Emmanuelle Jousselin, chercheuse, reçoit le Laurier 2007 Jeune chercheur

portrait d'une jeune chercheuse

© Inra, C. Slagmulder

Sur certaines plantes, vivent des pucerons, qui herbergent à leur tour des bactéries. Ces organismes étroitement imbriqués évoluent ensemble et c'est ce qui fascine Emmanuelle Jousselin, chercheuse au "Centre de biologie et de gestion des populations", centre Inra de Montpellier, département "Écologie des forets, des prairies et des milieux aquatiques". Depuis le début de ses travaux, elle essaie de comprendre les mécanismes de la co-évolution, c'est-à-dire comment des espèces qui vivent ensemble influencent mutuellement leur évolution.

Depuis 2004, elle explore les relations plantes-pucerons-bactéries, à travers le prisme du mode d’alimentation. Intriguée par la grande variété de choix alimentaires des pucerons, elle cherche à comprendre comment est apparue cette diversité et quels rôles y jouent les bactéries vivant en symbiose avec les insectes ainsi que l’adaptation de ceux-ci à leurs plantes hôtes. Elle prend pour modèle les pucerons du genre Brachycaudus, qui comprend plusieurs ravageurs des prunus (pruniers, abricotiers, pêchers, cerisiers) et qui a pour particularité de présenter des espèces aux stratégies alimentaires très variées. Pour ce projet, elle a obtenu l’attribution d’un financement de l'Agence nationale de la recherche "jeunes chercheurs" en 2006.

Des travaux audacieux s'appuyant sur des compétences de systématique

Première étape, elle établit l’arbre évolutif de son modèle de puceron, en s’appuyant sur les compétences des systématiciens des pucerons. Patiemment, 28 espèces de Brachycaudus sur la quarantaine décrites dans le monde seront récoltées. Elle en trouve beaucoup en France, mais aussi en Ecosse, en Sicile et jusqu’au Kazakhstan, où elle prospecte avec une systématicienne de son unité de recherche et l'aide locale d'un chauffeur et d'un interprète... Elle piste les insectes en suivant les indications de la bibliographie, et les récolte à la fois dans les milieux naturels et dans les vergers cultivés.
Le séquençage de quelques gènes marqueurs permet de "trier" ces 28 espèces de pucerons selon leur degré de parenté génétique et de construire l’arbre évolutif (ou phylogénétique) du genre, en corrigeant ou précisant au passage certaines erreurs ou incertitudes de classification.
Elle entreprend ensuite l’étude d’un type de bactéries hébergé dans le tube digestif des pucerons et montre qu’à 28 espèces de pucerons correspondent 28 souches de bactéries différentes. Par un travail moléculaire analogue à celui mené sur les pucerons, elle établit alors l’arbre phylogénétique des bactéries, qui se superpose exactement à celui des pucerons, preuve non seulement d’une co-évolution, mais d’une co-spéciation.
Puis, elle cherche à comprendre les spécificités alimentaires des pucerons qui sont très contrastées : certaines espèces se nourrissent exclusivement sur une espèce de plantes, d’autres sont généralistes et d’autres encore changent d’hôtes au cours de leur développement. Elle se livre à un véritable travail de reconstitution de l’histoire de ces caractères, en étudiant la place des espèces dans l’arbre évolutif, celle de leurs bactéries associées et en cherchant les changements morphologiques et physiologiques qui accompagnent les changements de régimes alimentaires.
Il s’agit d’une approche ambitieuse, car, comme elle le reconnaît : établir des phylogénies est difficile et met en oeuvre des compétences de systématique, mais aussi d’analyses de données parfois complexes.

Un parcours jalonné par le projet de comprendre les mécanismes de la co-évolution

Cette intuition que l’histoire évolutive éclaire les fonctionnements biologiques des organismes et leurs interactions, Emmanuelle Jousselin l’a eue très tôt et l’avait mise en oeuvre déjà pendant sa thèse à l’École nationale supérieure d’agronomie de Montpellier et lors de son post-doctorat à l’Université de Prétoria en Afrique du Sud. Son modèle d’étude était alors l’extraordinaire association entre la figue et la petite guêpe qui se reproduit dans le fruit et en assure la pollinisation. Côté "évolution", elle montre que la guêpe est passée d’un mode de pollinisation passif à un mode de pollinisation actif par acquisition d’une poche à pollen thoracique qu’elle remplit par un comportement spécialisé. Côté "mécanismes fonctionnels", elle met en évidence l’avantage adaptatif de cette évolution pour la guêpe : les fleurs pollinisées offrent à la larve de guêpe une nutrition de meilleure qualité. Pour montrer cela, elle expérimente en comparant le développement de guêpes élevées sur des figues normales à celui de guêpes élevées dans des figues non pollinisées.

Son ambition : imaginer des passerelles entre les différentes disciplines de l'écologie

Son approche originale amène Emmanuelle Jousselin à conjuguer un large éventail de disciplines et de pratiques scientifiques : prospections sur le terrain, systématique, biologie moléculaire, études comportementales et expérimentations...
Elle s’est engagée dans plusieurs structures collectives, où elle oeuvre pour le rapprochement des spécialistes de l’écologie évolutive et de l’écologie dite "fonctionnelle". Elle participe au groupe national de réflexion "ComEvol" et à l’organisation de son séminaire annuel. Elle co-anime le groupe local "Écologie des communautés" au sein de son unité, où elle multiplie les contacts et les discussions. Depuis 2007, elle est élue au conseil de l’unité. Son objectif : faire co-évoluer les chercheurs des différentes disciplines de l’écologie !

Emmanuelle Jousselin et son équipe, © Inra C. Slagmulder

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