The role of phenotypic variation in urban evolution

Thompson, Megan Joy (2024). « The role of phenotypic variation in urban evolution » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biologie.

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Résumé

L’évaluation de la contribution des processus écoévolutifs à la diversité des organismes dans les systèmes naturels est un thème central de l’écologie évolutive et de nombreuses études examinent désormais les différences phénotypiques individuelles à travers les gradients environnementaux. Les différences génétiques et la plasticité phénotypique peuvent toutes deux façonner la variation phénotypique totale observée au sein des populations sauvages. Distinguer les contributions relatives des différences génétiques et plastiques est cruciale pour établir les conséquences écoévolutives de la variation dans les systèmes naturels. Les systèmes urbains, en particulier, fournissent un contexte intéressant pour examiner comment les processus écoévolutifs affectent la variation, car la différenciation phénotypique se produit sur des échelles de temps contemporaines dans les contextes urbains. Si l’on sait que l’urbanisation peut influencer les moyennes phénotypiques des populations, l’influence de l’urbanisation sur la variation phénotypique et les origines génétique ou plastique de ces changements phénotypiques urbains restent largement inexplorées. L’objectif principal de ma thèse était de déterminer comment l’urbanisation affecte la variation phénotypique dans les populations sauvages et d’évaluer comment les effets génétiques et environnementaux peuvent déterminer la variation phénotypique le long des gradients urbains. Ma thèse utilise des méta- et méga-analyses avec des données à long terme sur des populations sauvages répliquées ainsi que des approches expérimentales pour répondre à mes objectifs et à mes questions de recherche. En premier lieu, j’ai utilisé des méta- et méga-analyses avec des données sur les mésanges charbonnières et bleues (Parus major, Cyanistes caeruleus) sur 14 gradients urbains à travers le continent européen (chapitres 2 et 3) afin d’évaluer l’impact de l’urbanisation sur la variation morphologique et du cycle de vie. J’ai établi que l’urbanisation augmente la variation phénotypique (chapitres 2 et 3). Plus précisément, j’ai trouvé que l’urbanisation augmente les différences individuelles à des échelles locales fines au sein des sous-populations et peut également conduire à une plus grande différenciation entre les sous-populations urbaines à des échelles spatiales plus larges (chapitre 3). Par la suite, pour examiner comment les changements génétiques et plastiques contribuent aux divergences phénotypiques dans les populations urbaines, j’ai utilisé une expérience de jardin commun avec des mésanges charbonnières le long d’un gradient urbain à Montpellier, en France. J’ai découvert que les effets génétiques et plastiques peuvent contribuer aux phénotypes urbains sauvages, et que leurs contributions sont spécifiques aux traits. J’ai montré que les changements génétiques contribuent probablement à la réduction en ville de la taille du corps et à une respiration plus rapide, tandis que la plasticité aux conditions urbaines est très probablement à l’origine de comportements d’agression et d’exploration plus élevés chez les oiseaux urbains (chapitre 4). J’ai également examiné pour la première fois la variation cognitive chez les mésanges sauvages le long du gradient urbain, et j’ai évalué la base génétique de cette variation cognitive dans l’expérience du jardin commun. J’ai trouvé que, comparé aux mésanges des forêts, les mésanges sauvages des habitats plus urbanisés ont des performances plus élevées en ce qui concerne le contrôle inhibiteur dans une tâche de détournement moteur. Cependant, ces capacités supérieures de contrôle inhibiteur n’ont pas été maintenues dans le contexte du jardin commun, ce qui suggère que la variation cognitive observée dans la nature est probablement le résultat de la plasticité ou de l’expérience dans les environnements urbains (chapitre 5). Ma thèse dans son ensemble établit que l’urbanisation est associée chez la mésange, à des augmentations de la variation phénotypique dans les populations sauvages à plusieurs échelles spatiales, et que les changements génétiques et plastiques contribuent aux divergences phénotypiques urbaines. Mes résultats suggèrent donc que la variation phénotypique peut jouer un rôle important dans l’évolution urbaine. Ma thèse montre que les études sur des populations multiples et uniques apporteront des contributions utiles à l’évolution de l’écologie évolutive urbaine, et je discute que l'intégration des thèmes de l’écologie communautaire et du changement climatique dans la recherche urbaine pourrait être une voie de recherche particulièrement efficace pour stimuler de nouvelles avancées dans la recherche en écologie évolutive urbaine. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ville, variation intraspécifique, variation génétique, plasticité phénotypique

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A.
Directeur de thèse:	Réale, Denis
Mots-clés ou Sujets:	Variation (Biologie) / Faune urbaine / Phénotypes / Plasticité phénotypique / Villes / Urbanisation
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	11 mars 2025 14:27
Dernière modification:	11 mars 2025 14:27
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/18573

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