Stress, Santé et Sénescence chez un mammifère longévif, le chevreuil (Capreolus capreolus) - CNRS - Centre national de la recherche scientifique
Thèse Année : 2023

Stress, Health and Senescence in a long-lived mammal, the roe deer (Capreolus capreolus)

Stress, Santé et Sénescence chez un mammifère longévif, le chevreuil (Capreolus capreolus)

Résumé

The stress response – a suite of physiological and behavioural adjustments – allows organisms to support heightened energy requirements associated with unpredictable environmental challenges (i.e. stressors). The stress response involves the activation of different physiological systems, among which the most studied is the hypothalamic-pituitary-adrenal axis leading to the enhanced production of glucocorticoids (GCs). At baseline levels, the primary role of GCs is energy mobilisation and regulation. These hormones act as mediators of allostasis, the active process of reaching differential homeostatic states according to physiological demands. Following exposure to a short-term, temporary stressor (i.e. acute stress), increased GC levels favour energy allocation towards functions promoting immediate survival at the expense of other non-immediately essential functions (e.g. growth, reproduction), and is therefore adaptive. On the other hand, individuals repeatedly exposed to stressors, or exposed to stressors that last for longer (i.e. days-weeks) can have elevated baseline GC levels. They enter into states of chronic stress during which resources are deviated from physiological functions such as growth, reproduction or immunity on the long-term, with expected adverse consequences on fitness. Measuring states of chronic stress in the wild is challenging and associations between GCs and fitness-related traits are equivocal due to the influence of life-history and environmental contexts on such relationships. Throughout my Ph.D., I aimed at evaluating the relationships between baseline GC levels and fitness-related traits reflecting individual health (i.e. body mass, physiological condition, immunity), and their senescence patterns in a long-lived mammal. This work was conducted in two roe deer (Capreolus capreolus) populations experiencing markedly contrasted environmental conditions, and which have been longitudinally followed at the individual-based level. I evidenced that GCs related to health parameters on the short-term (i.e. when measured at the same sampling event), but that GCs did not have carry-over effects on the senescence of those traits. In a first chapter, I showed that GCs were negatively associated to body mass in adults, but not juveniles, of both populations and both sexes, supporting the idea that is is essential to take into account the life-history stage when evaluating relationships between GCs and life-history traits. I also found that the Neutrophil:Lymphocyte (N:L) ratio – another biomarker increasingly used as a proxy of the stress response – related negatively to body mass on the medium term (i.e. change in individual body mass between two consecutive years) during the late growth phase. This suggests that GCs and N:L ratios describe different components of the stress response and are not interchangeable. In a second part, I showed that GCs positively related to creatinine levels (i.e. a proxy of muscle mass and renal efficacy) on the short-term, suggesting an increased catabolic state in individuals with elevated GCs. I also found a sex-specific association between GCs and albumin, the main blood protein, suggesting that sex hormones can modulate GC-life-history trait relationships. In a third chapter, I found that GCs measured during early-life did not modulate patterns of immunosenescence but were only positively associated to the abundance of lung parasites in adults. In a last chapter, I discuss the relevance of the present work for the field of ecophysiology. I have investigated of the associations between GCs and various fitness-related traits at different temporal scales, using longitudinal data on a free-ranging mammal. This allowed to account for much of the sources of variations identified in the literature. I then explore and develop future research perspectives, both for the roe deer program, and for research in general.
En réponse à des fluctuations environnementales imprévisibles (i.e. stresseurs), les organismes ont développé une série de réponses physiologiques et comportementales, i.e. la réponse au stress, qui leur permettent de répondre aux exigences physiologiques accrues associées à ces fluctuations. La réponse au stress se traduit par l'activation de systèmes physiologiques, parmi lesquels le plus étudié est l'axe hypothalamo-pituitaire-surrénalien, qui entraîne une production accrue de glucocorticoïdes (GCs). Les GCs sont des hormones présentes à des niveaux basaux et dont le rôle principal est la mobilisation et la régulation de l'énergie. Ils agissent comme médiateurs de l'allostasie, le processus actif permettant l’établissement et la réalisation d’états homéostatiques fonction des exigences physiologiques. Suite à une exposition à un stresseur temporaire et de courte durée (i.e. stress aigu), l’augmentation des niveaux de GCs contribue à mettre à disposition des ressources énergétiques pour des fonctions favorisant la survie immédiate, ce qui est adaptatif, au détriment d'autres fonctions non immédiatement essentielles (comme la croissance ou la reproduction). En revanche, les individus exposés de manière répétée à des stresseurs ou exposés à des stresseurs de longue durée (i.e. jours-semaines) peuvent présenter des niveaux basaux de GCs élevés et entrer dans des états de stress chronique, au cours desquels les ressources sont détournées des fonctions physiologiques telles que la croissance, la reproduction ou l'immunité sur le long terme, avec des conséquences préjudiciables attendues sur les traits liés à l'histoire de vie et la valeur sélective. Mesurer les états de stress chronique dans la nature pose un problème complexe, et les associations entre les GCs et les traits liés à l'histoire de vie ou à la valeur sélectives sont équivoques, notamment en raison de l'influence des contextes liés à l'histoire de vie et de l'environnement sur de telles relations. Dans ce contexte, j'ai cherché à évaluer les relations entre une mesure intégrée des niveaux de GCs basaux et la performance et sénescence de différents traits liés à l'histoire de vie et à la valeur sélective, reflétant l'état de santé d'un individu (i.e. masse corporelle, condition physiologique, immunité), chez un mammifère sauvage longévif. Ce travail a été mené dans deux populations de chevreuils (Capreolus capreolus) présentant des conditions environnementales nettement contrastées, et qui ont été suivies longitudinalement au niveau individuel, avec des informations individuelles et environnementales disponibles. Ce travail a permis de montrer que les GCs étaient liés aux paramètres de santé à court terme (c'est-à-dire mesurés lors de la même prise d'échantillon), mais que les GCs n'avaient pas d’effets durables sur la sénescence de ces traits.
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  • HAL Id : tel-04778687 , version 2

Citer

Lucas D Lalande. Stress, Santé et Sénescence chez un mammifère longévif, le chevreuil (Capreolus capreolus). Sciences du Vivant [q-bio]. Université Claude Bernard - Lyon I, 2023. Français. ⟨NNT : 2023LYO10307⟩. ⟨tel-04778687v2⟩
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