka & Somero 2002). Par exemple la respiration mitochondriale chez A renicola marina augmente progressivement de -1°C à 32°C parallèlement à l’ activité d’ enzymes de la chaîne respiratoire comme la cytochrome-c-oxydase (Sommer & Portner 2002). Chez l’isopode Gliptonotus antarcticus, il a été montré que la synthèse de protéines nécessitait plus d’ énergie chez des organismes vivant à basse température (Whiteley et al. 2001).Le métabolisme d’un organisme peut être évalué en mesurant sa consommation d’ oxygène. Chez les ectothermes la consommation d’ oxygène augmente avec la température (en général le rapport entre les consommations d’ oxygène à une température t+1 O°C et à une température t, appelé QI0, est compris entre 2 et 3) puis diminue au-delà d’ une température optimale (Withers 1992, Whiteley, Taylor & El Haj 1997). Par exemple chez Thysanoessa longipes la consommation d’ oxygène augmente exponentiellement de 0 à 8°C puis décroît progressivement jusqu’ à 14°C (Iguchi & Ikeda 2005).

Adaptation à la température

Lors d’ un changement de température, les ectothermes peuvent s’ acclimater, c’est-à-dire ajuster leur fonctions biochimiques et physiologiques, pour optimiser leurs performances. En revanche, une nouvelle température peut déteriorer la survie et la reproduction des organismes incapables d’ effectuer de tels ajustements (Peck, Portner & Hardewig 2002). Un changement de température à long terme peut induire une réponse adaptative (Clarke 2003). L’adaptation à un environnement particulier est donc le résultat de l’évolution et de la selection d’organismes capables d’optimiser leur survie et leur reproduction dans cet environnement.

Pour identifier des adaptations à des environnements thermiques particuliers, il est essentiel de comparer des populations élevées dans des conditions similaires. Des études en environnement commun (common garden) ont comparé le taux de croissance (gain de taille par unité de temps) d’ organismes venant de latitudes différentes. On observe chez plusieurs espèces d’ectothermes (insectes, mollusques, crustacés, poissons, amphibiens et reptiles), qu’à la même température, les organismes de hautes latitudes ont un taux de croissance supérieur à celui des organismes de basses latitudes (Conover & Schultz 1995). Les organismes des hautes latitudes auraient donc une capacité de croissance plus élevée. Les organismes de hautes latitudes vivent dans des environnements plus froids avec de courtes périodes estivales favorables.

Thermosensibilité et adaptation à la température chez les daphnies

Les caractéristiques des daphnies en font un modèle idéal pour l’ étude de l’adaptation à l’ environnement thermique. Avec une croissance rapide et une reproduction parthénogénétique, les daphnies présentent des temps de génération courts (dans des conditions optimales Daphnia magna peut produire une portée environ 4 jours après sa naissance), caractéristiques des espèces invasives (espèces r). Ce sont des espèces-clés des écosystèmes d’ eau douce puisqu’elles sont source de nourriture pour plusieurs vertébrés lacustres et invertébrés prédateurs. Ces organismes filtreurs se nourrissent d’ algues unicellulaires et ont un impact majeur sur la dynamique des populations de phytoplancton.Les daphnies vivent dans des habitats variés, des lacs profonds et permanents aux petites retenues d’ eau douce temporaires (Hebert 1995). Leur principal moyen de colonisation réside dans le transport éolien de leur ephippie (œuf dormant). Pourtant la répartition géographique des espèces de daphnies peut s’étendre à travers plusieurs environnements thermiques différents. La diversité génétique à l’ intérieur des populations, par la présence de nombreux clones différents, leur confère un potentiel adaptatif important (Carvalho 1987, Carvalho & Crisp 1987).

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Table des matières

REMERCIEMENTS
RESUMÉ
TABLE DES MATIERES
LISTE DES TABLES
LISTE DES FIGURES
CHAPITRE 1: INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 Problématique générale
1.1.1 Effets directs de la température
1.1.2 Adaptation à la température
1.2 Thermosensibilité et adaptation à la température chez les daphnies
1.2.1 Effets de la température et d’autres facteurs sur la croissance et la morphologie
des daphnies
1.2.2 Effets de la température sur le métabolisme des daphnies
1.3 Daphnia magna comme modèle d’étude
1.3 .1 Répartition géographique
1.3.2 Adaptation à la température
1.4 Hypothèses et objectifs
CHAPITRE 2: METABOLIC ADAPTATIONS TO TEMPERATURE IN DAPHNIA MAGNA (CRUSTACEAN CLADOCERAN) FROM DIFFERENT THERMAL ENVIRONMENTS
Summary
Introduction
Material and methods
Results
Discussion
Conclusion
CHAPITRE 3: CONCLUSION GÉNÉRALE
3.1 Variation interclone de la croissance
3.2 Variation de la croissance à contre gradient
3.3 Effets directs de la température sur la croissance
3.4 Faible activité métabolique chez Daphnia magna
3.5 Adaptation du métabolisme à la température
3.6 Découplage croissance-métabolisme
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE