Mers Australes - Une mission scientifique en antartique

PORTRAITS DE SCIENTIFIQUES

Catherine Ozouf-Costaz

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Lieu d’exercice
Muséum national d’Histoire naturelle / CNRS
Département Systématique et Evolution
UMR 7138 « Systématique, Evolution, Adaptation
75005 Paris

Pour quelles raisons embarquerez-vous à bord de la campagne CEAMARC ?

Je co-dirige, avec Philippe Koubbi, Professeur à l’UPMC (Université Pierre et Marie Curie de Paris), un programme d’ichtyologie côtière en Terre Adélie nommé « ICOTA ». Nos travaux de terrain sont financés par l’IPEV (Institut polaire français).

Ce programme nous a permis d’étudier pendant onze ans la systématique, la phylogénie et les habitats des espèces de poissons téléostéens présents en Terre Adélie dans la zone des 200 premiers mètres de profondeur. Cependant nous savons (par la capture de leurs larves planctoniques et par des images prises à l’aide d’une caméra sous-marine) que beaucoup d’autres espèces occupent des habitats plus profonds. Ces habitats encore pratiquement inexplorés nous étaient inaccessibles avec les moyens à la mer fournis par l’IPEV. Cependant l’IPEV est signataire d’un accord-cadre avec l’Australian Antarctic Division (AAD). Cet accord facilite les échanges de moyens et de personnel, pour les campagnes marines comme terrestres (glaciologie) entre les deux institutions.

Nous avons donc suggéré, il y a cinq ans, au directeur de l’IPEV, de demander à l’AAD de mettre à notre disposition son navire brise-glace océanographique, l’Aurora Australis, pour réaliser dans les parages de Terre Adélie une campagne exploratoire de la faune benthique, des poissons et de leurs habitats à des profondeurs comprises entre 200 et 1000 mètres. Négociée d’abord sur la base d’un échange de moyens, il a été ensuite décidé par les directions des Instituts Français et Australiens d’organiser cette campagne dans le cadre de l’Année Polaire Internationale, ce qui permettait d’accéder à des moyens financiers plus importants pour cette opération très onéreuse, et de médiatiser l’évènement.

Le programme international CAML (Census of Antarctic Marine Life) organise 17 campagnes tout autour de l’Antarctique pendant l’Année Polaire Internationale. Autour de la Terre Adélie, le programme « CEAMARC » réunit les travaux de trois navires : le navire français Astrolabe (hydrologie et plancton), le navire japonais Umitaka Maru (hydrologie, plancton et poissons pélagiques) et le navire Aurora Australis (organismes benthiques et poissons démersaux) qui transportera une équipe franco-australienne avec un effectif majoritairement français. Le programme sur l’Aurora Australis est englobé dans un projet de recherche « ANTFLOCK » financé par l’ANR, et dirigé par Guillaume Lecointre, dans lequel sont impliqués tous les chercheurs français embarqués à bord.

J’embarque à bord de l’Aurora Australis à la fois comme responsable d’équipe pour la partie française, mais aussi pour y réaliser moi-même des travaux de cytogénétique sur des espèces pour lesquelles je n’ai eu jusqu’alors peu ou pas accès.

Quels sont vos domaines de recherche actuels ?

Ma spécialité est la cytogénétique (c.à.d. l’analyse de la macrostructure, de la microstructure et de l’ultrastructure des chromosomes) principalement sur les poissons acanthomorphes. Cependant il m’arrive fréquemment d’apporter mes compétences en cytogénétique à d’autres équipes qui travaillent sur des groupes zoologiques différents (crustacés, mollusques, rongeurs, crocodile….).

Sur le plan technologique, nous préparons presque toujours les chromosomes lors de missions sur le terrain, par des techniques in vivo ou par cultures cellulaires ; les préparations chromosomiques sont ensuite rapportées congelées au laboratoire. Nous établissons les nombres et formules chromosomiques et classons les chromosomes par paires sur la base de leur morphologie, de marquages des bandes chromatidiennes et de localisations de divers types de séquences d’ADN par hybridation in situ en fluorescence (FISH). Notre équipe s’est spécialisée dans la technologie de la FISH sur chromosomes et utilise également cette technique sur fibres d’ADN peignées (« Fiber-FISH »). Tous ces résultats sont analysés à l’aide d’une station de caryotypage-FISH imaging, comportant un microscope équipé d’une lampe épi-fluorescente, d’une roue de filtres d’excitation et d’une caméra refroidie, le tout couplé à un logiciel d’analyse des chromosomes animaux « GENUS » (Applied Imaging), permettant la saisie, l’analyse manuelle ou automatique des images obtenues sur les chromosomes.

Je m’intéresse principalement à l’analyse comparative des changements chromosomiques qui se sont produits au cours de deux grandes radiations évolutives (« species flocks ») d’espèces poissons téléostéens :
- Les cichlidés des grands lacs africains sont un des modèles les plus connus de « species flocks » ; j’étudie ce groupe depuis quatre ans.
- Les notothenioides antarctiques sont un modèle de radiation évolutive en milieu marin. Je travaille sur ce groupe depuis 25 ans. J’ai récolté le matériel nécessaire à ces recherches au cours d’une quinzaine de campagnes, tout autour de l’Océan Austral.

Parallèlement à ces travaux de recherche fondamentale, je collabore avec des programmes de génomique comparée sur des animaux modèles ou d’intérêt économique, par exemple :
Poissons-modèles
- Le poisson coffre Tetraodon. Pendant sept années, j’ai travaillé sur contrat avec le Génoscope dans le programme de séquençage complet du génome ultra-compact de ce poisson ( voir>>) : contrôle des assemblages de séquences par ancrage sur les chromosomes ; localisation de familles de gènes ; étude de la distribution et de l’abondance des séquences répétées et des éléments transposables dans les chromosomes.
- le platy Xiphophorus maculatus pour contribuer à l’analyse de l’organisation des gènes de la région du déterminisme du sexe dans les chromosomes ( voir >>).

Poissons d’intérêt économique
- le groupe « tilapia », Oreochromis niloticus, espèce africaine d’intérêt économique et espèces voisines. Travail financé par deux projets ANR dans le cadre de l’appel d’offre GENANIMAL, en collaboration avec le CIRAD et l’INRA.

En quoi votre recherche s’inscrit-elle dans une problématique plus générale développée par votre équipe ?

Notre équipe s’intéresse essentiellement à la systématique et l’évolution des poissons acanthomorphes. Les caractères chromosomiques sont utilisés comme n’importe quel autre type de caractère (morphologique, moléculaire, morphométrique, etc…) pour la comparaison entre espèces et la reconstruction phylogénétique.
Les programmes de génomique auxquels je contribue me permettent une ouverture différente, des moyens financiers plus importants et des échanges avec des équipes très performantes en biologie moléculaire. Cette ouverture me permet, par exemple, grâce aux données découlant du séquençage de grandes régions de génomes ou de génomes entiers, d’identifier des marqueurs moléculaires susceptibles d’être localisés dans les chromosomes par FISH (voir plus haut) au Muséum de Paris, pour comparer à large échelle des changements de position de gènes, sur un nombre important de notothenioides et de cichlidés.

Quel message souhaiteriez vous transmettre aux jeunes générations ?

Le partenariat avec les scolaires représente un de nos engagements importants vis-à-vis du CAML, qui finance cette campagne grâce au soutien de la Sloan Foundation, et de l’API. Ceci est également vivement recommandé par l’IPEV (logistique et moyens sur le terrain) et le MNHN et le CNRS (financements de recherche et sur le terrain).
En dépit du fait que je suis particulièrement accaparée par la préparation de cette campagne, je considère donc comme un devoir d’apporter ma contribution, et ferai tout mon possible pour me rendre disponible pour cela.
Par ailleurs, j’ai toujours accueilli chaque année un ou deux stagiaires parmi les scolaires et je trouve cela très gratifiant.

Catherine Ozouf-Costaz

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