Anne Charmantier

1 – De l’agronomie à l’évolution :

--- Avant la recherche

Je travaille aujourd'hui au CNRS dans le domaine de l'écologieécologie et l'évolution, et cela correspond aux ambitions que j'avais dès le lycée. Pourtant, je fais partie des gens qui se sont retrouvés un peu « par hasard » dans une école d'agro (Montpellier) après une prépa bio. Mes études d'ingénieur agronomeingénieur agronome m'ont apportée une ouverture d'esprit vers la science appliquée qui peut-être a contribué à mon choix de développer l'outil de génétiquegénétique quantitative dans l'étude des comportements et des traits d'histoire de vie. Finalement, ma  forte motivation pour comprendre le monde biologique qui nous entoure, étudier la nature par le biais de la recherche, a rendu mon parcours d'éducation assez linéaire.

--- Thèse de doctorat- de l’écologie comportementale à la génétique quantitative

L'objet de mon doctorat (2000-2003, laboratoire du CEFE, Montpellier) a été de comprendre comment les sélections naturellesélections naturelle et sexuelle s'exercent sur les traits, en combinant des connaissances sur les pressionspressions de sélection et sur le déterminisme génétique de la variation phénotypique des traits. Le premier objectif était de comprendre le déterminisme et la variation des paternités illégitimes chez les oiseaux par une approche d'écologie comportementale et de génétique moléculaire. Le second était de connaître le déterminisme génétique de traits morphométriques (c'est-à-dire l'héritabilité) et sa variation en fonction des conditions environnementales par une approche de génétique quantitative. L'espèceespèce étudiée pour ces deux approches était la mésange bleue Cyanistes caeruleusCyanistes caeruleus qui occupe des habitats méditerranéens hétérogènes caractérisés par des régimes de sélection très différents, et qui fait l'objet d'une étude à long terme au laboratoire du CEFE, initiée par Jacques Blondel. Un éclairage particulier a porté sur le rôle de l'hétérogénéité environnementale sur les composantes de l'évolution : l'héritabilité et la sélection. Durant le travail de terrain pour ma thèse, chaque année entre deux et trois mois, j'ai développé un goût pour l'étude de la biologie in natura plutôt que dans le laboratoire.

J'ai aussi passé trois mois de ma thèse à l'Université d'Edimbourg grâce à une bourse doctorale Marie CurieMarie Curie pour apprendre les méthodes statistiques de la génétique quantitative.

Ce séjour a représenté un tournant important pour moi car il m'a ouvert sur un domaine de recherche très peu développé en France et m'a permis d'initier des collaborations très fructueuses.

Un résultat important de ma thèse a été la démonstration que l'héritabilité des caractères peut fluctuer en fonction des conditions environnementales, rendant complexe la prédiction de l'évolution des traits dans les populations. La comparaison de plusieurs populations de mésanges bleues a confirmé que l'héritabilité est un caractère propre à chaque système "population-environnement", soulignant ainsi le caractère populationnel de réponses aux régimes locaux et parfois divergents, de sélection. Ces résultats ont été confirmés par la suite par une analyse comparative d'études en milieu naturel. Par ailleurs, nous avons aussi conduit une expérience dans laquelle la qualité de l'environnement a été manipulée via la pression parasitaire dans les nids de mésange, et ce durant neuf années. Cette manipulation s'est traduite par une héritabilité de la longueur du tarsetarse significativement plus élevée dans les nichées déparasitées que dans les nichées de contrôle, du fait d'une variance génétique additive plus élevée ainsi que d'un effet environnemental plus faible. Cette étude est, à ma connaissance, le premier protocoleprotocole expérimental suggérant que l'héritabilité d'un trait chez un hôte -et donc son potentiel évolutif- peut être diminuée par une contrainte environnementale telle que le parasitisme. Son intérêt et originalité résident également dans la manipulation de l'habitat plutôt que l'évaluation de différentes qualités de l'environnement in natura, processus plus difficile et sans contrôle. Ces résultats ont ouvert des perspectives intéressantes sur l'influence des contraintes environnementales sur l'héritabilité.

--- Postdoctorat- l’étude de l’évolution en action

Au cours de mon post-doctorat à l'Université d'Oxford (Royaume Uni) financé par une bourse intra-européenne Marie Curie, j'ai continué à m'intéresser à l'évolution de traits d'histoire de vie en conservant une double approche d'écologie comportementale et de génétique quantitative, ainsi que du travail de terrain. Mon modèle d'étude était le cygne tuberculécygne tuberculé (Cygnus olor). Certaines de mes analyses ont tiré profit d'un jeu de données à long terme sur une population de cygnes. J'ai engagé une étude sur le rôle du tuberculetubercule des mâles et femelles dans les processus de compétition intra- et inter-sexuelle, ainsi qu'une étude des processus de micro-évolution sur les traits reproducteurs. Le jeu de données disponible sur cette espèce longévive m'a permis enfin d'aborder un sujet peu étudié en populations naturelles : l'héritabilité de la sénescencesénescence. L'étude de la sénescence m'intéresse encore très fortement et j'ai depuis encadré deux étudiantes (master et thèse) et un postdoctorant sur le sujet de la sénescence chez les oiseaux, projet qui nous a ouvert de nombreuses perspectives très prometteuse pour répondre à la question du « pourquoi vieillissons nous ? ».

Dans le but de comprendre comment un changement de conditions environnementales peut résulter en une évolution rapide d'un trait reproducteur, l'étude des cygnes m'a permis de montrer que suite au nourrissage des cygnes d'Abbotsbury à partir du milieu des années 70, la taille des nichées dans la colonie a augmenté en moyenne d'un demi œuf en 25 ans. Grâce au pedigree à long terme, des analyses de génétique quantitative ont démontré que cette évolution phénotypique est le reflet d'une micro-évolution génétique sous-jacente. La taille de ponte est un trait emblématique, qui, bien que sous forte sélection et héritable, est généralement à l'équilibre dans les populations d'oiseaux.

L'évolution observée chez les cygnes est très probablement attribuable au relâchement des contraintes alimentaires par le nourrissage. Nous avons donc ici un exemple probant d'évolution en action.

--- Poste au CNRS et projet futur – le défi des changements globaux

Durant la fin de mon postdoctorat à Oxford et mes trois premières années au CNRS (donc jusqu'à aujourd'hui), mon projet de recherche principal a porté sur la compréhension des mécanismes d'adaptation des oiseaux face aux changements climatiques. En particulier, j'ai travaillé sur un projet exploitant 47 années de données sur des mésanges charbonnièresmésanges charbonnières (Parus major) anglaises pour étudier leur capacité d'adaptation aux augmentations de température du fait du réchauffement climatiqueréchauffement climatique (voir dossier). Les résultats de ces travaux montrent que les mésanges présentent une étonnante plasticitéplasticité phénotypique qui leur permet d'ajuster chaque année leurs dates de reproduction en fonction de la chaleurchaleur printanière pour que le besoin maximum alimentaire de leurs poussins coïncide avec le pic d'abondance de nourriture dans leur milieu. Ce projet est maintenant étendu à d'autres populations européennes de mésanges. L'obtention d'un financement ANR pour 2009-2011 va me permettre de développer mes objectifs dans l'étude de l'adaptation aux changements globaux, en valorisant un grand nombre de jeux de données à long terme d'oiseaux et de mammifèresmammifères.

En effet, un défi majeur à relever dans les décennies qui viennent est de prévoir les conséquences des changements globaux sur les sociétés humaines et les écosystèmesécosystèmes. Mon ambition est d'étudier les multiples facettes d'une réponse aux changements climatiques (plasticité, microevolution des caractères ainsi que de leur plasticité elle-même) en intégrant les contraintes génétiques et écologiques qui peuvent agir sur ces réponses, telles que les corrélations génétiques ou le flux géniquegénique entre populations.

2 - Formation et diplômes

-- 1995 - Baccalauréat, Série S, Lycée Joffre, Montpellier.
-- 1995/97 - Classes préparatoires aux Grandes Ecoles, Mathématiques Supérieures - Biologie (BCPST), Lycée Joffre, Montpellier.
-- 1999 - Diplôme d'Agronomie Générale de l'Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier (ENSAM).
-- 2000 - Diplôme d'Etudes Approfondies "Biologie de l'Evolution et Ecologie", Université de Montpellier II. Diplôme d'Ingénieur Agronome de l'ENSAM.
-- 2003 - Thèse de doctorat sur « Hétérogénéité de l'environnement en région méditerranéenne et évolution de la valeur sélectivevaleur sélective : paternités hors-couples et héritabilité de traits phénotypiques chez la Mésange bleue. », Ecole doctorale : Biologie intégrative, Université de Montpellier II. Spécialité : Biologie de l'Evolution et Ecologie.

3 - Postes occupés

-- 2006 - Chargée de Recherches 1ère classe au CNRS affectée à l'UMR5175, Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive, à Montpellier.

-- 2004/06 - Recherche postdoctorale au laboratoire 'Edward Grey Institute' (EGI), Département de Zoologie, Université d'Oxford (GB). Financement par une bourse Intra-Européenne de la Fondation Marie Curie puis une bourse BBSRC (Biotechnology and Biological Sciences Research Council).

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