Pierre de Villemereuil fait de la recherche sur la génétique de l’adaptation, à la frontière entre biologie évolutive, génétique et méthodes statistiques.

Ses intérêts de recherche portent sur l’étude des phénomènes adaptatifs dans les populations naturelles. Pour cela, il combine des approches de l’écologie évolutive, de la génétique quantitative et de la génomique des populations.

Ses travaux requièrent le développement de nouveaux cadres méthodologiques et d’outils statistiques, pour lesquels il recourt essentiellement aux statistiques bayésiennes.

Génétique de l’adaptation sur le lézard vivipare

Depuis les années 90, une population de lézard vivipare (Zootoca vivipara) est suivie chaque année sur le Mont-Lozère. Un pédigrée de la popultion est reconstruit à l’aide de micro-satellites (pour inférer les paternités). Je poursuis ce suivi démarré par Jean Clobert, avec un intérêt plus particulier pour la génétique de l’adaptation de cette population.

Mes questions principales sont :

• Quels sont les facteurs séléctifs agissant sur la population ? Quels traits sont adaptatifs, donc soumis à ces facteurs sélectifs ?
• Quelles sont les bases génétiques de ces traits adaptatifs? Cette question peut s’étudier sans (heritabilité, corrélation génétique entre traits) ou avec les outils de la génomique (architecture génétique des traits).
• Quel est le potentiel adaptatif de cette population ? Comment peut-on prédire sa réponse à la selection au long terme ?
• Quels sont les traits phénotypiques qui interviennent dans la réponse des populations au changement climatique et quels sont les mécanismes impliqués ?

Les trois premières questions sont abordées dans le cadre du projet ANR ORACLE, dans lequel on veut characteriser la sélection agissant sur différents traits, leur plasticité phénotypique et leur architecture génétique (en utilisant à la fois des approches de génétique quantitative et de génomique). Un grand modèle sera ensuite implémenté, prenant en compte la sélection, la plasticité et un modèle explicite de l’architecture génétique des traits, afin d’étudier leur évolution à long terme, et les conséquences pour la dynamique des populations, dans une perspective à long-terme de changement climatique.

Cette dernière question est abordée dans le cadre du projet ANR TIPEX, en collaboration avec Jean-François Le Galliard, Sandrine Meylan, Julien Cote et Olivier Lourdais. L’objectif général du projet est de comprendre le passage d’une population stable à une population en déclin chez cette espèce, notamment le lien entre le réchauffement, l’accélération du rythme de vie, le raccourcissement des télomères et le déclin de la population.

Au croisement de la plupart de ces questions, et en collaboration avec Sandrine Meylan et Jean-François Le Galliard, je co-encadre le projet de thèse de Théo Bodineau à iEES à Paris. Théo s’intéresse aux causes et aux conséquences des variations interindividuelles dans la phénologie de reproduction du lézard commun, en utilisant des approches expérimentales et corrélatives in situ.

Architecture génétique des traits quantitatifs

Un aspect très important de l’architecture génétique des traits quantitatifs (traits influencés par un grand nombre de locus, appelés QTL pour Quantitative Trait Loci) est la distribution des effets de chaque QTL. La forme de cette distribution a des conséquences importantes sur l’évolution, mais nous n’y avons pas vraiment accès, car la plupart des méthodes ne font pas la distinction entre marqueurs et QTL. Or, les QTL ne sont pas tous des SNP, et ne considérer que des SNP comme QTL putatifs produira donc une inférence distordue de la distribution des effets des QTL. Dans le cadre du financement ANR EvoGenArch, je lance actuellement des projets visant à quantifier l’impact de ce problème et à concevoir une solution.

Génétique quantitative inter-population

En collaboration avec Jérôme Goudet et Oscar Gaggiotti, je co-encadre le projet de thèse d’Isabela de O à l’université de Lausanne afin d’étudier le comportement des méthodes pour faire de la génétique quantitative inter-population, et voir si on peut en développer de meilleures.