ETUDE DE LA PLASTICITE DES REPONSES ADAPTATIVES PAR UNE APPROCHE DE MODELISATION MULTICRITERE CHEZ LA TRUITE ARC-ENCIEL - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2014

Analysis of the adaptive plasticity in rainbow trout using a multicriteria modeling approach

ETUDE DE LA PLASTICITE DES REPONSES ADAPTATIVES PAR UNE APPROCHE DE MODELISATION MULTICRITERE CHEZ LA TRUITE ARC-ENCIEL

Abstract

The ability of an organism to respond to an environmental perturbation is a growing scientific concern in animal ecology and animal production sciences. Depending on animal vulnerability, these environmental perturbations can affect health, welfare, or fitness of the animal. Robustness, defined as the ability to resist to environmental change, are therefore important components of production sustainability or biodiversity. Our work aimed at better estimating and characterizing the robustness in rainbow trout by describing the degree of perturbation when facing an acute perturbation. Adaptive responses to environmental perturbations are diversified and numerous, but they can be described by temporal patterns giving indications on the resistance, the recovery ability or the environmental sensitivity of the animal. The integration of these features provides an estimation of the degree of perturbation of the animal facing the environmental change. Physiological and behavioral responses of two isogenic lines (within each line, all individuals have the same genome) of rainbow trout were followed before, during and after an acute challenge. The effects of a confinement or a hypercapnia challenge were investigated. Temporal patterns were analyzed in order to characterize within and between line variabilies in reactivity to the challenge and recovery capacities. All measures were impacted by the challenges, indicating that both lines triggered adaptive responses. The cortisol release rate was the only measure showing significant mean differences between the two lines in both studies. Multivariate analyses highlighted two independent coping strategies consisting in either favoring behavior or physiology modification. The results showed also a strong and unexpected within line variability, suggesting the importance of life history on the degree of perturbation. At last, the between-study comparison showed an inversion in physiological reactivity between the two lines, suggesting that robustness is challenge-specific or robustness implies challenge-specific reactivities. This study sets also the basis for a model able to precisely and explicitly characterize the degree of perturbation of a perturbed system. The model was validated on the data analyzed in this project but should be sufficiently generic to cope with data from other species.
La capacité des animaux à faire face à des perturbations environnementales est une préoccupation croissante en écologie et en production. En fonction de la vulnérabilité des animaux, les modifications environnementales peuvent impacter leur santé, leur bien-être ou leur capacité de reproduction. La robustesse, définie comme la capacité à conserver ses fonctions malgré les perturbations environnementales est donc une composante importante de la durabilité d’une production ou de la biodiversité. Le travail présenté ici vise à apporter des éléments de réponses quant à la robustesse chez la truite arc-en-ciel, en décrivant le degré de perturbation face à une perturbation aiguë. Le degré de perturbation de l’animal est décrit en intégrant les différentes réponses adaptatives de l’animal face à une perturbation donnée. Des réponses adaptatives physiologiques et comportementales ont été suivies chez deux lignées isogéniques (au sein de chaque lignée tous les individus présentent le même génome) de truite arc-en-ciel avant, pendant et après une perturbation aiguë. Les effets de challenges aigus de confinement ou d’hypercapnie ont été étudiés. Les cinétiques de réponses ont été analysées afin de faire ressortir la variabilité intra- et inter-lignée de réactivité au challenge et de capacité à récupérer du challenge. Chez les deux lignées, toutes les mesures effectuées montrent un effet de la perturbation indiquant la mise en place de mécanismes adaptatifs. La mesure de cortisol dans l’eau s’est avérée être la seule mesure montrant des différences moyennes inter-lignées de réponses face au challenge. Parallèlement, les analyses multivariées ont souligné la présence de deux stratégies d’adaptation indépendantes, consistant à modifier son comportement ou sa physiologie. Nous avons également observé une forte et inattendue variabilité intra-lignée, illustrant l’importance de l’histoire de vie sur le degré de perturbation de la truite arc-en-ciel. Finalement, la comparaison entre les deux expériences montre une inversion de réactivité physiologique entre les deux lignées isogéniques suggérant que la robustesse est challengespécifique ou que la robustesse nécessite des réactivités challenge-specifiques. Ce travail pose également les bases d’un modèle capable de caractériser de façon précise et explicite les degrés de perturbation à partir de cinétiques de réponses adaptatives face à une perturbation aiguë. Le modèle a été validé sur des données de truite arc-en-ciel mais devrait être suffisamment générique pour s’adapter aux réponses d’autres espèces.
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Dates and versions

tel-01227703 , version 1 (12-11-2015)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01227703 , version 1
  • PRODINRA : 275558

Cite

Bastien Sadoul. ETUDE DE LA PLASTICITE DES REPONSES ADAPTATIVES PAR UNE APPROCHE DE MODELISATION MULTICRITERE CHEZ LA TRUITE ARC-ENCIEL. Sciences du Vivant [q-bio]. Agrocampus Ouest, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01227703⟩
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