Équipe
IVEP
Responsable d’équipe : Jeanson Raphaël
Présentation
Notre équipe étudie les déterminants de la plasticité phénotypique à différentes échelles biologiques. La plasticité phénotypique traduit la capacité d’un génotype à produire différents phénotypes en réponse aux variations de l’environnement, constituant ainsi un mécanisme clé d’adaptation. En adoptant une approche intégrée et interdisciplinaire, nous explorons comment les entités biologiques, qu’il s’agisse de cellules, d’individus ou de sociétés animales, réagissent et intègrent ces changements environnementaux pour produire des réponses comportementales adaptées.
Projet 1
Bien que les organismes unicellulaires ne disposent pas de système nerveux, ils évoluent dans des niches écologiques complexes et rencontrent des défis similaires à ceux des animaux : ils doivent se nourrir, se reproduire, s’adapter à des conditions changeantes, détecter et éviter les prédateurs, et trouver des microclimats adaptés. Ces organismes montrent une gamme de processus regroupés sous le terme de cognition basale, incluant la détection et la perception, l’apprentissage et la mémoire, l’anticipation et la communication. Ce concept repose sur la diversité des processus métaboliques cellulaires que les organismes unicellulaires utilisent pour détecter, évaluer et surveiller leurs environnements internes et externes, ainsi que sur la variété des réponses fonctionnelles produites à partir de ces informations sensorielles. Notre objectif est d’explorer le lien entre la cognition basale et la plasticité comportementale, en démontrant comment les processus cognitifs élémentaires au sein d’une cellule unique peuvent influencer la capacité d’un organisme à s’adapter et à réagir aux changements environnementaux.
Projet 2
La recherche de nourriture est l’un des comportements les mieux étudiés dans le contexte des modèles optimaux. Cependant, la plupart des travaux se sont concentrés sur les animaux complexes, qui ont des capacités sensorielles avancées (telles que la vision). Nous essayons de comprendre comment les organismes simples, des bactéries mobiles aux invertébrés inférieurs, parviennent à trouver et à consommer de la nourriture efficacement malgré leurs fortes limitations cognitives et sensorielles. Pour ce faire, nous développons de nouveaux modèles de recherche optimale de nourriture dans lesquels ces limitations sont explicitement prises en compte, et nous les testons sur le nématode Caenorhabditis elegans. Nos travaux théoriques couvrent également d’autres domaines de la prise de décision, et notamment les décisions collectives.
Projet 3
Comparé aux modes de vie solitaires, la vie en groupes offre de nombreux avantages à ses membres, tels qu’une meilleure protection contre les prédateurs, une efficacité accrue dans le soin des jeunes, ainsi qu’un partage d’informations concernant les ressources alimentaires ou l’habitat. Cependant, la vie sociale implique également le partage de maladies par les interactions avec les autres membres du groupe, ce qui peut même conduire à des épidémies au sein du groupe. Il est toutefois intéressant de noter que, lors des épidémies, certains individus tombent malades ou meurent, tandis que d’autres se rétablissent rapidement ou ne présentent aucun signe de la maladie. Ces différences entre individus soulèvent plusieurs questions fondamentales, telles que : pourquoi certains individus sont-ils plus susceptibles aux maladies infectieuses alors que d’autres y résistent mieux ? Ou encore, l’accès aux ressources par un organisme peut-il augmenter sa résistance ou sa susceptibilité aux parasites ? Ce projet vise à comprendre comment la variabilité de la santé, du comportement et de la défense immunitaire est coordonnée au sein d’un individu et au sein d’une société de fourmis.
Projet 4
La division du travail reproductif est une caractéristique clé des sociétés eusociales. La séparation entre individus reproducteurs et non reproducteurs a permis une complexité croissante des colonies chez les insectes sociaux et est probablement à l’origine du succès évolutif et écologique des fourmis, des abeilles et des termites. Pourtant, malgré l’importance de la division du travail dans l’évolution des insectes sociaux, les mécanismes à l’origine de la spécialisation des tâches demeurent encore peu étudiés. Ce projet vise à mieux comprendre l’évolution de la division du travail et comment les rôles reproductifs et non reproductifs sont apparus. Nous étudions en particulier l’influence des facteurs environnementaux et sociaux sur le développement des individus et comment ces facteurs ont contribué à l’émergence de la détermination des castes chez les insectes sociaux.
Projet 5
La socialité couvre une gamme remarquable de formes, des simples agrégations aux sociétés les plus intégrées. Néanmoins, notre compréhension des mécanismes proximaux qui régissent les transitions entre les différents niveaux d’organisation sociale reste limitée. Chez les arthropodes, nous étudions comment les changements dans le contexte social vécus au début du développement façonnent le comportement social ultérieur chez les espèces solitaires. Notre objectif global est d’identifier les mécanismes et les voies de signalisation qui ont pu être cooptés au cours de l’évolution pour conduire à l’émergence d’une socialité permanente. En outre, nous développons des approches comparatives entre des espèces solitaires et sociales pour examiner si les changements dans les organisations sociales s’accompagnent de variations dans les niveaux de flexibilité comportementale et de plasticité cérébrale.
Membres de l'équipe
– Boussard, A., Fessel, A., Oettmeier, C., Briard, L., Döbereiner, H.G. and Dussutour, A. (2021). Adaptive behaviour and learning in slime moulds: the role of oscillations. Phil. Trans. R. Soc. B, 376, 20190757.
– Chiara, V., Arrufat, P., and Jeanson, R. (2022). A variable refractory period increases collective performance in noisy environments. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 119, e2115103119.
– Chiara, V., Ramon Portugal, F. and Jeanson, R. (2019). Social intolerance is a consequence, not a cause, of dispersal in spiders. PLOS Biology, 17, e3000319.
– Csata, E., Casacci, L.P., Bernadou, A., Ruther, J., Heinze, J. and Markó, B. (2023). What does not kill you makes you peaceful: non-lethal fungal infection could reduce aggression towards strangers in ants. Comm Biol, 6, 183.
– Csata, E., Pérez-Escudero, A., Laury, E., Leitner, H., Latil, G., Heinze, J., Simpson, S.J., Cremer, S. and Dussutour, A. (2024). Fungal infection alters collective nutritional intake of ant colonies. Curr Biol, 34, 902-909.
– Kreider, J.J., Janzen, T., Bernadou, A., Elsner, D., Kramer, B.H., and Weissing, F.J. (2022). Resource sharing is sufficient for the emergence of division of labour. Nat Commun 13, 7232.
– Madirolas, G., Al-Asmar, A., Gaouar, L., Marie-Louise, L., Garza-Enríquez, A., Rodríguez-Rada, V., Khona, M., Dal Bello, M., Ratzke, C., Gore, J., and Pérez-Escudero, A. (2023). Caenorhabditis elegans foraging patterns follow a simple rule of thumb. Commun Biol, 6, 841.
– Rolland, A., Pasquier, E., Malvezin, P., Cassandra, C., Dumas, M. and Dussutour, A., (2023). Behavioural changes in slime moulds over time. Phil. Trans. R. Soc. B, 378, 20220063.
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