Écologie fonctionnelle

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La compréhension du rôle et des fonctions des organismes dans leur milieu de vie est un objectif majeur fixé par l’équipe DISCOVERY. Pour simplifier la représentation de la biodiversité et son rôle dans le fonctionnement des écosystèmes, il est utilisé une approche fonctionnelle de la biodiversité en recherchant des groupes d’espèces, caractérisés par des traits biologiques communs (mode trophique, de mobilité, de remaniement sédimentaire, de bioirrigation…) qui ont des effets homologues sur des fonctions écologiques clés (par ex. : réseaux trophiques, production primaire, photosynthèse, flux biogéochimiques, bioturbation…). Une attention particulière sera portée sur la variabilité des traits biologiques (redondance fonctionnelle) en réponse aux interactions biotiques et abiotiques, et sur l’étude des interactions entre les groupes fonctionnels (facilitation, complémentarité, inhibition, compétition) pour apprécier la complexité des communautés. Ces informations nous permettront de conceptualiser, développer et paramétrer des modèles de structuration des communautés et de fonctionnement des écosystèmes.

Écologie acoustique

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Les acoustiques passive et active contribuent chacune, au travers de méthodologies différentes mais toutes non intrusives et non destructives, au développement d’une écologie acoustique. A l’échelle des écosystèmes aquatiques, l’acoustique active (sondeur, sonar) permet la description du « paysage biotique », à hautes résolutions spatiale et temporelle, fournissant la distribution et la densité du necton, micronecton et zooplancton présents entre la surface et le fond de la mer ; des fronts tels que la thermocline ou l’oxycline, sont également détectables. Ainsi des relations trophiques ou des interactions physique/biologie peuvent être mises en évidence. La clarification de ces dernières reste toutefois un sujet complexe. Par ailleurs pour les échelons trophiques intermédiaires, les estimations de biomasses, essentielles pour de nombreuses recherches (environnement trophique des prédateurs, hot-spots à préserver, contribution des migrations nycthémérales aux flux de carbone, amélioration des modèles biogéochimiques ou écosystémiques), nécessitent la reconnaissance des organismes (gélatineux, crustacés, poissons mésopélagiques), ce qui reste un véritable défi. L’acoustique passive écoute et étudie les sons provenant de l’anthropophonie (bateaux, battages, pêches,…), de la géophonie (pluie, vagues,…) et de la biophonie. Chez les invertébrés, l’acoustique passive est utilisée dans un large panel d’applications, passant par la détection et l’identification d’espèces cryptiques ou en danger d’extinction, l’estimation de densité de populations, la localisation d’individus, le suivi des rythmes d’activités et de la période de reproduction. L’acoustique passive doit pouvoir, dans un avenir proche, proposer de nouveaux outils d’évaluation de la santé des écosystèmes marins en associant biologie, écologie, traitement du signal et intelligence artificielle.

Nouvelles approches en écologie trophique

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La compréhension du fonctionnement des écosystèmes passe par notre capacité à identifier les voies par lesquelles l’énergie et la matière transitent au sein des communautés. Cette description est compliquée en milieu marin par (1) la nature microscopique des sources ingérées par de nombreux organismes, (2) la variabilité spatio-temporelle du régime alimentaire des organismes, (3) les fortes capacités de mobilité de nombreuses espèces, qui ont ainsi la capacité de trouver leur alimentation dans de nombreux habitats différents, et (4) le caractère fortement opportuniste du point de vue alimentaire de nombreuses espèces. Comprendre les relations trophiques au sein des écosystèmes passe ainsi par notre capacité à étudier de manière empirique ces liens dans le milieu naturel, en décrire les variables forçantes via l’expérimentation, et en comprendre les conséquences, de l’organisme à l’écosystème, via des approches de modélisation. Dans ce contexte, le LEMAR a connu depuis quelques années un fort développement avec les recrutements de chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens, et le développement de plateformes analytiques lui conférant une capacité inégalée en France dans le domaine de l’analyse isotopique et lipidique appliquée au milieu marin, ainsi que dans le domaine de la modélisation bioénergétique et écosystémique. Désormais mises en œuvre dans tous les milieux marins, côtiers et hauturiers, polaires, tempérés en tropicaux, sur de nombreux modèles biologiques et habitats, ces approches seront encore amenées à se développer au cours des prochaines années; elles apporteront de nouvelles perspectives dans la compréhension du fonctionnement des écosystèmes et des organismes marins.