Literatura académica sobre el tema "Reproduction (biologie) – Évolution"

Avant-propos La demande mondiale en produits d’origine animale est en forte expansion1 et l’élevage est l’une des activités agricoles les plus fortement créatrices d’emploi et de valeur ajoutée, tant au niveau de la production et des services qu’elle utilise, que des filières de produits animaux. Mais dans le même temps, l’élevage doit faire face à des enjeux sociétaux qui nécessitent des évolutions importantes dans les modes de production : besoin de compétitivité encore accru, méthodes d’élevage contestées vis-à-vis des atteintes à l’environnement, du respect du bien-être animal et de l’usage des médicaments. Il s’agit de réfléchir ces défis au niveau européen et mondial. Produire plus, mieux et à moindre coût doit contribuer à assurer la sécurité alimentaire mondiale et à répondre aux attentes européennes en termes de systèmes de production et de marchés très diversifiés. L’Europe a ici une responsabilité toute particulière car si elle ne peut pas nourrir le monde, il est de sa responsabilité, en tant que région où la demande sociale est aujourd’hui la plus élevée, de montrer comment concilier production et environnement. Outre les innovations et les adaptations des systèmes d’élevage (cf. Numéro spécial de la revue « Quelles innovations pour quels systèmes d’élevage ? », Ingrand S., Baumont R. (Eds). INRA Prod. Anim., 27, 2), les réponses passent aussi par la recherche d’animaux qui soient d’une part, plus efficients pour transformer leur ration et plus faciles à élever dans une large gamme de conditions climatiques et de systèmes d’élevage et, d’autre part, adaptables face à des aléas climatiques, sanitaires ou économiques tout en préservant la santé, le bien-être et la qualité des produits. Par le passé, la recherche de la maximisation des performances de production (ex : vitesse de croissance, quantité de lait par lactation…) a conduit à des animaux de plus en plus spécialisés. Dans la plupart des filières, cette maximisation s’est accompagnée d’une dégradation des autres aptitudes d’élevage, aujourd’hui source d’inefficience en élevage. La recherche d’une plus grande robustesse (définie comme la capacité pour un animal d’exprimer son potentiel de production dans une large gamme d’environnements sans pour autant compromettre sa santé et son bien-être) devient une priorité. Dans le même temps,l’accès à des techniques d’exploration fonctionnelle toujours plus performantes, les innovations en cours d’appropriation ou à venir dans le domaine de la génomique ouvrent des perspectives d’investigation nouvelles plus précises. Dans ce contexte d’évolution des demandes et des possibilités d’investigation, les projets de recherche en sciences animales doivent être plus systémiques, prédictifs et permettre d’établir des relations fonctionnelles de plus en plus fines entre le phénotype des animaux, leur génotype et le milieu dans lequel il s'exprime. Face au développement spectaculaire des connaissances sur le génome, il y a un manque criant de connaissances sur l’expression des phénotypes, connaissances qui devraient permettre de répondre au mieux à une double finalité en termes d’exploitation de la variabilité des aptitudes animales : i) une sélection éclairée vers des objectifs majeurs pour améliorer l’efficience de la production et la robustesse des génotypes, et ii) un élevage de précision qui valorise la variabilité individuelle des animaux pour gagner en efficience et en résilience à l’échelle du troupeau, ou pour améliorer la conduite des animaux d’un génotype donné. En effet, d’un coté les progrès réalisés par la sélection génomique permettent aujourd’hui de repenser les critères de sélection et de les diversifier tout en raccourcissant les délais entre la définition des objectifs et l’amélioration effective des cheptels, mais cette sélection entraine de nouveaux besoins de phénotypage car elle nécessite la caractérisation d’unepopulation de référence. D’un autre coté, la connaissance plus fine de l’animal associée aux technologies en émergence de l’élevage de précision permettra de mieux piloter la conduite d’élevage pour améliorer l’efficience de l’alimentation ou de la reproduction par une approche individuelle à l’animal, ainsi que par la production d’alertes à destination de l’éleveur pour un diagnostic précoce des troubles permettant d’anticiper les ajustements requis. Le phénotypage est ainsi l’un des principaux défis que doit relever les recherches en production animale et a été reconnu comme tel par l’INRA. Deux types de phénotypage peuvent être envisagés : le phénotypage des caractères d’intérêt socio-économique et le phénotypage de caractères plus élémentaires. Les phénotypes d’intérêt socio-économique constituent la finalité recherchée. Ils résultent de mécanismes faisant appel à des régulations complexes, ils sont d’autant plus onéreux à mesurer qu’il s’agit de critères zootechniques qui doivent être observés sur des pas de temps longs. La recherche de phénotypes plus élémentaires et plus proches du mécanisme causal rend plus facile l’identification des gènes responsables. Ce phénotypage fin implique de réaliser des mesures particulièrement approfondies et à des échelles élémentaires (au niveau moléculaire, cellulaire, tissulaire…) des caractéristiques biologiques de l’animal qui expliquent un phénotype complexe observé à l’échelle de l’animal. Le phénotypage à haut débit signifie qu’une méthode de mesure des phénotypes fiable, automatisable et rapide est établie de sorte que le processus de mesure permette de générer un grand nombre de données dans un laps de temps court. Le haut débit peut s’appliquer au phénotypage fin tout comme à celui des caractères d’intérêt zootechnique. Les contributions significatives qui pourront être attendues d’un phénotypage animal fin et à haut débit concernent la biologie prédictive, à savoir la prédiction des performances à partir de caractères simples observables précocement, nécessaire notamment à la gestion des produits, à la conduite de l’élevage et à la sélection animale. Ce dossier propose le fruit d’une réflexion globale des chercheurs de l’INRA sur les perspectives qu’offre le phénotypage des animaux pour répondre aux enjeux des productions animales. Cette réflexion a eu pour objectif de définir les grands enjeux de connaissance autour du phénotypage animal et de faire émerger les questions de recherches prioritaires, transversales ou spécifiques aux différentes filières animales ainsi que les verrous techniques qui sont soulevés. Cette réflexion a été conduite par un groupe de douze chercheurs2 des départements de « Génétique Animale », « Physiologie Animale et Systèmes d’Elevage » et « Santé Animale » travaillant dans des disciplines et sur des espèces variées, missionné par la Direction Scientifique Agriculture de l’INRA. La réflexion de ce groupe s’est appuyée sur celle d’un collectif plus large de chercheurs INRA travaillant sur les animaux d’élevage par le biais d’un séminaire organisé en mai 2013 ainsi que par la rédaction partagée des articles de ce dossier. L’amélioration de la robustesse des animaux d’élevage étant un objectif central, le premier article de ce dossier développe une approche systémique de la robustesse des animaux d’élevage pour répondre au mieux à une double finalité en termes d’exploitation de la variabilité des aptitudes animales pour la sélection et pour la conduite de l’élevage. Les recherches sur le phénotypage doivent être accompagnées d’une ontologie générique c’est-à-dire d’une représentation et d’un langage communs pour partager les données et les connaissances, ainsi que l’explicite le second article de ce numéro. L’objet des trois synthèses suivantes est de mettre en perspective les fronts de science (phénotypage du microbiote intestinal), les enjeux de connaissance et les verrous techniques encore à lever pour permettre des productions animales de qualité (phénotypage de la qualité des produits) et en quantité (phénotypage de l’efficacité alimentaire), à moindres coûts économique et environnemental. 1 Selon la FAO et l’OCDE, la progression de la consommation de protéines d’origine animale sur la planète devrait se poursuivre au rythme de + 2 à + 3%/an au cours de cette décennie. Sur la période 2000-2050, la consommation totale des viandes devrait progresser de l’ordre de + 70% pour une population en augmentation de + 20%. Selon les mêmes sources et pour la même période la consommation de lait et produits laitiers dans les pays émergents devrait passer de 45 à 78 kg par habitant.

Ce concept, fondamental en biologie, a fortement influencé l’anthropologie avant qu’elle ne le conteste. Il importe toutefois de préciser que c’est bien toutes les disciplines qui se trouvent, de par la nature de leur objet, confrontées au changement, qui ont été amenées à réfléchir aux mécanismes auxquels ce dernier obéit (Richelle 2009). La question de l’évolution s’est donc posée avant, et en dehors des hypothèses évolutionnistes formulées en biologie. Ainsi, les travaux de Marc Zuer van Boxhorn (1602 ?-1653) et de William Jones (1746-1794), précurseurs de la linguistique historique qui allait s’épanouir au 19ème siècle, préfiguraient les notions de transformation et de filiation que Lamarck et Darwin allaient si remarquablement développer. Deux malentendus persistent lorsqu’on débat de l’influence de Darwin sur les sciences de l’homme. Il s’agit du darwinisme social et de l’eugénisme. Le darwinisme social, expression à connotation péjorative apparue dans les années 1880, désigne une transposition abusive d’éléments de la théorie de l’évolution au niveau des sociétés humaines. Herbert Spencer, au milieu du 19ème siècle, s’empara de l’idée de « survie du plus apte » (« survival of the fittest »), qui glissa souvent vers « survie du plus fort » et « lutte pour la vie » (« struggle for life ») et marqua une position idéologique sans rapport avec les idées de Darwin mais qui servit, par la suite, à discréditer toute tentative d’aborder les faits sociaux à l’aide de modèles tirés de l’évolutionnisme biologique. De même, l’eugénisme n’est nullement un concept darwinien. Des conduites d’intervention des hommes dans le cours naturel de la reproduction ont existé de tout temps, et ce dans diverses cultures. Le terme eugénisme (eugenics) a été forgé par Francis Galton et eu une très large diffusion au 19ème siècle. Ce concept demeure encore actuellement d’une importance majeure dans la réflexion éthique en biologie et en médecine.Dans l’Origine des espèces (1859), Darwin constatait une grande variabilité individuelle au sein des espèces, ce qui l’a amené à conclure à la sélection naturelle de certains individus par l’environnement. Il n’inclura l’espèce humaine dans sa réflexion que douze ans plus tard, dans la Filiation de l’homme (1871), ouvrage dans lequel l’auteur reconnaît un deuxième mécanisme agissant en synergie avec le premier : la sélection sexuelle active uniquement lors de la reproduction. Pour Darwin, la force de la jalousie humaine démontre le caractère fondamentalement social de l’espèce et imagine, à son origine, des sociétés composées de couples à partenaires choisis. Ces sociétés barbares, qui se reproduisaient sous le mode de la sélection sexuelle - par choix des partenaires - auraient progressivement établis des règles de non-choix des partenaires, régulant ainsi l’ordre du sensible (Laurent 2010). D’autres règles de protection des plus faibles, seraient également apparues : la sélection naturelle aurait ainsi cédé la place à l’éducation et à la civilisation. Cette anthropologie darwinienne met la culture directement en continuité avec la nature. La sélection sexuelle primitive explique la variabilité humaine. L’option alternative de sociétés soumises à un mâle dominant aux origines de l’espèce humaine n’aurait pu sélectionner un si fort sentiment de jalousie et ainsi l’auteur l’écarte. Le premier courant d’anthropologie à se revendiquer de l’évolutionnisme intégra cette idée d’évolution lente de sociétés par étapes économiques et intellectuelles (Morgan 1971 [1877]). Cette évolution historique générale des sociétés touche un point sensible des rapports entre l’évolutionnisme et les sciences humaines. La survivance, dans la nature humaine, de comportements hérités de l’époque où celle-ci s’est modelée dans un milieu et sous des contraintes qui n’existent plus, pose la question de notre possible inadaptation aux conditions nouvelles créées par l’histoire culturelle (Richelle 2009; de Duve 2010, 2011). Il y a également l’idée sous-jacente d’un noyau universel de la nature humaine, défini par des traits qui se seraient fixés au terme d’un processus de sélection naturelle ancien, ce qui rejoint une tendance récurrente à cerner la nature humaine dans son universalité, en n’attribuant qu’une importance au mieux marginale aux variations inter- et intra-individuelles (Richelle 2009). A tout le moins, l’influence du darwinisme a amené les sciences humaines à s’interroger de manière rigoureuse sur les origines évolutives de caractéristiques que nous tenons pour spécifiques à l’homme (langage, conscience). Certains voient toutefois dans cette naturalisation de l’homme un réductionnisme biologique. Dans le but de corriger ce biais, ils accentuent le passage à l’espèce humaine comme une rupture récusant la dimension biologique, vue comme une menace contre l’essence même de l’humanité, caractérisée par le vocable toutefois mal défini de liberté (Richelle 2009).Ainsi, Lévi-Strauss (1949) s’est opposé à cette idée de continuum entre nature et culture. Sa théorie générale, fondée sur l’option rejetée par Darwin pour l’origine des sociétés humaines primitives comme une résultante du meurtre du père, impose l’interdit de l’inceste, seul moyen pour les familles à mâle unique de ne pas s’exterminer. Pour l’auteur, l’alliance par échange des femmes devint le fondement des sociétés humaines impliquant une identité entre ces dernières. Ceci l’oppose à la variabilité et à la sélection sexuelle décrites par Darwin (Laurent 2012). L’alliance fit partie, avec l’apparition du langage, de la révolution culturelle suscitée par l’émergence de la fonction symbolique humaine à la base de la division du travail et de l’asymétrie homme-femme. L’analyse que Laurent (2012) fait de la théorie générale montre que pour affirmer la spécificité des sociétés humaines, et donc l’autonomie de l’anthropologie vis-à-vis de la biologie, Lévi-Strauss reste prudent quant à l’origine naturelle des sociétés humaines et s’oppose plus aux théories eugénistes et sociobiologiques qu’au darwinisme proprement dit. Ceci dit, il souligne une rupture entre nature et culture qui met en exergue la singularité humaine. S’appuyant sur l’idée de variabilité des espèces de Darwin, Laurent (2010) identifie un autre rôle joué par l’alliance, celui de réguler l’inégalité fondamentale due à la diversité humaine. Enfin c’est sous l’éclairage des avancées de l’éthologie et de la primatologie que Godelier (2012) propose un modèle selon lequel, à la suite de transformations cumulatives, un nouveau lien de parenté régissant les sociétés serait apparu. Il s’agit du lien de descendance dont l’importance vient de l’impératif de la transmission de biens, valeurs et rapports sociaux.Les rapports entre l’anthropologie, la génétique, l’évolution, l’hérédité, ainsi que les concepts de race humaine et d’origine de l’homme font toujours l’objet de débats loin d’être clos, et dont le caractère d’entreprise scientifique continue d’être menacé par la persistance de conceptions racistes et créationnistes (Curry 2009; Marks 2012)

Chez de nombreux organismes, on assiste à une augmentation du succès reproducteur avec l’âge. Cependant, les mécanismes physiologiques impliqués restent mal connus. Ce doctorat a pour objectif d’explorer chez des oiseaux marins l'influence de l'âge sur les mécanismes hormonaux régulant les comportements parentaux, l'allostasie et la réponse au stress (corticostérone et prolactine). Grâce à des suivis démographiques à long terme, nous avons montré que l’âge et l’expérience de reproduction influençaient les taux basaux de ces hormones et la sensibilité au stress. De plus, nous avons décrit les corrélats hormonaux du phénomène de sénescence. Nous avons montré le rôle de la corticostérone, qui régule en interaction avec la condition corporelle, l'effort de recherche alimentaire et les décisions de reproduction. Enfin, nous avons montré que les variations des taux de corticostérone et de prolactine constituaient l'une des causes fonctionnelles de l'influence de l'âge sur le succès reproducteur. Nous discutons de la contribution possible de cette exploration hormonale dans l'origine évolutive des relations entre âge et succès reproducteur
Breeding success increases with age in many organisms, but the physiological mechanisms underlying this pattern are poorly known. The aim of this dissertation is to explore the influence of age on hormonal mechanisms involved in the regulation of parental behaviour, allostasis and stress response (corticosterone and prolactin) in seabirds. The use of ongoing long-term mark-recapture programme allowed us to show that age and especially breeding experience influence baseline hormones levels and the sensitivity to stressors. We were able to describe the first hormonal correlates of senescence. We showed the role of corticosterone, which in interaction with body condition, mediates foraging decisions and allocations processes. Our data strongly suggest that variations in baseline corticosterone levels and the ability to maintain a threshold levels of prolactin during a stressful situation may be an important physiological mechanism involved in the improvement of reproductive performance with advancing age. These findings are discussed in the light of current the evolutionary theories addressing the effect of age and experience on reproductive success

La présence des mutations délétères a favorisé l'évolution de mécanismes, au niveau cellulaire et au niveau des organismes (e.g. les régimes de reproduction), permettant de diminuer leurs effets négatifs. Au cours de cette thèse nous avons étudié leur impact sur la taille des populations à travers des modèles tenant compte de l'interaction entre la démographie et la sélection, cette interaction étant souvent mise de coté dans les modèles conventionnels de génétique des populations. Dans un contexte déterministe à un seul locus des mutations somatiques et gamétiques influencent la taille et le fardeau génétique des populations (ces derniers étant dépendants du moment d’expression des mutations dans le cycle de vie). Nos modèles stochastiques avec un grand nombre de locus indiquent que la viabilité des populations dépend des paramètres démographiques et génétiques (taux de mutation, effet délétère des mutations). L'autofécondation est généralement avantageuse, augmentant la taille et la viabilité des populations, mais lorsque les mutations sont de faible effet un régime d'autogamie stricte mène à l'extinction par fonte mutationelle. En permettant l'évolution de l'autofécondation à partir d'une population allogame nous observons des cas de suicide évolutif où les populations évoluent vers l'autogamie stricte et s'éteignent, ce qui pourrait expliquer les taux d’extinctions élevés des espèces auto-fécondantes comparées aux allo-fécondantes. Ces modèles prédisent que la taille des populations pourrait être une conséquence et non une cause de leurs propriétés génétiques, appuyant sur l’importance de prendre en compte leur interaction dans l'étude de l'évolution des populations
As the ultimate source of genetic variation, mutation has the inconvenience of introducing deleterious mutations. These mutations shape the evolution of species, from genetic mechanisms on the cellular level to reproductive systems, which lessen their effects on fitness. In this thesis we explore how these mutations influence population size by allowing the interaction between population size and selection, which has been little explored in conventional population genetics models. In a deterministic context with a single locus, germ-line and somatic mutations influence population size and the mutation load, both which depend on the timing of the expression of these mutations. Multi-locus individual based models show that population viability depends on the demographic properties and on the rate of introduction and impact of mutations. Though self-fertilisation generally increases population viability, strictly self-fertilising populations go extinct due to mutational meltdown when mutations are of small effect. When selfing is allowed to evolve from an outcrossing reproductive regime, there are cases of evolutionary suicide where strict selfing evolves and leads to extinction. We predict that the genetic properties of populations may not be a consequence but a cause of population size. We have emphasized the importance of taking the demographic consequences of deleterious mutations into account when studying the evolution of populations, as in the case of the evolution of self-fertilisation where the previously undetected evolutionary suicide was observed. This result may explain the observed higher extinction rates in selfing compared to outcrossing species

L’objectif principal de cette thèse était de déterminer les bases génétiques des tactiques alternatives de vie chez l’omble de fontaine, Salvelinus fontinalis. L’anadromie, la migration en eau salée et le retour vers l’eau douce pour la reproduction, ainsi que la résidence, la réalisation du cycle de vie entièrement en eau douce, sont deux formes de vie communes chez les salmonidés souvent retrouvées en sympatrie. Ces formes sont ici considérées comme des tactiques alternatives au sein d’une stratégie conditionnelle et étudiées sous le modèle de traits seuils. Tout d’abord, à l’aide de marqueurs moléculaires et d’analyses d’assignation parentale, la reproduction entre les deux formes, assurée par les mâles résidents, a été mise en évidence. De plus, le succès reproducteur individuel était lié à la taille chez les femelles, mais pas chez les mâles, suggérant l’emploi d’une tactique de reproduction furtive par ces derniers. Ensuite, des méthodes de reconstruction de groupes d’individus apparentés couplées à un « modèle animal » ont permis d’estimer l’héritabilité de la tactique (gamme variant entre 0.53 et 0.56) ainsi que la corrélation génétique entre la taille et la tactique (-0.52 ou -0.61), suggérant une évolution conjointe de ces deux traits. Finalement, à l’aide d’un modèle éco-génétique, les conséquences de la pêche sportive sur l’évolution de l’anadromie et la résidence ont été évaluées. Après 100 ans de pression de pêche, la norme de réaction de migration est déplacée, entrainant une diminution dans la probabilité de migrer avec une augmentation de l’intensité de pêche. Ce changement est accompagné par une augmentation dans l’âge à la migration. La proportion de poissons adoptant la tactique anadrome diminue dans la population à mesure que l’intensité de pêche augmente, tout comme le nombre absolu de poissons retrouvé en eau salée. Ces changements se traduisent en de plus bas âges et tailles à maturité. Cette thèse contribue à notre compréhension du déterminisme des phénotypes alternatifs et se distingue par sa réalisation complète sous conditions naturelles. En mettant en lumière les bases génétiques de l’anadromie et la résidence, ce travail suggère qu’une réponse évolutive est possible face à des pressions de sélection, anthropiques ou naturelles, et une telle réponse est démontrée grâce à une approche de modélisation innovatrice.
The central objective of this thesis was to assess the genetic basis of alternative life-history tactics in brook charr, Salvelinus fontinalis. Anadromy, defined as migration to sea before returning to freshwater to spawn, and residency, the completion of the entire life-cycle in freshwater, are two tactics commonly found in sympatry in salmonids. These two life-history forms are considered here as alternative tactics within a conditional strategy and are studied according to the threshold model of quantitative genetics. First, molecular markers and parentage analysis revealed that reproduction frequently occurred between the two forms, and was mediated by the resident males. Moreover, individual reproductive success was linked to body size in females, but not in males, which suggest that smaller males make use of the alternative sneaker reproductive tactic. Second, sib-reconstruction methods coupled to an “animal model” allowed the estimation of a significant heritability for the life-history tactic (between 0.53 and 0.56) and a significant genetic correlation between body size and tactic (-0.52 and -0.61), suggesting a joint evolution of these two traits. Finally, the evolutionary consequences of sportfishery on the evolution of anadromy and residency were assessed with the use of an eco-genetic model. After a hundred years of fishing-induced selection directed toward anadromous fish, the migration reaction norms shifted, resulting in a decrease in the probability of migrating with increasing harvest rate. This change was accompanied by a higher mean age at migration. The proportion of fish adopting the anadromous tactic decreased in the population as harvest rate increased, as did the absolute number of fish found in saltwater. These changes resulted in a lower mean age and size at maturity. This thesis contributes to our understanding of the determinism of alternative phenotypes and stands out because of its realization under completely natural conditions. By highlighting the genetic basis of anadromy and residency, this work suggests that an evolutionary response is expected in face of anthropogenic or natural selective forces, and such consequences are presented through an innovative modeling approach.

L’augmentation des problèmes liés aux invasions biologiques nécessite une meilleure compréhension des mécanismes permettant le succès invasif d’une espèce. Chez les insectes sociaux invasifs, les études se sont focalisées sur les Hyménoptères, et ont montré que l’organisation sociale des populations introduites présentait des caractères propres. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser l’organisation sociale des populations introduites chez les termites (Isoptères) à travers l’étude de l’invasion de Reticulitermes flavipes en France. L’ensemble des résultats révèle que (i) l’organisation sociale des populations introduites varie de celle des populations natives en présentant une forme extrême de néoténie et une forte capacité à fusionner ; (ii) ces variations semblent résulter d’une évolution suite à l’introduction et (iii) avoir favorisé l’installation et l’expansion de ce termite en France, similairement à l’unicolonialité et la polygynie des Hyménoptères sociaux introduits. Les possibles origines évolutives des variations observées entre les populations natives et introduites de R. flavipes sont discutées
The increasing of ecological and economical problems linked to biological invasion phenomenon necessitate a better understanding of mechanisms allowing an invasive success. In social insects, studies are mainly focused on social Hymenoptera, and has demonstrated that social organization of introduced populations presented particular characters allowing their invasive success. The principal objective of my PhD is to characterize the social organization of the introduced populations in Isoptera through the study of the American termite Reticulitermes flavipes introduced in France. The overall of results reveals (i) strong variations of social organization between native and introduced populations presenting a extreme form of neoteny and a strong capacity to colonial fusion; (ii) these variations seem to have evolved after its introduction in France, and (iii) to allow the establishment and expansion of R. flavipes in France, similarly to unicoloniality and polygyny observed in the social invasive Hymenoptera. The possible evolutionary origins of the observed variations between native and introduced populations of R. flavipes are discussed

La domestication est un processus évolutif complexe au sein duquel les pressions de sélection exercées par l'Homme conduisent à des changements morphologiques et physiologiques importants qui permettent de différencier sans ambigüité les espèces domestiquées de leurs ancêtres sauvages. Les récentes études archéobotaniques, génétiques et génomiques sur différentes plantes annuelles telles que notamment, le maïs (Zea mays L.), le riz (Oryza sativa L.) ou la tomate (Solanum lycopersicum L.) ont considérablement fait progresser notre compréhension de la domestication des plantes. A la différence des espèces annuelles, la domestication des plantes pérennes, en particulier les espèces fruitières, reste énigmatique.Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension du processus de domestication d'une plante pérenne fruitière emblématique, la vigne (Vitis vinifera L.) à travers l'étude de la diversité et de l'évolution de deux caractères majeurs du syndrome de domestication : la forme du pépin et le système de reproduction. Nos travaux sur la morphologie du pépin appréhendée par la méthode des transformées elliptiques de Fourier ont révélé des relations significatives entre la forme du pépin, le statut taxonomique (sauvage – domestiqué), l'origine géographique des cépages et leurs liens de parenté corroborant les résultats d'analyses génétiques acquises antérieurement. D'autre part, le changement de forme du pépin se produisant au cours de la domestication serait intimement lié à l'augmentation de la taille de la baie due aux pressions de sélection exercée par l'Homme. Concernant la transition de la diécie vers l'hermaphrodisme opérée au cours de la domestication, l'analyse du polymorphisme de séquences du locus du sexe a révélé que les vignes domestiquées seraient les descendantes d'individus mâles capables de produire des baies. Le patron de diversité de ces mêmes séquences corrobore l'idée d'un événement de domestication majeur de la vigne dans le Proche Orient et témoigne de l'existence d'introgressions du compartiment domestiqué par le compartiment sauvage dans l'Ouest du bassin Méditerranéen
Domestication is a complex evolutionary process in which, human selection pressures lead to great morphological and physiological changes that allow to differentiate domesticated species from their wild ancestors. Recent archaeobotanical, genetic and genomic studies of various annual crops such as maize (Zea mays L.), rice (Oryza sativa L.) and tomato (Solanum lycopersicum L.) have significantly advanced our understanding of plant domestication. However, the domestication of perennial plants, particularly fruit trees, remains poorly documented compared to the domestication of annual crop plants.In this framework, this work aims to contribute to the understanding of the domestication process of the emblematic perennial plant, the grapevine (Vitis vinifera L.) through the study of diversity and evolution of two major traits of the domestication syndrome: the seed shape and the reproductive system. Our work on seed shape based on the method of the elliptic Fourier transforms revealed significant relationships between seed shape, the taxonomic status (wild – domesticated), the geographic origin of cultivars and their parentage relationships, corroborating former results from genetic analysis. On the other hand, seed shape changes occurred during domestication seem to be linked to the increase of the berry size as the consequence of major human selection pressures. Regarding the transition from diecy to hermaphroditism to diecy operated during domestication, the analysis of sequence polymorphism in the sex locus revealed that domesticated grapevine would be the descendant of wild male individuals able to produce berries. The pattern of diversity of these sequences supports the hypothesis of the occurrence of a major domestication event in the Near East and testify of introgressions of Western European cultivars by local wild grapes

Ce travail s'integre dans une problematique generale cherchant a determiner quels aspects de l'environnement de la souris domestique peuvent participer a l'etablissement d'une divergence chromosomique (par suite de fixation de fusions robertsoniennes) dans certaines de ses populations. La souris domestique occupe deux types d'habitat exterieur et commensal. Le phenomene robertsonien est correle avec l'habitat commensal. Ici le commensalisme est considere dans ses aspects sociaux resultant des fortes densites et de la reproduction continue dans ce type d'habitat. La sensibilite des individus de differentes populations a un stress psychogenique est mesuree a l'aide d'un indice physiologique: le taux de corticosterone plasmatique. Differents stress sont experimentes: la capture, l'exposition a un environnement nouveau et la rencontre d'un congenere inconnu. La corticosteronemie basale en periode diurne permet d'evaluer la reactivite quotidienne des individus. Ces differents indices permettent de differencier au sein de chaque population etudiee les femelles plus emotives que les males, et parmi les differentes populations de distinguer celles qui proviennent d'un habitat commensal de celles provenant de l'habitat exterieur. En habitat commensal les individus montrent une faible sensibilite vis-a-vis d'un stress psychogenique et une forte reactivite quotidienne, le contraire est observe chez les souris exterieures. Les resultats sont interpretes en terme d'adaptation. Les souris robertsoniennes semblent montrer une strategie mixte qui pourrait etre a l'origine d'un avantage adaptatif. Un nouveau modele sur la mise en place du phenomene est propose

L'auto-incompatibilité est un mécanisme génétique très répandu chez les Angiospermes. Elle permet aux plantes hermaphrodites d'éviter l'autofécondation et les croisements entre individus apparentés par un mécanisme de reconnaissance et de rejet du pollen par le pistil, lorsque ceux-ci expriment la même spécificité. Ces spécificités dépendent des allèles au locus d'auto-incompatibilité (le locus S) qui est composé de deux gènes strictement liés, l'un s'exprimant dans le pollen, l'autre dans le pistil. Dans le cadre de cette thèse, je me suis intéressée au maintien et à l'évolution de l'auto-incompatibilité, que j'ai étudiés par une approche de modélisation. La première partie de ma thèse traite de l'évolution conjointe de l'auto-incompatibilité et de la dépression de consanguinité, et s'attache notamment à étudier les conditions permettant le maintien de l'auto-incompatibilité. Cette étude est basée sur des simulations en population finie. Nos résultats montrent que le maintien de l'auto-incompatibilité est associé à une forte dépression de consanguinité, et qu'il est facilité par un taux élevé d'auto-pollinisation. La seconde partie traite des conditions permettant l'évolution de nouveaux allèles d'auto-incompatibilité (allèles S), ce que nous avons étudié d'une part analytiquement en population infinie, et d'autre part par des simulations en population finie. Nos résultats montrent que les conditions permettant la diversification au locus S sont beaucoup moins stringentes en population finie, et que le processus de diversification est d'autant plus rapide qu'il y a peu d'allèles S présents dans la population
Self-incompatibility is a widespread genetic system, which enables hermaphrodite plants to avoid self-fertilization and mating with close relatives. It is based on the pistil's capacity to recognize and reject pollen when they express cognate specificities. Specificities are encoded by alleles at the self-incompatibility gene complex (known as the S-locus), composed of two linked genes, one expressed in pollen and the other expressed in pistils. During my PhD, I studied the maintenance and evolution of self-incompatibility from a theoretical standpoint, using a modeling approach. The first part of my thesis examined the co-evolution of self-incompatibility and inbreeding depression in finite populations, focusing on the conditions for maintenance of self-incompatibility when self-compatible mutants were repeatedly introduced in the population by recurring mutations. Our results showed that the maintenance of self-incompatibility is associated with high inbreeding depression, and is facilitated by high rates of self-pollination. The second part of my thesis explored the conditions for evolution of novel self-incompatibility alleles (S alleles), which we have studied both analytically in infinite populations and in finite populations via computer simulations. Our results showed that the conditions for diversification at the S locus are much less stringent in finite than in infinite populations, and that there is more diversification at this locus when few S alleles are present in the population