Bourse de thèse IBEES dans notre équipe

Nous sommes à la recherche d’un(e) étudiant(e) pour candidater sur un sujet de thèse financé par une bourse du programme IBEES de Sorbonne Université. Intitulé “Analyses comparatives de l’évolution écophysiologique le long des gradients d’aridité chez les reptiles squamates”, ce projet vise à mieux comprendre les patrons et les processus d’adaptation écophysiologique des reptiles aux conditions arides du milieu.

Description complète du projet en ligne


Les milieux arides sont caractérisés par une combinaison de températures élevées et de précipitations faibles avec une rareté de la ressource en eau dans le temps et l’espace. Les régions semi-arides à arides représentent environ 30 à 40% des surfaces continentales et il est prévu que leur surface augmente considérablement avec le réchauffement climatique. Si les contraintes climatiques s’y traduisent par une faible diversité d’espèces, elles agissent aussi comme un puissant filtre évolutif sélectionnant des taxa spécialisés pour résister et survivre dans des environnements dépourvus d’eau. L’étude de l’évolution des traits des espèces le long de gradients d’aridité est donc cruciale pour comprendre ces processus adaptatifs, identifier des contraintes et évaluer les traits fonctionnels ou espèces les plus sensibles aux changements globaux.

Pour ce faire, ce projet de thèse propose d’analyser l’évolution de traits fonctionnels fortement impliqués dans l’adaptation à des climats arides chez les reptiles squamates. Les squamates constituent un ordre monophylétique de vertébrés à écailles (Lepidosauria) comprenant environ 11,000 espèces de lézards, serpents et amphisbènes. Ils occupent tous les milieux continentaux avec des pics de diversité dans les zones tropicales, en Océanie et en Afrique Australe. Leur résistance à l’aridité implique les traits fonctionnels contrôlant les pertes hydriques (morphologie et comportements), le métabolisme énergétique ainsi que la thermorégulation. Aucune étude n’a spécifiquement caractérisé la séquence de coévolution de ces traits le long de gradients d’aridité.

Le projet s’appuiera sur l’expertise du laboratoire iEES Paris en collaboration avec l’ISYEB, le CEBC et l’Université d’Anvers afin de comprendre la variabilité des stratégies de thermohydrorégulation à l’aide de grands jeux de données écophysiologiques, bioclimatiques et biogéographiques, d’analyses comparatives phylogénétiques modernes et d’études empiriques ciblées. Plus spécifiquement, nous exploiterons une base de données globale caractérisant les pertes hydriques des squamates afin de déterminer les corrélats environnementaux de la variabilité interspécifique de résistance hydrique. Nous croiserons ces données avec celles sur la thermorégulation et le métabolisme afin de caractériser l’évolution des syndromes de thermohydrorégulation le long de gradients d’aridité. Nous compléterons ces analyses globales par une étude ciblée de l’évolution des pertes hydriques cutanées chez les Lacertidae en collectant de nouvelles données sur environ 40 espèces représentatives d’une diversité de milieux. Enfin, en nous concentrant sur la modélisation de la niche climatique historique et l’analyse des séquences d’évolution, nous rechercherons spécifiquement les innovations clefs et les tactiques d’histoire de vie permettant à ces espèces de se maintenir ou de coloniser des habitats arides. Ces analyses comparatives prendront en compte la proximité phylogénétique des espèces ainsi que des différences de patrons d’activité, de régime alimentaire et de morphologie.

Les candidats devront déposer un dossier complet comprenant un CV, une lettre de motivation, un relevé des notes de master et une lettre de recommandation en contactant Jean-François Le Galliard par courrier électronique (jean-francois.le_galliard@sorbonne-universite.fr). Ils seront recrutés en qualité de doctorant sous contrat à Sorbonne Université en octobre 2022 pour une période de 36 mois. La date limite de transmission des dossiers est fixée pour l’instant par Sorbonne Université au 26 avril 2022 mais des informations plus précises seront communiquées en cas d’extension de la procédure par l’ED 227.

Are two stressors worse than one?

Heatwaves and droughts are becoming more intense and frequent with climate change. These extreme weather events often occur simultaneously and may alter organismal physiology, yet their combined impacts remain largely unknown. Here, we experimentally investigated physiological responses of a temperate ectotherm, the asp viper (Vipera aspis), to a simulated heatwave and drought. We applied a two-by-two factorial design by manipulating the daily temperature cycle (control vs. heatwave) and the water availability (water available vs. water-deprived) over a month followed by exposure to standard thermal conditions with ad libium access to water. Simulated heatwave and water deprivation additively increased mass loss, while water deprivation led to greater plasma osmolality (dehydration). Mass gain from drinking after the treatment period was higher in vipers from the heatwave and water-deprived group suggesting that thirst was synergistically influenced by thermal and water constraints. Heatwave conditions and water deprivation also additively increased baseline corticosterone levels but did not influence basal metabolic rates and plasma markers of oxidative stress. Our results demonstrate that a short-term exposure to combined heatwave and drought can exacerbate physiological stress through additive effects, and interactively impact behavioral responses to dehydration. Considering combined effects of temperature and water availability is thus crucial to assess organismal responses to climate change.

This work was performed by Mathias Dezetter during his PhD project cosupervised with Olivier Lourdais at CNRS, Chizé.

Citation: Mathias Dezetter, Jean-François Le Galliard, Mathieu Leroux-Coyau, François Brischoux, Fréderic Angelier, Olivier Lourdais; Two stressors are worse than one: combined heatwave and drought affect hydration state and glucocorticoid levels in a temperate ectotherm. J Exp Biol 2022; jeb.243777. doi: https://doi.org/10.1242/jeb.243777

Sujet de thèse dans notre équipe de recherche

Nous recherchons un(e) étudiant(e) pour un sujet de thèse en écophysiologie comparative dans notre équipe de recherche qui est retenu pour le concours de l’ED 227 Sorbonne Université-MNHN. Intitulé “Analyses comparatives de l’évolution écophysiologique le long des gradients d’aridité chez les reptiles squamates”, ce sujet vise à mieux comprendre les patrons et les processus d’adaptation écophysiologique des reptiles aux conditions arides du milieu.


Les milieux arides sont caractérisés par une combinaison de températures élevées et de précipitations faibles avec une rareté de la ressource en eau dans le temps et l’espace. Les régions semi-arides à arides représentent environ 30 à 40% des surfaces continentales de la planète. Il est prévu que leur surface augmente considérablement avec le réchauffement climatique. Si les contraintes climatiques s’y traduisent par une faible diversité d’espèces, elles agissent aussi comme un puissant filtre évolutif sélectionnant des taxa spécialisés pour résister et survivre dans des environnements dépourvus d’eau. L’étude de l’évolution des traits des espèces le long de gradients d’aridité est donc cruciale pour comprendre ces processus adaptatifs, identifier des contraintes et évaluer quels traits fonctionnels ou quelles espèces sont les plus sensibles aux changements globaux.

Le projet s’appuiera sur l’expertise du laboratoire iEES Paris en collaboration avec l’ISYEB, le CEBC et l’Université d’Anvers afin de comprendre la variabilité des stratégies de thermohydrorégulation à l’aide de grands jeux de données écophysiologiques, bioclimatiques et biogéographiques, d’analyses comparatives phylogénétiques modernes et d’études empiriques ciblées. Plus spécifiquement, nous exploiterons une base de données globale caractérisant les pertes hydriques des squamates afin de déterminer les corrélats environnementaux de la variabilité interspécifique de résistance hydrique. Nous croiserons ces données avec celles sur la thermorégulation et le métabolisme afin de caractériser l’évolution des syndromes de thermohydrorégulation le long de gradients d’aridité8. Nous compléterons ces analyses globales par une étude ciblée de l’évolution des pertes hydriques cutanées chez les Lacertidae en collectant de nouvelles données sur environ 40 espèces représentatives d’une diversité de milieux. Enfin, en nous concentrant sur la modélisation de la niche climatique historique et l’analyse des séquences d’évolution, nous rechercherons spécifiquement les innovations clefs et les tactiques d’histoire de vie permettant à ces espèces de se maintenir ou de coloniser des habitats arides. Ces analyses comparatives prendront compte la proximité phylogénétique des espèces ainsi que des différences de patrons d’activité, de régime alimentaire et de morphologie.

Pour ce faire, ce projet de thèse propose d’analyser l’évolution d’un ensemble de traits fonctionnels fortement impliqués dans l’adaptation à des climats arides chez les reptiles squamates. Les squamates constituent un ordre monophylétique de vertébrés à écailles (Lepidosauria) comprenant environ 11,000 espèces de lézards, serpents et amphisbéniens. Ils occupent tous les milieux continentaux avec des pics de diversité dans les zones tropicales, en Océanie et en Afrique Australe. Leur résistance à l’aridité implique les traits fonctionnels contrôlant les pertes hydriques (morphologie et comportements), le métabolisme énergétique ainsi que la thermorégulation (préférences thermiques et comportements). Aucune étude n’a spécifiquement caractérisé la séquence de coévolution de ces traits le long de gradients d’aridité.

Plus de détails pour candidater sur le site web de l’Ecole doctorale

Offre de stage master en écologie évolutive

Nous recherchons pour le premier semestre 2022 un ou une étudiante en master 2 ou équivalent pour réaliser une étude expérimentale portant sur l’optimisation de la date de reproduction chez un lézard vivipare. Stage idéal pour les étudiants en écologie évolutive ou en césure. Les candidats devront joindre un CV complet et une lettre de motivation avant la fin décembre 2021. Plus de détails dans le document ci-dessous.

Underappreciated acclimation capacities in long-lived vipers

In a 7-year experimental study, we emphasize the co-occurrence of physiological syndromes and phenotypic plasticity in physiological traits related to energy and water budgets in a long-lived ectothermic organism. Using climatic chambers at the CNRS CEBC laboratory in Chizé, we exposed asp vipers (Vipera aspis) to one of three thermal cycles (“warm”,”medium”,”cold”) over 4 years of early life, and then maintained all individuals in a common garden (“medium” cycle) for 3 years of adult life. We repeatedly measured the standard metabolic rate (SMR) and total evaporative water loss (TEWL) of the same individuals over their life, using respirometry systems. We found that individuals experiencing the warm cycle reduced their SMR (negative compensation) but flexibly adjusted their SMR to common garden conditions at adulthood. Thermal conditions during development led to changes in TEWL that persisted until adulthood In addition, plastic responses were combined with a physiological syndrome integrating functional traits related to water and energy balance: SMR and TEWL strongly co-varied both within and among individuals over their lifespan.

Vipera aspis
A wild asp viper (Vipera aspis) photographed by Mathias Dezetter

Long-lived terrestrial ectotherms may cope with ongoing climate changes by combining different pattern of plastic, adaptive responses to temperature variation, and responses to selection on physiological syndromes.

Olivier Lourdais and Andréaz Dupoué from CEBC Chizé designed the study and collected the data. Mathias Dezetter led the data analyses together with Olivier, myself and Andréaz. Find out more in our Functional Ecology paper below


Dezetter, M., Dupoué, A., Le Galliard, J.F. and Lourdais, O. (2021), Additive effects of developmental acclimation and physiological syndromes on lifetime metabolic and water loss rates of a dry-skinned ectotherm. Functional Ecology. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1111/1365-2435.13951

Paper by David Rozen-Rechels made the cover of Ecological Monographs!

With ongoing global change, landscape structure changes are expected to be a driver of extinction rates of temperate zone ectotherms. In a recent study led by David Rozen‐Rechels (doi: 10.1002/ecm.1440) we found that changes in water availability, coupled with rising temperatures, might have a drastic impact on the population dynamics of some ectotherm species. This paper made the cover of the journal issue, Ecological Monographs. The selected photograph is an aerial view of the habitat for the studied population of the common lizard Zootoca vivipara (referenced as TIO in the study) at Mont d’Aubrac Massif in the mountain ranges of Massif Central in south‐central France, where grass, heather, and rocks provide a diversity of thermal micro‐habitats. Image taken with a Phantom 4 Pro drone (DJI, Shenzen, China) in July 2017 by J.-F. Le Galliard

Social costs and visual communication in lizards

According to animal signalling theory, social costs incurred by aggressive conspecifics are one mechanism maintaining signal honesty. Although our understanding of signal evolution has much improved for pigment-based colours, the mechanisms maintaining the honesty of structural colour signals, such as ultraviolet (UV), remain elusive. In a recent study led by master student Anna Kawamoto and post-doctoral collaborator Arnaud Badiane, we used the common lizard (Zootoca vivipara) to test whether the honesty of UV-reflecting signals displayed on male throats is under social control. To do so, we staged agonistic interactions between non-manipulated focal males and opponents of either larger or smaller body size. We manipulated the UV component of the male throat colour patch to create small cheaters with UV-enhanced throats, large cheaters with UV-reduced throats, and their respective controls. In support of a conventional signal hypothesis, focal males were aggressive towards large cheaters and became submissive when these large cheaters retaliated, and were less submissive against small cheaters. However, that focal males were not more aggressive towards small cheaters contradicts our initial predictions. We confirm that male UV reflectance and bite force were good predictors of contest outcomes in control conditions. Overall, we provide partial evidence suggesting that social costs enforce UV signal honesty in common lizards.

Anna Kawamoto, Jean-François Le Galliard, Arnaud Badiane, The role of social costs as a mechanism enforcing the honesty of ultraviolet-reflecting signals in a lizard, Biological Journal of the Linnean Society, 2021, https://doi.org/10.1093/biolinnean/blab008

Projet de thèse dans notre laboratoire

Approches mécanistiques pour déchiffrer les modifications plastiques et génétiques adaptatives de la phénologie de la reproduction dans des climats changeants

Coordination par Sandrine Meylan (iEES Paris, Sorbonne Université) et Pierre de Villemereuil (ISYEB, Muséum National d’Histoire Naturelle) en collaboration avec notre équipe. Nous contacter avant candidature sur le portail du site de l’Ecole doctorale.

Lien vers le site de candidature (à partir du 15 avril) ici : http://formation.mnhn.fr/fr/enseignement-superieur/actualites/concours-ed227-propositions-these-2021

One of the field site at Puy Mary, Cantal

Les changements de phénologie, c’est à dire de la distribution dans le temps des événements cycliques de la vie, constituent une « réponse universelle » au réchauffement climatique chez des milliers d’espèces animales et végétales. L’avancée de la phénologie de la reproduction chez les organismes des régions tempérées est aussi impliquée dans le déclin ou l’augmentation des populations exposées au réchauffement climatique. Une question clé est alors de savoir si les espèces peuvent changer leur phénologie assez rapidement pour suivre le rythme du réchauffement climatique. Pour ce faire, il est nécessaire d’étudier les opportunités et les contraintes portant sur la micro-évolution rapide de la phénologie.

Ce projet de thèse vise à développer des méthodes innovantes pour qualifier et quantifier les changements adaptatifs plastiques de la phénologie de reproduction dans les populations naturelles exposées au changement climatique et utiliser ces méthodes pour l’analyse d’une base de données longitudinale d’une grande profondeur. Le projet pourra s’appuyer sur l’expertise de l’iEES Paris et l’ISYEB afin de développer une approche intégrée combinant micro-climatologie, écologie évolutive et écophysiologie pour quantifier et modéliser l’évolution des dates de pontes d’un petit vertébré terrestre ectotherme, le lézard commun (Zootoca vivipara). Cette espèce constitue un modèle intéressant, parce qu’elle dépend des conditions ambiantes pour maintenir une température corporelle optimale pendant la reproduction qui est déterminante pour la durée de gestation. De plus, nous disposons de données de long-terme, au niveau populationnel sur plusieurs sites du Massif Central et individuel, sur deux populations de référence.

Dans ce projet, (1) nous analyserons les données de long-terme pour quantifier la plasticité, la sélection naturelle et les compromis d’histoire de vie associés à la phénologie de reproduction dans différents contextes populationnels ; et (2) nous conduirons une approche expérimentale afin de déterminer le lien causal entre la plasticité de la phénologie de la reproduction, la fitness des individus et la dynamique des population. Ces deux approches complémentaires nous permettront de (3) paramétrer un modèle mécanistique de la plasticité de la phénologie de la reproduction et de son intégration dans l’histoire de vie afin de mieux prédire l’évolution de la dynamique des populations du lézard vivipare dans un climat plus chaud.

Field surveys in one field site

Effects of air humidity and water availability on thermal preferences of a lizard

Thermoregulation is critical for ectotherms as it allows them to maintain their body temperature close to an optimum for ecological performance. Thermoregulation includes a range of behaviors that aim at regulating body temperature within a range centered around the thermal preference. Thermal preference is typically measured in a thermal gradient in fully-hydrated and post-absorptive animals. Short-term effects of the hydric environment on thermal preferences in such set-ups have been rarely quantified in dry-skinned ectotherms, despite accumulating evidence that dehydration might trade-off with behavioral thermoregulation. Using experiments performed under controlled conditions in climatic chambers, we demonstrate that thermal preferences of a ground-dwelling, actively foraging lizard (Zootoca vivipara) are weakly decreased by a daily restriction in free-standing water availability (less than 0.5°C contrast). The influence of air humidity during the day on thermal preferences depends on time of the day and sex of the lizard, and is generally weaker than those of of free-standing water (less than 1°C contrast). This shows that short-term dehydration can influence, albeit weakly, thermal preferences under some circumstances in this species. Environmental humidity conditions are important methodological factors to consider in the analysis of thermal preferences.

Female common lizard basking in the field (Audrey Ely, 2020)

From PLOS ONE: https://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0247514