Evolution expérimentale et spécialisation dans le paysage adaptatif d'un gradient environnemental

De nos jours plus que jamais, il est necessaire d’anticiper et de comprendre les reponses evolutives des organismes vivants, face a des habitats instables et heterogenes. Mais a quel point cela est-il possible ? Reproduire l’ensemble du deroule d’une trajectoire evolutive necessite de pouvoir decrire, d’une part, le « materiel » disponible pour s’adapter (c’est-a-dire les effets phenotypiques associes a la variabilite genetique produite), d’autre part, comment agissent les forces evolutives, associees a un contexte ecologique, pour aboutir a un certain « assemblage » de ce materiel. Dans sa version la plus simple, ce processus evolutif peut-etre decrit par plusieurs cycles d’evenements de mutations-selection conduisant a l’adaptation d’une population a son environnement. Cette dynamique correspond assez bien a celle qui est decrite par les populations bacteriennes dans les experiences d’evolution controlees en laboratoire. Parallelement, les modeles de paysages adaptatifs (phenotypiques), et en particulier le modele geometrique de Fisher, sont des outils tres puissants pour formuler des predictions generales et quantitativement testables sur ces trajectoires evolutives. Cependant, ils restent tres theoriques et ont ete largement penses dans un contexte ecologique simplifie. Au cours de cette these, nous avons identifie les determinants (mutationnels et selectifs) des trajectoires evolutives a long terme de populations bacteriennes s’adaptant dans differents contextes environnementaux. Une premiere partie des resultats est mise en lumiere par la validation experimentale et la reconstruction de la topographie du paysage adaptatif genere par differentes doses d’un antibiotique, le long d’un gradient. Une deuxieme partie experimentale vise a integrer une composante biotique (une autre bacterie) a ce meme contexte environnemental. Les processus evolutifs intervenant au cours d’une coevolution a long terme maintenue par selection frequence-dependante, y sont etudies.