Changements de taille et de forme corporelle chez le martinet à ventre blanc

Effets du changement climatique sur la taille corporelle adulte : vers une approche intégrée pour en comprendre les mécanismes, les conséquences sur l’ensemble du cycle de vie, et améliorer notre capacité prédictive

Financement: Ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, dans le cadre de la convention de subvention Marie Skłodowska-Curie n° 101025938, projet CLIMGROWTH. Page officielle du projet.

Contexte

Les changements de taille corporelle à l’âge adulte sont devenus une réponse emblématique au changement climatique. Chez les organismes à croissance finie, comme les mammifères et les oiseaux (vertébrés supérieurs), on pense qu’ils résultent surtout de changements des trajectoires de croissance induits par le climat (plasticité) plutôt que d’une variation de la fréquence des allèles codant pour la taille corporelle (microévolution). En tant que trait écologique clé, la taille corporelle est aussi un déterminant important de l’histoire de vie individuelle : les conditions de croissance d’un individu déterminent en dernier ressort sa maturation, sa reproduction et son vieillissement. Cependant, à ce jour, aucune étude sur les vertébrés supérieurs n’a formellement évalué la contribution de la plasticité du développement par rapport à la microévolution pour expliquer les changements de taille adulte en réponse au climat. Plus important encore, aucune étude n’a testé les effets à vie des changements induits par le climat sur l’histoire de vie individuelle, à l’intérieur et entre les générations.

Méthodes et objectifs

Dans ce projet, je me concentre sur le martinet à ventre blanc (Tachymarptis melba), une espèce aux caractéristiques morphologiques et métaboliques remarquables (vols continus pouvant aller jusqu’à 200 jours), pour laquelle des résultats préliminaires montrent une augmentation significative de la taille corporelle. En particulier, j’utiliserai une base de données à long terme sans précédent (>4000 individus, >20 ans, recueillie par le Dr Pierre Bize) pour combiner des approches statistiques complexes et à la pointe, afin de combler ces lacunes en :

• testant pour la première fois chez un vertébré supérieur la contribution de la plasticité du développement et de la microévolution dans les changements de taille corporelle, à l’aide de modèles de génétique quantitative basés sur les généalogies ;
• fournissant des résultats longtemps attendus sur les conséquences à vie des conditions climatiques natales sur les histoires de vie individuelles ;
• testant leurs effets transgénérationnels sur les histoires de vie de la descendance ;
• contribuant au débat entre généticiens quantitatifs et démographes sur la manière de produire des prédictions fiables des réponses au changement climatique, en appliquant les différentes approches au même système d’étude.

Résultats

Trait-specific sensitive developmental windows: Wing growth best integrates weather conditions encountered throughout the development of nestling Alpine swifts

LIEN : https://doi.org/10.1002/ece3.11491

par Giulia Masoero, Michela N. Dumas, Julien G. A. Martin, Pierre Bize

À partir de mesures de 3 traits morphologiques (longueur d’aile, longueur de sternum, masse corporelle) chez des oisillons de martinet à ventre blanc, nous avons trouvé que :

• Les fenêtres sensibles du développement pour la longueur d’aile et de sternum correspondaient aux périodes de croissance maximale spécifiques au trait, qui s’étendent sur presque toute la période de développement pour les ailes et sur la première moitié pour le sternum.
• Des conditions météorologiques défavorables pendant ces périodes ralentissaient la croissance et réduisaient la taille.
• Bien que la masse corporelle des oisillons à 50 jours présente la plus grande variation interindividuelle, celle-ci s’expliquait par les conditions météo des deux jours précédant la mesure plutôt que pendant la croissance maximale. De manière intéressante, la relation entre température et masse corporelle n’était pas linéaire : l’augmentation initiale marquée de la masse corporelle avec la température était suivie d’une légère baisse les jours les plus chauds, probablement liée au stress thermique.
• Les oisillons qui subissaient des conditions météo défavorables pendant la croissance de l’aile présentaient un taux de survie plus faible jusqu’à l’envol et s’envolaient plus tard, probablement pour compenser la croissance plus lente de l’aile.

Globalement, nos résultats suggèrent que les mesures de la croissance des plumes et, dans une certaine mesure, de la croissance squelettique capturent le mieux les conséquences de conditions météo défavorables tout au long du développement, tandis que la masse corporelle reflète mieux les effets courts et instantanés de la météo sur les réserves corporelles (épuisement énergétique vs. stockage selon que les conditions sont défavorables ou favorables).

Quelques photos du terrain

Une vidéo de l’une de nos colonies à Soleure

Collaborateurs

Dr Pierre Bize, Station ornithologique suisse, Suisse

Prof. Julien Martin, Université d’Ottawa, Canada. Site du groupe de recherche.

Michela Dumas, Université d’Ottawa, Canada