Sénescence et longévité : des mécanismes physiologiques aux processus évolutifs. Études chez les oiseaux et les mammifères

Soutenue le 14 décembre 2012

Financement : allocation ministérielle

Directeur : Bruno Faivre

Début de thèse : octobre 2008

Résumé

Il existe dans le règne animal une diversité incroyable de durées de vie allant de quelques jours pour les petits vers gastrotriches à plusieurs centaines d’années pour certains bivalves ou tortues terrestres. Cette étonnante diversité a depuis longtemps questionné les chercheurs en biologie. L’intérêt croissant pour le phénomène de vieillissement, notamment dû à l’augmentation de l’espérance de vie chez l’homme, a conduit les chercheurs à essayer de comprendre les processus qui déterminent les patrons de longévité et de vieillissement. D’une part, les études biomédicales et biogérontologiques ont contribué à décrire nombres de mécanismes physiologiques et cellulaires à l’origine du vieillissement. Parmi ces mécanismes, le stress oxydant a été identifié comme jouant un rôle majeur, à travers l’accumulation au cours de la vie des dégâts générés par la production de radicaux libres lors d’activités métaboliques aérobies. D’autre part, le développement de théories évolutives du vieillissement a contribué à comprendre l’origine ultime du vieillissement et l’évolution de la diversité des traits d’histoire de vie. Cependant, ces approches, bien que complémentaires, sont longtemps restées imperméables et les travaux intégrant les mécanismes physiologiques tels que le stress oxydant dans une perspective évolutive n’ont connu que de récents développements. Dans cette thèse, nous avons étudié comment des mécanismes tels que le stress oxydant et ses coûts associés lors d’évènements comme la reproduction ou la réponse immunitaire pouvaient jouer un rôle dans l’évolution des patrons de vieillissement chez les oiseaux et les mammifères. Ainsi, nous nous sommes intéressés au rôle des antioxydants comme ressources clés dans les compromis adaptatifs entre reproduction et survie en fonction de l’âge chez des femelles diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Nous avons également étudié les conséquences à long terme de l’environnement périnatal chez cette même espèce. Les oiseaux, en plus d’être des organismes très étudiés, sont aussi des animaux intrigants à plus d’un titre. Ainsi, leur extrême longévité malgré des niveaux métaboliques et des glycémies plus élevés que des mammifères de taille comparable a longtemps questionné les chercheurs. Afin d’aborder cet apparent paradoxe, nous avons comparé les mécanismes de réponse inflammatoire chez des espèces d’oiseaux et de mammifères présentant des patrons de longévité et de vieillissement contrastés. Enfin, nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux mécanismes de régulation immunitaire, soulignant leur rôle crucial pour la fitness des hôtes, et notamment tard dans la vie. Nos résultats soulignent l’importance des contraintes physiologiques liées à la limitation en ressources clés (antioxydants) ou aux dégâts engendrés lors d’activités coûteuses et destructrices sur les patrons de vieillissements à l’échelle intra- et inter-spécifique. Ils montrent également qu’une approche pluridisciplinaire, associant des mécanismes physiologiques à une échelle fine et des processus à l’échelle évolutive, est nécessaire pour comprendre les patrons de diversité qui nous entourent.

Mots-clés

vieillissement, sénescence, longévité, stress oxydant, antioxydants, compromis d’allocation, traits d’histoire de vie, inflammation, immunité, immunopathologie, immuno-écologie, diamant mandarin,  souris, médecine darwinienne

Comité de suivi de thèse

Thierry Boulinier, chargé de recherche CNRS, CEFE (centre d’écologie fonctionnelle et évolutive), Montpellier, France
Gabriele Sorci, directeur de recherche CNRS, laboratoire Biogéosciences, université de Bourgogne, Dijon, France

Membres du jury

Francois Criscuolo, CNRS Strasbourg, – rapporteur
Bruno Faivre, université de Bourgogne – directeur
Gabriele Sorci, CNRS, Dijon – examinateur
Vincent Staszewski, laboratoires Merial, Lyon – examinateur
Alberto Velando, Professeur, Universidade de Vigo – rapporteur

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octobre 2008

date_de_soutenance:

14 décembre 2012

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Sénescence et longévité : des mécanismes physiologiques aux processus évolutifs. Études chez les oiseaux et les mammifères

Soutenue le 14 décembre 2012

Financement : allocation ministérielle

Directeur : Bruno Faivre

Début de thèse : octobre 2008

Résumé

Il existe dans le règne animal une diversité incroyable de durées de vie allant de quelques jours pour les petits vers gastrotriches à plusieurs centaines d’années pour certains bivalves ou tortues terrestres. Cette étonnante diversité a depuis longtemps questionné les chercheurs en biologie. L’intérêt croissant pour le phénomène de vieillissement, notamment dû à l’augmentation de l’espérance de vie chez l’homme, a conduit les chercheurs à essayer de comprendre les processus qui déterminent les patrons de longévité et de vieillissement. D’une part, les études biomédicales et biogérontologiques ont contribué à décrire nombres de mécanismes physiologiques et cellulaires à l’origine du vieillissement. Parmi ces mécanismes, le stress oxydant a été identifié comme jouant un rôle majeur, à travers l’accumulation au cours de la vie des dégâts générés par la production de radicaux libres lors d’activités métaboliques aérobies. D’autre part, le développement de théories évolutives du vieillissement a contribué à comprendre l’origine ultime du vieillissement et l’évolution de la diversité des traits d’histoire de vie. Cependant, ces approches, bien que complémentaires, sont longtemps restées imperméables et les travaux intégrant les mécanismes physiologiques tels que le stress oxydant dans une perspective évolutive n’ont connu que de récents développements. Dans cette thèse, nous avons étudié comment des mécanismes tels que le stress oxydant et ses coûts associés lors d’évènements comme la reproduction ou la réponse immunitaire pouvaient jouer un rôle dans l’évolution des patrons de vieillissement chez les oiseaux et les mammifères. Ainsi, nous nous sommes intéressés au rôle des antioxydants comme ressources clés dans les compromis adaptatifs entre reproduction et survie en fonction de l’âge chez des femelles diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Nous avons également étudié les conséquences à long terme de l’environnement périnatal chez cette même espèce. Les oiseaux, en plus d’être des organismes très étudiés, sont aussi des animaux intrigants à plus d’un titre. Ainsi, leur extrême longévité malgré des niveaux métaboliques et des glycémies plus élevés que des mammifères de taille comparable a longtemps questionné les chercheurs. Afin d’aborder cet apparent paradoxe, nous avons comparé les mécanismes de réponse inflammatoire chez des espèces d’oiseaux et de mammifères présentant des patrons de longévité et de vieillissement contrastés. Enfin, nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux mécanismes de régulation immunitaire, soulignant leur rôle crucial pour la fitness des hôtes, et notamment tard dans la vie. Nos résultats soulignent l’importance des contraintes physiologiques liées à la limitation en ressources clés (antioxydants) ou aux dégâts engendrés lors d’activités coûteuses et destructrices sur les patrons de vieillissements à l’échelle intra- et inter-spécifique. Ils montrent également qu’une approche pluridisciplinaire, associant des mécanismes physiologiques à une échelle fine et des processus à l’échelle évolutive, est nécessaire pour comprendre les patrons de diversité qui nous entourent.

Mots-clés

vieillissement, sénescence, longévité, stress oxydant, antioxydants, compromis d’allocation, traits d’histoire de vie, inflammation, immunité, immunopathologie, immuno-écologie, diamant mandarin,  souris, médecine darwinienne

Comité de suivi de thèse

Thierry Boulinier, chargé de recherche CNRS, CEFE (centre d’écologie fonctionnelle et évolutive), Montpellier, France
Gabriele Sorci, directeur de recherche CNRS, laboratoire Biogéosciences, université de Bourgogne, Dijon, France

Membres du jury

Francois Criscuolo, CNRS Strasbourg, – rapporteur
Bruno Faivre, université de Bourgogne – directeur
Gabriele Sorci, CNRS, Dijon – examinateur
Vincent Staszewski, laboratoires Merial, Lyon – examinateur
Alberto Velando, Professeur, Universidade de Vigo – rapporteur

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Sénescence et longévité : des mécanismes physiologiques aux processus évolutifs. Études chez les oiseaux et les mammifères

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14 décembre 2012

extrait:

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20121214

nom:

Guerreiro

titre:

Sénescence et longévité : des mécanismes physiologiques aux processus évolutifs. Études chez les oiseaux et les mammifères