équipe BioME

 Equipe BioME

 

Responsable : Nicolas Navarro

Adjoint : Stéphane Garnier

 

Thématiques de rechercheThématiques de recherche

L’équipe s’inscrit dans une volonté de fédérer des recherches autour de la biodiversité, s’exprimant en particulier à travers la variabilité morphologique, immunitaire ou/et génétique. Ces recherches s’appuieront sur un couplage entre approches in natura et de laboratoire selon une perspective multi-échelle (des individus aux espèces) ainsi que des démarches descriptives et expérimentales, ciblées alors sur certains mécanismes. L’approche privilégiée consiste à se placer dans des contextes modifiant les contraintes exercées sur les individus et populations que cela soit (i) in natura (fragmentation naturelle ou artificielle, récente ou ancienne, urbanisation, invasions biologiques, ou encore hybridation) ou (ii) expérimentalement, en manipulant certaines composantes de l’environnement de développement et de vie des individus. L’objectif est alors de caractériser l’émergence, l’intégration et la structuration de la diversité à la lumière de ces contextes changeants et d’identifier le rôle respectif des contraintes et de la sélection dans l’évolution de cette diversité. Les enjeux sont majoritairement académiques avec une approche descriptive des patrons de diversité et des focus sur certains mécanismes évolutifs. Ceci étant, certains projets portés par l’équipe ont une valeur sociétale plus forte. Par exemple, la prise en compte d’espèces pouvant être considérées comme "sentinelles" des conditions écologiques et des risques écotoxicologiques ou infectieux associés au milieu urbain, ou encore l'appréhension de l'effet de la structure du paysage sur la biologie des populations destinée in fine à fournir des éléments décisionnels en termes d'aménagement du territoire et de gestion des populations. Enfin d’autres projets peuvent avoir des prolongements dans le domaine de la santé. Plus spécifiquement, les travaux de l’équipe s’inscrivent dans trois champs disciplinaires distincts.

 

Immunoécologie et interactions hôtes parasites

L’immunité des hôtes est considérée comme un trait d’histoire de vie en lien avec d’autres fonctions elles-mêmes associées à la fitness des individus. Selon une lecture qui s’insère dans le cadre de la théorie des traits d’histoire de vie, la compréhension évolutionniste des défenses immunitaires s’est reposée sur le paradigme central selon lequel la sélection naturelle procède en optimisant le rapport bénéfices/couts associés à la fonction immunitaire. Classiquement, le processus d’optimisation était perçu comme reposant sur des compromis d’allocations de ressources entre les défenses immunitaires et d’autres traits d’histoire de vie avec lesquels elles entrent en compétition.

 

Enjeux pour le futur contrat : une originalité (voire une rupture avec le paradigme central) de l’approche développée dans l’équipe sera de considérer (i) des coûts indépendants des ressources (comme les phénomènes immunopathologiques s.l. par exemple) et (ii) le fait que la sélection n’opère pas sur un principe simpliste où l’ampleur de la réponse immunitaire définit l’ampleur des coûts, mais où l’équilibre entre la réponse immunitaire et la régulation de cette réponse conditionne les coûts en partie indépendamment de l’amplitude de la réponse elle-même. La dimension parasitaire est bien entendu intégrée à l’approche dans la mesure où le risque parasitaire contribue à définir les bénéfices attendus d’un certain niveau de défenses immunitaires (les bénéfices étant d’autant plus importants que le risque est élevé) et où les parasites peuvent exploiter les mécanismes de régulation de l’immunité de l’hôte pour persister chez celui-ci. Ainsi, les recherches envisagées considéreront aussi bien l’évolution des différentes composantes de l’immunité des hôtes, que les stratégies des parasites pour exploiter durablement leurs hôtes.

 

Morphométrie géométrique et Eco-Evo-Devo

Jusqu’à récemment, les approches « Evo-Devo » se sont focalisés sur l’origine des innovations dans un contexte explicitement macroévolutif, centré sur une variation qualitative des caractères et les transitions majeures entre plans d’organisation, tourné sur les interactions entre évolution du développement, contraintes développementales et contingences historiques. Depuis une dizaine d’année, l’importance de la prise en compte des aspects quantitatifs de la variation à la fois des phénotypes et des processus développementaux, ainsi que l’intégration du rôle duel de l’environnement sont régulièrement suggérées dans le cadre de l’établissement de l’Eco-Evo-Devo comme le pendant microévolutif à l’Evo-Devo. Ce champ d’étude s’ancre sur la relation entre développement et fonction, sur une intégration de la biologie du développement et de l’écologie évolutive, mais aussi comme une réponse à la prise en compte nouvelle de la variabilité en biologie du développement.

 

Enjeux pour le futur contrat : le développement d’un organisme est donc contexte-dépendant et régule les interactions complexes entre les effets génétiques et environnementaux lors de leur transformation en variation phénotypique. L’environnement est ainsi vu à la fois une source et un filtre de cette variation phénotypique, la sélection naturelle fixant cette variation et l’évolution pouvant résulter alors d’un changement de ces interactions. Les recherches entreprises dans l’équipe s’inscrivent plus spécifiquement dans le paradigme de la morphométrie géométrique. Celui-ci s’intéresse à la morphologie comme un caractère multivarié et des approches quantitatives originales sont développées afin d’estimer : (i) les parts relatives des sources génétique, développementale, environnementale, écologique et de la contingence historique sur la variation de forme ainsi que leurs interactions; (ii) les conséquences, à différentes échelles, de la structuration de la variation morphologique, structuration héritée de ces différents facteurs et induisant en retour des contraintes sur l’expression phénotypique de ces mêmes facteurs. Ainsi les recherches envisagées considèrent aussi bien l’architecture développementale et génétique des caractères et leurs importances sur l’évolvabilité des populations que la structuration spatio-temporelle des populations et espèces.

 

La génétique des populations

L'objectif est ici d'utiliser les patrons de diversité génétique pour inférer les conséquences démographiques liées à la fragmentation naturelle ou artificielle des habitats et à la dégradation des milieux (anthropisation, invasions biologiques, oscillations climatiques). Dans le contexte actuel de changement climatique, comprendre l'effet de la structure (actuelle mais aussi passée et future) du paysage sur la biologie des populations revêt une importance capitale pour élaborer in fine des éléments décisionnels en termes d'aménagement du territoire et de gestion des populations et espèces.

 

Enjeux pour le futur contrat : une originalité de l’approche développée dans l’équipe est de considérer l’interdépendance des processus démographiques, appréhendés à partir des patrons de variabilité génétique, avec les deux premiers champs disciplinaires axés eux principalement sur les phénotypes. Cette interdépendance repose sur le fait que, par exemple, les modifications du paysage (par exemple la fragmentation forestière) impactent (i) la taille efficace des populations et la migration entre populations et conditionnent ainsi leur vulnérabilité aux phénomènes stochastiques et simultanément (ii) les conditions environnementales expérimentées par les populations (par exemple un effet lisière dégradant les conditions de vie à l’intérieur d’un fragment forestier) entrainant de nouvelles contraintes sur le développement et la maintenance des organismes influençant alors en retour les processus démographiques. De même, le risque parasitaire peut apparaitre très contrasté d’une population à l’autre et conduire à des niveaux de réponse différents chez les hôtes issus de ces populations. Il convient alors (entre-autre) d’identifier le déterminisme (plasticité, sélection) de cette variabilité. Ainsi, les recherches envisagées considéreront aussi bien les populations actuelles que fossiles, la fragmentation naturelle liée aux oscillations et changements climatiques actuels ou passés qu’à la fragmentation artificielle et l’anthropisation des milieux. Un objectif de l’équipe en associant ces différentes écoles de pensée est d’établir des ponts entre les paradigmes en place dans ces champs disciplinaires. Pour cela, elle souhaite se concentrer sur deux questions, centrales à l’ensemble des projets développés ces dernières années en son sein, et abordées conjointement sur la variation morphologique et sur les traits d’histoire de vie :

- (1) Quelle est l’intégration, c’est-à-dire le potentiel de covariation entre caractères, mais aussi son pendant, la modularité, c’est-à-dire le degré de quasi-indépendance des caractères, des populations ? Quels compromis nécessaires en découlent et quelles en sont les conséquences sur l’évolvabilité des populations ?

- (2) Quels sont les facteurs de régulation (biotiques, abiotiques et historiques) structurant la variabilité des populations (leur disposition à varier) au niveau génétique, morphologique, immunologique, parasitaire et des traits d’histoire de vie ?

 

Questionnement 1 : Quelle intégration, pour quels compromis ?

Animateur : N. Navarro

Les concepts d’intégration et de modularité morphologique d’un côté et de compromis d’allocation entre traits d’histoire de vie de l’autre se recouvrent fortement et sont largement expliqués dans les paradigmes évolutionnistes en place comme résultant d’une optimisation par la sélection naturelle. Plus récemment, l’importance de la composante développementale de cette disposition à la covariation et aux compromis a été soulignée. Il apparaît donc comme majeur d’identifier en quoi ces propriétés dispositionnelles (i.e. la capacité, la disposition à la covariation, aux compromis entre caractères) reflètent des mécanismes sous-jacents similaires et/ou originaux suggérant une éventuelle redondance conceptuelle. De façon plus pratique et moins ambitieuse l’objet est ici (i) de caractériser les patrons de covariation et de compromis d’allocation entre traits, (ii) d’identifier les sources de leur contrôle qu’elles soient génétiques, développementales ou encore environnementales et (iii) de caractériser les contraintes et les biais de ces compromis sur l’émergence et la structuration de la variation au niveau des populations et espèces.

 

Ateliers : au cours du précédent contrat, ces aspects d’intégration/compromis ont été abordés dans différents doctorats sous l’angle de la morphologie (G. Labonne 2014) ou des traits d’histoire de vie (R. Guerreiro 2012 ; J. Bailly 2015 ; C. Lippens débuté 2014). Pour les aspects les plus expérimentaux, les modèles développés au sein de l’équipe sont essentiellement murins et reposent sur les animaleries de l’Université de Bourgogne où sur des collaborations externes. L’intérêt du modèle souris repose sur les importantes ressources génétiques (lignées consanguines, stocks non-consanguins) et génomiques (génomes, génotypage SNP haute densité, transcriptomique, etc.…) disponibles permettant de quantifier un grand nombre de mécanismes fins. Seront abordés au cours de ce nouveau contrat :

- (1) Contexte-dépendance des effets génétiques sur la forme craniofaciale et dentaire : Modulation environnementale des QTLs de la forme, condition-dépendance de la variation génétique (QTL agissant directement sur la covariation entre traits) et conditions génétiques pour la stabilité de développement (interactions intra et inter-locus) ;

- (2) Importance de la sélection sur la régulation de l’immunité (inflammation) dans la compréhension évolutive de la réponse immunitaire et des interactions hôtes-parasites ; - Pour les aspects plus descriptifs, en population naturelle, divers modèles sont développés aujourd’hui au sein de l’équipe : cichlidés, campagnols et oiseaux, ce dernier reposant sur un dispositif « Effet de l’urbanisation sur les populations d’oiseaux » développé depuis plusieurs années au sein de l’équipe ;

- (3) Modularité et intégration du squelette chez une espèce envahissante de cichlidé : Impacts sur les trajectoires évolutives dans l’espace des formes ;

- (4) Contraintes développementales sur la variation morphologique dentaire : Mise en place et distribution d’une innovation chez le campagnol agreste à l’échelle européenne ;

- (5) Contraintes environnementales et sélection morpho-fonctionnelle : L’oreille interne et moyenne des Primates, audition et mode de vie des espèces actuelles et passées ;

- (6) Ajustement de la réponse immunitaire en fonction du risque parasitaire et des contraintes environnementales en population naturelle d’oiseaux.

 

Questionnement 2 : Quels sont les facteurs de régulation (biotiques, abiotiques et historiques) structurant les populations naturelles et leur dynamique en réponse à la fragmentation et l’artificialisation des milieux ?

Animateurs : S. Couette et S. Garnier

La potentialité de réponse des organismes et des populations aux perturbations liées aux fluctuations climatiques (actuelles ou anciennes) et/ou à l’anthropisation croissante des milieux actuels est un déterminant clef du risque local d’extinction de ces populations. Elle résulte à la fois de facteurs contemporains intrinsèques (variabilité génétique et phénotypique des populations, tolérance des organismes) et extrinsèques (risque parasitaire, compétition) mais aussi historiques puisque les modifications récentes ou actuelles de l'environnement exercent des pressions sur une structuration des populations/espèces héritée d'un passé plus ou moins lointain. Décomposer et comprendre ces risques nécessite une caractérisation des patrons de variabilité (génétique, morphologique, réponse immunitaire, traits d’histoire de vie) des populations et de leur relation aux perturbations des habitats. Une attention particulière sera portée sur les conséquences écologiques et évolutives de la fragmentation des habitats, qu'elle soit d'origine naturelle (variations climatiques, invasions biologiques) ou anthropique, et de l'artificialisation des milieux (e.g. urbanisation). Les études seront menées à diverses échelles spatio-temporelles et sur différents modèles biologiques, et consisteront par exemple à caractériser les zones refuges et les épisodes d'extinction-recolonisation enregistrés dans le passé, à déterminer comment la structure du paysage influence les flux de gènes entre populations naturelles en utilisant les approches de la génétique du paysage, ou encore à décrire comment l'environnement influence l'exposition et/ou la résistance des organismes à leurs parasites. Les questions abordées dans ce cadre ont non seulement un intérêt fondamental mais portent aussi en elles une importance sociétale relative (i) à la gestion des milieux naturels et de la faune sauvage avec l’obtention d’informations cruciales permettant le développement d’indicateurs et d’outils décisionnels, et (ii) au risque de zoonose et au rôle des populations urbaines d’oiseaux comme réservoirs et relais d’expansion de certains pathogènes.

Ateliers : divers organismes modèles sont étudiés aujourd’hui au sein de l’équipe en populations naturelles : campagnols, cichlidés, primates et oiseaux, ce dernier reposant notamment sur un dispositif précité dans la Q#1. Au cours du précédent contrat, cette question a été abordée dans différents doctorats sous l’angle de la structuration génétique et morphologique des populations d’oiseaux (E. Arnoux 2012 ; J. Bailly 2015) ou de cichlidés (C. Firmat 2011). Quatre projets seront principalement abordés au cours du contrat :

- (1) Conséquences de la fragmentation des forêts et conditions pour les invasions biologiques : le cas des oiseaux des Caraïbes ;

- (2) Spéciation des galagos en Afrique de l’Ouest lors du fractionnement des massifs forestiers de l’Ouest Africain en lien aux variations climatiques plio-quaternaire : Importance des zones refuges et de la fragmentation sur la dynamique de la biodiversité, analyses comparatives alliant morphologie, génétique moléculaire et géographie ;

- (3) Conséquences de l’hybridation chez la souris domestique et les cichlidés sur la différenciation ;

- (4) Ajustement de la réponse immunitaire en fonction du risque parasitaire et des contraintes environnementales en population naturelle d’oiseaux.

 

PersonnelsPersonnels

Personnel de recherche permanent


Postdoctorants et ATER


    Étudiants en thèse

    • Margot Bernardi
    • Antoine Perrin

    Personnel technique permanent

    • Rémi Laffont, IE CNRS
    • Émilie Steimetz, tech uB

    Personnel technique contractuel


      Collaborateurs occasionnels

        équipe CRC

        CENTRE DE RECHERCHES DE CLIMATOLOGIE

        Responsable : Yves Richard

        lien direct sur le site du CRC

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        équipe Éco/Évo

        Equipe EcoEvo

         

        Responsable : François Bretagnolle

        Adjoint : Jérôme Moreau

         

        Thématiques de rechercheThématiques de recherche

         La compréhension des mécanismes qui structurent la biodiversité est encore parcellaire alors que cette connaissance approfondie est un prérequis pour faire face à l’immense défi que posent les changements globaux. La biodiversité, et son érosion, ont été historiquement abordées sous l’angle de la diversité inter- ou intra-spécifique. Depuis très récemment, une partie de la communauté scientifique œuvrant dans les disciplines de l’écologie et de l’évolution se penche sur le rôle des interactions entre organismes (les interactions biotiques), de leur altération ou de leur évolution sur la dynamique de la biodiversité et sur ses conséquences fonctionnelles. Le champ d’étude des interactions biotiques est probablement aussi vaste et diversifié que celui de l’étude de la simple diversité des organismes. Ce champ inclut les mécanismes qui régulent les interactions entre organismes appartenant à la même espèce (interactions intraspécifiques), tels que le choix d’un partenaire sexuel, et les mécanismes impliqués dans les interactions entre organismes n’appartenant pas à la même espèce, telles que les interactions hôtes parasites ou entre animaux et végétaux.

         

        Une question centrale est de savoir ce qui détermine l’émergence d’une interaction et ce qui régule son intensité. Par exemple, au sein d’une espèce animale, ce qui détermine le choix d'un partenaire sexuel et quelles sont les stratégies qui régulent de tels choix. Pour une espèce granivore (ou frugivore), quels sont les caractères de la proie (la graine, le fruit) qui déterminent la décision de consommation et son volume. Beaucoup d’études récentes montrent que les interactions biotiques sont particulièrement sensibles aux différents moteurs anthropogéniques et que ces interactions changent qualitativement et quantitativement, voire évoluent, en réponse aux changements environnementaux. Par ailleurs, la manipulation et la régulation des interactions biotiques dans les systèmes anthropisés (par exemple les agroécosystèmes) ou les écosystèmes plus naturels, est une des voies proposées dans le contexte de l’intensification écologique ou de la conservation. Ainsi, il est supposé que la gestion des interactions à l’intérieur et entre réseaux trophiques pourrait améliorer le contrôle des pestes et des pathogènes et augmenter le rendement des cultures. Pour autant, le développement d’une ingénierie écologique (autant dans les agroécosystèmes que dans des écosystèmes plus naturels) passera par l’acquisition d’une connaissance intime des mécanismes régulant les interactions biotiques.

         

        L’objectif de notre équipe, pour le prochain contrat, vise à renforcer une telle compréhension au niveau intra-spécifique ou au niveau inter-spécifique. C’est à travers l’analyse de la diversité des interactions et des modèles biologiques qu’émergera le corpus théorique nécessaire à appréhender ce domaine de la biodiversité. Notre démarche s’intéressera à une large diversité d’interactions biotiques et à plusieurs niveaux d’organisation. Nous proposons deux thématiques transdisciplinaires sous le vocable d’« interactions biotiques » : interactions inter-spécifiques et interactions intra-spécifiques.

         

        Structuration générale en lien avec les différents modèles biologiques

        Les activités scientifiques des membres de l’équipe s’intègrent naturellement dans les thématiques des interactions intra-spécifiques et inter-spécifiques. Cette articulation sera le gage d’une interaction forte entre ces deux thèmes et d’un échange conceptuel qui sera renforcé par une politique d’animation scientifique ambitieuse. Ainsi, un des objectifs majeurs sera de favoriser un dialogue permanent entre ces deux axes thématiques.

         

        Axe 1. Interactions interspécifiques

        Plusieurs projets scientifiques que nous souhaitons développer dans le prochain contrat s’intéressent à la dynamique évolutive des interactions biotiques entre espèces. Deux interactions sont privilégiées, les interactions hôtes-parasites et des interactions plantes animaux (di- ou tri-trophiques). Le domaine des interactions hôtes-parasites est une des voies historiques dans laquelle un certain nombre de chercheurs et d’enseignants chercheurs sont engagés de longue date et ont par là même acquit une forte lisibilité nationale et internationale. Le domaine des interactions plantes-animaux est plus récent mais cette thématique émergente a un fort potentiel de développement scientifique.

         

        Interactions hôtes-parasites

        Les recherches que nous souhaitons mener dans le cadre des interactions hôtes parasites s’intéressent à deux problématiques : l’écologie évolutive des interactions hôtes-parasites et un aspect plus analytique des mécanismes impliqués.

         

        Ecologie évolutive des interactions hôtes-parasites

        L’objectif est ici d’analyser comment l’environnement abiotique influence les interactions hôtes parasites et comment les changements globaux impacteront qualitativement et quantitativement la nature de cette interaction en prenant comme modèle biologique les crustacés amphipodes du genre Gammarus, de plus en plus utilisé en écotoxicologie. Cette recherche est essentiellement menée dans le cadre de l’ANR « Multistress », débutée en 2014, et coordonnée par T. Rigaud. L’un des objectifs de l’ANR, est de déterminer dans quelle mesure les organismes peuvent résister ou tolérer plusieurs types de stress, notamment l’interaction entre stress d’origines anthropiques (contaminants, ou réchauffement climatique) et stress dus à une infection parasitaire. Le projet prévoit d’explorer les effets combinés de variations de températures et de la présence d’un parasite acanthocéphale sur le comportement et la physiologie de ces animaux. Le second objectif de l’ANR « Multistress » est d’apprécier l’impact de différents stress d’origines anthropiques (différents types de contaminants) sur la variation génétique. Il s’agira de tester si les contaminations impactent la diversité génétique des Gammaridés, où s’il existe des traces d’adaptations locales comme cela a été observé chez quelques autres organismes (plantes, notamment). Lors des études de terrain nécessaires pour explorer ces questions, le taux de parasitisme sera noté et également mis en regard de la diversité cryptique des hôtes.

         

        Le deuxième objectif de recherche s’intéressera au caractère adaptatif du phénomène de « manipulation parasitaire ». Plusieurs espèces de parasites, notamment celles à cycle complexe, induisent chez leurs hôtes des altérations phénotypiques de nature à faciliter la complétion du cycle parasitaire. Selon l’hypothèse dite de « manipulation parasitaire », ces altérations sont l’expression d’un phénotype étendu (sensu Dawkins), ce qui suppose que la capacité des parasites à manipuler leurs hôtes a été sélectionnée dans le passé ou est éventuellement toujours soumise à sélection. Cependant les données censées étayer cette hypothèse sont, dans leur immense majorité, essentiellement corrélationnelles. Elles s’appuient, d’une part, sur la mise en évidence des altérations phénotypiques et de leur apparente finalité et de l’autre, sur la vulnérabilité accrue des individus parasités à la prédation par les hôtes définitifs, établissant au passage une relation de causalité entre les deux phénomènes. Or, la démonstration effective de cette relation de causalité reste à établir dans la plupart des cas et les rares tentatives en ce sens se sont soldées par un échec. Qui plus est, il est aujourd’hui largement reconnu que la « manipulation » est « multidimensionnelle », en ce sens qu’elle ne porte pas sur un seul mais plutôt sur un ensemble de caractères phénotypiques. Une question émergente concerne donc la part relative des différentes altérations dans la « facilitation » du cycle du parasite. Dans la continuation des travaux réalisés au cours du précédent contrat, nous proposons de répondre à cette question en combinant des méthodes d’ingénierie phénotypique et des tests de prédation en milieu naturel et artificiel afin d’estimer l’importance de la multi-dimensionnalité de la manipulation au sein de différentes associations entre crustacés et parasites acanthocéphales.

         

        Enfin, un troisième objectif de recherche s’intéresse à la détection et à l’analyse de la charge parasitaire dans la faune sauvage. En effet, il est impératif, mais très complexe, de faire un suivi des différents pathogènes de la faune sauvage car elle constitue un réservoir majeur pour les maladies émergentes humaines et des animaux domestiques. Actuellement, nous sommes en train de tester la possibilité d’analyser les repas sanguins de diptères hématophages pris sur la faune sauvage pour procéder à un tel suivi. Les résultats sont très encourageants et nous souhaitons amplifier et affiner des méthodologies non-invasives pour inventorier la diversité de la charge parasitaire et virale de la faune sauvage. Ces études se déroulent au Gabon en collaboration avec des chercheurs de l’UMR MIVEGEC (Montpellier) et du CIRMF (Gabon).

         

        Analyse des mécanismes impliqués

        Notre objectif est d’approfondir nos connaissances sur les mécanismes qui gouvernent la relation hôte-parasite, notamment en ce qui concerne l’immunité et son transfert trans-générationnel chez les invertébrés, et les mécanismes de manipulation parasitaire.

         

        Immunoécologie et transfert d’immunité trans-générationnel. Pour combattre les parasites microbiens, les invertébrés ne disposent que d’un système immunitaire leur procurant une immunité de type innée. Typiquement, l’immunité innée est caractérisée par une absence de mémoire et de spécificité. Cependant, depuis quelques années, de nombreux résultats expérimentaux montrent que la réponse immunitaire des insectes n’est pas identique au cours d’infections répétées et qu’elle présente parfois un niveau de spécificité élevée suggérant la présence d’un transfert trans-générationnel d’immunité (TTGI) qui se manifeste par un transfert facultatif d’activité antimicrobienne aux œufs et par la stimulation de la production d’effecteurs immunitaires chez les descendants. L’intérêt de ce TTGI serait d’assurer une meilleure survie aux jeunes au cas où le risque infectieux de l’environnement parental persisterait dans l’environnement de la génération suivante. Nos résultats récents montrent que l’expression du transfert maternel d’immunité chez le coléoptère Tenebrio molitor se réalise au détriment de l’aptitude phénotypique de la mère et de ses descendants suggérant un avantage sélectif œuvrant à son maintien. Cependant, cet avantage n’a pas encore été démontré chez T. molitor et il existe de la variabilité inter-individuelle pour l’expression du TTGI. L’origine de cette variation n’est pas connue mais il est possible qu’elle résulte de la variation dans la persistance des agents pathogènes d’une génération à l’autre. Par conséquent, cette variation pourrait en partie être déterminée génétiquement. Par ailleurs, l’existence du TTGI chez les insectes pose des questions quant aux mécanismes par lesquels il est accompli. En effet, les insectes ne disposent pas d’immunoglobulines par lesquels le TTGI se réalise chez les vertébrés. Les mécanismes du TTGI chez les insectes restent donc à découvrir. Dans le cadre de l’ANR « MATER-IMMUNITY » débutée en 2014, et coordonnée par Y. Moret, nous proposons d’examiner l’avantage sélectif du TTGI chez T. molitor, d’étudier la génétique quantitative de ce trait et de caractériser ses aspects fonctionnels. Ces travaux nous permettrons de caractériser la valeur adaptative du TTGI, d’estimer son héritabilité, d’identifier les contraintes génétiques associées à son évolution et de comprendre les mécanismes physiologiques et moléculaires par lesquels ils se réalisent en collaboration, pour ce dernier objectif, avec des chercheurs de l’UMR 5244 IHPE (Perpignan) et de l’institut AgroBiotech (Sophia Antipolis).

         

        Mécanismes neurophysiologiques impliqués dans le phénomène de « manipulation parasitaire ». La manipulation parasitaire est multidimensionnelle et se caractérise à la fois par des changements comportementaux tels qu'une inversion de taxie, d'activité locomotrice, mais aussi physiologiques (taux métabolique, réserves énergétiques), notamment chez les parasites acanthocéphales. La compréhension du caractère adaptatif du phénomène de « manipulation parasitaire » implique d’élucider les mécanismes sous-jacents. Nous sommes engagés dans cette voie depuis quelques années et avons obtenus des premiers résultats probants sur l’implication de différentes voies physiologiques chez différentes associations hôte-parasite. Nous souhaitons, au cours du prochain contrat, aller plus loin en étudiant le lien entre réponse immunitaire, perturbations neurophysiologiques et altérations phénotypiques. Concernant ces dernières, nous prévoyons d’inclure le phénomène de castration, totale ou partielle, typiquement observé chez les crustacés infectés par des parasites acanthocéphales. La principale question sera de savoir si les différentes altérations phénotypiques surviennent indépendamment les unes des autres au plan mécanistique, ou si elles sont fonctionnellement liées.

         

        Interactions plantes-animaux

        Plusieurs thématiques de recherches se sont mises en place récemment et résultent de l’arrivée de chercheurs et d’enseignants-chercheurs travaillant sur différentes interactions di- ou tri-trophiques entre plantes et animaux. Ces recherches portent sur plusieurs modèles biologiques, mais un premier ensemble de travaux que nous souhaitons mener ou poursuivre concerne la vigne et ses ravageurs, alors que le deuxième ensemble s’intéresse aux interactions entre les fruits, les graines et les animaux granivores ou frugivores.

         

        Les systèmes tritrophiques vigne-ravageurs

        L'idée générale est d'étudier le fonctionnement écologique et évolutif d'une interaction plante/vecteur/pathogène ou plante/ravageur/parasitoïde dans un contexte de changements globaux. Deux modèles d’interactions tritrophiques dans lesquels la vigne est impliquée seront étudiés. Le premier système est celui du processus de contamination de la vigne par la flavescence dorée, le deuxième concerne le rôle des changements climatiques et de la variation des cépages sur la réponse immunitaire du vers de la grappe face à ses parasitoïdes.

         

        La flavescence dorée (FD) est une maladie bactérienne (Candidatus Phytoplasma vitis) épidémique de la vigne. L’arrachage des vignes atteintes par la FD et les traitements insecticides contre son vecteur, la cicadelle (Scaphoideus titanus) sont obligatoires, mais la FD est toujours insuffisamment contrôlée et dévaste certains vignobles. Par ailleurs, dans le contexte du plan Ecophyto visant à réduire considérablement la quantité de pesticides utilisée en France pour contrôler les ravageurs des pistes de recherches sont menées pour augmenter les services de régulations biotiques présents dans les agrosystèmes viticoles. Pour cela il est impératif de mieux comprendre les interactions entre les 3 espèces interagissant dans cette maladie afin d’envisager d’optimiser les possibles contrôles biotiques. Dans une approche de biologie intégrative, nous souhaitons répondre à un certain nombre de questions telles que : quelle est la dynamique d’infection de la vigne par la FD ? Combien dure la période d’incubation de la maladie ? A partir de quand une plante en incubation peut-elle infecter une cicadelle ? Une plante malade est-elle plus ou moins attractive pour les cicadelles qu’une plante infestée ? Pour cela, une demande d’installation d’un laboratoire habilité à héberger vigne, phytoplasme de la flavescence et cicadelle a été formulée et est en cours d’examen. Par ailleurs, nous souhaitons estimer les distances de dispersion de la cicadelle. En 2015 une expérience de marquage recapture permettra d’estimer cette distance. Les cicadelles seront aussi recherchées le long des corridors naturels de migration d’insectes pour évaluer la possibilité de dispersion à longue et très longue distance. Nous souhaitons aussi pouvoir optimiser le piégeage spécifique de la cicadelle ce qui nécessite de mieux connaître les facteurs qui attirent ou repoussent les cicadelles à différents stades de vie. Les comportements de choix d’hôte et d’agrégation sociale seront étudiés au laboratoire sur des cicadelles saines élevées au laboratoire. L'effet de la bactérie sur le comportement de choix de la cicadelle sera aussi étudié. Enfin, le recours à la modélisation spatiale permettra de comprendre le fonctionnement de cette interaction tripartite et de cibler les vulnérabilités du cycle de vie de la cicadelle.

         

        Le deuxième système tritrophique dans lequel la vigne est impliquée concerne le rôle des changements climatiques et de la variation des cépages sur la réponse immunitaire du vers de la grappe face à ses parasitoïdes. Prédire l’impact du réchauffement climatique sur l’écologie des insectes ravageurs, pour permettre à terme d’anticiper au mieux les dégâts à venir ainsi que les stratégies de lutte à mettre en place, constitue un champ de recherche en plein essor. A l’heure actuelle, quasiment aucune étude ne s’est intéressée à l’effet de cette augmentation de température sur le système immunitaire des insectes. Cette absence de données est problématique puisque la régulation des insectes ravageurs passe par l’intervention d’ennemis naturels comme les parasitoïdes. Or, le système immunitaire constitue la barrière la plus efficace des ravageurs pour lutter contre ces parasitoïdes. Comprendre comment l’augmentation de température modifiera l’efficacité du système immunitaire des ravageurs, et en retour leur capacité de défense contre les parasitoïdes, revêt alors un intérêt tout particulier dans une optique de gestion des ravageurs. Les vers de la grappe, qui se nourrissent à l’état larvaire sur différents cépages de vigne, et qui sont la cible de nombreuses espèces de parasitoïdes, représentent un modèle d’étude idéal. En effet, nous avons montré (i) que le système immunitaire des vers de la grappe varie en fonction des cépages sur lesquels les larves ont effectué leur développement, (ii) que le système immunitaire des populations françaises varie le long d’un gradient sud-nord, laissant présager un effet des températures sur le système immunitaire, et (iii) que le taux de parasitisme varie en fonction des régions. Notre projet pour le prochain contrat ambitionne donc de déterminer les effets du changement climatique sur la fonction immunitaire des insectes ravageurs en lien avec leur milieu de vie et de tester les répercussions sur le troisième niveau trophique (les parasitoïdes). Deux approches seront entreprises en parallèle pour répondre à cette question. La première sera constituée d’études expérimentales au laboratoire sur des larves issues de notre élevage afin de tester l’effet d’une augmentation de la température sur les différents effecteurs immunitaires à l’aide d’enceintes climatiques. La seconde approche sera constituée d’expériences basées sur des échantillonnages en populations naturelles dans des populations aux profils immunitaires contrastés. Les défenses immunitaires ainsi que les traits d’histoire de vie développementaux et de reproduction seront caractérisés afin d’identifier des compromis effectifs. Des tests de parasitisme avec des parasitoïdes issus d’élevage nous permettront d’appréhender la capacité de défense de ces larves en fonction de leur origine (sud versus nord). Enfin, à l’aide de croisements en environnements contrôlés nous testerons l’origine de ces variations populationnelles du système immunitaire (sélection naturelle versus plasticité phénotypique).

         

        Interactions plantes-granivores/frugivores

        La construction expérimentale ou empirique de réseaux trophiques complexes dans les agroécosystèmes ou les habitats naturels est une étape cruciale pour concevoir des stratégies de gestion des pestes et des ravageurs ou mener des actions de conservation dans un contexte de changements globaux et de diminution des intrants en zone agricole. Par exemple, la régulation haut-bas des adventices des cultures par des espèces granivores pourrait être augmentée ou optimisée par une manipulation des réseaux trophiques plantes-granivores dans les agropaysages. Inversement, la disparition d’une faune diversifiée dans les zones forestières tropicales, largement composée d’espèces frugivores aura des effets en cascade sur tout l’écosystème et se traduira, entre autre, par une réorganisation importante des mécanismes de dispersion des graines en faveur des espèces végétales anémochores ou barochore, sans pour autant que nous soyons encore capables de faire du prévisionnel sur l’évolution des processus. Il est donc urgent de pouvoir connecter de manière quantitative les espèces végétales et leurs prédateurs (granivores) ou leurs agents de dispersion. Face à la complexité de la tâche, une approche prometteuse consiste à relier les traits des ressources (graine, fruits) au comportement des consommateurs. Notre projet, pour le prochain contrat, sera précisément de mettre en évidence la relation entre les traits d’une ressource végétale et l’intensité de la consommation de la ressource par les espèces granivores ou frugivores. Nous travaillerons sur deux modèles plurispécifiques. Un premier modèle sera localisé dans la plaine céréalière autour de Chizé et sera constitué du réseau d’espèces granivores des adventices de cultures. Certains enseignants-chercheurs, au sein de notre équipe, travaillent en collaboration avec le CEBC de Chizé, ainsi qu’avec d’autres UMR sur des projets financés par des ANR, dont une qui vient de débuter (ANR AGROBIOSE). Le deuxième modèle sera constitué par le réseau d’interaction plante-frugivore en zone forestière d’Afrique Centrale (au Gabon). Les réseaux qualitatifs (binaires) entre plante et granivores (ou frugivores) sont en cours de construction sur la base de compilation bibliographiques ou de travaux de recherches déjà menés. L’intensité de la prédation des graines ou de la consommation des fruits sera quantifié pour un sous-échantillon des réseaux ce qui nous permettra d’identifier les traits qui modulent l’intensité de l’interaction. Parallèlement, des expériences ciblées réalisées sur différentes espèces de granivores appartenant à des groupes contrastés seront menées pour valider les prédictions obtenues.

         

        Axe 2. Interactions intraspécifiques

        Le projet de recherche que nous souhaitons mener dans le domaine des interactions intraspécifiques s’intéresse au rôle de la compétition sur les aspects qualitatifs ou quantitatifs des interactions entre individus. Nous souhaitons nous focaliser sur deux thématiques portant (1) sur les stratégies de décisions chez des individus en compétition et (2) sur les processus de sélection sexuelle.

         

        Compétition intra-spécifique et stratégies de décision

        Ce projet de recherche porte sur l’émergence, le maintien et l’évolution des règles de décision (decision rules) chez les animaux en lien avec leur histoire évolutive et les pressions de compétitions subies et/ou perçues. Nous envisageons trois approches.

         

        La première approche concerne les mécanismes à l’origine des choix exprimés par les individus dans un contexte de compétition intra-spécifique pour une ressource (partenaires sexuels, nourriture, sites de ponte, etc.). Comment l'individu perçoit-il la pression de compétition, et comment cette information est-elle intégrée dans le processus décisionnel? On considère habituellement que le choix réalisé par les individus nécessite un investissement conséquent en temps et en énergie, inhérent à l’échantillonnage et à la perception des pressions directes et indirectes exercées par les compétiteurs. L’intégration à bon escient d’une information incomplète permettrait aux individus de faire l’économie de ces coûts cognitifs, sans pour autant diminuer trop drastiquement leur gain d'aptitude phénotypique face aux compétiteurs. Nous explorerons ces questions en identifiant et en mesurant l’efficacité d’heuristiques décisionnelles simples mais robustes qui intègrent les pressions de compétition perçues/subies. Leur efficacité dépend par exemple de la rapidité et de la précision avec lesquelles les individus effectuent un choix face aux compétiteurs. Nous mesurerons donc le lien probable entre la rapidité de la décision, sa précision quant à l’information disponible, et l’heuristique impliquée en réponse à la pression de compétition. La deuxième approche concerne les conséquences populationnelles des processus de choix individuels, en se focalisant sur le choix du/des partenaires sexuels influencé par l’intensité de compétition intra-spécifique. A cette échelle, les choix individuels et les règles sous-jacentes seront approximés en tenant compte des patrons d’appariements au sein des populations et des pressions de compétition intra-populationnelles. La troisième approche concerne le lien entre les processus décisionnels et les stratégies de reproduction. Il est généralement admis que les décisions prises par les individus visent à optimiser leur aptitude phénotypique. Chez de très nombreuses espèces animales, les mâles en état d’épuisement spermatique (qu’il soit temporaire ou définitif) peuvent décider de continuer à s’accoupler bien qu’ils ne puissent plus produire de descendant. Ils entrent donc en compétition avec d’autres mâles fertiles pour l’accès aux femelles. Il a été proposé que cette stratégie soit bénéfique pour ces mâles car elle augmenterait leur aptitude phénotypique relative en baissant celle des autres mâles. Dans un contexte de compétition pour l’accès aux partenaires sexuels, cette situation – déjà prise en compte par certains membres de l’équipe – représente une opportunité unique d’étudier des processus décisionnels à l’origine d’une stratégie malveillante, ne visant pas à augmenter l’aptitude phénotypique du décideur mais bien à diminuer celle des compétiteurs. Nous souhaitons étudier (i) la plausibilité de ce scénario évolutif, (ii) les mécanismes à l’origine de la décision de ces mâles de continuer à s’accoupler, et (iii) les conséquences populationnelles de cette stratégie malveillante.

         

        Sélection sexuelle et évolution du dichromatisme sexuel

        L’étude de la sélection sexuelle occupe une part importante en écologie comportementale. Jusqu’à présent, les modèles de sélection intersexuelle se sont essentiellement attachés à rendre compte d’une situation où l’évolution conduit d’un monomorphisme à un dimorphisme sexuel via l’acquisition de caractères ornementaux chez les mâles. Or, il semble que chez un certain nombre d’espèces, notamment tropicales, l’évolution vers le dimorphisme sexuel consiste plutôt en une perte des couleurs vives et/ou des ornements chez les femelles. Le genre Loxigilla est de ce point de vue particulièrement intéressant. Il regroupe un certain nombre d’espèces de sporophiles endémiques des Antilles. Ces petits passereaux se caractérisent par l’existence d’un dichromatisme sexuel, les males possédant un plumage noir rehaussé de taches rouge-orangé sur différentes parties du corps, tandis que les femelles arborent un plumage gris-brun. Toutefois, l’étendue des colorations rouge-orangé des mâles varie entre les différentes espèces et chez l’espèce L. barbadensis, espèce récemment différenciées de L. noctis, le dichromatisme sexuel n’existe plus, les mâles étant semblables aux femelles. Différentes hypothèses peuvent être formulées à propos de l’évolution du dichromatisme sexuel au sein du genre Loxigilla. Une étape importante dans la compréhension du phénomène consiste à comprendre dans quelle mesure les caractères sexuels secondaire des mâles influencent les décisions d’appariement des femelles et comment celles-ci se comportent au sein de l’espèce où le dichromatisme sexuel a disparu.

         

        PersonnelsPersonnels

         

        Personnel de recherche permanent


        Postdoctorants et ATER


          Étudiants en thèse

          • Marion Fayard
          • Corentin Iltis
          • Charly Jehan
          • Silène Lartigue
          • Chloé Laubu
          • Pierre Philippe Mbehang Nguema
          • Adrien Quiles

          Personnel technique permanent


          Personnel technique contractuel


          Collaborateurs occasionnels

          équipe Samba

          Equipe SAMBA

          Responsable : Arnaud Brayard

          Adjoint : Frédéric Marin

           

          Thématiques de rechercheThématiques de recherche

          Notre projet a pour ambition de développer et de faire interagir deux axes scientifiques majeurs et complémentaires qui portent : 1/ sur les mécanismes de minéralisations, et 2/ sur la structuration des communautés aquatiques fossiles et actuelles à différentes échelles spatio-temporelles. Ces deux axes scientifiques constituent chacun le cœur de métier des participants et seront réunis au sein de SAMBA par deux questionnements transversaux différents qui constitueront chacun un challenge mais aussi l’originalité de notre équipe. Ce nouveau spectre de questionnements communs servira de base au développement de futurs programmes innovants par les participants au sein de SAMBA, mais aussi pour des projets inter-équipes, notamment avec SEDS et BioME. Nos compétences sur des modèles d’études tant actuels que fossiles seront des véritables atouts dans cette perspective.

           

          Cœur de métier n°1 : Biominéralisations

          Animateur : F. Marin

          La biominéralisation carbonatée, induite ou contrôlée, est un acteur majeur des grands cycles biogéochimiques actuels et passés. Les biominéralisations carbonatées sont multiples et ont des propriétés spécifiques que ce soit en termes de minéralogie, morphologie ou compositions isotopique et biochimique. Beaucoup, sinon toutes, suivent, pour leur synthèse, des voies de cristallisation non classiques. La compréhension des mécanismes de formation requiert donc une échelle d’analyse très fine, associant l’étude de leur composition en macromolécules à la structuration spatiale des nanograins minéraux constitutifs. Ce niveau d’analyse permet de mieux cerner l’origine ainsi que la macroévolution des systèmes calcifiants. Il impacte également l’interprétation des phénomènes diagénétiques enregistrés par les biominéraux.

           

          Enjeux pour le futur contrat : nos prospectives pour le futur contrat porteront à la fois sur la compréhension détaillée des mécanismes de biominéralisation, à l’échelle moléculaire, et sur la préservation du signal, i.e., la diagenèse des biominéralisations actuelles, subactuelles et anciennes. Nous souhaitons notamment aboutir au décryptage et à la compréhension de la chaîne de mécanismes interagissant depuis l’origine et la formation des biominéralisations jusqu’au différents processus de diagénèse qui peuvent altérer le signal biologique initial.

           

          Ateliers : concernant la biominéralisation contrôlée (correspondant à un système ‘clos’), notamment celle réalisée par les métazoaires, notre approche protéomique, explicitée précédemment, a généré une profusion de données au cours des contrats précédents. Nous avons par exemple montré que la nacre des mollusques pouvait être construite à partir de cortèges protéiques très différents. Nos données moléculaires nécessitent un important traitement in silico débouchant, à terme, sur l’établissement de modèles moléculaires, qui pourraient notamment faire intervenir les notions d’attracteurs et de propriétés émergentes. Nous souhaitons développer cette approche nouvelle, tout en continuant à générer des données moléculaires par l’analyse protéomique. Concernant la biominéralisation induite (considérée comme un système ‘ouvert’) réalisée par des communautés microbiennes, un travail majeur de caractérisation des constituants organiques associés à la phase minérale est requis, notamment en ce qui concerne les EPS (exopolymères), principalement constitués de polysaccharides. L’influence de ces constituants sur le processus de précipitation minérale n’est plus à démontrer. Cependant, une caractérisation fine, similaire à ce qui a été entrepris pour les métazoaires, reste à faire. Cette caractérisation doit être doublée d’une caractérisation des relations spatiales entre phases organiques et minérales.

           

          Cœur de métier n°2 : Structuration des communautés aquatiques à différentes échelles spatiales et temporelles

          Animateur : T. Saucède

          L'ensemble des déterminants abiotiques, biotiques et historiques qui interviennent dans la structuration des communautés aquatiques interagissent de façon plus ou moins complexe et selon des modalités qui diffèrent selon les échelles spatiale et temporelle d'analyse. A l'échelle locale, la composition des communautés est par exemple fortement contrôlée par des déterminants physiques, chimiques et biotiques, les variations d'abondance et de distribution des populations fluctuant sur des temps courts. A large échelle spatiale, le poids des interactions biotiques est généralement considéré comme négligeable au regard des facteurs abiotiques qui se combinent à l'histoire évolutive des clades et aux processus géodynamiques pour déterminer les grands motifs biogéographiques. De fait, l'analyse multi-échelle de la structuration des communautés est la seule approche qui puisse permettre d’identifier des propriétés émergentes, c’est-à-dire des motifs récurrents dans la distribution spatiale et l’évolution temporelle des communautés.

           

          Enjeux pour le futur contrat : l’étude de la structuration des communautés est une démarche récente, pour l’instant quasi-exclusivement menée en contexte actuel : les communautés fossiles ont rarement été considérées de ce point de vue. En se positionnant à l’interface entre macroécologie et paléontologie, nos investigations abordent des questions centrales en écologie, notamment celles sur les facteurs biotiques et abiotiques qui déterminent la richesse et la composition des communautés. Plus spécifiquement, comment appréhender l’origine, la structuration et la maintenance des communautés au cours des temps géologiques ? Ce positionnement original, qui impliquera diverses échelles spatio-temporelles sur des intervalles d’études parfois reculés, nous place au cœur des thématiques de recherches macroécologiques que les participants souhaitent développer et renforcer.

           

          Ateliers : nos investigations reposeront sur la synergie et les compétences respectives des membres de l'équipe qui travaillent déjà sur des ateliers complémentaires en termes d'échelles d'analyse et de contextes macroécologiques. Ces ateliers illustrent l’originalité et le savoir-faire reconnus du laboratoire Biogéosciences dans l’étude des communautés aquatiques – marines et d’eau douce – actuelles et fossiles. Les systèmes marins actuels et anciens revêtent notamment des particularismes écologiques (ex: forte connectivité) et analytiques (accessibilité et nature des données, qualités de préservation) qui nécessitent d’adopter des approches ad hoc. A partir de données fossiles ou actuelles sélectionnées pour leur qualité, quantité et disponibilité, l’objectif est de comprendre comment les communautés aquatiques évoluent à différentes échelles spatio-temporelles, notamment lors d’épisodes d’extinction ou de radiations. Cette sélection s’est effectuée selon une quadruple exigence : nos ateliers (i) concernent différents groupes taxonomiques, (ii) correspondent à différentes échelles de temps, d’espace et de hiérarchie taxonomique, (iii) illustrent des contextes environnementaux contrastés, et (iv) les données nécessaires, d’ordre taxonomiques, phylogénétiques, morphologiques et géologiques, sont au moins en partie déjà disponibles, rentrant dans les champs d’expertises des participants. Sur cette base, six ateliers prioritaires ont été listés ci-dessous en suivant une échelle spatio-temporelle croissante :

          - (1) étude des riches communautés marines de l'Eocène du Bassin de Paris sous climat tropical et analyse haute résolution de la préservation ;
          - (2) Analyse de la structuration spatiale et de la diversité des faunes d'échinides du Jurassique et du Crétacé ;
          - (3) analyse de la structuration spatiale des faunes d'échinides actuelles de l'océan Austral et de son évolution au cours du Cénozoïque ;
          - (4) Diversification et évolution de la distribution des faunes de céphalopodes (ammonites et bélemnites) téthysiennes et nord-ouest européennes au Jurassique Inférieur ;
          - (5) analyse de la structuration spatiale et phylogénétique des assemblages à gammares (amphipodes) actuels en Europe de l’Ouest et centrale ;
          - (6) étude de la rediversification des communautés marines après l’extinction de masse Permien-Trias.

          A large échelle, l'étude de la structuration des communautés permettra de mettre en évidence la nature des relations entre régions et provinces fauniques (connectivité), des gradients de composition fauniques (linéarité) et de lever les verrous méthodologiques associés (prise en compte de l'autocorrélation spatiale et des voies de dispersion privilégiées). D’un point de vue temporel, l'étude de faunes actuelles permet aussi de modéliser (e.g. modèles de niche) toute la complexité des facteurs structurants les communautés sur des temps courts. L'étude de gisement à préservation exceptionnelle permettra aussi d'étudier précisément l'enregistrement de ce signal dans une communauté fossile locale.

           

          Questionnement commun n°1 : le signal phylogénétique – des kits moléculaires aux communautés aquatiques

          Les thématiques de recherches sur la structure phylogénétique de la biodiversité connaissent un essor sans précédent, notamment en écologie et en biologie de la conservation. Cependant, l’enregistrement fossile est rarement considéré dans ce genre d’étude. Dans ce contexte particulier, nos prospectives vont adopter deux positions originales en s’attelant aux points suivants :

           

          Atelier n°1 : biodiversité phylogénétique dans les communautés aquatiques

          A l’échelle des temps géologiques, comment évolue la structuration phylogénétique des communautés aquatiques ? L’objectif global est notamment de comprendre comment les assemblages plurispécifiques évoluent phylogénétiquement, notamment lors d’épisodes d’extinction ou de radiations. De telles investigations impliquent la considération de notions écologiques et évolutives majeures, telles que la spéciation, la dispersion, et la biogéographie. Lors du précédent contrat, les membres de l’ancien axe « macroécologie/macroévolution » de l’ex-équipe BioME ont commencé à explorer cette question grâce à deux sujets de thèse (C. Hardy & A. Zacaï) portant sur les ammonoïdes du Jurassique inférieur. Les problématiques étudiées sont relativement variées et nécessitent des analyses complexes. Elles abordent des questions telles que le devenir évolutif des représentants de clades relativement proches lors d’épisode d’extinction ou de radiation, ou bien encore les liens entretenus entre les diversités phylogénétique, taxinomique et morphologique, notamment lors de grands changements environnementaux.

          Les travaux précédents des participants étant encore exploratoires, nous comptons renforcer ce questionnement en portant nos investigations sur une succession d’études circonscrites sur d’autres intervalles de temps (e.g. Trias inférieur) ou clades (e.g. oursins, gastéropodes, bivalves, gammares). Ces différents cas d’études permettront de couvrir un large spectre d’investigation tout en assurant une progression échelonnée. Pour comprendre les facteurs ayant structuré les communautés sur le long terme, les objectifs prioritaires sont :

          - (1) décrire et comparer la structure phylogénétique des communautés fossiles au cours du temps et dans différents contextes environnementaux et évolutifs (extinctions, radiations) ;
          - (2) reconsidérer la structuration géographique de la biodiversité passée en intégrant la distance phylogénétique séparant les taxons étudiés ;
          - (3) établir le lien entre les caractéristiques morphologiques ou écologiques des taxons et leur fréquence au sein des communautés ;
          - (4) de façon complémentaire, explorer la dimension phylogénétique de la disparité morphologique.

           

          Atelier n°2 : nouvelles approches moléculaires dans les reconstructions phylogénétiques

          Les reconstructions phylogénétiques pour de nombreux groupes fossiles sont encore approximatives et essentiellement basées sur des approches morphologiques. Dans le cas des mollusques à coquille calcifiée, une approche novatrice pourrait se baser sur les données moléculaires issues des matrices organiques de ces coquilles. A l’aune des récentes avancées et quantité de données produites par les participants de l’ancien axe « biominéralisation », il semble en effet grand temps de réexaminer la question de la présence de protéines fossiles chez des spécimens fossiles et des patrons de dégradation diagénétique (cf. questionnement n°2). Dans un cadre « phylogénétique », nos investigations essaieront de répondre à plusieurs questions :

          - (1) les biomolécules contenues dans des biominéraux fossiles sont-elles porteuses d’informations taxonomiques ?
          - (2) si oui, sont-elles utilisables dans des reconstructions phylogénétiques ?
          - (3) permettent-elles d’estimer des vitesses d’évolution ?

           

          Différents organismes modèles fossiles (nautiles, ammonoïdes, bivalves, gastéropodes) seront étudiés en premier lieu et comparés aux données déjà acquises pour des organismes actuels. A plus long terme, d’éventuelles phylogénies basées sur ces kits moléculaires, seront alors comparées aux phylogénies obtenues par des méthodes plus classiques du type cladistique par exemple.

           

          Questionnement commun n°2 : préservation du signal biologique

          D’un point de vue général, cette prospective s’intéresse aux mécanismes potentiels de dégradation d’un signal biologique initial que ce soit à l’échelle très large de la diversité s.l. enregistrée dans une communauté marine fossile ou actuelle, ou bien plus restreinte, dans la composition organique et minérale des coquilles de métazoaires. En effet, le signal biologique initial documenté dans une communauté peut être fortement déformé par des biais d’échantillonnage ou taphonomiques (dégradation, remobilisation, condensation, etc.) au cours des temps géologiques. De la même façon, le signal enregistré dans les matrices calcifiantes des coquilles de métazoaires peut avoir été significativement altéré par des processus de diagénèse. Ces échelles d’analyses variées (des matrices calcifiantes aux communautés) sont étroitement liées car si des biais de préservation s.l. affectent l’une ou l’autre de ces échelles, le signal documenté pour les autres sera nécessairement affecté et modifié puisqu’une partie de l’information de départ sera perdue. Nos investigations porteront donc sur l’évaluation de ces différents biais à différentes échelles pour tenter au final de les corriger au mieux et s’appuyer sur des signaux biologiques robustes. Ce questionnement n° 2 est donc un pendant nécessaire pour valider les études menées dans nos cœurs de métiers respectifs ainsi que les autres prospectives à venir. Ces investigations sont donc cruciales. Cependant, elles sont encore peu abordées car souvent considérées comme très complexes. Ce questionnement sera résolu en partenariat avec certains membres de l’équipe SEDS qui apporteront leurs expertises complémentaires en géochimie (C. Thomazo, O. Mathieu) ou sédimentologie (E. Vennin, C. Durlet).

           

          Nouveaux ateliers à l’échelle des gisements à conservation exceptionnelle et des communautés

          Des échantillonnages intensifs ont été menés ces dernières années par les membres de l’équipe par exemple sur des gisements à préservation exceptionnelle (e.g. Bassin de Paris, Formation Santana au Brésil) ou à l’intérieur du bassin Ouest américain enregistrant des environnements variés du Trias inférieur. Ces nouvelles données fossiles ont été acquises avec des protocoles d’échantillonnage rigoureux et répliqués. Elles seront confrontées à différentes études innovantes pour évaluer et corriger des éventuels biais de préservation, notamment sédimentologiques et géochimiques pour tester : (i) l’existence de perturbations environnementales continues ou récurrentes, (ii) leurs éventuels impacts sur ces communautés dans le temps et l’espace, et (iii) les biais taphonomiques, notamment la diagénèse, déformant éventuellement les motifs de diversité s.l. observés.

          L’évaluation des biais d’échantillonnage potentiels se fera aussi de façon originale (i) par des simulations informatiques modélisant par exemple des probabilités différentielles d’échantillonnage en fonction de la taille ou de la composition des organismes étudiés, et (ii) par une comparaison entre signaux « historiques » représentés dans les collections des universités et musées, et le nouvel échantillonnage effectué par les membres de l’équipe.

          Une attention toute particulière sera portée sur certains cas de conservation exceptionnelle, notamment des tissus mous, résultant souvent de minéralisations précoces. Les enjeux sont de déterminer quelles conditions environnementales ont favorisé ce type de préservation (e.g. rapidité d’enfouissement, anoxie, circulation de fluides), et si d’éventuelles communautés bactériennes y ont participé. Pour ce dernier point, la caractérisation de l’impact des activités microbiennes sera abordée par une approche géochimique impliquant notamment des études couplées des δ13C et du δ15N de la matière organique (collaboration avec l’équipe SEDS).

           

          Nouveaux ateliers à l’échelle des biominéralisations

          Un grand nombre de métazoaires produisent des exosquelettes minéralisés en carbonate de calcium, qui contiennent toujours, en faible quantité (0.1 à 5% en poids), une fraction organique intimement associée à la phase minérale. Cette matrice extracellulaire, sécrétée lors de la synthèse de l’exosquelette, est un mélange complexe de protéines, glycoprotéines et de polysaccharides, qui contrôlent la nucléation cristalline, l'allongement des cristaux et l’arrêt de leur croissance. Elle reste incluse dans le squelette une fois celui-ci formé, et donc, participe à son évolution taphonomique et diagénétique. La question essentielle est donc de savoir si cette matrice calcifiante présente une potentialité de conservation lors de la fossilisation. Si c’est le cas, il est devient alors pertinent de se demander jusqu’à quelle période géologique peut-on espérer trouver des restes de ces substances organiques qui puissent être comparés à des formes actuelles. De précieuses informations sur les processus de minéralisation et leur évolution pourront alors en être tirées.

          Nos investigations se baseront sur l’analyse exploratoire d’échantillons naturels actuels, subactuels et anciens ; ces derniers seront notamment issus des collectes fossiles méso- et cénozoïques des participants d’affinité « macroécologie/macroévolution » (A. Brayard, E. Fara, P. Neige, T. Saucède). Nos investigations reposeront également sur des simulations en laboratoire des processus taphonomiques et diagénétiques. Ces approches expérimentales (e.g. dégradation haute température en four) auront pour but d’analyser les modifications des phases organiques et minérales au cours du temps. Dans cette perspective, nous emploierons le cortège de techniques déjà développées au laboratoire, incluant les approches biochimiques (notamment sur les polysaccharides), protéomiques et immunologiques, doublées par des approches ‘physiques’ : analyses microscopiques (MEB, MET, confocal), spectroscopiques (FT-IR, Raman) et cristallographiques (EBSD). Cette approche, entièrement applicable aux biominéralisations induites bactériennes et aux biominéralisations contrôlées de métazoaires, débouchera, à terme, sur la production de modèles moléculaires de diagenèse. Cette partie expérimentale s’effectuera en collaboration avec les membres de l’équipe SEDS.

          PersonnelsPersonnels

           

          Personnel de recherche permanent


          Postdoctorants et ATER

          • Gwénaël Caravaca, NA uB
          • Nicolas Freslon, NA uB

          Étudiants en thèse

          • Salomé Fabri-Ruiz
          • Camille Moreau
          • Morgane Oudot
          • Jorune Sakalauskaite

          Personnel technique permanent


          Personnel technique contractuel


            Collaborateurs occasionnels

            • Jean Beguinot
            • Hervé Dineur
            • Georges Gand
            • Jean-David Moreau

            équipe SEDS

             

             Equipe SEDS

             

            Responsable : Emmanuelle Vennin

            Adjoints : Olivier Mathieu et Pierre Pellenard

             

            Thématiques de rechercheThématiques de recherche

            Question 1 : Comment la production, la transformation et le transfert de matières organiques et inorganiques influencent la dynamique des biogéosystèmes ?

            Mots-clés : Biogéosystèmes, réactivité, modélisation, flux, matière organique, inorganique, changements climatiques récents, traçages, biomarqueurs

            Animateur : O. Mathieu

             

            La compréhension des processus de production et de transferts de matière dans le continuum continent-océan est clef de la connaissance du fonctionnement du système Terre. Au cours des temps géologiques et dans un avenir proche, la Terre a connu et connaîtra des changements globaux dont il convient de déterminer les conséquences, bilans et cinétiques.

             

            Ces connaissances sur les cycles biogéochimiques sont nécessaires pour adapter nos sociétés et évaluer la disponibilité des ressources naturelles et leur durabilité. En fonction des paramètres biotiques et abiotiques, comprendre, la façon dont les matériaux organiques et inorganiques sont produits puis transférés permettra de mieux appréhender le fonctionnement actuel des biogéosystèmes et de prédire leur évolution. Cette démarche apportera de nouveaux éléments dans l’interprétation des enregistrements sédimentaires anciens et la constitution des stocks de matière. Différentes voies sont proposées :

             

            Production, dégradation et transformation des matières organiques (M.O.) dans les biogéosystèmes : les systèmes-sol/sédiment produisent et transforment une grande partie des M.O terrestres : Quelle est la réactivité des M.O (stabilisation, biodisponibilité) ? Comment interagissent-elles avec l’environnement (formes, flux et bilan énergétique) ? Quels paramètres agissent sur le stockage/déstockage des matières ? La première approche est multi-échelles depuis l’action des processus physico-chimiques, des microorganismes…) à l’action du climat, de l’Homme. Il s’agira de poursuivre les efforts de caractérisation des différents pools de matière organique, à partir d’approches spectroscopique, moléculaire et isotopique. L’activité biologique (diversité et fonctionnalité) sera prise en compte. Les résultats obtenus et les méthodes développées dans les biogéosystèmes actuels permettront d’évaluer la dégradation/préservation du signal dans les séries sédimentaires anciennes depuis les séquences sédimentaires subactuelles à l’échelle des évènements climatiques extrêmes.

             

            Interactions climat-tectonique-érosion durant les variations climatiques actuelles et quaternaires : s’intéressent aux couplages entre tectonique, climat et érosion, et les conséquences des variations climatiques sur les flux sédimentaires et l’évolution du relief. L’analyse portera sur les processus contrôlant les variations temporelles à court terme des débits et des flux sédimentaires particulaires et dissous exportés par les rivières pro-glaciaires ? Les premiers résultats montrent un contrôle des variations météorologiques sur les taux d'érosion et la charge sédimentaire issu d’un déstockage des dépôts glaciaires holocènes, et cela plus que de l’érosion des reliefs par les glaciers. Il s’agit d’analyser l’effet de la variabilité climatique récente et future, sur les bilans hydro-sédimentaires (hydrologie et flux particulaires et dissous) dans les bassins versants glaciaires d’altitude et de hautes latitudes.

             

            Modélisation de la variabilité spatio-temporelle des transferts de nutriments à l’échelle des bassins versants : les processus de transferts de nutriments dans les hydrosystèmes sont liés au fonctionnement hydrologique et climatique du bassin versant et à son occupation du sol. Les observations de ces 20 dernières années ne permettent pas d’apporter une compréhension suffisante des transferts, en raison de la multiplicité des facteurs, de leur interdépendance et des problèmes liés au changement d’échelle. Ces verrous peuvent être en partie ouverts par une modélisation notamment du couplage de modèles hydrologiques et agronomiques existants, qui confrontent systématiquement observations et simulation des processus connus. La connaissance de l’évolution future des hydrosystèmes n’est possible que par le truchement de ce type d’approche. Ces approches permettront-elles réellement d’avancer dans la connaissance des transferts, sont-elles pertinentes à méso-échelle (≈ centaines de km2) et peuvent-elles apporter une aide dans la planification d’aménagement du territoire ?

             

            Question 2 : Quels sont les mécanismes et les durées des perturbations du système climatique dans différents contextes géodynamiques?

            Mots clés : cadre temporel, cycle du carbone, circulation océanique, glaciations, altération

            Animateur : E. Pucéat

             

            L’étude des paléoclimats nous apporte des informations uniques sur le fonctionnement de notre système climatique en permettant d’explorer l’impact de différents forçages dans des contextes climatiques et géodynamiques variés. Parmi ces forçages, nous nous intéressons ici (1) à la géodynamique, à travers son impact sur l’altération continentale (puits de CO2 atmosphérique), sur le volcanisme (source de CO2 atmosphérique), et sur la circulation océanique, faisant partie intégrante du système climatique ; (2) aux environnements glaciaires par leur impact sur les processus d’érosion et de sédimentation :

            - (1) Pour aborder l’impact de la géodynamique sur le climat, nous étudierons deux périodes clefs du Mésozoïque : le Campanien (Crétacé Supérieur), et le Pliensbachien-Toarcien (Jurassique Inférieur). Les résultats obtenus à partir de l’εNd au Crétacé pointent vers un événement océanographique et/ou d’altération majeur se déroulant au Campanien. Cet intervalle est marqué par la surrection d’une partie de l’Afrique et l’initiation de la fermeture de la Téthys, par une accélération du refroidissement, et par un changement des cortèges argileux suggérant une modification de l’altération continentale. Nous explorerons ici l’impact de cet événement géodynamique sur la circulation océanique, avec une attention particulière sur la Téthys et le passage des Caraïbes, et leurs liens avec l’accélération contemporaine du refroidissement. De nouvelles données d’εNd, de δ13C et de minéralogie des argiles (Italie, Iran, sites DSDP proches du passage des Caraïbes), seront confrontées aux résultats de simulations d’un modèle de circulation générale pour tester différents scénarios (collab. LSCE, Gif-sur-Yvette). Le Pliensbachien-Toarcien est marqué par des perturbations du cycle du carbone, des crises volcaniques majeures et un enfouissement accru de matière organique dans les océans. Différentes analyses (minéralogiques, géochimiques élémentaires (Ti, Zr, Th), et isotopiques (Os, Sr)) serviront à approcher les variations de l’altération continentale. Des analyses conjointes de 13C des carbonates et de la matière organique permettront d’approcher les variations de la pCO2 atmosphérique et la réponse de la productivité primaire sera explorée par l’évolution conjointe des isotopes de l’azote et du soufre. La confrontation de ces données à des sorties de modèles de bilan de masse isotopique du carbone permettra ensuite de discuter les liens de cause à effet entre ces perturbations ;


            - (2) Dans la continuité de la thématique liée à la glaciation de l’Ordovicien Supérieur, le rôle des environnements glaciaires sur les modifications rapides des processus d’érosion et de sédimentation sera exploré plus en avant. A partir de données de terrains acquises à la fois pour le Quaternaire (Jura, Canada) et l’Ordovicien (Maroc), nous développerons une modélisation numérique des environnements glaciaires en couplant un modèle stratigraphique (Dionisos) et un modèle d’inlandsis (Sicopolis), pour tester le rôle des oscillations des fronts de glace et les effets connexes à l'échelle continentale sur l’architecture stratigraphique. Les mécanismes à l’origine de la transition climatique et les interactions climat – calottes de glace seront étudiés par une modélisation de la calotte de glace ordovicienne et une confrontation des simulations avec les données de terrain.

             

            Nous souhaitons par ailleurs poursuivre l’effort de calage temporel des séries sédimentaires et des événements associés, qui est la clé de la compréhension des perturbations environnementales dans l'ancien. A côté des analyses cyclostratigraphiques engagées, nous allons développer les datations radio-isotopiques sur des niveaux de cendres volcaniques (cinérites, bentonites, tonsteins) intercalés dans les successions sédimentaires d’âge Permien, Jurassique et Crétacé Supérieur. Les études cyclostratigraphiques combinées aux datations permettront d'ancrer les données bio-, magnéto- et chimio-stratigraphique et leurs durées sur les échelles numériques des temps géologiques.

             

            Question 3 : Quelle contribution pour une meilleure connaissance des réservoirs, une meilleure exploitation des ressources naturelles et un stockage plus sûr ?

            Mot clés : Diagenèse, architecture, géométrie, propriétés pétrophysiques, géodynamique

            Animateur : P-Y. Collin

             

            L'exploitation des ressources naturelles constitue un enjeu industriel, économique, environnemental et sociétal majeur. Afin d’optimiser l'exploitation de ces ressources, une connaissance géologique des réservoirs est nécessaire. Parallèlement à l’exploitation des énergies fossiles polluantes, le développement des énergies renouvelables (ex : géothermie) est un impératif pour la préservation de l’environnement, tout comme la nécessité de poursuivre et de développer les recherches sur le stockage géologique du CO2 ou des déchets radioactifs. Les réservoirs contenus dans les dépôts sédimentaires siliciclastiques et/ou carbonatées sont des ensembles présentant spatialement des hétérogénéités pétrophysiques complexes. Le stockage des déchets requiert quant à lui un minimum d'hétérogénéité dans les formations hôtes. Les hétérogénéités observées dans les formations sédimentaires constituent un état final, résultat de différents mécanismes et processus mis en jeu à différentes échelles de temps et d'espace : (1) variété des caractéristiques sédimentologiques (faciès, paléoenvironnements), (2) répartition spatio-temporelle des volumes de sédiments, contrôlée par la production sédimentaire, le transport et les variations de l'espace disponible, (3) processus diagénétiques (dont l’évolution de la matière organique) reliés à l'histoire des circulations des fluides et à leur nature, (4) fracturation, (5) contexte géodynamique. La distribution spatiale des propriétés pétrophysiques des ensembles sédimentaires réservoirs est très hétérogène, complexe et généralement difficile à appréhender et de ce fait, difficile à prédire.

             

            Nos travaux seront menés en étroite collaboration avec des partenaires industriels ou des EPIC et aborderont en partie les thématiques suivantes.

            - les liens existant entre les environnements de dépôts et la structuration des communautés calcifiantes (e.g. association microbialites-métazoaires) et les événements majeurs associés au développement des microbialites. Dans la continuité des travaux en cours, seront abordées les questions du développement des microbialites dans des environnements extrêmes (cas des réservoirs crétacés des marges ouest-africaine et brésilienne, en collaboration avec GDFSuez E&P) et l'impact de l'évolution des communautés microbiennes sur les propriétés réservoirs ;

             

            - diagenèse et sédimentogenèse de réservoirs carbonatés non conventionnels ou microporeux (volumes poreux acceptables mais perméabilités faibles à très faibles) et de leurs propriétés pétrophysiques. Un des objectifs principaux sera d'étudier les propriétés matricielles de tels réservoirs et de définir les paramètres microstructuraux contrôlant les propriétés pétrophysiques, les propriétés de transport des fluides et les propriétés géomécaniques. Ces travaux s'intègrent dans la continuité de ceux menés auparavant sur les réservoirs carbonatés microporeux et s'étendront à d'autres réservoirs aux propriétés atypiques comme la Craie (en collaboration avec TOTAL et BRGM).

             

            L'homogénéité/hétérogénéité des formations géologiques susceptibles d'accueillir des déchets radioactifs, les formations argileuses hôtes seront étudiées avec une approche sédimentologique, minéralogique et géochimique afin de contraindre la variabilité latérale et verticale des faciès et des microfaciès, en lien avec les conditions de dépôt (géométrie, surfaces remarquables, condensation, hiatus), et les effets de la diagenèse (précoce, enfouissement) sur les propriétés de stockage. Cette thématique fait suite aux travaux menés dans le Bassin de Paris et bassin subalpin en relation avec l'ANDRA et la gestion de déchets HAVL (Haute Activité Vie Longue) et pourront être poursuivis avec celles de la gestion à venir des déchets radioactifs FAVL (Faible Activité Vie Longue).

             

            Question émergente : Cycles biogéochimiques et sédimentation des environnements de la Terre à la transition Archée/Protérozoïque

            Mots clés : Précambrien, Isotopes Stables CNS, Oxygénation de l’atmosphère, Snow Ball, Vie Primitive

            Animateur : C. Thomazo

             

            Cette question émergente porte sur l’évolution des environnements sédimentaires et des cycles biogéochimiques de la Terre primitive. Ce travail est principalement basé sur l’étude des signatures isotopiques du C de l’N et du S, ainsi que sur la spéciation minéralogique du fer de sédiments Néoarchéens à Paléoproterozoiques dans leurs contextes sédimentaires. De nombreux travaux récents ont montré que la quantité d’oxygène dans l’océan et l’atmosphère terrestre influence largement les cycles biogéochimiques de l’azote, du carbone, du soufre et du fer. En effet, l’oxygène contrôle la spéciation de ces éléments et donc les voies métaboliques énergétiquement favorables pour les microorganismes. Ainsi de nombreux changements aussi bien dans la spéciation des éléments chimiques que dans leurs utilisations par le vivant sont enregistrés lors de l’apparition de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre (Great Oxygenation Event) à la transition Archéen-Protérozoïque. De plus les environnements sédimentaires changent également drastiquement autour de la limite Archéen-Protérozoïque avec l’apparition des sédiments glaciaires huroniens. Ces dépôts sédimentaires signent un changement climatique majeur potentiellement également en lien avec l’apparition de l’oxygène dans l’atmosphère (oxydation du méthane en dioxyde de carbone). L’impact de la géodynamique (constitution du supercontinent Kenorland puis sa dislocation, volcanisme, changement du modèle pétrologique) sur ces bouleversements environnementaux reste peu étudié.

             

            Plus spécifiquement nous tentons de poser de nouvelles contraintes sur les problématiques suivantes : Quand et comment l’oxygénation du système Terre a influencé les cycles biogéochimiques CNS ? Etablir un scénario mécanistique et temporel autour de la glaciation huronienne ; Caractérisation des changements d’environnements de dépôts en lien avec l’évolution géodynamique de la Terre néoarchéen/paléoprotérozoique (transition entre sagduction archéenne et orogène paléoprotérozoïque et mise en place de croûte continentale à l’émersion). Les outils développés sont ceux de la géochimie et de la sédimentologie. Ils nous permettent de caractériser les changements redox dans différents environnements sédimentaires et d’appréhender les grands bouleversements biogéochimiques et environnementaux. Un effort sera consacré à l’intégration dans un cadre géodynamique global.

             

            Pour répondre à ces questions nous nous appuierons sur les forages DCDP acquis dans le cadre du projet Labex UnivEarthS. Trois forages d’échantillons de roches sédimentaires dans le groupe de Turee Creek en Australie (Craton des Pilbara) enregistrent la transition Archéen-Protérozoïque et la glaciation huronienne. L’objectif scientifique principal étant de mieux comprendre la nature et la durée de l’évènement global d’oxygénation (GOE) ainsi que ses conséquences environnementales à travers l’étude détaillée des changements minéralogiques, géochimiques et sédimentologiques associés. Cette étude devrait apporter de nouvelles informations sur les changements de composition de l’atmosphère entre 2,45 et 2,21 Ga et permettre de mieux caractériser les changements de cycles biogéochimiques Paléo-protérozoïques (e.g. apparition de la nitrification). Les résultats obtenus sur cette première cible seront ensuite comparés aux enregistrements géochimiques et sédimentaires de la glaciation Huronienne au Canada dans le Huronian Supergroup sur de nouvelles coupes. De plus de nombreux sédiments marins (e.g. shales, Banded Iron Formation, stromatolites) collectés sur le craton Ouest Africain seront étudiés dans leur contexte géodynamique et sédimentologique. Une collection de sédiments angolais incluant notamment des stromatolites mésoarchéens (2.8 Ga) et gabonais du bassin de Franceville (2.0 Ga) sera également explorée pour leurs signatures géochimiques et isotopiques afin d’appréhender les variations des cycles biogéochimiques CNS avant et après la transition Archéen-Protérozoïque et le GOE.

            PersonnelsPersonnels

             

            Personnel de recherche permanent


            Postdoctorants et ATER


            Étudiants en thèse

            • Cédric Bougeault
            • Justine Briard
            • Élise Chenot
            • Mathilde Mercuzot
            • Paul Perron
            • Adeline Roche

            Personnel technique permanent

            • Ludovic Bruneau, tech CNRS
            • Théophile Cocquerez, IE CNRS
            • Anne-Lise Santoni, IE uB
            • Pascal Taubaty, AJT uB

            Personnel technique contractuel

            • Fabien Garcia, AI privé

            Collaborateurs occasionnels

            • Francis Amédro
            • Bertrand Matrion