Université du Québec à Rimouski
Candidat Ph.D.
superviseur(e): François Vézina
Pierre Blier
Début: 2012-01-01
Fin: 2017-06-30

Projet

Régulation endocrinienne de l'acclimatation hivernale chez les passereaux résidents
Dans le contexte des changements globaux, on note une intensification des perturbations climatiques tels que des épisodes de redoux alternés à des périodes de froid en hiver dans les environnements nordiques tel que l’est du Québec. Je vise à identifier certains aspects de la capacité d’acclimatation physiologique d’une espèce aviaire présente à l’année dans la région du Bas St Laurent, la mésange à tête noire (Parus atricapillus) face à de telles perturbations. Mieux définir la réponse flexible aux contraintes environnementales contribuera à évaluer la résilience aux perturbations climatiques de cette espèce, et plus généralement des passereaux résidents de la région. Mon projet porte ainsi sur les mécanismes impliqués dans l’acclimatation hivernale de cette espèce, à l’échelle de l’organisme in toto, ainsi qu’à l’échelle cellulaire et moléculaire. Pour un passereau résident comme la mésange à tête noire, l’hiver impose un défi considérable d’un point de vue physiologique du fait d’une demande énergétique élevée en cette saison. Petit et Vézina (données non publiées) ont observé que la capacité maximale à produire de la chaleur par frissonnement (Msum), un indice d’endurance au froid, varie à l’échelle saisonnière ainsi qu’inter-journalière chez la mésange à tête noire. Cette variation de performance pourrait être un ajustement aux variations météorologiques à court-terme. Le gain hivernal du Msum serait le résultat d’un accroissement de la masse musculaire, les muscles étant le siège du frissonnement. Cependant, il apparaît que la taille des organes n’explique qu’une partie des variations de la capacité thermogénique. Il apparaît également que les oiseaux puissent moduler l’intensité métabolique de leurs organes (production de chaleur par unité de masse). Je suggère que cette modulation est sous le contrôle des hormones thyroïdiennes, connues pour leur action stimulante sur la thermogenèse basale, et qu’elles utiliseraient l’action de différentes protéines mitochondriales impliquées dans le découplage de la respiration phosphorylative pour générer de la chaleur sans frissonnement.Dans un premier temps, je vérifierai l’existence de corrélations entre les variations des conditions climatiques hivernales (température, vitesse du vent, rayonnement solaire), celles de la concentration en hormones thyroïdiennes et de la performance métabolique à l’échelle de l’individu, à l’aide de capture répétées en milieu naturel tout au long de l’hiver (Objectif 1). Plusieurs études suggèrent en effet une implication des hormones thyroïdiennes, en particulier la triiodothyronine (T3) dans l'ajustement aux basses températures du métabolisme basal chez les oiseaux. Je souhaite par conséquent vérifier si ces hormones réguleraient la capacité thermogénique maximale aux variations de conditions climatiques rapides (quelques jours). Afin de confirmer cela expérimentalement, je modulerai en conditions contrôlées la concentration en T3 chez des mésanges issues du milieu naturel mais maintenues en captivité et j’observerai les effets de la modulation sur leur capacité thermogénique (Objectif 2). Enfin, je tenterai de définir les mécanismes thermogéniques contrôlés par cette régulation endocrine en testant l’action des hormones thyroïdiennes sur des protéines mitochondriales qui semblent d’après les études recrutées chez les oiseaux dans un mécanisme cellulaire de production de chaleur sans frissonnement (Objectif 3).

Mots-clés

acclimatation hivernale, hormones thyroïdiennes, capacité thermogénique maximale, thermogenèse sans frissonnement, respiration phosphorylative mitochondriale, découplage

Publications

1- Energy expenditure of freely swimming adult green turtles (Chelonia mydas) and its link with body acceleration
Enstipp, M. R., S. Ciccione, B. Gineste, M. Milbergue, K. Ballorain, Y. Ropert-Coudert, A. Kato, V. Plot, J.-Y. Georges
2011 Journal of Experimental Biology