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

Global database of water loss rates for reptiles

The understanding of physiological adaptations, of evolutionary radiations and of ecological responses to global change urges for global, comprehensive databases of the functional traits of extant organisms. The ability to maintain an adequate water balance is a critical functional property influencing the resilience of animal species to climate variation. In terrestrial or semi-terrestrial organisms, total water loss includes a significant contribution from evaporative water loss (EWL). The analysis of geographic and phylogenetic variation in EWL rates must however account for differences in methods and potential confounding factors, which influence standard measures of whole-organism water loss. We compiled the global and standardized SquamEWL database of total, respiratory and cutaneous EWL for 325 species and subspecies of squamate reptiles (793 samples and 2,536 estimates) from across the globe. An extensive set of companion data and annotations associated with the EWL measurements of potential value for future investigation, including metabolic rate data, is provided. We present preliminary descriptive statistics for the compiled data, discuss gaps and biases, and identify promising avenues to update, expand and explore this database.

The database can be accessed at a dedicated web site

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/geb.13355

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