Présentation

Recherche

Le monde vit une prise de conscience majeure des enjeux environnementaux. La société, ses acteurs économiques et politiques se sont appropriés les termes de transition écologique, sobriété, et protection de la biodiversité. Les écosystèmes non perturbés par les activités humaines sont de plus en plus rares : celles-ci prélèvent jusqu’au quart de la production primaire nette de la planète, elles sont des causes de dégradation, parfois invisibles, des écosystèmes et de leur biodiversité associée, et perturbent de façon irréversible et globale le climat de la planète.

La recherche la plus pertinente face à ces défis combine les concepts issus de l’écologie, de la biologie évolutive, et des sciences de l’environnement : le CRBE est une unité de recherche comportant l’ensemble des champs disciplinaires et des compétences techniques nécessaires à l’appréhension des enjeux environnementaux dans leur globalité.

Le CRBE est un laboratoire avec quatre tutelles : le CNRS, l’Université Toulouse III – Paul Sabatier, Toulouse INP et l’IRD.

La recherche la plus pertinente face à ces défis combine les concepts issus de l’écologie, de la biologie évolutive, et des sciences de l’environnement

Objectifs

L’objectif du CRBE est de promouvoir une approche intégrative du fonctionnement des écosystèmes afin d’aborder des problèmes environnementaux complexes, et contribuer à apporter des réponses rigoureuses et pertinentes face aux crises environnementales actuelles.

De nombreuses recherches associent déjà biologie évolutive et écologie, et écologie et sciences de l’environnement. En revanche, le contexte environnemental fin de la réponse évolutive des espèces est parfois ignoré. Il est désormais établi que la réponse évolutive peut être très rapide dans les populations naturelles, comme par exemple l’adaptation à des contaminants ou à des changements de ressources, la capacité à biodégrader des produits chimiques, ou la résistance à des antibiotiques. Ces changements peuvent contribuer à modifier les interactions biotiques, les processus écosystémiques et cycles biogéochimiques. Les changements environnementaux qui imposent une sélection sur les populations contribuent à déterminer l’expression de variants phénotypiques. Ainsi, les processus sélectifs imposés par l’environnement qui affectent la dynamique des populations, et qui sont supposés connus en biologie évolutive, peuvent être mesurés directement par des approches analytiques de la biogéochimie ou par des techniques issues de la télédétection.

Thèmes de recherche

Les recherches du CRBE s’articulent autour de l’influence des changements environnementaux et de leurs interactions avec la terre vivante, et les rétroactions des systèmes socio-écologiques sur ces changements. Nos travaux sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes portent sur 4 thèmes.

Thème 1 - Documenter la diversité de la vie sur terre et les conditions environnementales dans lesquelles le vivant se structure et se maintient

Seules 1.9 million d’espèces ont été décrites, moins de 10% du total estimé, et des données écologiques fiables sont disponibles pour seulement 50 000 de ces espèces. La demande sociétale en matière d’outils de diagnostic et de soutien aux politiques environnementales doit s’appuyer sur des recherches fondamentales. La distribution de la diversité spécifique, les interactions biotiques, la variabilité intra-spécifique offrent des éléments de connaissance clefs pour l’élaboration de catégories de la liste rouge des espèces. Ces données alimentent des modèles théoriques et numériques destinés à décrire et prédire le fonctionnement d’écosystèmes, de réseaux d’interactions, de dynamiques de populations ou encore de dynamiques (co)évolutives.

Thème 2. Comprendre les mécanismes par lesquels les perturbations affectent le vivant, les cycles biogéochimiques, et les relations biodiversité-fonctions au sein des écosystèmes

Les activités humaines ont un impact sur l’écologie des espèces, avec des conséquences sur le fonctionnement des écosystèmes, ainsi que sur les biens et services qu’ils fournissent. Nos recherches explorent les réponses évolutives, écologiques, écosystémiques à des modifications majeures climatiques, hydrologiques, ou de contaminants, afin de comprendre à quel point les systèmes sont sensibles aux déviations par rapport aux conditions moyennes.

Thème 3. Identifier les rôles des interactions biologiques et des processus évolutifs sur la capacité des espèces à s’adapter aux changements environnementaux.

Les études écologiques analysant l'importance des réponses écosystémiques aux changements environnementaux se fondent majoritairement sur l’hypothèse que la substitution des espèces conditionne la réponse de l’écosystème à ces changements. Un défi de la microévolution consiste à développer un cadre conceptuel qui intègre la diversité intraspécifique dans les réponses des écosystèmes aux changements environnementaux. Des expérimentations et observations utilisant notamment les marqueurs génomiques de la sélection naturelle, mais aussi la quantification de la diversité phénotypique, permettent d’analyser le rôle de la diversité intraspécifique sur des processus, des interactions, ou sur la dynamique de systèmes complexes.

Thème 4. Proposer des outils en matière de gestion environnementale qui intègrent écologie, changements environnementaux, et interactions homme-environnement.

Passer de la connaissance à l'action nécessite la production de connaissances actionnables. Ce besoin peut être satisfait par la compilation de bases de données à larges échelles spatiales et temporelles complémentée par des campagnes de suivi et d’expérimentations in/ex situ et le développement consécutif d’outils de diagnostic et de prévision, ou encore de solutions de biorémédiation. Les solutions proposées s’inscrivent dans le cadre général de la science de la durabilité, et conduisent au développement et au transfert d’outils nouveaux pour les porteurs d’enjeu internationaux, nationaux et régionaux.