Soutenance de thèse de Klervi LUGUE

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Soutenance de thèse en doctorat de l’École Doctorale du Pacifique de Klervi LUGUE : Quantification du rôle de la plasticité phénotypique dans la réponse thermique chez Pinctada margaritifera -  vendredi 25 avril 2025 à 9h (heure de France) à l'Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Plouzané

 

 

  • Département : Sciences et technologie
  • Discipline : Biologie des organismes
  • Spécialité : Biologie marine

Chaque année, les nouveaux records de températures océaniques, expliqués par le rythme accéléré du réchauffement climatique et la multiplication des événements climatiques extrêmes, précipitent notre planète dans des eaux inexplorées. Une question essentielle de la recherche sur le changement climatique est de comprendre comment les populations naturelles et les écosystèmes répondront aux divers scénarios du réchauffement climatique.

 

Cette problématique revêt une urgence particulière pour les espèces sténothermes, qui sont à la fois écologiquement et économiquement cruciales, comme l’huître perlière à lèvres noires, Pinctada margaritifera. Malgré les efforts scientifiques considérables investis dans l’étude de cette espèce au cours des dernières décennies, la question de sa sensibilité thermique reste encore largement sous-étudiée. Afin de contribuer à une meilleure prise de décision en matière de conservation et de gestion, cette thèse a adopté un cadre intégratif fondé sur le concept de thermal death time (TDT) et de norme de réaction physiologique, pour déterminer les limites thermiques de l’espèce tout au long de son ontogenèse. Nous formulons l’hypothèse que la plasticité phénotypique – capacité d’un génotype à exprimer une diversité de phénotypes en fonction des variations environnementales – pourrait constituer un mécanisme adaptatif clé face aux défis du changement climatique. En se fondant sur la caractérisation du paysage de tolérance thermique, des expériences en conditions contrôlées ont été menées pour quantifier la plasticité, tant au stade du naissain (heat-hardening), qu’au stade larvaire (plasticité développementale), sous des températures variables et écologiquement pertinentes.

 

Les résultats mettent en lumière, tout d’abord, les différences marquées de limites thermiques entre les divers stades de vie, les larves pélagiques étant particulièrement sensibles par rapport aux naissains. En outre, ils démontrent la capacité de l'espèce à moduler sa tolérance thermique en fonction de précédents événements de stress, tout en soulignant les limites de cette plasticité, qui ne saurait être considérée comme une « solution miracle » pour la conservation écologique ou l’amélioration de l’aquaculture. Ce travail fournit ainsi une base solide, tant sur le plan théorique, pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents aux réponses des espèces face aux changements globaux, que sur le plan pratique, en générant des données quantitatives sur la sensibilité et la résilience de l'espèce.

Record-high Ocean temperatures, coupled with a convergence of extreme climate and weather patterns, as well as the unprecedented rate of climate warming, are pushing the world into uncharted waters. A central question in climate change research is how natural populations and ecosystems will respond to projected seawater warming scenarios. This issue is particularly urgent for ecologically and economically important species with stenothermal functioning, such as the black-lipped pearl oyster (Pinctada margaritifera).

 

Despite significant scientific efforts, fundamental knowledge on species' responses and sensitivity to ocean warming remains insufficient, hindering science-based decision-making and management. To address this knowledge gap, this thesis employed an integrative framework based on the thermal death time (TDT) concept and physiological reaction norms to determine species’ thermal limits across ontogeny. We further hypothesize that phenotypic plasticity, the ability of a single genotype to express different phenotypes in response to environmental variation and is an inherent trait of living organisms, could be a crucial adaptive mechanism for responding to climate change challenges.  Building on the thermal tolerance landscape characterization, controlled experiments aimed at quantifying the adaptive within-generation plasticity at spat (heat-hardening) and early-life (developmental plasticity) stages under ecologically relevant variable temperatures.

 

The results highlight, first, the differences in thermal limits between life stages, with pelagic larval stages exhibiting greater sensitivity compared to spats. Second, the findings demonstrate the species' capacity to modulate its thermal tolerance in response to prior stress events – though they also emphasize the limitations of relying on this plasticity as a ‘silver bullet’ for ecological conservation and aquaculture enhancement. This work provides a solid foundation both fundamentally, for understanding the mechanisms involved in responses to global changes, and practically, by generating quantitative data on the species' sensitivity and resilience.

  • - Mme Caroline FABIOUX - Maître de conférences-HDR à l'Institut Universitaire Européen de la Mer - UMR 6539-LEMAR - Rapporteure
  • - M. Hervé COLINET - Chargé de recherche à l'Université de Rennes - UMR 6553-ECOBIO, CNRS - Rapporteur
  • - Mme Sabine ROUSSEL - Professeure des universités à l'Institut Universitaire Européen de la Mer - UMR 6539 - Examinatrice
  • - M. Arnaud TANGUY - Maître de conférences-HDR à la Sorbonne Université UPMC - UMR 714-DYDIV - Examinateur
  • - Mme Nabila GAERTNER-MAZOUNI - Professeure des universités à l'Université de la Polynésie française - UMR 241-SECOPOL - Examinatrice
  • - M. Guillaume MITTA - Professeur des universités à l'Université de la Polynésie française - UMR 241-SECOPOL - Directeur de thèse
  • - M. Jeremy LE LUYER - Chargé de recherche à l'Institut Universitaire Européen de la Mer - UMR 6539-LEMAR - Co-directeur