PLASTICITÉ PHÉNOTYPIQUE TRANSGÉNÉRATIONNELLE

Question 1

Vocabulaire – plasticité

Answer 1

• Il va dépendre selon le domaine d’étude mais souvent ce sera juste la terminologie qui va changer. En écologie bioévolutive on va plutôt parler de plasticité transgénérationelle.

Question 2

Émergence en bio écologie évolutive

Answer 2

• Cette étude est en nette augmentation depuis quelques années ce qui a permis de clarifier sur ce quoi on parlait. La présence du phénomène documentée dasn la plupart des taxons en milieu naturel (plantes, vertébrés, inevertébrés, bactéries, champignons) a continué d’augmenter avec le temps.

Question 3

Plasticité phénotypique transgénérationnelle étudie quoi ?

Answer 3

• L’effet de l’environnement parental sur le développement et les traits de la descendance. La mesure des indices et les effets sur une génération, les conséquences en termes d’avantage vont être perçus à la génération suivante.

Question 4

Comment est-ce que la plasticité phénotypique transgénérationnelle marche (séquence)?

Answer 4

• Il faut d’abord que les parents détectent le bon signal provenant de l’environnement et il faut qu’ils l’analysent. Par la suite, ceux-ci doivent transmettre ce signal. Les enfants doivent à leurs tours détecter le signal, l’analyser et le transmettre pour que la prochaine génération puisse le détecter…

Question 5

Quand est-ce que les indices environnementaux peuvent être ressentis par les parentes ?

Answer 5

• Soit avant la naissance de la progéniture (ex : transmis au niveau pré fécondation, effets in ovo ou in uterus) (ajustement de la date de reproduction ou de l’endroit)
• Soit après la naissance de la progéniture (ex. : transmis par le comportement parental).

Question 6

Plasticité transgénérationnelle réponse à ces signaux

Answer 6

• En réponse à des indices environnements qui sont de courte durée par exemple une brève rencontre avec un prédateurs ou de longue durée par exemple une saison de reproduction particulièrement sèche (stress sur plusieurs jours qui peut transmettre différents signaux et qui peut se répercuter sur la progéniture par la suite).

Question 7

Identification des signaux – stades

Answer 7

• Il ne faut pas penser que c’est juste au stade adulte que ça va être identifié et qu’ils vont transmettre le signal. Il peut être analysé et pris en compte à un stade plus jeune. Autant au niveau de la perception et l’intégration du signal on va avoir des fenêtre clefs absentes ou présentes. (fenêtre clés pendant la durée de vie des parents et de la progéniture pour l’induction et l’expression de la plasticité transgénérationnelle (ex : prédation).

Question 8

Quels sont les différents scénarios multigénérationnels potentiels d’un indice environnemental expérimenté à la génération F0 ?

Answer 8

• Ce sont les scénarios dans lesquels le phénotype moyen augmente en réponse aux signaux parentaux, mais la direction est arbitraire. On peut avoir différents scénarios qui peuvent se produire : une augmentation du trait en bleu (contrpôle) et rose qui est exposé au signal. Au F1 on devrait faire que le trait augmente, on devrait aussi le voir en milieu naturel. (signal perçu par les parents et effets sur les prochaines générations)
• Il peut augmenter après la première génération et rediminuer à celle suivante (revenir à l’initial).
• Il peut être augmenté à la F1 et diminué légèrement à la F2
• Il peut augmenter à la f1 et persister au même niveau pour la F2
• Il peut Augmenter à la F1 et augmenter encore plus à la f2 (il peut avoir eu intégration d’autres signaux qui ont menés à une autre augmentation)
• Il peut avoir un délais qui fait qu’il n’y a pas d’effets pour la F1 et une observation des effets à la F2 ( les petits enfants expriment la palsticité, ce qui montre que ça prend du temps pour le signal apparraisse et qu’ils le perçoivent. Le principal facteur qui amène à faire une prévision de cette prévision est une prévision environnementale. Si les réponses se ressemblent entre les années il y a plus de chances que les individus soient adaptés. Une mauvaise prévisibilité du signal et de l’environnement changerait complétement la situation et si le signal est transmis à la progéniture il peut être maladaptatif parce qu’il mène à des traits exprimés pas nécessairement bon.)
• Le trait peut être augmenté pour la F1 et diminué plus bas que le trait de l’individu contrôle pour la F2

Question 9

Qu’est-ce qu’il faut pour qu’il y ait de la plasticité phénotypique transgénérationnelle ?

Answer 9

• Il faut que l’environnement soit prévisible.
• (les petits enfants expriment la palsticité, ce qui montre que ça prend du temps pour le signal apparraisse et qu’ils le perçoivent. Le principal facteur qui amène à faire une prévision de cette prévision est une prévision environnementale. Si les réponses se ressemblent entre les années il y a plus de chances que les individus soient adaptés. Une mauvaise prévisibilité du signal et de l’environnement changerait complétement la situation et si le signal est transmis à la progéniture il peut être maladaptatif parce qu’il mène à des traits exprimés pas nécessairement bon.

Question 10

Exemple – présence de prédateurs

Answer 10

• Dans un environnement donné, une possibilité de signal ets la présence de prédateurs. On va percevoir le signal en question et moduler les réponses (investissement en ressource, date de ponte plus tard) pour ajuster le phénotype de la progéniture (ici on a un changement plastique de la tailles des larves de grenouille).
• Les parents détectent et identifient correctement les conditions environnementales  les parents prédisent l’environnement des jeunes  l’information de parents est juste et est transmise aux jeunes qui vont intégrer correctement le phénotype (les jeunes peuvent potentiellement exprimer un phénotype anti prédateur qui peut être potentiellement bénéfique. (si on prédit correctement L’environnement des jeunes).

Question 11

Expression traits descendance en fonction augmentation risque de prédation

Answer 11

• Les patrons de traits peuvent être en présence ou en absence et s’ils sont modulables ils peuvent être une modulation du trait qui peut être différent selon l’intensité du message.
• Lorsque le risque augmente il n’y a pas d’intérêt d’être à moitié protégé contre un prédateur, la réponse attendue est un polyphénisme (réponse à un seuil). Sinon, si la force de la réponse peut être proportionnelle au risque réel (modulation phénotypique).
• La situation B montre une réponse plus variable et fluctuante et donc plus modulée. Une réponse trangénérationnelle plus fine qui est proportionelle à l’ampleur de la prédation. On peut voir que certains scénarios le signal sera plus flou que dans d’autres où il est beaucoup plus fin.

Question 12

Différenciation intergénérationnelle et transgénérationnel

Answer 12

• Il faut se rappeler que parfois l’expression d’un trait va être modulé par les parents et les offsrping ce qui rend difficile de différencier le message intergénérationnel et transgénérationnel. Souvent, ils se chevauchent (signal perçu par le jeune va amplifier celui transmis par les parents ce qui lui permet d’être encore mieux adapté).

Question 13

Effet activité humaines sur la TGP

Answer 13

• On peut avoir des perturbateurs qui peuvent venir modifier environnements où les signaux peuvent être intégrés par les parents et peuvent avoir des effets indirects sur la capacité des parents à inytegrer des signaux. On a prouvé qu’ils pouvait altérer leur capacité d’intégrer des signaux dans l,environnement ce qui fait qu’on transmet les mauvais signaux pour les jeunes et donc une plasticité mal adaptative est transmise.
• Les parents détectent ou identifient les conditions environnementales causées par des changement dans la variabilité environnementale ou la fiabilité du signal  l’environnement parental est moins prédictif de l’environnement des futurs jeunes ou les parents ne sont pas capable de détecter les changement dans l’autocorrélation  Les mécanismes contraignants de la TGP peuvent causer des erreurs dans la transmission des signaux parentaux  les jeunes peuvent potentiellement exprimer un phénotype inapproprié pour l’environnement altéré par l’humain ce qui peut être potentiellement nocif.
• Manque de concordance entre les environnements

Question 14

Meta analyse – environnement et TGP

Answer 14

• Une meta analyse faite avec une taille d’effet de 1170 provenant de 139 études ont révélés un effet global significativement positif qui suggère que les effets transgénérationnels profitent généralement à la progéniture lorsque les environnements sont anticipés. Des effets positifs ont été observés de manière cohérente pour tous les traits et groupes taxonomiques/historiques de vie des plantes annuelles, des invertébrés et des vertébrés, mais pas pour les plantes pérennes. Elle souligne que dans des cas où on détecte des signaux transgénérationnel adaptatif c’est quand on est dans des environnements stables et prévisibles. La prévisibilité des environnements dans le temps permet de dire que l’adaptation plastique sera adaptative.
• Quand il y avait des effets positifs, les conséquences positives étaient exprimées de la plasticité transgénérationnelle. Ceux au-dessus de 0 montraient un effet positif d’exprimer la plasticité.

Question 15

Plantes perennes – TGP

Answer 15

• Les seuls à avoir un effet négatif de l’expression de la plasticité transgénérationnel. Ceci est probablement moins avantageux pour eux parce que souvent ils ont un temps de génération qui est assez long donc souvent ils intègrent beaucoup d’informations au court de leur vie, donc la palsticité trans générationnelles ne semble pas avoir des effets contrairement à l’intragénérationnel.

Question 16

Effet sexe-spécifique de plasticité transgénérationnelle

Answer 16

• Parfois la plasticité à travers les générations va s’exprimer de manière différente selon le sexe des individus. Même si les deux parents vont détecter un signal, ce ne sera pas nécessairement ceux qui vont être transmis par les enfants.

Question 17

Scénarios différents pour effet sexe spécifique plasticité trangénerationnelle

Answer 17

• Possible même si les deux parents ont détecté des indices environnementaux :
• Uniquement des indices maternels
• Uniquement des indices paternels
• Aux deux indices parentaux avec des effets similaires : plus de chance de ercevoi des signaux quand on a deux individus donc se devrait être le voir le plus souvent (parfois pas les mêms signaux perçu par ke père et la mère parce que ce ne sont pas les mêmes environnements)
• Aux deux indices parentaux avec des effets différents en termes de force et ou de direction entre indices maternels et paternels

Question 18

Scénarios différents pour effet sexe spécifique plasticité transgénérationnelle – réponse

Answer 18

• Uniquement chez les filles
• Uniquement chez les fils
• Ou à la fois chez les filles et les fils, mais avec des réponses similaires
• Ou différentes en termes de force et ou de direction

Question 19

Parents transmission plasticité trangénérationnelle

Answer 19

• Si ce qui est adaptatif est par exemple endroit de reproduction pour la femelle, le signal sera celui de la mère parce que ça sera elle qui l’aura reçu et tu voudras que ce soit aussi aux femelles de la futur génération (sexe spécifique pour la transmission de signaux).

Question 20

Réponse rhizomes – TSG

Answer 20

• On a regardé la réponse des rhizones collectés dans un marais et à proximité de route et la croissance en milieu contrôllé avec ou sans sel. Avec l’analyse AFLP on a pu voir que tous les individus des deux populations avaient le même génotype .
• Difficile en milieu contrôllé de savoir ce qui a pu être envoyé. Les réponses vont varier entre les individus et traitements. On voit que l’on peut avoir une absence de variation génétique et tout de même produire de la variance phénotypique.

Question 21

Méthylation – TSP

Answer 21

• On un fait un test de l’effet de la modification de la méthylation de l’ADN induite par l’environnement sur la renouée persicaire qui est une plante annuelle. C’est une espèce connue pour exprimer la plasticité transgénérationnelle adaptative en réponse au stress induit par la sécheresse expérimentée par la génération parentale. On a fait une réplication de 12 lignées génétique échantillonnés à partir de populations naturelles ont été cultivées dans un sol sec ou humide. Leur progéniture a par la suite été exposée à la zébularine, un agent déméthylant, ou à des conditions de contrôle pendant la germination et ensuite cultivés dans un sol sec. Ils voulaient voir si on pouvait voir la variance transgénérationnelle.
• On s’attendait à ce que la longueur totale des racines en temps de sécheresse soit plus importante pour laler chercher de l’eau et qu’il y ait une biomasse graine plus importante ainsi qu’une surface foliaire plus importante. La réponse voulue a été observée pour le traitement contrôle fut le bon avec une augmentation pour tous ces caractères. Le traitement modulé et traité démethylant, peu importe le milieux introduit, pas de différence de la production des phénotypes de la progéniture. On voit ici que la déméthylation supprime les effets de la sécehresse parentale ce qui permettait une adaptation des plus jeunes pour avoir une réponse adaptative
• La déméthylation de l’ADN de la descendance supprime l’effet adaptatif de la sécheresse parentale sur la longueur totale des racines, la surface foliaire et la biomasse totale de la descendance de semis individuels cultivés dans un sol sec.
• Résultats : les lignées génétiques qui ont plus fortement augmenté la biomasse des semis en réponse à la sécheresse parentale lors de la germination dans des conditions de contrôle étaient les plus inhibées dans leur croissance en présence de zébularine. On peut séparer les effets environnementaux et génétique en montrant que les espèces qui avaient la forte biomasse c’est ceux qui avaient aussi eu une réponses plus faible de démythalition.
• En X on avait L,augmentation en pourcentage de la biomassre de la progéniture germée dans des conditions de contrôle de parents stressés par la sécheresse et en y la diminution du % de la biomasse de la progéniture germée en présence de zébularine de parents stressés par la sécheresse. Le graphique suggère que le rôle de la méthylation dans la médiation des interactions génotype-environnement pour la plasticité trangénérionnelle.

Question 22

Qu’est-ce qui serait mieux si la méthylation disparait et on est dans un environnement imprévisible ? prévisible?

Answer 22

• Imprévisible : adaptation minime serait favorisée
• Prévisible : ceux qui peuvent produire une réponse serait favorable.

Question 23

Transmission transgénérionnelles variation épigénétique

Answer 23

• Traitement que l’on fait souvent où on réplique une variable plusieurs fois pour des élevages. Récemment la température a augmenté ce qui a mené à une maturation tardive et donc un temps de développement plus petit pour les jeunes à l’hiver ce qui a eu de grands impacts. On s’est donc demandé est-ce que les individus sont capable d’ajuster les réponses de leur progéniture selon l’environnement dans lequel il retrouve. Un groupe de gonade développé à température chaude et dans des températures normales on était produits. Ce qu’on a pu observer est une présence de méthylation qui vient changer les marques épigénétiques des géniteurs dans les eaux chaudes ou froides. On a ensuite mélangés les individus, mis certains du froid dans le chaud et certains du chaud dans le fois pour décortiquer si c’est au niveau parental ou au niveau de la progéniture que les effets sont perceptibles.
• En x sont codés en couleur les mères et les pères avec des groupes de couleurs pour indiquer le regroupement basé sur l,identité maternelle ou paternelle. On va avoir les couleurs pour savoir si les parents étaient en température chaude ou foride avec les jeunes en dessous développés en eau froide ou chaude et on a identifié dans tout les traitement l’identité des jeunes et des mâles. On a retrouvé 188 marques de méthylation principalement liés aux environnement qui ont eu des impacts pour le développement parental et par la suite pour la progéniture. Les tâches plus ou moins foncées dans le graphique sont signe de méthylationé On voit que le réchauffement des température mène à des changement épigénétiques qui peuvent avoir des impacts sur phénotypes de la progéniture.

Question 24

Plasticité vs date de ponte vs changement climatique

Answer 24

• En milieu contrôllé avant, mais ici on a une étude en milieu naturel avec plusieurs effets confondants qui vont s’ajouter avec ce qu’on voulait étudier. On a étudié le lien entre la plasticité et la date de reproduction ches les oiseuax. On a vu que la date de reproduction changeait selon la date d’abondance de nourriture. Les parents essayait de s’ajuster pour que les jeunes soient présents lorsque les chenilles sont abondante. Cependant, il y a peu de prévisibilité de l’environnement. On se retrouve avec de la plasticité trans générationnel en milieu naturelle qui a un effet sur le moment de reproduction pour les populations animales. À quel point les parents peuvent moduler leur stade de ponte pour que les jeunes puissent moduler les bons traits au bon moment pour que ce soit adaptatifs pour les futures reproductions.
• La synchronie entre les mésanges bleues et les chenilles illustée par la corrélation entre la date moyenne de ponte pour les mésanges bleues et la date de pic d’abondance des chenilles. La ligne rouge représente la relation optimale attendue entre les deux (ce qui serait optimales). Ce qu’on observe c’est que les mésanges sont presque toujours en retard. On est souvent trop tard par rapport à L’optimum des oiseaux. Plus on est tard moins on peut suivre peak et donc moins les jeunes vont avoir les traits importants et moins ils vont avoir de signaux pour plus tard.

Question 25

Conséquences plasticité vs date de ponte vs changement climatique

Answer 25

• Le décalage affecte négativement le recrutement (TGP) et la survie ( WGP). Si sépare le transgénérationnele avec l’intragénération, on voit dans l,axe des x que plus on est en reatd plus il va y avoir un mismatch entre vous et la date optimale. Si on est sous 0 c’est qu’on fait la ponte en avance et plus tu est dans le positif plus est asynchronie. Plus on augmente le niveau de l’asynchronie, plus ils ont des possibilités de recrutement faibles (nombre de recrure) qui possède en plus de ça une survie de 10-15%. Être un peu en reatrd représente donc un impact sur la survie des femelles. Si on est mal synchronisé, si la reproduction est au mauvais moment et si on suit mal les signaux environnementaux on va avoir une plasticité trangénerationnelle maladaptative.

Question 26

Effet plasticité transgénérationnelle sur la persistance des populations face aux changements environnementaux

Answer 26

• On a regardé la taille de la population dans le temps après un changement dans l’environnement abrupt dans une population. (Perturbation au temps 0 et voir comment la population va se rétablir dans les différentes population).
  a. Absence de plasticité et/ou d’évolution, la population décline jusqu’à l’extinction : Densité de la population donnée et un manque de plasticité qui fait qu’après le changement dans l’environnement, s’il n’y pas de variabilité génétique, la population n’est pas capable de répondre à la variation ce qui mène à une extinction.
  b. Population décline dans un premier temps, mais peut reprendre sa croissance après une évolution adaptative. On appelle ça un sauvetage évolutif.
  c. S’il y a un sauvetage plastique intragénérationnel qui précède le sauvetage évolutif = mal adaptation atténuée, adaptation est accéléré. Il n’y a pas de changement génétique. Si tout le monde est plastique, tout le monde devrait êtr capable de rester dans l’environnement. Plus le changement sera drastique, plus il y aura une baisse, mais on sera quand même capable de revenir à l’initial et se maintenir.
  d. Sauvetage plastique transgénérationnel précédant le sauvetage évolutif est intermédiaire entre le sauvetage plastique et le sauvetage évolutif, car il se peut se produire sur quelques générations pour augmenter la valeur adaptative et adaptation. Rallongement d’une génération parce que les signaux sont donnés à la population suivante si les caractéristique plastique sont transmissibles entre générations et si l’environnement est prévisible.

Question 27

Sauvetage évolutif

Answer 27

• La possibilité de rétablir la taille de la population, mais il faut de la variance dans la population et avoir un lien entre la variation et le succès des individus. On devrait se ramener à des tailles de populations assez importantes ce qui permet de revenir à un nouvel optimum. On a un changement génétique causé par une très forte sélection au début. Les individus les plus proches des optimums vont être favorisés et on va se retrouver avec moins d’individus, mais ceux qui sont adaptés peuvent se reproduire ce qui permet une augmentation des nombres et un rétablissement à la hausse ce qui permet d’arriver à un nouvel optimum. Maintien de ceux qui sont capable de maintenir dans l’évolution ce qui mène à un maintien et éventuellement on peut avoir un rétablissement dans le temps.

Question 28

Plasticité intragénetionnel

Answer 28

• Ils perçoivent les signaux et ils sont capables de s’ajuster. Certains sont moins capables, donc un déclin est quand même présent. D’un autre côté, d’autres répondent rapidement et s’adaptent rapidement ce qui permet un rétablissement rapide surtout s’ils sont capables de donner les signaux.

Question 29

Différence entre le scénario c et d

Answer 29

• La différence se situe dans le temps de réaction. Souvent le changement se fait par plusieurs générations. À travers les années, si les effets sont prévisibles suite à une forte perturbation on peut avoir un rétablissement, mais si on a pas d’environnement stable et chaotique peut être pas capable de revneir à taux normaux

Question 30

Rappel important pour plasticité transgénérationnelle

Answer 30

• Elle peut soit faciliter, soit entraver le rythme d’adaptation d’une population selon la prévisibilité de l’environnement.

Question 31

Interaction processus génétique et épigénétique

Answer 31

• Ces deux processus peuvent interagir ensemble. Le graphique montre que l’expression des traits peut être influencée par le biotique et abiotique mais pleins d’autres choses aussi. Il y aussi l’expression génétique (plasticité intra et transgénérationnelle). Elle permet de voir ce qui peut moduler les traits. Le biotique et l’abiotique est difficile de mesurer sans la plupart des cas et ces facteurs vont venir influencer les agents naturels. Ils vont agir sur la réponse des traits fonctionnels mène à un changement épigénétique peuvent influencer l’expression des gènes.
• Ex : pour la variation des caractères fonctionnels soulignent le besoin de données qui établissent un lien entre les loci épigénétique et des phénotyoes écologiques spécifiques.
• Les interactions écologiques comprennent des facteurs biotiques et abiotiques qui peuvent tous deux jouer un rôle dans la création et le maintien de la variation épigénétique.