Laboratoire: Station d’Ecologie Théorique et Expérimentale, CNRS, Moulis (Ariège)
Encadrants: Staffan Jacob et Bart Haegeman
Courriel: [email protected], [email protected]

Contexte scientifique
Les êtres vivants sont souvent confrontés à des environnements variables dans le temps et dans l’espace.  Pour faire face à cette variabilité, les organismes peuvent par exemple changer leur phénotype pour l’accorder à leur environnement local (plasticité phénotypique), ou au contraire changer d’environnement en fonction de leur phénotype (dispersion et choix d’habitat). Ces deux stratégies théoriquement alternatives peuvent largement influencer les dynamiques écologiques et évolutives, en particulier face aux changements globaux à l’oeuvre actuellement. Il est donc fondamental 1) d’identifier les conditions nécessaires à l’évolution de l’une ou l’autre de ces stratégies et 2) de quantifier leurs conséquences respectives pour les dynamiques de métapopulation et l’adaptation.
Pour répondre à ces questions, nous adoptons une approche expérimentale en microcosmes, des systèmes simplifiés de populations connectées pouvant être soumises à des variations spatio-temporelles de température.  L’organisme utilisé (Tetrahymena thermophila) présentant un temps de génération très court (~6h), ces systèmes permettent sur un laps de temps court de tester des prédictions théoriques relatives aux dynamiques de populations et à l’adaptation face à des changements environnementaux.

Objectifs du stage
Le but de ce stage est de s’appuyer sur des modèles théoriques récents pour développer des prédictions théoriques claires quand à 1) l’évolution de la plasticité phénotypique et du choix d’habitat face à une variabilité environnementale, et 2) leurs conséquences pour les dynamiques éco-évolutives. L’objectif final de l’équipe de recherche vise à tester ces prédictions au travers d’approches expérimentales en microcosmes.
Dans un premier temps, il s’agira d’identifier les conditions nécessaires à l’évolution de plasticité phénotypique ou de choix d’habitat. Les prédictions obtenues pourront ensuite être testées au travers d’expériences dans lesquelles des individus présentant l’une ou l’autre des stratégies seront mis en compétition. Dans un second temps, nous étudierons les conséquences des différentes stratégies sur les dynamiques écologiques et évolutives, comme le risque d’extinction, la structure de la métapopulation et sa variabilité spatio-temporelle, et l’adaptation locale. De la même façon que pour le premier objectif, ces connaissances mèneront à des propositions d’expérience dans lesquelles on comparera les dynamiques éco-évolutives de métapopulations composées d’individus présentant l’une ou l’autre stratégie.

Déroulement du stage
Ce stage commencera par le l’étude et l’extension de certains modèles théoriques proposés dans la littérature.  En particulier, les modèles existants sont basés sur des hypothèses qui ne sont pas directement appropriées pour le couplage à un système expérimental, ou qui ne couvrent pas la gamme des conditions environnementales appropriée.  Il s’agira donc d’étendre et d’intégrer les résultats existants dans un cadre théorique pertinent pour le système expérimental.
Après, selon le temps restant, et les intérêts du/de la stagiaire, différentes directions peuvent être prises.  L’optique initialement envisagée consiste à participer à la mise en place d’expériences pour tester les prédictions théoriques obtenues, mais d’autres perspectives sont possibles comme par exemple l’intégration d’une nouvelle théorie au cadre théorique développé.
Ce stage fera l’objet d’une double supervision, d’une part expérimentale (Staffan Jacob), d’autre part modélisation (Bart Haegeman).  Le/la stagiaire bénéficiera donc d’une formation diversifiée au carrefour entre théorie et expérimentation. Il/elle devra faire preuve d’un goût certain pour la modélisation, couplé d’un intérêt pour le travail collaboratif et les approches expérimentales (mais il n’est pas nécessaire d’avoir une expérience préalable en culture cellulaire).

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