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Objectifs:

Comment expliquer la diversité des cycles et traits d’histoire de vie ? L’objectif du module est de présenter les approches théoriques et expérimentales de cette question fondamentale de la biologie de l’évolution, dans ses déclinaisons majeures : Pourquoi le sexe ? Pourquoi vieillissons-nous ? Pourquoi quitter le domaine vital des parents avant de se reproduire ? Dans un environnement variable, les stratégies de reproduction plastiques sont-elles avantageuses ? Au plan théorique, on mettra l’accent sur les puissantes méthodes issues de la théorie des jeux. Au plan empirique, on décrira en particulier l’apport des études d’organismes – modèles choisis dans les mondes marins et microbiens. Une grande importance sera apportée a la mesure des traits d’histoire de vie, par des méthodes statistiques permettant le test d’hypothèses. Une partie des enseignements sera développée a la Station Biologique de Roscoff, un site exceptionnel pour familiariser les étudiants avec la diversité des cycles de vie des organismes marins – au sein d’une équipe de recherche reconnue pour ses compétences expérimentales et théoriques de premier plan international.

Thèmes abordés :

• Evolution de l’alternance de générations haploïde et diploïde. Analyse comparative de l’alternance de générations.

  • Approche théorique : modélisation de l’évolution de l’haploïdie vers la diploïde, et du maintien du cycle haplo diploïde. 

  • Approche expérimentale : étude de la démographie des populations d’un haplo-diploïde, écologie de la reproduction, étude de la structure génétique des populations

• Evolution de l’autogamie versus allogamie.

  • Approche théorique : modélisation de l’évolution de l’autogamie vers l’allogamie.

  •  Approche expérimentale : biologie des populations de deux espèces de Fucus, investissement dans la reproduction chez ces espèces, conséquences sur la structure génétique des populations.

• Polymorphisme des systèmes de reproduction.

  • Approche théorique : Hermaphrodisme et allocation des ressources. 

  • Approche expérimentale chez les invertébrés marins : Hermaphrodisme protandre chez Crepidula fornicata, équilibre de la sex-ratio, relation taille/age/sexe.

• Investissement paternel et maternel

  • Mesures et analyses génétiques, analyse de paternité. 

  • Approche expérimentale. Analyse de données (ex. Syngnathe). 

• Plasticité phénotypique. Normes de réaction : définition et évolution adaptative. Exemples de la norme age – taille a la maturité. 

  • Approche théorique : mise en évidence empirique, méthodes d’analyses statistiques, modélisation d’une évolution adaptative. 

  • Approche empirique : Exemples des populations de poissons (morue, hareng) et conséquences halieutiques.

• Evolution de la dispersion : compétition locale, structure de parentèle, consanguinité.

  • Approche théorique : identification et comparaison des pressions de sélection, conditions écologiques d’évolution de stratégies plastiques.

  •  Approche expérimentale : relations sexe/hermaphrodisme/autofécondation/consanguinité, exemples des coraux et du cilié Tetrahymena.

• Evolution de la sénescence

  • Etude des causes ultimes de la sénescence et des désordres cellulaires qui accompagnent le vieillissement.

  • Théories évolutives du vieillissement : hypothèses des mutations accumulées, de la pléiotropie antagoniste, hypothèse de sélection de parentèle, des coûts métabolique. Interaction gène-environnement: variabilité génétique des normes de réaction reproduction-longévité, hétérogénéité individuelle. Sénescence et pathologies cellulaires: conflits entre niveaux de sélection, vieillissement et reproduction sexuée, conflit germe-soma, parasitisme cellulaire: régulation et dérégulation adaptatives.

• Estimation des traits d’histoire de vie

  • Méthodes statistiques de maximum de vraisemblance developpées pour la mesure des caractéristiques individuelles biodémographiques (probabilités de survie et de recrutement, fécondité, dispersion) à partir de données de capture-marquage-recapture. Ces méthodes permettent le test d’hypothèses. La théorie sera présentée, et des jeux de données seront analyses sur machine en séances de TD et TPE.

Contrôle des connaissances :

Ecrit : /50 ; oral : /50