Evolution des stratégies de développement qui génèrent la biodiversité dans les chordés marins – DEVODIVERSITY

Le sous-phylum des Tuniciers (groupe frère des vertébrés) est un exemple unique de variété d’adaptations des traits d’histoire de vie et de caractères phénotypiques au sein de la biodiversité déjà considérable des écosystèmes marins. En particulier, les tuniciers benthiques de la classe des Ascidiacea, organismes sessiles, sont répandus dans toutes les mers du globe, dont les récifs coralliens, vivent sur des substrats mous ou rocheux, et occupent de nombreuses niches écologiques. Leur capacité à rapidement coloniser de nouveaux environnements les range parmi les espèces marines les plus invasives.
Les tuniciers (notamment les ascidies), avec les cnidaires et les spongiaires, sont un remarquable exemple de l’apport de l’évolution de modes de reproduction alternatifs, i.e. sexués et asexués, à la diversité globale des adaptations aux écosystèmes marins. Les ascidies présentent un large répertoire de tailles, d’organisations et de structures coloniales. En plus des ascidies solitaires, chez qui la reproduction sexuée est l’unique moyen de propagation, des espèces coloniales ont développé diverses stratégies reproductives de façon indépendante : une reproduction asexuée via différents types de bourgeonnement, pouvant être classés par fonction : propagatif ,lors de la croissance de la colonie, ou régénératif ,assurant la survie de la colonie en cas de conditions environnementales adverses. En outre, le bourgeonnement peut être catégorisé par son origine développementale, i.e. selon les cellules ,potentiellement cellules souches, ou tissus épithéliaux dont il est issu.
Pour ce projet, nous utiliserons plusieurs approches communément utilisées en biologie du développement et en biologie cellulaire, afin d’appréhender la plasticité du développement asexué et des mécanismes régénératifs chez les ascidies coloniales. Notre objectif global est de comprendre les mécanismes ayant permis l’évolution du bourgeonnement et de la colonialité chez ces chordés marins, et comment ces mêmes mécanismes ont rendu possible leur propagation dans les écosystèmes marins, naturels et artificiels.
La réalisation de ce projet doit permettre aux deux équipes partenaires de consolider une collaboration afin de développer quatre axes majeurs, à composantes développementales, évolutives, écologiques et génomiques. Pour le premier axe, nous utiliserons des taxons supplémentaires et des approches nouvelles afin de démêler les relations phylogénétiques au sein des Styelidae et d’établir des états de transition intermédiaires au cours de l’évolution du bourgeonnement. Ces travaux devront nous informer sur la directionnalité des évolutions reproductives. Le deuxième axe sera une étude morphologique et écologique afin de décrire l’anatomie et le développement des processus de bourgeonnement propres à chaque espèce et de les corréler aux conditions environnementales. Le troisième axe sera dédié à la caractérisation cellulaire et moléculaire du bourgeonnement, incluant les épithéliums précurseurs et les populations de cellules progénitrices. Enfin, le quatrième axe adoptera une approche de génomique comparative pour une plus grande compréhension de l’évolution des transitions de traits d’histoire de vie, et plus spécifiquement de la transition d’un mode de propagation sexué à asexué.
Cette étude comparative veut utiliser la biologie du développement pour relier les mécanismes moléculaires et cellulaires conservés de (ré-)génération d’un organisme et les évènements macroévolutifs qui ont généré la diversité des chordés marins et des adaptations reproductives. Nous espérons que son aboutissement améliorera la compréhension de la reproduction asexuée des tuniciers. Les connaissances qui en résulteront devront apporter de nouvelles cibles de recherche pour un contrôle efficace des espèces d’ascidies invasives, ainsi qu’un éclairage nouveau sur l’origine de la fonction des cellules souches et de la biologie régénérative au sein de notre propre phylum, les Chordés.