ÉQUIPE

Evolution et developpement de la morphologie et du comportement

Responsable d'équipe : B. Prud’homme

Notre équipe étudie les mécanismes génétiques qui donnent naissance à de nouveaux caractères et ceux qui permettent à ces caractères de se diversifier entre espèces.

GRAND PUBLIC

La diversité des formes et des comportements dans le monde animal est le produit de changements évolutifs. L’évolution est un processus que l’on peut décomposer en deux phases. D’une part, l’information contenue dans les séquences d’ADN qui déterminent les caractères des animaux, par exemple leurs formes et leurs comportements, change au cours du temps du fait de mutations aléatoires qui s’accumulent de générations en générations. Ces mutations peuvent modifier des caractères existants ou bien en faire apparaitre de nouveaux. Dans un deuxième temps, ces variations passent par un filtre sélectif. Ce processus sélectif va procurer un avantage pour la survie et la reproduction à certains individus, porteurs de jeux de mutations particulières, relativement à d’autres individus, porteurs d’autres mutations, et qui seront progressivement éliminés des populations.

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Diversité des motifs pigmentaires de l’aile de drosophile

Notre équipe s‘intéresse au processus évolutif dans son ensemble et étudie en particulier les mécanismes génétiques qui donnent naissance à de nouveaux caractères et ceux qui permettent à ces caractères de se diversifier entre espèces. Nous abordons ces questions en étudiants des espèces de mouches Drosophiles, en suivant deux voies principales. Nous étudions comme modèle de caractères morphologiques des motifs pigmentaires présents sur les ailes de Drosophiles et cherchons à comprendre comment ces motifs sont apparus au cours de l’évolution et à quoi ils servent. D’autre part, nous étudions les changements évolutifs dans les comportements reproducteurs des espèces, en particulier le comportement de ponte des femelles. Au delà de l’identification des mécanismes génétiques qui sous-tendent l’évolution des caractères, nous souhaitons mieux comprendre pourquoi morphologie et comportements semblent souvent évoluer de concert.

PUBLIC EXPÉRIMENTÉ

Notre équipe cherche à comprendre quelles sont les bases génétiques et développementales à l’origine de phénotypes nouveaux. Nous abordons cette question en utilisant comme système modèle l’évolution d’une tâche de pigmentation sur  l’aile des mâles de certaines espèces de drosophile, en particulier chez Drosophila biarmipes ainsi que chez des espèces étroitement apparentées. En parallèle de cette tâche, les mâles de ces espèces ont également acquis au cours de leur parade sexuelle un comportement particulier de présentation de leurs ailes à la femelle qu’ils courtisent.

Nos travaux récents ont montré comment des modifications fonctionnelles de séquences cis-régulatrices de gènes de pigmentation, principalement par recrutement de composants génétiques pré-existants, ont joué un rôle majeur dans la diversification de la pigmentation de l’aile.

Nous poursuivons ces travaux et nous abordons de nouvelles questions en suivant 2 axes de recherche:

1)   nous caractérisons le réseau de régulation de gènes impliqués dans la formation et l’évolution de motifs pigmentaires, ainsi que les modifications cis-régulatrices à l’origine de la variation de ces phénotypes. Nos approches intègrent des méthodes génétiques, génomiques comparatives, bioinformatiques, biochimiques, ainsi qu’une approche fonctionnelle in vivo avec de la transgenèse.

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Parade nuptiale chez la drosophile

2)   nous testons si la sélection sexuelle est impliquée dans l’évolution de la tâche pigmentaire associée au nouveau comportement de parade. Nous voulons aussi évaluer le rôle des variations naturelles existantes comme matière première pour ces nouveautés. Nous nous appuyons pour cela sur de larges échantillonnages de populations naturelles, ainsi que des tests des préférences femelles pour le caractère sur des variants naturels ou des mâles génétiquement modifiés.

De plus, nous explorons les bases génétiques et neuronales qui sous-tendent l’assemblage et l’évolution de nouveaux comportements. Plus précisément, nous étudions comment Drosophila suzukii, une autre espèce aux ailes tachetées, a remplacé son site de ponte de prédilection, les fruits pourris (commun à la plupart des espèces de drosophiles), par les fruits mûr et frais. Cette espèce, qui est en train d’envahir le monde, représente une menace importante pour les producteurs de fruits à cause de ce changement de comportement. Afin de mieux comprendre comment cette espèce a changé sa niche écologique, nous utilisons une approche comparative inter-espèce afin de disséquer la contribution des gènes spécifiques et des circuits neuronaux sur le contrôle du comportement de ponte.


Selected publications

PUBLICATION

Evolution of Multiple Sensory Systems Drives Novel Egg-Laying Behavior in the Fruit Pest Drosophila suzukii

Karageorgi M, Bräcker LB, Lebreton S, Minervino C, Cavey M, Siju KP, Grunwald Kadow IC, Gompel N, Prud'homme B.
Curr Biol. 2017 Mar 8. pii: S0960-9822(17)30090-8. PMID: 28285999

PUBLICATION

Emergence and diversification of fly pigmentation through evolution of a gene regulatory module.

Arnoult L, Su KF, Manoel D, Minervino C, Magriña J, Gompel N, Prud'homme B.
Science. 2013 Mar 22;339(6126):1423-6. PMID: 23520110

PUBLICATION

Evolution of multiple additive loci caused divergence between Drosophila yakuba and D. santomea in wing rowing during male courtship.

Cande J, Andolfatto P, Prud'homme B, Stern DL, Gompel N.
PLoS One. 2012;7(8):e43888. PMID: 22952802

PUBLICATION

Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage.

Prud'homme B, Minervino C, Hocine M, Cande JD, Aouane A, Dufour HD, Kassner VA, Gompel N.
Nature. 2011 May 5;473(7345):83-6. PMID: 21544145

PUBLICATION

Emerging principles of regulatory evolution.

Prud'homme B, Gompel N, Carroll SB.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 May 15;104 Suppl 1:8605-12. PMID: 17494759

PUBLICATION

Monkey see, monkey do.

Prud'homme B, Carroll SB.
Nat Genet. 2006 Jul;38(7):740-1. PMID: 16804536

PUBLICATION

Repeated morphological evolution through cis-regulatory changes in a pleiotropic gene.

Prud'homme B, Gompel N, Rokas A, Kassner VA, Williams TM, Yeh SD, True JR, Carroll SB.
Nature. 2006 Apr 20;440(7087):1050-3. PMID: 16625197

PUBLICATION

Chance caught on the wing: cis-regulatory evolution and the origin of pigment patterns in Drosophila.

Gompel N, Prud'homme B, Wittkopp PJ, Kassner VA, Carroll SB.
Nature. 2005 Feb 3;433(7025):481-7. PMID: 15690032

PUBLICATION

Smells like evolution: the role of chemoreceptor evolution in behavioral change.

Cande J, Prud'homme B, Gompel N.
Curr Opin Neurobiol. 2013 Feb;23(1):152-8. PMID: 22884223

PUBLICATION

Evolution: return of the ant supersoldiers.

Prud'homme B, Gompel N.
Curr Biol. 2012 Mar 6;22(5):R165-7. PMID: 22401899

PUBLICATION

Behavioural neuroscience: Fruity aphrodisiacs.

Prud'homme B, Gompel N.
Nature. 2011 Oct 12;478(7368):190-1. PMID: 21993752

PUBLICATION

Behavioural neurobiology: Chemical love.

Gompel N, Prud'homme B.
Nature. 2009 Oct 15;461(7266):887-8. PMID: 19829359

PUBLICATION

The causes of repeated genetic evolution.

Gompel N, Prud'homme B.
Dev Biol. 2009 Aug 1;332(1):36-47. PMID: 19433086

PUBLICATION

Regulating evolution.

Carroll SB, Prud'homme B, Gompel N.
Sci Am. 2008 May;298(5):60-7. PMID: 18444326

Membres more

  Matthieu Cavey   Charalampos-chrysovalantis Galouzis Sébastien Lebreton Caroline Minervino  
Benjamin Prud'homme
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Benjamin Prud'homme

Chercheur

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Emmanuelle Caturegli

Ingénieur / Technicien

Matthieu Cavey
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Matthieu Cavey

Enseignant - chercheur

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Celine Della Mea

Ingénieur / Technicien

Charalampos-chrysovalantis Galouzis
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Charalampos-chrysovalantis Galouzis

Doctorant

Sébastien Lebreton
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Sébastien Lebreton

Post-doctorant

Caroline Minervino
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Caroline Minervino

Ingénieur / Technicien

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Junichi Yamaguchi

Chercheur

En bref

Organisme modèle
  • Drosophila melanogaster
  • Drosophila species
Processus biologique étudié
  • Évolution phénotypique
Techniques biologiques
  • Méthodes génomiques
  • Méthodes bio-informatiques
  • Méthodes biochimiques
  • Approche fonctionnelle in vivo (transgenèse, génétique)