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EQUIPES DE RECHERCHE
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ADAPTAT° DES PLANTES AUX CONTRAINTES
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Le but de nos travaux de recherche est de comprendre les potentialités d’adaptation des espèces végétales aux contraintes abiotiques de type sécheresse, salinité et métaux lourds en s’intéressant plus particulièrement au rôle de la mitochondrie dans ces processus. Nos modèles d’étude sont d’une part
l’espèce modèle Arabidopsis thaliana et ses différentes accessions pour les facilités offertes par cette plante aux niveaux moléculaire, biochimique et génétique
et, d’autre part, Eutrema salsugineum/Thellungiella salsuginea, espèce très proche génétiquement de A. thaliana et considérée comme extrêmophile car capable de tolérer des contraintes abiotiques extrêmes.
Dans le cadre de collaborations internationales, nous travaillons sur d’autres espèces végétales telles que Cakile maritima (Tunisie), Triticum turgidum (Algérie) et Vigna unguiculata (Algérie).
Dans le cadre des projets développés en collaboration au sein de iEES Paris, nous travaillons également sur Tilia tomentosa (Tilleul argenté).
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BIOGÉO ET DIVERSITÉ DES INTERACT° DU SOL
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Notre stratégie de recherche propose d'étudier les interactions biologiques en prenant en compte les contraintes abiotiques qui régulent ou modulent ces interactions, selon trois axes de recherche:
1 une analyse fonctionnelle des interactions, selon qu'elles sont de nature physique, chimique et/ou biochimique et les répercussions sur les fonctions émergentes du sol;
2 une analyse spatiale, nommée biogéographie des interactions, dans laquelle nous tenterons de mettre en évidence l’impact de la structuration spatiale sur l’organisation des interactions à différentes échelles (du paysage à l’habitat microbien);
3 une analyse temporelle, nommée évolution des interactions, dans laquelle nous analyserons l’impact de la sélection naturelle, des flux de gènes et de la dérive génétique sur les interactions.
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CHIMIO-RÉCEPTION ET ADAPTATION
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Nos recherches portent sur les mécanismes de la réception olfactive et gustative dans les systèmes sensoriels périphériques des insectes, et s’effectuent dans un contexte évolutif et adaptatif. Nous cherchons à répondre aux questions suivantes : Dans quel paysage chimique évoluent les insectes (identification des stimuli) ? Quels sont les mécanismes moléculaires de la réception des signaux ? Comment évoluent les gènes impliqués ? Quelle contribution apportent-ils aux phénomènes de plasticité chimio-sensorielle et à l’adaptation des insectes à un environnement biotique et abiotique changeant ? Enfin, les sens chimiques sont-ils impactés par un environnement pollué ou les changements climatiques ?
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COMMUNAUTÉS MICROBIENNES DANS LES ÉCOSYS
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L’équipe CoMIC s’inscrit dans un champ des recherches dont les objets d’étude sont les communautés microbiennes des écosystèmes continentaux, qu’ils soient terrestres ou aquatiques, et dont les questionnements concernent (i) la diversité, le fonctionnement et le rôle de ces communautés au sein des écosystèmes, notamment leur implication dans les flux d’énergie et de nutriments, et (ii) leur vulnérabilité aux pressions anthropiques.
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ECOLOG ET EVOLUT°DES RÉSEAUX D'INTERACT°
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Face aux multiples pressions humaines exercées sur les communautés naturelles, la science Ecologie demeure souvent incapable de livrer des prédictions adéquates. Une cause immédiate est la complexité intrinsèque des écosystèmes. L’équipe EERI s’attache à rendre compte d’une partie de cette complexité en prenant pour objet d’étude les réseaux d’interactions, donc un contexte plurispécifique. Ces réseaux d’interactions sont souvent restreints aux aspects trophiques. Plusieurs décennies de recherches portant principalement sur les réseaux trophiques ont apporté des développements importants en écologie des communautés.
L’équipe s’attache à participer à cette compréhension des réseaux trophiques, mais également à dépasser ce cadre traditionnel en privilégiant des approches à l’interface entre différentes disciplines de l’écologie : écologie des communautés, écologie fonctionnelle et écologie évolutive. Les objets d’études sont envisagés par des approches théoriques et expérimentales complémentaires, exercées en collaborations.
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ECOLOGIE INTÉGRATIVE : DES MÉCANISMES
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L’écologie est par définition une science non-réductionniste qui vise à comprendre et prédire les propriétés de systèmes écologiques qui sont à la fois biologiques, physiques et chimiques à des échelles variées, de l’agrégat de sol à la biosphère dans son entier. Cependant l’écologie s’est structurée, ces dernières décennies, en sous-disciplines centrées sur des processus (ex : dynamique de la matière organique), des échelles d’organisation (ex : écologie des populations) ou des groupes d’organismes (ex : écologie microbienne) particuliers.
Cette évolution, qui exprime le poids grandissant de l’écologie dans le concert des sciences, remet constamment en cause l’objectif d’intégration. Même l’écologie des écosystèmes, qui par définition travaille à une échelle d’organisation élevée, a eu tendance à se cantonner à l’étude des flux de matière et d’énergie en minorant l’importance de la dynamique des populations ou de la génétique et n’a pas toujours été aussi intégrative qu’elle aurait pu l’être.
L’objectif général de l’équipe EMS est donc de combler certains de ces manques en étudiant le fonctionnement des écosystèmes avec une approche très intégrative.
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ECOPHYSIOLOGIE MOLÉCULAIRE DE LA PLANTE
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L’objectif principal de l’équipe est de contribuer à trouver des solutions pour le maintien ou l’amélioration des services écosystémiques rendus par la végétation, par l’établissement (i) de critères de sélection d’espèces/variétés capables de maintenir un niveau d’intégrité physiologique compatible avec ces services et (ii) d’indicateurs physiologiques permettant d’évaluer l’évolution quantitative et qualitative des services rendus.
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ECOPHYSIOLOGIE ÉVOLUTIVE
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Les études en écologie évolutive visent à comprendre comment des traits biologiques sont contrôlés par les sélections naturelle et sexuelle.
Ces études examinent comment les pressions de sélection environnementales influencent d’une part la production des jeunes et leur survie et, d’autre part, la dynamique des populations et des écosystèmes.
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ESPÈCES SOCIALES DANS LEURS ENVI
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Nous travaillons aux échelles individuelles, coloniale, populationnelle et méta-populationnelle. L’intégration de ces différentes échelles est indispensable pour appréhender correctement l’évolution de l’organisation sociale. La réalisation de nos travaux se base sur la combinaison d’approches expérimentales (élevages au laboratoire et de terrain), analytiques (phylogénie, morphologie, chimie et immunologie), génétiques (microsatellites, ADN mitochondrial, hybridation in-situ) et théoriques (modélisation), souvent réalisées dans le cadre de collaborations nationales et internationales.
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FONCTIONNEMENT ÉCOLOGIQUE DES SOLS
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L’objectif principal de l’équipe FEST est de mieux comprendre les interactions entre les acteurs biologiques et les propriétés abiotiques des sols, et l’impact de ces interactions sur les services écosystémiques qui en découlent.
En particulier, nous étudions l’influence des ingénieurs du sol (surtout vers de terre, termites et activité microbienne) et leurs « productions » (biostructures, biopores mais aussi composts et lombricomposts en tant qu’amendements organiques utilisés dans la gestion des sols agricoles) sur la dynamique des propriétés abiotiques des sols et les sorties écosystémiques essentielles suivantes : le stockage et la dynamique du carbone et de l’eau, la croissance des plantes et le détachement (l’érosion) des sols.
Pour cela, nos études sont menées le long d’un gradient pédoclimatique allant de régions à fort déficit hydriques annuels jusqu’à des régions à fort excès hydriques, en nous appuyant sur les différents chantiers de l’UMR iEES Paris (Brésil, Chili, France) et les observatoires AMMA-CATCH et M-TROPICS au Niger, en Tunisie, en Inde, en Thaïlande, au Laos, au Vietnam.
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FORÇAGES ET FLUX DANS LA ZONE CRITIQUE
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L´équipe Forçages et flux dans la Zone critique (F2ZC) est composée de 10 chercheurs, dont 2 d’entre eux affectés en Afrique, et de 6 ingénieurs et techniciens de l’IRD, rattachés au Centre IRD délégation Ile-de- France à Bondy (93) dont 3 affectés en Afrique ou en Asie.
La recherche est conduite dans des paysages soumis à des changements d’usages des terres particulièrement intenses, avec deux objectifs majeurs :
d´une part, la caractérisation des processus biophysiques de structuration du sol, c’est-à-dire la caractérisation des mécanismes physiques et biologiques d’agrégation et de désagrégation du sol, dont dépendent de nombreuses propriétés du sol (stockage et transfert d´eau et de solutés, notamment) ; il s’agit de comprendre les variations spatiale et temporelle de ces processus au sein des paysages soumis à des changements d’usages.
d´autre part, l´évaluation des effets des changements de processus biophysiques sur la fourniture par le sol de services écosystémiques : production primaire et services de régulation du climat par la séquestration du carbone, régulation des crues et de l´érosion sous ses différentes formes ; il s’agit d’évaluer les répercussions aux niveaux de la parcelle, du bassin versant, ou du terroir, de changements de nature ou d´intensité de processus biophysiques locaux.
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NEURO-ETHOLOGIE DE L'OLFACTION
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Nos recherches expérimentales complétées par des modélisations théoriques visent à comprendre chez les insectes les processus de reconnaissance du signal olfactif et sa traduction en réponse comportementale adaptée à l’environnement et selon l’état physiologique de l’individu. Elles concernent les mécanismes du codage sensoriel depuis la transduction du signal odorant au niveau périphérique (dans les neurones récepteurs olfactifs de l’antenne) jusqu’à son intégration dans le système nerveux central (réseau de neurones du lobe antennaire) et sa traduction en réponse locomotrice orientée.
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VARIATION PHÉNOTYPIQUE ET ADAPTATION
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Nos recherches s’appuient sur des travaux expérimentaux menés sur des organismes modèles étudiés au laboratoire, en mésocosme et sur le terrain (principalement lézard vivipare, poissons killies, guppies, collemboles) ;
Nous associons à ces études expérimentales des modèles théoriques afin de développer une écologie évolutionnaire prédictive.
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