Thèse Variabilité Individuelle dans les Réponses Physiologiques à la Chaleur chez les Mésanges Charbonnières H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau Laboratoire de recherche : CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive Direction de la thèse : Samuel CARO ORCID 0000000254057753 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59 Cette thèse vise à comprendre quelles suites de traits physiologiques et comportementaux les oiseaux mobilisent en réponse aux vagues de chaleur et d'en décrire les coûts physiologiques. Face au réchauffement climatique et aux conditions particulières des milieux urbains, il est crucial d'explorer la variabilité inter-individuelle dans les stratégies d'adaptation. Pourtant, cette variabilité entre individus est souvent ignorée en physiologie, alors qu'elle pourrait jouer un rôle clé dans l'évolution des réponses des organismes aux contraintes environnementales.
Les mésanges charbonnières, sujettes à des conditions thermiques contrastées entre milieux urbains et forestiers, fourniront un modèle idéal pour analyser ces mécanismes. Des mesures métaboliques, endocriniennes et comportementales permettront de mieux comprendre les voies physiologiques impliquées. L'analyse des réponses individuelles face à la chaleur mettra en lumière les stratégies variées mises en place, notamment en termes de régulation thermique, d'équilibre énergétique et de gestion du stress.
Par ailleurs, cette recherche évaluera les conséquences physiologiques des vagues de chaleur sur les oiseaux, en comparant des marqueurs biologiques du stress entre individus exposés à différentes températures. L'impact de ces contraintes sera également exploré sous l'angle du syndrome de train de vie, qui postule une coévolution des traits physiologiques et comportementaux. Grâce au développement de nouvelles techniques de phénotypage, cette étude contribuera à mieux prédire l'influence des changements environnementaux et de l'urbanisation sur l'évolution des traits phénotypiques des oiseaux.
Pour comprendre les voies et les vitesses d'adaptation à un environnement changeant, tel qu'observé dans les villes sous influence du réchauffement planétaire, il est important de comprendre les règles et mécanismes qui régissent la variabilité entre les individus. Dans une étude récente sur les mésanges charbonnières, nous avons montré que la majorité des variations de traits phénotypiques entre oiseaux urbains et forestiers était expliquée par des différences entre les individus [1]. Paradoxalement, cette variabilité inter-individuelle est souvent ignorée en physiologie. La méthode la plus répandue de représentation des données est d'écrire « mean ± SE, n = 5 », confirmant ainsi que la plupart des auteurs utilisent la variance pour définir les limites de confiance de l'estimation des moyennes, sans explorer la signification de cette variance [2-4]. Pourtant, la variabilité entre individus est considérable dans la plupart des mécanismes de régulation. Il n'est pas rare en effet que des individus qui sont au même stade de vie, présentent des variations de 5 à 15 fois dans les déterminants physiologiques [3, 5]. Les causes et conséquences de ces variations inter-individuelles sont encore aussi mal connues qu'elles restent inexplorées. Est-ce que ces variations sont fonctionnelles, est-ce que les individus varient leurs réponses en optant pour des voies physiologiques et comportementales différentes [6], est-ce que les conséquences d'un challenge environnemental sont les mêmes entre les individus ? Ces notions de variabilité individuelle constituent les principaux liens entre disciplines telles que la physiologie, l'écologie évolutive et comportementale et la génétique quantitative ; liens qui sont essentiels pour comprendre et prédire l'impact des changements environnementaux et de l'urbanisation sur les traits phénotypiques des organismes [7]. Déterminer par quelle suite de traits les oiseaux adaptent leurs réponses à la chaleur et quelles en sont les conséquences physiologiques Le projet de thèse sera articulé autour de trois axes principaux :

Axe 1 : Étude multivariée des traits phénotypiques impliqués dans la réponse physiologique à la température.
Lorsqu'un animal est exposé à des températures situées en dehors de sa zone de confort, une multitude de mécanismes se mettent en place pour y répondre. Dans la plupart des études, un nombre très limité de ces mécanismes est mesuré, la plupart du temps séparément. Dans cette partie de la thèse, nous allons mettre à profit la mise au point récente d'une série de techniques sophistiquées dans notre laboratoire, pour étudier les réponses de plusieurs compartiments physiologiques simultanément et ainsi expliquer quels sont les mécanismes qui expliquent les patrons de réponse observés et les variations entre individus. Dans cette tâche, nous combinerons différentes techniques de mesures métaboliques (eau doublement marquée, respirométrie, température corporelle, température de surface, rythme respiratoire et cardiaque), endociniennes (hormones de stress et de reproduction), comportementales (activité, exploration, agressivité) et morphologique (masse corporelle, taille), chez des mésanges charbonnières échantillonnées le long d'un gradient urbain qui engendre une importante variance phénotypique. Cette approche pluridisciplinaire et intégrative nous permettra de traquer les origines de la (co)variation entre individus dans les réponses à la température en identifiant les différentes stratégies de réponse développées par les individus.Axe 2 : Étude des conséquences physiologiques de l'exposition à une vague de chaleur.
Une des principales différences entre les animaux urbains et forestiers pourrait bien résider dans leurs capacités à tolérer les vagues de chaleur. Pour mieux comprendre dans quelle mesure une telle différence pourrait s'avérer adaptative, il est d'abord nécessaire de comprendre quelles sont les conséquences physiologiques potentielles des vagues de chaleur, et notamment leur charge allostatique, qui est le fardeau biologique cumulatif imposé à l'organisme par les contraintes de l'environnement [8]. Pour cela, cette seconde tâche visera à comparer et sommer des marqueurs de stress physiologique (stress oxidatif, capacité antioxidante, réserves énergétiques, hormones de stress, immunoglobulines, protéines de choc thermique) entre des mésanges urbaines et forestières qui auront été exposées soit à un épisode de chaleur intense, soit à des températures confortables. Une comparaison entre les mêmes mesures réalisées avant et après l'exposition à ces températures plus ou moins contraignantes permettra d'évaluer le coût physiologique de l'exposition à des vagues de chaleur, d'identifier les marqueurs impliqués et d'estimer l'étendue des variations entre individus [9].

Axe 3 : Intégration de la physiologie dans l'étude du syndrome de train de vie
L'hypothèse du syndrome de train de vie (Pace of life) prédit la coévolution des traits comportementaux, physiologiques et de l'histoire de vie des individus [10, 11]. Par exemple, les individus plus audacieux et plus timides ne diffèrent pas seulement par leur profil de personnalité, mais aussi par leur neuro-endocrinologie et leur mode de reproduction. Les tests de cette hypothèse concernent surtout des études qui ont mesurés plusieurs traits d'histoires de vie, et parfois des traits de comportement, mais beaucoup plus rarement des traits physiologiques. Dans le contexte urbain qui est au coeur de cette thèse, il a été prédit que les oiseaux urbains devraient évoluer vers des trains de vie plus lents [12]. Pourtant l'étude menée sur les mésanges charbonnières dans notre équipe depuis 2011 montre que les oiseaux urbains sont plus agressifs, explorateurs plus rapides, et ont une probabilité de survie moindre au stade juvénile, ce qui est au contraire aligné avec un train de vie plus rapide que leurs congénères forestiers [13]. L'approche multivariée menant à de nouvelles mesures métaboliques et endocriniennes proposés dans l'axe 1 pourra être intégré dans l'étude du syndrome de train vie. Nous prévoyons en particulier de mesurer le rythme cardiaque des femelles incubant leurs oeufs, suite au développement de capteurs miniaturisés (collaboration avec Angelo Torrente). Cette technique permettra un phénotypage rapide et non invasif d'un grand nombre d'individus pour lesquels nous aurons aussi des mesures de reproduction et de survie.

Nous recherchons une personne très motivée qui souhaite entamer une étude à cheval entre l'écologie et la physiologie. La personne devra avoir des compétences en physiologie animale (respirométrie, endocrinologie) et en écologie évolutive, ainsi que dans la combinaison du travail de terrain et de laboratoire. Une expérience préalable de travail de terrain, en particulier avec des oiseaux, est nécessaire, ainsi qu'une bonne maîtrise des outils statistiques. L'expertise dans les différents domaines abordés est partagée entre collaborateurs tous présents à Montpellier. Un enseignement et un encadrement adéquats sont donc garantis. Merci de prendre contact avec Samuel Caro (****@****.**) en expliquant vos motivations, ainsi que votre CV détaillant vos classements de M1 et M2.