McGill University
Candidat Ph.D.
superviseur(e): Ehab Abouheif
Dr. Rachel Collin, Smithsonian Tropical Research Institute
Début: 2009-09-01
Fin: 2016-04-01
Page personnelle

Projet

Développement direct avec embryons nourriciers: Polyphénismes dans l'évolution et le développement
Les polyphénismes sont des réponses discrètes du phénotype aux changements dans les conditions environnementales. La production d’embryons nourriciers, soit des embryons qui interrompent leur propre développement pour être ingérer par les embryons normaux, est une forme de polyphénisme du développement. Même si des embryons nourriciers se trouvent aussi dans plusieurs groupes d’animaux comme les grenouilles, les fourmis, et les escargots marins, les mécanismes de développement et le processus d’évolution de ces groupes restent toutefois peu connus. En combinant les facteurs écologiques, embryologiques, l’expression génétique, et du développement moléculaire, j’ai étudié les embryons nourriciers chez les Calyptraeidae. J’ai plus particulièrement concentré mes études sur deux espèces: Crepidula navicella et Calyptraea lichen. Ces deux espèces produisent des embryons nourriciers, mais la  C. lichen est de plus capable de complètement changer son mode de développement en produisant soit des couvées mixtes contenant des embryons nourriciers, soit des couvées contenant seulement des embryons viables qui produisent des larves planktotrophiques. La collecte des échantillons pour les deux espèces a été effectuée dans la Baie du Panama au cours de deux saisons durant lesquelles la marée montante diffère. Concernant l’espèce C. lichen, l’analyse démontre une augmentation de la production de couvées mixtes ainsi qu’une variance dans la composition même des couvées. L’espèce C. navicella ne modifie quant à elle pas l’allocation des embryons en réponse aux changements environnementaux saisonniers. L’observation détaillée du développement précoce démontre plutôt qu’il est impossible de distinguer les embryons nourriciers de cette espèce des embryons viables jusqu’à la gastrulation. À ce moment, les embryons viables commencent leur différentiation et suivant leur morphologie sont soit viables, soit « gastrula-like » soit « post-gastrula-like ». Les premières distinctions entre embryons viables et nourriciers sont possiblement provoquées par l’activation précoce d’une signalisation MAPK (ERK1/2). Une activation d’une signalisation précoce de MAPK et de l’apoptose est aussi observée chez les C. lichen. Le séquençage à haut débit des embryons viables et nourriciers de C. navicella révèle des différences entre ces embryons au niveau dans la transcription d’ARN. Les embryons viables expriment plus de transcription d’ARN associée avec la différenciation des tissus, alors que les embryons nourriciers expriment quant à eux plus d’ARN associée avec le contrôle d’apoptose et autres événements cellulaires de base. Dans l’ensemble, mes recherches démontrent que les embryons nourriciers sont un caractère complexe. De plus, elles soulignent qu’une approche combinant plusieurs niveaux d’organisation biologique est importante pour avoir une meilleure compréhension de l’évolution du développement.

Mots-clés

evolution, development, life history evolution

Publications

1- Growth and differentiation during delayed metamorphosis of feeding gastropod larvae: signatures of ancestry and innovation
Lesoway, Maryna P., Louise R. Page
2007 Marine Biology

2- Cleavage pattern and fate map of the mesentoblast, 4d, in the gastropod Crepidula: a hallmark of spiralian development
Lyons, Deirdre C, Kimberly J Perry, Maryna P Lesoway, Jonathan Q Henry
2012 EvoDevo

3- Poecilogony in the caenogastropodCalyptraea lichen(Mollusca: Gastropoda)
McDonald, Kathryn A., Rachel Collin, Maryna P. Lesoway
2014 Invertebrate Biology

4- The development of viable and nutritive embryos in the direct developing gastropod Crepidula navicella
Lesoway, Maryna P., Ehab Abouheif, Rachel Collin
2014 The International Journal of Developmental Biology