Les propositions de stage pour l`année 2014-2015

Stage 2014-2015 Master 2 EFCE
Sujet 1
Y a-t-il ségrégation de niche entre la faune native d’amphibiens et l’écrevisse
invasive de Louisiane dans un contexte de réseau de mares ?
Encadrants (s) :
Jean-Marc PAILLISSON (1*)
Francesco FICETOLA (2)
Jean-Marc ROUSSEL (3)
Unité de recherche/Institut ou Organisme :
(1) UMR ECOBIO, Université de Rennes 1
(2) LECA, Université Joseph Fourier, Grenoble
(3) UMR ESE, INRA, Rennes
*: personne à contacter
Résumé (limité à 300 mots) :
Les invasions biologiques sont largement reconnues comme l’une des principales menaces pour la
biodiversité à l’échelle mondiale. Parmi les écosystèmes les plus touchés figurent les milieux aquatiques en
raison notamment de la forte connectivité qui les relie et qui facilite ainsi la dispersion des espèces
invasives. Néanmoins, certains de ces écosystèmes aquatiques, dont les mares, bénéficient d’un certain
degré d’isolement freinant sensiblement l’arrivée d’espèces invasives. Par ailleurs, les mares se
caractérisent par une forte biodiversité. Elles accueillent notamment, et de manière collective, une richesse
souvent remarquable en amphibiens. Une bonne connaissance de la répartition géographique de la faune
native et des déterminants de celle-ci constitue une base essentielle à l’évaluation de l’impact potentiel
d’espèces invasives.
L’objectif du stage sera d’apprécier le degré de ségrégation spatiale de niche entre certaines espèces
d’amphibiens et une espèce d’écrevisse invasive, l’écrevisse de Louisiane, dans un réseau de 160 mares
bocagères montrant différents niveaux d’invasion. L’hypothèse de changement d’habitats des amphibiens à
l’intérieur des mares sera aussi testée en réponse à la présence d’écrevisses. L’écrevisse de Louisiane est
connue pour ses grandes aptitudes de dispersion (aquatique et terrestre) et ses impacts sur la biodiversité.
La présence d’importants foyers en écrevisses à proximité des mares du site d’étude (marais briérons)
représente ainsi une réelle menace pour les amphibiens des mares.
Une base de données portant sur la présence des espèces (thèse récente d’A. Tréguier) sera
mobilisée lors de ce stage. Un inventaire complémentaire de mares est toutefois envisagé. La
caractérisation de la matrice terrestre entre les mares et l’étude de la répartition fine (intra-mares) des
amphibiens et écrevisses seront réalisées pour tester les hypothèses d’exclusion de niche. Un
investissement important dans l’utilisation du SIG (extraction de métriques paysagères) et dans l’analyse de
données (GLM) est attendu afin d’identifier certains des processus impliqués dans la répartition spatiale des
espèces en question.
Autres informations :
Insertion dans un projet de recherche en cours (oui/non) : Aucun à ce jour.
Si oui lequel ?
Publications significatives dans le domaine s'il y a lieu (limité à 3) :
Ficetola GF, Siesa ME, Manenti R, Bottoni L, De Bernardi F, Padoa-Schioppa E. 2011. Early
assessment of the impact of alien species: differential consequences of an invasive crayfish on
adult and larval amphibians. Diversity and Distributions, 17: 1141-1151.
Tréguier A. 2013. Invasibilité de réseaux de mares par l’écrevisse de Louisiane Procambarus clarkii :
rôle du paysage, de l’habitat et des interactions biotiques. Thèse Agrocampus-Ouest.
Tréguier A, Paillisson JM, Dejean T, Valentini A, Schlaepfer MA, Roussel JM. 2014. Environmental
DNA surveillance for invertebrate species: advantages and technical limitations to detect invasive
crayfish Procambarus clarkii. Journal of Applied Ecology (sous presse).

Stage 2014-2015 Master 2 EFCE
Sujet 2
VARIATION MORPHOMÉTRIQUE CHEZ L’ESCARGOT INVASIF CORNU ASPERSUM :
RÔLE DE LA SÉLECTION ET DES CONTRAINTES HISTORIQUES
Encadrants (s) :
Armelle Ansart, Annie Guiller, Luc Madec
Unité de recherche/Institut ou Organisme :
UMR CNRS 6553 Ecobio, Rennes
Résumé (limité à 300 mots) :
Confronter des approches écologique, génétique et phylogéographique est nécessaire pour tenter de
comprendre une invasion biologique. Outre l’impact d’événements démographiques (goulots
d’étranglement, admixture) sur leur potentiel adaptatif, les populations invasives peuvent présenter, en
réponse aux conditions environnementales locales (adaptation et/ou plasticité), des traits différents de ceux
exprimés dans les populations natives. Les traits morphologiques sont particulièrement intéressants parce
qu’ils reflètent directement les pressions de sélection biotiques et abiotiques s’exerçant lors de la
croissance des individus et sont engagés dans de nombreux compromis (ex. : reproduction, immunité),
impactant directement leur fitness et le succès des populations. Chez les escargots terrestres, le
polymorphisme de la coquille est très marqué. Il peut refléter l’histoire des populations mais également des
adaptations à des contraintes locales, tels l’humidité, le type d’habitat et le substrat. L’escargot
méditerranéen Cornu aspersum s’est implanté avec succès dans tous les milieux tempérés perturbés par
l’activité humaine, devenant en un peu plus d’un siècle un ravageur de cultures aux Etats-Unis, en Océanie
et en Afrique du Sud. Si l’histoire biogéographique de l’espèce est à présent bien connue (1), les raisons de
son succès dans des habitats qu’elle ne colonise pas dans son aire native sont encore mal identifiées. Quoi
qu’il en soit, une grande diversité de tailles et de formes a été décrite, notamment dans son aire d’origine,
les traits mesurés étant le plus souvent dotés d’une forte héritabilité. Nous proposons d’étudier lors de ce
stage de M2, la variabilité des traits morphologiques de populations natives et invasives, et de confronter la
réponse de ces marqueurs phénotypiques sélectionnés à celle issue de marqueurs génétiques neutres (2).
Cette confrontation permettra, par des approches comparatives intra-spécifiques (3), de discriminer les
effets locaux de ceux dus à l’histoire évolutive des populations.
Autres informations :
Insertion dans un projet de recherche en cours (oui/non) : non
Publications significatives dans le domaine s'il y a lieu (limité à 3) :
(1) Guiller A, Madec L, 2010. BMC Evol Biol. 10, 18
(2) Guiller A, Martin MC, Hiraux C, Madec L. 2012. PLoS One. 7, e49674
(3) Stone GN, Nee S, Felsenstein J, 2011. Phil Trans R Soc B. 366, 1410-1424

Stage 2014-2015 Master 2 EFCE
Sujet 3
Contribution de l’interaction plante - diversité du microbiome rhizosphérique à la
défense des plantes cultivées contre les insectes
Encadrants (s) : Anne-Marie Cortesero (PR UR1) & Christophe Mougel (DR INRA)
Unité de recherche/Institut ou Organisme : UMR 1349 IGEPP, Institut de Génétique,
Environnement et Protection des Plantes – INRA Le Rheu
Résumé (limité à 300 mots) :
La protection des plantes cultivées contre leurs bioagresseurs repose en partie sur la recherche de
génotypes résistants et l’emploi de produits phytosanitaires. Les stratégies basées sur l’utilisation de
pesticides posent de nombreux problèmes environnementaux ou de santé humaine et il devient urgent de
développer de nouvelles stratégies. Dans ce cadre, mieux comprendre et mobiliser les interactions de la
plante avec son microbiome rhizosphérique (i.e. communautés microbiennes associées aux racines de la
plante) apparait comme une piste particulièrement prometteuse. En effet, il a été démontré que les
interactions multitrophiques, entre les compartiments biotiques de la rhizosphère et la composante biotique
des compartiments aériens contribuent à la protection de la plante contre les ravageurs aériens voire même
à la régulation des interactions entre les ravageurs et leurs parasitoïdes.
L’objectif global du projet est d’évaluer la contribution de l’interaction entre le génotype d’une plante cultivée
(le colza) et la diversité du microbiome rhizosphérique, à la défense de cette plante contre l’un de ses
ravageurs. Le projet se décomposera en deux étapes, la première mobilisera une approche expérimentale
de manipulation de la diversité des communautés microbiennes et de sa caractérisation par des techniques
d’écologie moléculaire (type barecoding et séquençage massif), la seconde mobilisera essentiellement des
techniques d’écologie chimique et permettra de caractériser le phénotype étendu du colza (i.e. le phénotype
intégrant l’interaction avec le microbiome). La synthèse de ces deux étapes permettra de mettre en relation
le niveau de diversité du microbiome rhizosphérique avec le niveau des défenses directes (i.e. directement
contre le ravageur) et indirectes (i.e. via le parasitoïde du ravageur) du colza. Outre la production de
connaissances académiques autour de ces interations multitrophiques entre compartiments racinaires et
aériens, ces données pourraient contribuer à la réflexion des apports de l’écologie à la protection des
cultures.
Autres informations :
Insertion dans un projet de recherche en cours (oui/non) : oui
Si oui lequel ? Action incitative UR1 (AM Cortesero) et Allocation d’installation
scientifique (C Mougel)
Publications significatives dans le domaine s'il y a lieu (limité à 3) :
Pierre P., Dugravot S., Ferry A., Soler R., van Dam N.M. et A.M. Cortesero. 2011. Aboveground
herbivory affects indirect defences of brassicaceous plants against the root feeder Delia radicum
Linnaeus: laboratory and field evidence. Ecological Entomology, 36: 326–334.
Terrat S., R. Christen, S. Dequiedt, M. Lelievre, V. Nowak, D. Bachar, P. Plassart, P. Wincker, C.
Jolivet, A. Bispo, P. Lemanceau, P.A. Maron, C. Mougel, L. Ranjard. 2011. Pyrosequencing of
Bacterial rrs as Influenced by Soil DNA Extraction Procedure. Microbial Biotechnology.
doi:10.1111/j.1751-7915.2011.00307.x
Zancarini A., C. Lepinay, J. Burstin, G. Duc, P. Lemanceau, D. Moreau, N. Munier-Jolain, B. Pivato, T.
Rigaud, C. Salon, C. Mougel. 2013. Combining molecular microbial ecology with ecophysiology and
plant genetics for a better understanding of plant-microbial communities’ interactions in the
rhizosphere. In: Molecular Microbial Ecology of the Rhizosphere (de Bruijn, F.J. Ed.) Wiley -Blackwell
Publishers, Hoboken, USA, pp 69-86.

Stage 2014-2015 Master 2 EFCE
Sujet 4
Comparaison de la réponse moléculaire au stress environnementaux chez des
crustacés amphipodes invasifs vs natifs
Encadrants (s) :
Christophe Piscart, CR CNRS
Hervé Colinet, CR CNRS
Unité de recherche/Institut ou Organisme :
UMR 6553 ECOBIO
Résumé (limité à 300 mots) :
Les protéines de choc thermique (Heat Shock Proteins, HSP) sont une classe de protéines dites
chaperonnes car elles ont la faculté de s’associer à d'autres protéines pour éviter les interactions
moléculaires indésirables et favoriser celles qui sont souhaitables. Présentent chez tous les types
d’organismes, elles font partie des rares mécanismes de survie des organismes conservés tout au long de
l'évolution, ce qui en fait d’excellent marqueurs de stress environnementaux. La synthèse des HSP est une
réponse cellulaire très rapide, transitoire, stimulée lorsqu’un stress (thermique ou autre) est détecté par
l’organisme. La forte plasticité de cette réponse moléculaire au stress, notamment liée au fait que plusieurs
gènes codant pour plusieurs HSP différentes (par exemple pour des protéines induites lors d’un stress ou
des protéines constitutives exprimées en permanence par les organismes), nous permet également de
mesurer très précisément les capacités de réponse face à un stress et le degré de plasticité de celle-ci
entre des populations ou des espèces.
L’objectif de ce projet est d’utiliser ce marqueur de stress (au niveau transcriptionnel et traductionnel) pour
étudier le rôle des contraintes environnementales dans la dispersion des espèces invasives dans les
milieux aquatiques. Pour cela, différentes populations échantillonnées le long du front de colonisation de
l’amphipode invasif Dikerogammarus villosus seront utilisées pour mesurer en conditions expérimentales la
réponse à des stress simples ou multiples représentatifs des conditions naturels rencontrées par l’espèce le
long de front de colonisation. La réponse de l’espèce invasive sera également comparée à celle d’une
espèce native, Gammarus pulex, largement répandue dans ces milieux afin de mieux comprendre le rôle
joué par les capacités de réponse au stress des espèces invasives dans le processus de colonisation.
Le candidat devra démonter un intérêt pour l’écophysiologie. Des compétences en physiologie moléculaire
du stress seraient appréciées.
Autres informations :
Insertion dans un projet de recherche en cours (oui/non) : Oui
Si oui lequel ? Programme Sélune
Publications significatives dans le domaine s'il y a lieu (limité à 3) :
Cottin D., Foucreau N., Hervant F., Piscart C. (2014) Differential regulation of hsp70 genes in the
freshwater key species Gammarus pulex (Crustacea, Amphipoda) exposed to thermal stress: effects of
latitude and ontogeny, Journal of Experimental Biology, under review.
Foucreau N., Cottin D., Piscart C., Hervant F. (2014) Physiological and metabolic responses to
rising temperature in Gammarus pulex populations (Crustacea) living under continental or Mediterranean
climates. Comparative Biochemistry and Physiology A - Molecular and Integrative Physiology 168:69-75.
Colinet, H., Lee S.F., Hoffmann, A. 2010. Temporal expression of heat shock genes during cold
stress and recovery from chill coma in adult D. melanogaster. FEBS Journal 277: 174-185.

Stage 2014-2015 Master 2 EFCE
Sujet 5
Rôle de la diversité fonctionnelle de la ripisylve dans la structure des réseaux
trophiques des cours d’eau.
Encadrants (s) :
Christophe Piscart, CR CNRS
Unité de recherche/Institut ou Organisme :
UMR 6553 ECOBIO
Résumé (limité à 300 mots) :
La majorité de la matière organique particulaire présente dans les petits cours d'eau est d'origine exogène
et provient des feuilles mortes des arbres de la ripisylve. La modification du couvert végétal lié aux
changements globaux (usage des terres, changement climatique et invasion biologique) provoque des
changements de la nature et la quantité de ces ressources détritiques. Les organismes aquatiques, dont le
régime alimentaire est adapté à ces ressources, sont donc fortement affectés par ces modifications. Des
études récentes ont ainsi montré que la dynamique de conditionnement (première étape de la dégradation
des feuilles), de leur consommation par les invertébrés décomposeurs (Foucreau et al. 2013a) ainsi que
l’état physiologique des invertébrés (Foucreau et al. 2013b) sont très fortement dépendants de la structure
biomécanique des litières de feuille. Ainsi, le temps nécessaire avant que cette ressource ne soit utilisable
pour les invertébrés des cours d’eau peut être multiplié par cinq selon le type d’essence considéré. Ces
auteurs en ont déduit que la diversité fonctionnelle de la ripisylve (en terme de structure biomécanique des
feuilles) pouvait avoir un rôle essentiel dans le maintien des réseaux trophiques aquatiques tout au long de
l’année en apportant des feuilles rapidement disponibles dès l’abscission à l’automne et d’autres
disponibles plus tardivement dans la saison notamment en fin d’hiver où les autres ressources ne sont que
peu disponibles.
L’objectif de ce travail sera de tester cette hypothèse en conditions naturels en suivant, au cours de l’hiver
et du printemps, la structure des réseaux trophiques (productivité et diversité des guildes trophiques), la
vitesse de dégradation et la structure biomécanique des feuille ainsi que le suivi des stocks de feuille
disponibles dans des petits cours d’eau en fonction de la diversité biomécanique des feuilles de la ripisylve.
Autres informations :
Insertion dans un projet de recherche en cours (oui/non) : Oui
Si oui lequel ?
Programme Sélune
Publications significatives dans le domaine s'il y a lieu (limité à 3) :
Piscart, C., Genoel, R., Dolédec, S., Chauvet, E., Marmonier, P. (2009). Effects of intense
agricultural practices on heterotrophic processes in streams. Environmental Pollution 157: 1011-1018.
Foucreau N., Puijalon S., Hervant F., Piscart C. (2013a). Effect of leaf litter characteristics on leaf
conditioning and on consumption by Gammarus pulex. Freshwater Biology 58: 1672-1681.
Foucreau N., Piscart C., Puijalon S., Hervant F., (2013b). Effect of climate-related change in
vegetation on leaf litter consumption and energy storage by Gammarus pulex from continental or
Mediterranean populations. Plos ONE 8(10): e77242.