L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.
Vous exercerez votre activité au sein de l'unité de recherche interdisciplinaire sur les hydrosystèmes RiverLy, dans l'équipe « Ecotoxicologie » (https://ecotox.riverly.inrae.fr/) située à Villeurbanne. Ce contrat postdoctoral de 6 mois au sein du laboratoire d’écotoxicologie (INRAE RiverLy ; Villeurbanne) s’inscrit dans le cadre du projet ANR MACDONALD (2023–2027 ; ANR-22-CE34-0008), porté par le Laboratoire d’Écologie Alpine (LECA, Grenoble) et coordonné par S. Reynaud. Le projet MACDONALD vise à tester l’hypothèse selon laquelle des altérations métaboliques transgénérationnelles induites par l’exposition à des perturbateurs endocriniens (PE) obésogènes (Regnault et al., 2018 ; Usal et al., 2021) pourraient constituer un facteur majeur du déclin des populations d’amphibiens. Pour répondre à cette question, le projet étudie les effets d’un mélange de six PE obésogènes, à des concentrations environnementales réalistes, sur trois générations de Xenopus tropicalis (génération F0 exposée, générations F1 et F2 non exposées). Les effets de ce mélange ont été évalués à chaque génération chez cette espèce modèle à travers l’analyse de paramètres de croissance, de développement, de reproduction, ainsi que des fonctions thyroïdiennes, neurodéveloppement mentales et métaboliques, les mécanismes de transmission transgénérationnelle. Une question centrale demeure : dans quelle mesure les modifications différées des traits d’histoire de vie observées chez la descendance peuvent-elles compromettre le maintien démographique à long terme des populations d’amphibiens ?
Pour y répondre, l’équipe d’écotoxicologie d’INRAE RiverLy mobilise son expertise en modélisation démographique (modèles matriciels ; Caswell, 2001), afin d’explorer comment la variabilité interspécifique des traits d’histoire de vie peut conditionner la viabilité des populations soumises à une exposition aux PE, en particulier lorsque celle-ci induit des perturbations physiologiques transgénérationnelles. L’objectif est de développer une approche d’évaluation du risque écologique à l’échelle populationnelle, intégrant les stratégies d’histoire de vie des amphibiens afin de déterminer dans quelle mesure celles-ci constituent un avantage ou, au contraire, une vulnérabilité face à l’exposition aux PE.
En s’appuyant sur une méthodologie déjà mise en œuvre chez les invertébrés aquatiques (Prudhomme et al., 2017 ; Cribiu et al., 2020), votre mission consistera à développer des modèles matriciels déterministes et stochastiques permettant de traduire les altérations observées expérimentalement chez les individus F0, F1 et F2 (croissance, fertilité, mortalité, durée des stades de développement, etc.) en conséquences démographiques.
-Vous serez plus particulièrement en charge de :
1. Développement de modèles démographiques à partir des données expérimentales chez Xenopus
La personne recrutée sera chargée de (i) construire des modèles de populations structurés en stades intégrant les paramètres de développement et de reproduction issus de l’expérimentation multigénérationnelle du projet MACDONALD ; (ii) projeter les impacts démographiques potentiels de l’exposition aux PE sur les générations F0, F1 et F2 de Xenopus tropicalis via le calcul d’indicateurs démographiques déterministes et stochastiques (taux de croissance asymptotique, risque de quasi-extinction, etc.) et la réalisation d’analyses de viabilité intégrant les stochasticités démographiques et environnementales ; (iii) mener des analyses de sensibilité et d’élasticité afin d’identifier les traits d’histoire de vie les plus déterminants dans la vulnérabilité des populations ; (iv) tester l’hypothèse d’une compensation démographique entre effets directs et effets transgénérationnels des PE.
2. Transposition à des espèces européennes d’amphibiens
En s’appuyant sur la littérature disponible en écologie des populations d’amphibiens et sur les bases de données de traits d’histoire de vie, la personne recrutée devra (i) adapter le cadre de modélisation à trois espèces européennes d’amphibiens ; (ii) examiner les profils spécifiques d’élasticité démographique et identifier les déterminants de la variabilité interspécifique et interpopulationnelle de vulnérabilité face aux perturbations métaboliques induites par les PE.
Perspectives :
Ce contrat de 6 mois constitue une première étape d’un programme de recherche plus ambitieux. Plusieurs demandes de financement sont déjà en cours afin de prolonger cette démarche dans l’objectif d’intégrer (i) une description mécaniste des processus énergétiques et physiologiques sous-tendant la transmission transgénérationnelle des altérations des traits d’histoire de vie ; et (ii) la prise en compte d’autres facteurs environnementaux susceptibles de conditionner la variabilité intraspécifique des histoires de vie. L’ambition à terme est de développer un cadre prédictif intégratif reliant perturbations physiologiques, traits d’histoire de vie et réponses démographiques aux stress environnementaux.
REFERENCES:
Caswell H (2001) Matrix population models. Sunderland, USA: Sinauer Associates Publishers.
Cribiu P, et al. (2020) A "Population Dynamics" Perspective on the Delayed Life-History Effects of Environmental Contaminations: An Illustration with a Preliminary Study of Cadmium Transgenerational Effects over Three Generations in the Crustacean Gammarus. Int J Mol Sci 21(13).
Prud'homme SM, Chaumot A, Cassar E, David JP, & Reynaud S (2017) Impact of micropollutants on the life-history traits of the mosquito Aedes aegypti: On the relevance of transgenerational studies. Environ Pollut 220(Pt A):242-254.
Regnault C, et al. (2018) Unexpected metabolic disorders induced by endocrine disruptors in Xenopus tropicalis provide new lead for understanding amphibian decline. Proc Natl Acad Sci U S A 115(19):E4416-E4425.
Usal M, et al. (2021) Exposure to a mixture of benzo[a]pyrene and triclosan induces multi-and transgenerational metabolic disorders associated with decreased female investment in reproduction in Silurana (Xenopus) tropicalis. Environ Pollut 292(Pt B):118418.
-Formation recommandée : Doctorat en modélisation en écotoxicologie/écologie
-Connaissances souhaitées : modèles populationnels
-Expérience appréciée : modèles physiologiques (gestion énergétique)
-Aptitudes recherchées : autonomie, vision intégrative