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DEEP : Diversification Evolutive et Ecologique des Populations

par Jérôme Murienne - publié le , mis à jour le

Responsable : Jérôme Murienne
Adjoint : André Pornon
 

Equipe :

Abou Mansour Grace
Baksay Sandra
Luana Bourgeaud
Gabrielli Maeva
Cerdan Axel
Fischer Fabian
Nagati Mélissande
Bruxaux Jade
Van de Paer Céline
Hackel Jan
Cally Sébastien
Kocher Arthur
Maréchaux Isabelle
Meyer Victoria
Sommeria-Klein Guilhem
Vacher Jean-Pierre
Zedane Loubab

Joetzjer Emilie
Tymen Blaise

Crouau-Roy Brigitte
Thébaud Christophe
Gardes Monique
Burrus Monique
Pornon André
Civeyrel Laure
Andalo Christophe
Maumont Stéphan
Aguilée Robin
Escaravage Nathalie
Gryta Hervé
Jargeat Patricia
Lecompte Emilie
Ribéron Alexandre
Roy Mélanie

Chave Jérôme
Chikhi Lounès
Besnard Guillaume
Murienne Jérôme
Fouquet Antoine

 

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thèse soutenue le 18 mai 2016

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PUCE2-HDR
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MCHC-HDR
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MCF
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CR1-HDR
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CR2 (LEEISA, Cayenne)

 

Origine et maintien de la biodiversité

 

Quelle est l’influence des processus écologiques sur la diversification des lignées ? La diversification (la balance entre spéciations et extinctions) est un élément déterminant dans notre compréhension de l’origine de la biodiversité, que cela soit au cours du temps ou dans des endroits différents sur la planète. Cet élément joue aussi un rôle central en écologie puisqu’il fait partie intégrante des grandes théories écologiques telles que la théorie neutre de la biodiversité ou la théorie métabolique de l’écologie. Longtemps l’apanage des paléontologues, l’étude des processus écologiques qui sous-tendent les diversifications des lignées (tels que la dépendance environnementale ou diversité-dépendance) a récemment trouvé un renouveau grâce à l’expansion des phylogénies moléculaires et au développement de nouveaux outils statistiques. Notre équipe possède déjà de solides compétences dans la production de données phylogénétiques et leur interprétation dans un cadre macroévolutif sur des modèles variés (plantes tropicales et méditerranéennes, invertébrés, champignons). Un des enjeux sera de dépasser les études individuelles et de favoriser les comparaisons intergroupes afin de faire émerger des mécanismes généraux.

Quelles sont les règles d’assemblage des espèces au sein des communautés ?. Cette question est classique dans le champ de recherche de l’écologie des communautés et de la macroécologie, mais les outils moléculaires nouveaux et la mise à disposition de bases de données intégrées sur la biodiversité nous motivent à continuer à les étudier. Par ailleurs, nous avons déjà développé des collaborations internationales sur le sujet, qui devraient continuer à porter leurs fruits. L’un des enjeux sera de mieux articuler les recherches en phylogénie des communautés et les recherches portant sur les réseaux d’interactions. Un autre enjeu sera aussi de prendre en compte le rôle des changements globaux comme un forçage de ces interactions.

Quel lien existe-t-il entre biodiversité et services écosystémiques ? Le concept de service écosystémique (les bénéfices que les écosystèmes fournissent aux humains) est aujourd’hui incontournable pour l’ensemble de la communauté scientifique et est rappelé dans la Stratégie Nationale pour la Biodiversité, par AllEnvi, et sert de concept clef dans l’IPBES. Notre équipe possède une solide expérience sur le sujet même si les études menées n’ont pas toujours été formulées en termes de « services écosystémique ». Ainsi, les services de régulation des pathogènes (humains ou végétaux), du climat (stockage de carbone), ou la pollinisation gagneraient à être étudiés comme des mécanismes biologiques, avant d’être considérés comme des services potentiellement marchandables. Un enjeu est de mieux comprendre les mécanismes précis existant entre biodiversité et la provision de ces services. En particulier, ce thème se focalisera sur (1) le rôle de la biodiversité dans la régulation des pathogènes tropicaux ; (2) le rôle de la biodiversité dans le stockage de carbone en forêts tropicales, (3) le rôle de la diversité des pollinisateurs naturels dans la reproduction des plantes de prairies alpines, et (4) le rôle des interactions symbiotiques dans la défense des plantes utilisées en restauration écologique.

Mécanismes de structuration et d’adaptation des populations

 

Comment inférer l’histoire évolutive et démographique des populations à l’aide d’informations génomiques ? Les techniques de génomique des populations se sont largement développées dans notre discipline et elles permettent maintenant d’utiliser de grandes quantités d’informations pour inférer l’histoire démographique et les migrations des espèces. Ces questions restent un enjeu fort en biologie de la conservation (e.g. déclin démographique lié à l’anthropisation) et pour tester des hypothèses classiques (migration des humains, domestication des plantes). Notre laboratoire a une longue histoire en génétique des populations et a déjà développé de tels projets de recherche, mais les enjeux statistiques et biologiques restent grands dans ce domaine. Par ailleurs, un enjeu majeur reste de modéliser rigoureusement l’interaction entre adaptation et processus démographiques (e.g. dispersion) en population finie. C’est un thème de recherche que nous développerons, en lien avec les questions empiriques.

Quel est le rôle des mécanismes d’évolution moléculaire sur la diversité génétique et phénotypique ? Nous cherchons à comprendre les mécanismes d’évolution à l’œuvre sur le génome (duplication, recombinaison, dérive, sélection…) dans les événements de distribution de la diversité génétique intra et inter-spécifique et d’adaptation i) en comparant des séquences orthologues ou de familles multigéniques appartenant à différents compartiments du génome (autosomes, X, Y) pour des lignées phylogénétiquement proches ii) ou en explorant la base génétique d’un polymorphisme phénotypique (comme la coloration chez les oiseaux ou les fleurs, la réponse immunitaire à un pathogène). L’inférence de tels mécanismes est complexifiée, non seulement par les modes d’évolution du génome mais aussi par la base génétique souvent complexe de caractères phénotypiques. Cependant, des études récentes (par exemple sur l’épinoche à trois épines ou sur les papillons Heliconius) démontrent qu’un travail détaillé sur des espèces encore récemment non-modèles est non seulement possible mais aussi fertile de découverte.