Marie Manceau Résoudre l'énigme des motifs du plumage des oiseaux

Des multiples variations du plumage des oiseaux

La répartition des pigments, des poils, des plumes ou des écailles forme sur la peau des vertébrés des motifs géométriques variés. Ces champs de pois, de rayures ou de polygones sont essentiels à la survie des animaux, procurant capacité de vol ou camouflage. Malgré leur importance, les mécanismes établissant ces motifs pigmentaires chez l’embryon restent un mystère. Au sein de l’équipe « Formation et évolution des motifs cutanés » au Collège de France, Marie Manceau et ses collègues développent une stratégie novatrice pour répondre à cette question fondamentale : l’étude de la variation entre différentes espèces d’oiseaux.

Le projet de recherche, soutenu par le Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française, permettra d’approfondir l’étude des motifs du plumage. En effet, Marie Manceau et son équipe projettent de décrire la géométrie formée par les bourgeons de plume apparaissant dans la peau, en utilisant des espèces aussi diverses que la caille, le poulet, le passereau diamant mandarin, l’émeu, l’autruche ou le manchot papou. Des modèles mathématiques seront ensuite créés pour reproduire de façon théorique les dynamiques de mise en place de ces différentes géométries chez l’embryon.

En parallèle, la variation entre espèces des dynamiques cellulaires et biomécaniques en place dans la peau sera décrite grâce à des techniques d’imagerie. Trouver des thèmes communs dans la variation, les modéliser et les corréler aux différentes dynamiques cellulaires, permettra d’identifier des signaux pouvant jouer un rôle dans la formation des motifs de bourgeons de plume. Ces signaux seront ensuite testés directement chez l’oiseau dont l’accès aisé à l’œuf fertilisé offre de vastes possibilités d’études fonctionnelles.

L’équipe a déjà démontré l’efficacité de cette méthode particulière. Son utilisation dans le groupe aviaire des volailles a permis l’identification de l’origine embryonnaire des rayures périodiques de couleur qui ornent le plumage des poussins. Au delà de ces animaux, cette étude a éclairé l’évolution des motifs pigmentaires, gardant des fondations communes nées de contraintes développementales.

Le soutien de la Fondation

Le Prix Bettencourt Coups d’élan pour la recherche française financera l’acquisition d’un système d’imagerie dite confocale permettant de visualiser en temps réel les dynamiques cellulaires dans la peau des embryons aviaires. Ce soutien consolidera Marie Manceau et son équipe dans leur statut de pionniers dans les études de formation des motifs par la biodiversité.

« Les motifs cutanés qui parent les animaux sont aussi divers qu'ordonnés ; un paradoxe qui fascine aussi bien les mathématiciens que les biologistes ! » Marie Manceau