Variabilité, héritabilité et sélection naturelle de la plasticité de la phénologie chez la mésange bleue

Phenotypic plasticity – the expression by a single genotype of different phenotypes according to the environment – is ubiquitous in nature. Changes in phenology through plastic modulations are currently one of the main responses to climate change in the wild. Despite allowing adaptive and fast responses to environmental variation in the past, phenotypic plasticity may not be adaptive anymore in the new and/or extreme environmental conditions created by rapid global change. In this context, evolution of phenotypic plasticity could be crucial for population adaptation and persistence. One of the most studied examples of phenological plasticity is the variation of avian egg-laying date according to spring temperature which acts as an environmental cue in most of passerines species in temperate regions. Taking advantage of the long-term monitoring of four wild populations of Mediterranean blue tits (Cyanistes caeruleus), this thesis investigates the variability, heritability of and natural selection on phenotypic plasticity of reproductive phenology. First, a review of the influence of climate change on phenotypic plasticity highlighted the importance of potential changes in cue(s) reliability for plasticity to remain adaptive, a point we further explored in our four blue tits populations and their main preys (caterpillars), showing differences among populations from different habitats. Second, to better understand the drivers of within-individual variation of laying date phenology we evaluated how ageing affects plasticity of laying date in response to temperature, and revealed stronger plasticity in mature compared to young or old females. Moreover, we assessed plasticity of reproductive senescence according to the environmental quality experienced by birds during their lifetime and showed that individuals experiencing good environments age faster. Finally, to improve our knowledge of the evolutionary potential of reproductive phenology in this species, we estimated the heritability of laying date and implemented methods to estimate natural selection on laying date and its plasticity. We showed both heritability of and selection on plasticity, we thus expect response to selection.La plasticité phénotypique – l’expression par un génotype de différents phénotypes en fonction de l’environnement – est un processus omniprésent dans la nature. Les changements de phénologie sont actuellement l’une des principales réponses au changement climatique. Bien qu’elle ait permis des réponses adaptatives aux variations environnementales par le passé, la plasticité phénotypique pourrait, dans un futur proche, ne plus être adaptative en raison des transformations importantes et rapides des écosystèmes. Dans un tel contexte, l’évolution de la plasticité phénotypique pourrait être cruciale à la persistance des populations, cela nécessitant que la plasticité soit héritable et soumise à la sélection naturelle. Un des exemples les plus étudiés de plasticité phénologique est la variation de la date de ponte en fonction de la température chez les oiseaux. Les températures printanières sont en effet l’indice environnemental le plus corrélé aux changements de phénologie chez la plupart des espèces de passereaux en région tempérée. En se basant sur les suivis à long-terme de quatre populations naturelles de mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) en région méditerranéenne, cette thèse s’intéresse à la variabilité, l’héritabilité et la sélection naturelle sur la plasticité phénotypique de la phénologie de la reproduction. Premièrement, dans une revue bibliographique sur l’influence du changement climatique sur la plasticité phénotypique, nous avons mis en évidence l’importance des effets probables du changement climatique sur la fiabilité des indices environnementaux. Ce point a fait l’objet d’une étude plus poussée dans nos quatre populations de mésanges ainsi que chez leurs principales proies (chenilles), mettant en évidence des différences entre populations provenant d’habitats différents. Deuxièmement, pour mieux comprendre les déterminants de la variation intra-individuelle de la phénologie de la date de ponte, nous avons exploré comment le processus de vieillissement affecte l’expression de la plasticité phénotypique de la date de ponte en fonction de la température, révélant une plasticité plus forte chez les femelles matures que chez les femelles jeunes ou âgées. De plus, nous avons évalué la plasticité de la sénescence de reproduction en fonction de la qualité environnementale expérimentée par les oiseaux au cours de leur vie, et montré que les individus dans un bon environnement vieillissent plus vite. Enfin, afin de mieux cerner le potentiel évolutif de la phénologie de la reproduction chez la mésange bleue, nous avons estimé l’héritabilité de la plasticité et mis en œuvre de nouvelles méthodes pour estimer la sélection naturelle sur les normes de réaction. Nous avons détecté de l’héritabilité de la plasticité ainsi que de la sélection, nous prédisons donc une réponse à la sélection de la plasticité de la date de ponte

Apport de l'outil Atelier Moodle pour apprendre à rédiger un compte rendu de travaux pratiques en biologie

International audienceChaque année 900 à 1000 étudiants sont inscrits dans le portail MONOD de l’UE Biologie Intégrative des organismes. Le département Biologie-Ecologie a fait le choix de favoriser l’enseignement pratique pour favoriser l’apprentissage. Cette UE de 5 ECTS compte donc 30h de TP, 10.5h de TD pour 9h de CM. L’enjeu de cette UE est de sensibiliser les étudiants à toutes les facettes de la biologie tout en leur faisant acquérir, par la pratique, un certain nombre d’apprentissage basiques spécifiques à la biologie (reconnaitre et classer les organismes avec les méthodes dédiées…) et des compétences plus transversales : rédiger un compte-rendu d’observation, faire un diagramme de manipulation tout en respectant un horaire. Le premier verrou est donc de faire acquérir de nombreuses compétences à différents niveaux et dans le même temps. À cela s’ajoute le nombre et la diversité des profils étudiants mais aussi le nombre et la diversité des profils enseignants.Savoir rédiger un compte-rendu d’observation et d’expérimentation est une compétence essentielle pour un scientifique et suit la logique de rédaction d’une publication. L’objectif de notre étude a donc été d’optimiser cet apprentissage et de pallier le manque d’uniformité à la fois sur la forme et le délai de rendu des corrections des comptes rendus. De plus, les corrections des enseignants sont souvent incomprises et mal vécues. L’autoévaluation et l’évaluation par les pairs semblent des méthodes qui permettent aux étudiants de mieux comprendre les attendus. Dans l’autoévaluation, l’étudiant est face à lui-même et n’a pas à craindre de l’image qu’il renvoie. L’évaluation par les pairs permet une relation apprenant-apprenant. On n’est pas dans un rapport hiérarchique. Par contre, la crainte du regard de l’autre peut-être un biais. L’anonymat est une solution pour pallier ce biais. Utiliser cette méthode via une interface informatique de type Moodle permet la mise en place d’une uniformisation plus contrôlée, et un paramétrage facilité de la répartition, de l’anonymat et de la notation. Elle nécessite en préalable une bonne pratique des outils de bureautique par les étudiants. Notre objectif a donc été d’utiliser la plateforme Moodle pour utiliser l’outil atelier à la fois pour l’autoévaluation des 2 premiers TP et l’évaluation par les pairs du TP3, suivi d’une évaluation classique par l’enseignant pour le TP4. Nous avons bénéficié pour cela d’un soutien de la Faculté des Sciences de l’université de Montpellier via l’appel à projet TICE 2016-2017.Nos résultats concernent à la fois l’appréciation des étudiants pour cet outil mais aussi le bilan sur l’évolution des notes au cours de l’année et en comparaison avec les promotions des années précédentes n’ayant pas eu ce dispositif. Cet outil ne peut que perdurer s’il a l’adhésion à la fois des étudiants et des enseignants. Nos résultats montrent que les étudiants sont majoritairement favorables à cet outil s’il est utilisé tôt dans l’apprentissage. Le retour des enseignants est plus hétérogène notamment sur le fait d’intégrer cette évaluation dans la moyenne de l’UE. Nous commenterons aussi l’outil, l’avantage et l’inconvénient des différents paramètres testés mais aussi le temps de gestion en regard de l’utilisation de cet outil. Enfin, nous proposerons des perspectives d’amélioration afin d’optimiser son utilisation. En effet, la mise en place et la maintenance est assez lourde durant l’opération. Une sensibilisation des enseignants et une formation à l’outil permettrait de tirer tous les avantages de cet outil