Réponses évolutives des populations de daphnies issues de la zone d’exclusion de Tchernobyl

Laboratoire d'accueil : Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes (LECO)

Date de début de thèse : ​2021

Nom du doctorant : Pierre TECHER

La compréhension des effets à long terme de faibles doses de rayonnements ionisants sur les écosystèmes, les espèces qui les composent et dans des conditions écologiquement pertinentes reste un enjeu majeur pour la recherche en environnement à l’IRSN. Par exemple, dans la Zone d'Exclusion de Tchernobyl (CEZ), les études du crustacé planctonique Daphnia pulex (espèce clé du milieu aquatique) montrent que les populations vivant dans des lacs exposés à des débits de dose de 0,01 µGy/h à 200 µGy/h, ne présentent aucune différence significative en termes de survie et de reproduction. Les analyses moléculaires mettent en évidence une corrélation positive entre débit de dose et diversité génétique, suggérant que les mutations radio induites pourraient, dans la CEZ, agir comme une source de diversité génétique.
Dans ce contexte, ce projet de thèse couple approche mécaniste, biologie évolutive, et écologie fonctionnelle pour tester expérimentalement à l’aide d’une population monoclonale naïve de D. pulex (TCO) les observations de terrain faites sur cette espèce. On cherche à comprendre comment l’irradiation gamma affecte D. Pulex de l’échelle individuelle à celle de la population et au cours de plusieurs générations. 
Pour ce faire, on expose des populations de D. pulex à 6 débits de dose (Contrôle, 5 µGy/h, 50 µGy/h 500 µGy/h, 5 mGy/h et 50 mGy/h) pendant plusieurs générations. Un suivi quotidien de la survie et reproduction est effectué, ainsi que des mesures régulières de la taille des individus. Les effets observés seront analysés à l’aide de modèles toxico-cinétiques toxico-dynamiques (TKTD) et les risques pour la fitness et la consommation secondaire seront évalués. Les échantillons en vue des analyses moléculaires sont prélevés à la fin de chaque génération.
Les premiers résultats mettent en évidence une réponse complexe sur deux générations : les individus exposés à de faibles débits de doses semblent montrer une croissance et un taux de reproduction plus élevés lors de première génération, puis aucun effet dans la seconde. Les individus exposés aux débits de doses maximum, eux, montrent d’abord un effet négatif des rayonnements ionisants sur ces mêmes traits d’histoire de vie, qui s’efface à la génération suivante. On note que les effets indirects liés à la croissance de la nourriture compliquent l’interprétation des résultats et la dernière expérimentation réalisée, dont les résultats sont en cours d’analyse, teste de façon plus contrôlée les réponses des individus irradiés dans un milieu sans croissance des algues.