Les nanoplastiques dans les océans : une pollution environnementale très sous-estimée ?


 AHLeGall    18/01/2018 : 13:41

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Le plastique... c'est (pas) fantastique !

Eléments d'illustration à partir d’une étude dans le gyre subtropical de l'Atlantique Nord, parue dans la revue Environmental Science & Technology en novembre 2017, avec Julien Gigault, Emilie Jardé et Laurent Jeanneau de Géosciences.

La question des débris de plastique est un problème planétaire. Une fois que les éléments en plastique sont jetés dans l'environnement, ils se retrouvent le plus souvent dans les cours d'eau et finissent donc « naturellement »  dans les océans. De surcroît, comme la plupart des plastiques subissent une dégradation physico-chimique ou biologique très lente dans l'environnement, les débris peuvent rester dans l'océan pendant des années, des décennies, voire beaucoup plus longtemps. Alors que les débris suffisamment denses plongent et s'accumulent sur le fond marin, les débris flottants sont quant à eux transportés sur de très grandes distances à travers les océans, poussés par les courants. Sous l’action des rayons ultraviolets du soleil, des forces physiques des ondes et de l'hydrolyse, les débris plastiques sont décomposés en plus petits morceaux : les microplastiques. Les microplastiques sont définis comme des débris inférieurs à 5 mm. On estime ainsi qu'au moins 5,25 billions - soit 1 million de million (1,000,000,000,000 ou 1012) - de morceaux de microplastiques flottent en mer, principalement dans les gyres (i.e. des grands tourbillons) subtropicaux, où ils sont piégés et s'accumulent en raison des courants marins.

Si le phénomène est bien connu, il reste néanmoins que l'impact environnemental de la pollution plastique dans les océans est encore aujourd’hui mal compris, malgré une prise de conscience croissante du problème et de son impact : les débris de plastique peuvent piéger la faune marine ; ils sont également ingérés par une grande variété d'animaux, allant du plancton aux mammifères marins, avec des répercussions tout le long de la chaine alimentaire. En outre, les débris peuvent entraîner la dispersion d'espèces microbiennes et colonisatrices dans des eaux initialement indemnes et transporter des contaminants organiques vers des organismes marins à de multiples niveaux trophiques.

Mais de quoi parlons-nous exactement, et en quelle quantité ?

La production mondiale de plastique a atteint 288 millions de tonnes en 2012, et on estime qu'entre 4,8 et 12,7 millions de tonnes de plastique ont pénétré dans les océans à partir des déchets produits sur terre en 2010. De plus, cette quantité de plastique s’accumule et se déplace : la distribution mondiale des microplastiques à travers les océans a été estimée à l'aide de modèles de circulation des courants marins : la masse totale des microplastiques est estimée entre 93 et 236000 tonnes, alors que cette quantité ne représente qu'environ 1 % des déchets plastiques mondiaux entrés dans les océans en 2010.

Mais où sont donc passés les 99 % restants ?

De toute évidence, les microplastiques sont disséminés à la surface de la mer. Les voies et les mécanismes impliqués dans ces pertes n'ont pas été identifiés et diverses hypothèses ont été proposées, comme la fragmentation en morceaux plus petits ou l’engloutissement dans les profondeurs.

Or, comprendre la gravité des effets de la pollution plastique nécessite une meilleure connaissance des mécanismes associés. Récemment, une attention particulière a été accordée aux débris plus petits, c'est-à-dire les débris microscopiques, mais les méthodes fiables de détection et de quantification n'ont pas encore été mises au point. Les mésoplastiques sont définis comme des débris plastiques d’une dimension de 5 à 20 cm, tandis que les microplastiques sont définis comme ayant une taille inférieure à 5 mm, selon la définition désormais consensuelle du NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration = Agence américaine d'observation océanique et atmosphérique).

Cependant, la limite inférieure de la définition du « calibrage » des microplastiques est restée longtemps floue. Récemment, deux catégories ont été proposées : les « grands » microplastiques de 1 à 5 mm et les « petits » microplastiques définis comme des particules micrométriques, c'est-à-dire inférieurs à 1 mm. Ces catégories ont été validées scientifiquement et suggérées comme référentiel par la directive-cadre stratégie pour le milieu marin (2008/56/CE) : plus précisément, les grands microplastiques ont été définis par la gamme 1-5 mm et les petits microplastiques par la gamme 20 μm à 1 mm. A l’échelle encore inférieure, les particules de plastique de taille nanométrique sont appelées « nanoplastiques » et mesurent entre 1 et 999 nm. Les nanoplastiques n'ont pas été caractérisés dans des échantillons naturels, mais des études ont montré qu'ils peuvent être produits à partir de microplastiques dans des conditions de laboratoire.

L’originalité de l’étude menée par Julien Gigault et ses collègues résident précisément dans la caractérisation in situ de fractions colloïdales d'eau de mer prélevées dans l'océan Atlantique Nord occidental dans la zone d'accumulation plastique, à partir desquelles quatre échantillons ont été prélevés.

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Itinéraire de l'expédition "7ème Continent" en juin 2015 dans l'Atlantique Nord (ligne bleue). La zone d'accumulation de plastique a été déterminée sur la base de 30 ans de mesures in situ et est délimitée par la ligne en pointillé rouge. Les points indiquent les emplacements de l'échantillonnage (les 2, 4, 8 et 11 juin 2015).


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En conclusion, "le plastique c'est (pas) fantastique" : les données préliminaires démontrent sans surprise la présence de nanoplastiques dans le gyre subtropical de l'Atlantique Nord. Ces résultats soulèvent plusieurs questions sur les modes de dégradation des détritus plastiques et sur le devenir environnemental des nanoplastiques, depuis leur source (continentale) jusqu'à leur destination finale (océanique). Il s’avère que les méthodes d'échantillonnage et la caractérisation des particules de plastique à l'échelle micro et nanométrique dans les échantillons naturels présentent actuellement des limites évidentes pour répondre aux questions en cours.

D’autres questions surgissent : les microplastiques et les nanoplastiques de petite taille s'accumulent-ils dans la même zone géographique que les microplastiques ? Qu'en est-il de leur distribution sous la surface ? Les chercheurs s’attendent à une distribution spatiale différente car ils ont des propriétés de flottabilité différentes de celles des grands microplastiques. Mais encore faut-il le démontrer. Il serait également particulièrement important d'étudier la présence de nanoparticules anthropiques dans le continuum naturel de l'eau, des continents aux océans. Qu'en est-il par exemple du taux de fragmentation et d'oxydation de ces petites particules de plastique ? Il serait ainsi intéressant de savoir s'il y a accumulation de plastique à l'échelle micrométrique et nanométrique. A l’inverse, on peut légitimement se demander si les nanoplastiques ne sont pas oxydés ou fragmentés plus rapidement que les microplastiques ?

Ces questions doivent être examinées avec une certaine urgence compte tenu des enjeux environnementaux, sanitaires etc.. Des questions auxquelles l’ANR obtenue par Julien Gigault à l’automne 2017 et qui débute en Janvier 2018 s’attachera à répondre : PEPSEA (Nanoparticules de plastiques dans l’environnement : source, impact et prédiction nano = ParticlEs of Plastics in the environment: Source, prEdiction and impAct).



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Accumulation de débris de plastique mélangés aux algues, échoués sur une plage de Guadeloupe (crédits photo : Julien Gigault)



Référence
Alexandra Ter Halle, Laurent Jeanneau, Marion Martignac, Emilie Jardé, Boris Pedrono, Laurent Brach, and Julien Gigault. Nanoplastic in the North Atlantic Subtropical Gyre. Environmental Science & Technology 2017 51 (23), 13689-13697. DOI: 10.1021/acs.est.7b03667


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Julien Gigault (Géosciences Rennes) / @
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Pesticides chlorés et destruction de la couche d’ozone : un lien possible ?


 AHLeGall    10/01/2018 : 13:06

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La dissémination massive de pesticides chlorés pourrait-elle affecter l’émission par la végétation de chlorométhane destructeur d’ozone ?

Dans un article récent de Trends in Plant Science (décembre 2017) intitulé "Plant-Pesticide Interactions and the Global Chloromethane Budget", Françoise Bringel (CNRS, Université de Strasbourg) et Ivan Couée (ECOBIO) discutent dans quelle mesure la dissémination massive de pesticides chlorés pourrait affecter l’émission par la végétation de chlorométhane destructeur d’ozone.

Les émissions de chlorométhane, composé organique volatil, sont actuellement majoritairement d’origine naturelle, avec une très forte contribution de production par la végétation. En tant qu’halocarbone le plus abondant dans l’atmosphère, le chlorométhane est responsable à lui seul de plus de 16% de la dégradation de l’ozone stratosphérique causée par les composés halogénés.

Rappelons ici que dans la stratosphère, l’ozone joue un rôle d’écran naturel et bénéfique vis-à-vis des ultraviolets solaires (UV) dangereux pour la matière vivante : c’est le « bon ozone » ; inversement, l'ozone troposphérique (ou « de basse altitude ») est un polluant nocif pour la faune et la flore, produit principalement par la transformation, sous l’effet du rayonnement solaire, des oxydes d’azote (NOx) et des Composés Organiques Volatils (COV) émis majoritairement par les activités humaines (échappements des véhicules, des cheminées, incinérateurs etc.) : c’est le « mauvais ozone ».

L’analyse publiée par Ivan Couée et Françoise Bringel semble indiquer que le métabolisme des pesticides chlorés pourrait se connecter à la dynamique du chlorométhane chez les plantes et leur microbiome. Des estimations indépendantes permettent de calculer que la dissémination de pesticides chlorés pourrait aboutir à une contribution de 7 à 75% du budget global d’émission annuelle de chlorométhane atmosphérique, et donc affecter le « bon ozone » protecteur.


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L’étude des processus écologiques et biochimiques impliquant les interactions plantes-microbiome dans ces connexions pesticides chlorés/chlorométhane prend donc une importance particulière dans un contexte où le budget global du chlorométhane reste mal connu et où le changement climatique dû à l’augmentation des gaz à effet de serre (GES) pourrait également moduler ces interactions.

La baisse des concentrations d'ozone de la stratosphère peut entraîner quant à elle des répercussions climatiques et biologiques, où diverses rétroactions sont à envisager, comme la réduction de l'activité photosynthétique des plantes par exemple… Or, moins de photosynthèse, cela signifie donc moins de fixation du CO2 par les plantes, donc plus CO2 qui reste dans l’atmosphère, CO2 qui accroît d’autant plus le réchauffement etc. etc..

En conclusion, si la diminution de l’ozone stratosphérique est bel et bien un problème distinct de celui du changement climatique, il n’en reste pas moins que les interactions complexes au sein même de l’atmosphère, et entre l’atmosphère et l’océan d’une part, l’atmosphère et les continents d’autre part, sont telles que des influences sont inévitables entre tous ces phénomènes. À l’échelle de la planète, la question de la sauvegarde de la couche d’ozone stratosphérique qui englobe et protège la Terre reste donc plus que jamais un excellent exemple de problème d’environnement global.


Référence (In Press, Corrected Proof, Available online 26 December 2017)
Bringel, F. and I. Couée "Plant-Pesticide Interactions and the Global Chloromethane Budget." Trends in Plant Science (2017). doi.org/10.1016/j.tplants.2017.12.001



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Ivan Couée (ECOBIO) / @
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Géosciences Rennes et Itasca montent un laboratoire commun



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Le CNRS, l’Université de Rennes 1 et la société d’ingénierie Itasca créent un partenariat industriel pour développer leur expertise commune sur l’environnement.

Le CNRS, l’Université de Rennes 1 et la société d’ingénierie Itasca créent un partenariat industriel pour développer leur expertise commune sur l’environnement. Depuis 2002, le laboratoire Géosciences Rennes noue des collaborations ponctuelles avec l’entreprise de conseil lyonnaise Itasca, spécialisée dans la modélisation numérique pour les industries de l’environnement (génie civil, mines, énergie…). Le 1er janvier 2018, ce partenariat au long cours prendra la forme d’un laboratoire commun (LabCom), scellé par la signature d’un contrat-cadre pour une durée de cinq ans. L’initiative a été promue par l’Agence nationale de la recherche (ANR) avec une dotation de 300 000 € sur trois ans.

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Le rôle des petits mammifères dans la transmission des maladies à tiques


 AHLeGall    15/12/2017 : 08:50

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Les petits mammifères sont des éléments clés de nombreuses maladies transmises par les tiques.

Les petits mammifères sont des éléments clés de nombreuses maladies transmises par les tiques. En effet, ils sont à la fois des hôtes privilégiés pour le nourrissage des stases immatures des tiques, parasites hématophages1 et des "réservoirs" d'agents pathogènes zoonotiques2 (bactéries, virus et protozoaires). Pour étudier les facteurs influençant l'infection de ces petits mammifères par ces agents infectieux, les auteurs de l’article publié en octobre 2017 dans Environmental Microbiology, dont Grégoire Perez et Alain Butet d’ECOBIO, ont piégé des petits mammifères et collecté des tiques au printemps et à l'automne 2012 et 2013 sur 24 sites dans un paysage rural de 10 x 15 km (la Zone Atelier Armorique, en Bretagne, France). Des échantillons de tissus ont été ensuite analysés par PCR pour détecter deux types d’agents infectieux : Anaplasma phagocytophilum, un groupe de bactéries parmi lesquelles appartiennent les agents de l'anaplasmose humaine, et Borrelia burgdorferi sensu lato, le groupe de bactéries responsables de la maladie de Lyme.

Parmi les deux espèces dominantes de petits mammifères capturés, les campagnols roussâtres (Myodes glareolus), inféodés aux milieux boisés montraient des prévalences plus élevées pour ces agents que les mulots sylvestres (Apodemus sylvaticus), probablement en raison de différences spécifiques au niveau des défenses immunologiques.

Campagnol Roussatre

Campagnol roussâtre parasité par des tiques (au niveau de la tête)

Mulot Sylvestre

Mulot sylvestre


En effet, ces deux espèces de rongeurs varient dans leur capacité à accueillir des tiques et à héberger des agents infectieux : les campagnols roussâtres sont de mauvais hôtes pour les tiques de l’espèce Ixodes ricinus (une des espèces de tiques qui véhiculent le plus fréquemment certaines maladies infectieuses transmissibles à l'homme comme la maladie de Lyme) ; mais ils sont au contraire de bons hôtes réservoirs pour A. phagocytophilum et B. burgdorferi. Cette étude a permis de montrer que c’est plutôt le contraire pour les mulots. Cette variabilité rend complexe l’analyse des modalités de diffusion de ces agents infectieux transmis par les tiques dans la communauté de ces petits mammifères.

Ixodes Ricinus

Nymphe d’Ixodes ricinus sur la végétation à l’affût d’un hôte


Pour compliquer encore les processus, des espèces de tiques endophiles3 qui sont moins abondantes qu’Ixodes ricinus (et donc moins facilement dénombrables), comme Ixodes trianguliceps ou Ixodes acuminatus, peuvent jouer un rôle important dans le maintien des cycles d'agents infectieux au niveau local ; tandis qu’Ixodes ricinus, quant à elle, servirait principalement de pont entre les différents hôtes réservoirs et les humains.

L’étude montre donc qu’il est important de considérer l'ensemble des espèces d’hôtes et de vecteurs ainsi que leurs interactions mutuelles et avec les agents infectieux pour mieux comprendre et modéliser la dynamique des maladies infectieuses à tiques. Les petits mammifères montrent par ailleurs des fluctuations cycliques interannuelles importantes de leur population. Ces fluctuations induisent une variation de la charge parasitaire en tiques (nombre de tiques par individu), un élément clé de la dynamique de transmission des agents infectieux et de la fréquence des cas de coinfection des tiques.

Le contexte spatial, comme l'hétérogénéité et la connectivité du paysage, qui n'ont pas été pris en compte dans cette étude, peuvent aussi structurer la composition de la communauté, l'abondance et la dispersion des hôtes et des vecteurs, et donc indirectement impacter le taux de transmission et la diffusion des agents infectieux. Le fait qu'environ un quart de la variation de la probabilité d'infection par A. phagocytophilum dépende du site d'échantillonnage semble particulièrement favorable à une telle hypothèse. Des analyses se concentrant sur cette variabilité spatiale des prévalences ont donc été conduites et devraient bientôt être publiées.


1 se nourrissant du sang d’autres organismes
2 dont les agents se transmettent naturellement des animaux vertébrés à l'homme
3 tiques hématophages spécialistes qui, entre leurs repas sanguins, vivent proches de leurs hôtes (terrier, nid), par opposition aux tiques exophiles généralistes qui chassent à l’affût sur la végétation comme Ixodes ricinus



Référence :
Perez, G., Bastian, S., Chastagner, A., Agoulon, A., Plantard, O., Vourc'h, G. and Butet, A. (2017), Ecological factors influencing small mammal infection by Anaplasma phagocytophilum and Borrelia burgdorferi s.l. in agricultural and forest landscapes. Environ Microbiol, 19: 4205–4219. doi:10.1111/1462-2920.13885


Contact OSUR
Grégoire Perez (ECOBIO, INRA/Oniris/BIOEPAR) @
Alain Butet (ECOBIO) / @
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / @


Archéologie et réalité virtuelle : les nouvelles techniques de production, d'exploration et d'analyse d'environnements archéologiques virtuels



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Jean-Baptiste Barreau, ingénieur d’études CNRS en informatique au sein de l’UMR CReAAH de l’OSUR, a soutenu le 10 juillet 2017 une thèse intitulée "Techniques de production, d'exploration et d'analyse d'environnements archéologiques virtuels".

Jean-Baptiste Barreau, ingénieur d’études CNRS en informatique au sein de l’UMR CReAAH de l’OSUR, a soutenu le 10 juillet 2017 une thèse intitulée "Techniques de production, d'exploration et d'analyse d'environnements archéologiques virtuels". Cette thèse, remarquable et remarquée, est originale, car elle est à l’interface de l’archéologie et des nouvelles technologies : modélisation 3D, reconstitution de sites et de monuments, interaction en réalité virtuelle.

Ces techniques sont particulièrement utiles aux archéologues, car elles donnent à voir et à analyser ce qui n’existe plus, de surcroît de manière dynamique et interactive. En effet, si les possibilités de numérisation 3D des vestiges actuels d'un site archéologique par le biais des dernières techniques d'acquisition 3D (photogrammétrie/scan laser) aident à la compréhension de son fonctionnement, elles peuvent aussi permettre de véritables hypothèses de reconstitutions du site tel qu'il a pu l'être à une époque donnée. En outre, les besoins de la communauté archéologique concernant ces restitutions de structures ou d'environnements sont considérables. Au-delà d'un intérêt évident en termes de valorisation du patrimoine, celles-ci permettent de véritablement mieux appréhender leurs fonctionnements et les sociétés qui les ont occupés.

Le travail de Jean-Baptiste a ainsi permis, dans un premier temps, d’opérer, traiter et analyser différents niveaux de production d'environnements archéologiques 3D pour la recherche archéologique ; puis, dans un second temps, de concevoir et mettre en place des méthodes d'interactions et de simulations immersives. Leur objectif est de permettre aux archéologues de démontrer certaines hypothèses de recherche, notamment en travaillant sur la perception d'indices visuels pertinents. Éminemment interdisciplinaires, ces recherches impliquent des collaborations étroites avec d’autres partenaires de recherches du pôle scientifique rennais : l’université de Rennes 1, l’IRISA (laboratoire INRIA), le CNRS, et l’INSA.


Quelques exemples de productions d'environnements archéologiques 3D

L’objectif de la production d’environnements 3D est de fournir in fine des « restitutions de l’hypothétique ». Le point de départ de cette démarche est basé sur la numérisation de l’existant. Les premières restitutions réalisées par Jean-Baptiste ont ainsi eu pour sujet des châteaux, ou parties de ces châteaux, et une citadelle syrienne. Du fait de leur solidité et de leur résistance à l’érosion du temps, ces restitutions reposent sur des vestiges existants plus ou moins conséquents. Voici 3 exemples pour illustrer cette démarche : la porte des Champs du château d’Angers (Maine-et-Loire), le château de Coatfrec (Côtes-d’Armor) et la Citadelle d’Alep (Syrie).

Pour la porte des Champs du château d’Angers, l’objectif scientifique étant d’obtenir un probable état de la porte au XIIIe siècle. À partir de photos et informations qualitatives et quantitatives fournies par l’archéologue référent, une première itération de restitution castellaire non texturée a donc pu être réalisée. À partir des volumes correspondant à l’existant de la porte des Champs, le travail a consisté à créer, éditer et supprimer différents éléments indiqués par l’archéologue. L’objectif est alors de rendre compte, d’un point de vue surtout qualitatif, du contenu des retours de l’archéologue et du travail induit.


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Première itération de la restitution de la porte des Champs du château d’Angers au XIIIe siècle


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Rendu de l’itération actuelle de la reconstitution 3D de la porte des Champs du château d’Angers au XIIIe siècle



Concernant le château de Coatfrec, les vestiges étaient moins conséquents. Une numérisation par une entreprise allemande a fourni le nuage de points résultant. Avec celui-ci, quelques plans, croquis et discussions avec les archéologues, ont permis de proposer une restitution. Les textures étant plus homogènes, le travail de texturage a été moins long que dans le cadre de la porte des Champs.



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Rendus 3D montrant les sections Nord et Ouest du château de Coatfrec



Enfin, il reste encore suffisamment de vestiges pour constituer un modèle 3D de l’architecture initiale de la citadelle d’Alep en Syrie. Cependant, la situation de guerre civile rendant extrêmement difficile une numérisation "classique" par photogrammétrie ou lasergrammétrie, Jean-Baptiste a expérimenté un procédé pour produire un modèle 3D « aussi pertinent que possible » uniquement à partir de quelques photographies touristiques. Ce processus combine modélisation 3D sur un nuage de points de mauvaise qualité et du texture mapping à partir d’un corpus d’images disponibles sur internet.



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Photos de la Citadelle d’Alep prises par un archéologue touriste, nuage de points de faible qualité et rendu final texturé du modèle 3D



Mais parfois, l’existant est… inexistant : on est obligé d’en passer par le traitement de la documentation archéologique disponible. Plusieurs travaux de reconstitution 3D ont donc concerné des environnements archéologiques pour lesquels l’existant ne permet au mieux que de faibles hypothèses. Il s’agit alors, en plus des échanges avec l’archéologue, d’intégrer de façon optimale la documentation qu’il aura constituée et de suivre une approche descendante dans laquelle les itérations avec l’archéologue permettent de valider la compréhension de ladite documentation et d’affiner chaque élément de l’environnement. La reconstitution du navire de la compagnie des Indes le Boullongne suit cette démarche documentaire itérative.

La modélisation 3D du navire s’est fondée sur des plans dessinés dans une monographie (Boudriot, 1983). De nombreux plans à l’échelle ont ainsi été numérisés et intégrés dans un logiciel de modélisation 3D, permettant à des graphistes du CNPAO (Conservatoire Numérique du Patrimoine Archéologique de l'Ouest : lire plus bas) de modéliser les différents objets du navire et son gréement. Ces éléments 3D sont d’abord issus de la lecture de la documentation faite par les graphistes, puis corrigés par l’historienne référente. Le modèle informatique final est ainsi "mathématiquement" composé de 408 233 polygones et 224 570 sommets. Les éléments ont été texturés grâce à des données recueillies par l’historienne, cependant, la plupart des textures restent fortement hypothétiques.



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Sections, plans et étapes de reconstitution 3D du Boullongne


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Vue éclatée du modèle 3D et rendu final du Boullongne



La navigation dans un environnement archéologique virtuel

Une étape encore plus avancée dans la virtualité - et encore plus intégrative - est désormais envisageable grâce à des méthodes d'interactions et de simulations immersives. En effet, malgré les apports d’une production menée avec et pour les archéologues, il subsiste des manques liés au contrôle des hypothèses et des incertitudes. Il est en effet important de rester lucide sur le fait que ces productions 3D correspondent majoritairement à un niveau que l’on peut qualifier au mieux d’expertise et au pire d’opinion. L’enjeu est donc désormais de concevoir des outils de réalité virtuelle, en l’occurrence immersive, pouvant proposer un chemin vers la preuve, voire le consensus scientifique. Ces nouvelles méthodes et outils visent donc à vérifier comment les possibilités de navigation, d’interaction avec un objet et de simulation peuvent amener des archéologues à la construction, à l’analyse et à la valorisation d’une reconstitution la plus pertinente possible. Voici donc 2 exemples pour illustrer cette démarche immersive : la navigation au sein du cairn de l’île Carn (Finistère) et la simulation de flore au sein de l’habitation sucrière de Rémire (Guyane française).

Il est à noter d’emblée que l’intérêt majeur de cette démarche vise la navigation et l’interaction avec des objets d’environnements archéologiques virtuels… mais à l’échelle 1:1

Les intégrations de différents sites du corpus du CNPAO au sein de la plateforme Immersia sur le campus de Beaulieu de l'université de Rennes 1 ont entraîné des réflexions autour des modes de navigation. En effet, les sites étant bien hétérogènes, notamment au niveau de leurs dimensions, plusieurs modes ont été implémentés.



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Navigation libre au sein de l’épave d’Erquy, de la chapelle de Languidou et de la plantation sucrière de Rémire



La première intégration d’environnement archéologique 3D au sein de cette plateforme Immersia fut celle du cairn de l’île Carn. Les premiers retours des archéologues furent la bonne qualité de sensation d’immersion et de rendu. La grande taille de la plateforme permet une vision périphérique complète et rapide de la structure architecturale du cairn : 9,60 mètres de long, 3 mètres de profondeur, 3 mètres de haut, Immersia est une des plus grandes salles de réalité virtuelle au monde. La possibilité de navigation naturelle en (X,Y), « physique » pourrait-on dire, et de lévitation au Flystick permet de se déplacer facilement partout dans le cairn, aux dimensions du même ordre que celles de la plateforme, et de bien observer des parties intéressantes telles que des peintures, pierres de couleur, fentes, etc.. Outre la lévitation, cette navigation en (X,Y) reste impossible dans la réalité en raison de l’exiguïté d’accès et de la dangerosité du site.



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Accès difficile, intégration de la restitution 3D et exploration immersive du cairn de l’île Carn



De la même manière, la navigation libre a été testée sur un autre environnement archéologique, la plantation sucrière de Rémire en Guyane, en mettant notamment en avant la question de l’éclairage naturel. En archéologie, l’étude des activités agricoles représente un volet important, car elles touchent nécessairement l’humanité au moins depuis la révolution néolithique. Les liens évidents entre agriculture et ensoleillement ont amené Jean-Baptiste à étudier l’intégration d’une simulation de l’évolution de la lumière du soleil pendant une journée complète sur le site de la plantation sucrière.



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Action sur la vitesse de l’alternance jour/nuit au sein de la sucrerie



La flore constitue l’élément majeur du site de la plantation sucrière. Jean-Baptiste a ainsi planté virtuellement de la végétation sur un rectangle d'une superficie de 1800 hectares, dont la topographie résulte d’altitudes issues de sondages, de cartes actuelles et du XVIIIe siècle. La végétation aux XVIIe-XVIIIe siècles étant cependant différente de celle d’aujourd’hui, au-delà des plantes utilisées dans l’activité du site d’après les sources directement liées (cacaoyer, caféier, canne à sucre et coton), des sources documentaires ont été exploitées. En comparant avec les sources d’un botaniste ayant visité l’endroit à l’époque, les plantes suivantes ont été intégrées : Baumier du Pérou, Cannelier de Ceylan, Campêche, Goyavier à grandes fleurs, Hura crepitans, Cacaoyer et Palétuvier blanc. Ainsi, en plus de la canne à sucre et du citronnier, il a fallu stocker quasiment chacune de ces plantes, à partir d’une bibliothèque de plantes 3D quand elles s’y trouvaient, ou les modéliser dans le cas contraire. Le placement des caféiers, des zones forestières et des plants de canne à sucre a été effectué de manière semi-automatique dans des zones évoquées par les sources. Notamment pour les plants de canne à sucre, des paramètres de densité et de différences aléatoires de positions/dimensions s’imposaient et ont donc été utilisés pour simuler la non-homogénéité de la réalité. Ce ne sont pas moins de 787 000 plantes qui sont ainsi affichées dans l’environnement archéologique virtuel, dont 782 000 plants de canne à sucre.  Compte tenu de l’étendue du site, l’objectif a été de proposer une simulation visuelle de paysage, en plateforme immersive, au sein de laquelle l’utilisateur perçoit sans rupture la végétation proche et la lointaine.



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Rendus 3D de cacaoyer, palétuvier blanc et cannelier de Ceylan


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Simulation 3D de végétation sur la plantation sucrière de Rémire




Quelles perspectives ?

A travers ces quelques exemples de travaux sur la production, l’exploration et l’analyse d’environnements archéologiques virtuels, Jean-Baptiste démontre l’intérêt de développer – pour et avec les archéologues - la production adaptative et itérative d’environnements archéologiques 3D, mais aussi l’utilisation d’environnements archéologiques virtuels. Il est désormais possible d’imaginer comment la réalité virtuelle peut accompagner l’évolution du métier d’archéologue vers une sorte d’idéal : voir, sentir, entendre, manipuler, interagir avec des éléments certes virtuels, mais parfois parcellaires dans la réalité. Plus concrètement, les archéologues devraient dans le futur proche pouvoir mesurer, analyser, consulter des sources, interpréter, expérimenter et modéliser par le biais d’un système de réalité virtuelle : bref, pouvoir tester et valider en « situation » des hypothèses de travail.

Dans un futur encore plus lointain, les enjeux se situeront probablement au niveau de la simulation et de l’interaction avec des humains virtuels du passé. Pour restituer leurs gestes dédiés à des tâches disparues, les avancées technologiques permettront ainsi de simuler des humains en activités du passé. Pour l’archéologue immergé pouvant vérifier la cohérence de l’environnement, il serait ainsi envisageable d’appréhender les activités des humains virtuels, de faire interagir ces activités avec l’environnement archéologique virtuel, puis enfin de déduire de ces activités une narration du quotidien d’un site archéologique.

Nul doute que ses travaux futurs trouveront une prolongation également au sein du CNPAO, le Conservatoire Numérique du Patrimoine Archéologique de l'Ouest, dont Jean-Baptiste est le coordinateur. Une initiative originale qui fédère archéologues et informaticiens d’horizons divers (université de Rennes 1, CNRS, INSA, INRAP, INRIA), et qui lui avait valu en 2014 le prix Werner Weber.


Contact
Jean-Baptiste Barreau (CReAAH) / @
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR)


Expo "Éternité, rêve humain et réalités de la science"


 AHLeGall    23/05/2017 : 14:36

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Romain Causse-Védrines, technicien au labo ECOBIO, a collaboré à l'exposition "ÉTERNITÉ, RÊVE HUMAIN ET RÉALITÉS DE LA SCIENCE" proposée du 19 mai 2017 au 12 mars 2018 au Muséum d'histoire naturelle de Nantes.

Romain Causse-Védrines, technicien au labo ECOBIO, a collaboré à l'exposition "ÉTERNITÉ, RÊVE HUMAIN ET RÉALITÉS DE LA SCIENCE" proposée du 19 mai 2017 au 12 mars 2018 au Muséum d'histoire naturelle de Nantes. On peut le retrouver à travers des vidéos de vulgarisation comme "Les 10 plus vieux animaux" et "La méduse immortelle"



Bandeau Eternite Web


L’Homme a toujours rêvé d’éternité. Cette exposition le replace dans la diversité du vivant et l'histoire de la Terre.

Depuis l’Antiquité, des croyances variées animent chaque civilisation : la résurrection chez les Égyptiens, le paradis pour les perses, la réincarnation des hindous. Au Moyen Âge, c’est l’alchimie qui tente de répondre à la question de la vie éternelle par la confection d’élixirs et de la pierre philosophale.

Aujourd’hui, ce rêve d’éternité s’insinue dans notre réalité grâce aux progrès technologiques et médicaux. L’homme peut-il être considéré comme une machine dont on remplacera les pièces défaillantes par des prothèses bioniques ? Pourra-t-il, à l’instar d’autres animaux comme la salamandre, régénérer tout ou partie de son corps ? Pourrons-nous faire repousser des tissus ou même des organes entiers ? Les nouvelles technologies semblent pouvoir nous aider à nous battre contre la mort, à repousser toujours plus loin les limites de la vie.

Et les autres ? Afin de replacer l’Homme dans la diversité du vivant et l’histoire de la Terre, l’exposition propose un voyage dans le temps : le temps de vie des autres êtres vivants, le temps d’existence des espèces (l’espèce Homo sapiens existe depuis près de 200 000 ans) et le temps de la Terre et de l’Univers.

>>> En savoir plus sur l'expo



A propos de la contribution de Romain

Dans cette expo multi-supports, Romain - plus connu sur la toile sous le pseudo de Professeur Lablouse - propose des contenus audiovisuels : des vidéos en format court dont il est particulièrement friand puisqu'il anime une chaine youtube dédiée à la vulgarisation scientifique en biologe/écologie. En voici deux exemples proposés dans le cadre de l'expo






On peut retrouver et suivre Romain dans ses pérégrinations sur les réseaux sociaux

> youtube
> twitter
> facebook



Contacts OSUR
Romain Causse-Védrines (ECOBIO)
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR)


Workshop: Where land becomes stream


 AHLeGall    15/03/2017 : 13:12
 Aucun    Caroussel

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Where land becomes stream: connecting spatial and temporal scales to better understand and manage catchment ecosystems

Where land becomes stream: connecting spatial and temporal scales to better understand and manage catchment ecosystems


Date and location: Rennes, France, 7-8 March 2017.
Number of participants: 24
Number of countries: 5
Number of institutes: 11


On the 7th and 8th of March 2017, 24 international experts on hydrology and ecology held a conference in Rennes France at the OSUR. In addition to colleagues from France, there were participants from the UK, Sweden, Germany, and the USA (see full list of participants below). The workshop was convened by Dr. Gilles Pinay (University Rennes 1, France), Dr Benjamin Abbott (Michigan State University, USA), Professor Florentina Moatar (University of Tours, France), and Dr. Ophélie Fovet (INRA Rennes, France).

Participants worked together to develop new tools and data to address environmental issues of water quality in headwater streams. While headwater streams represent the vast majority of stream length and are the primary conveyor of water, solutes, and particulates, they have such high spatial variability that is difficult to relate concentrations and fluxes to catchment characteristics. Given the high cost of high-frequency water quality monitoring, how can we quantify this heterogeneity in an ecologically meaningful way?

Specifically they addressed the following questions:
• How can we integrate multiple, non-uniform data sources (e.g. occasional synoptic sampling, high-frequency time series, agency water quality data)?
• What are the limits to extrapolating high-frequency data from a single catchment?
• What tools can be used to scale spatially and temporally in headwater catchments to address management issues and improve hypothesis testing?

Specific working groups investigated:
• Analysis of concentration-discharge (C-Q) relationships at multiple spatial and temporal scales, providing a stream network perspective of hysteresis and chemostasis.
• Long-term changes in seasonality as indicators of ecosystem health and efficacy of management actions.
• Optimizing monitoring designs to leverage intensive and extensive water quality sampling depending on the monitoring objectives (e.g. diagnostic, preventive action plan assessment).
• Synchrony and stationarity of headwater catchment water quality.
• Novel modelling techniques to link hydrological and biogeochemical functioning.

Sub-groups of participants contributed to the production of discussion papers prior to the meeting; these provided a basis for discussion at the start of the workshop, feeding into plenary sessions later on.




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Headwater streams like this one in Brittany France, make up the majority of the terrestrial-aquatic interface and global river habitat. They respond quickly to changes in precipitation, experiencing huge swings in water flow and water chemistry. Photo: G. Pinay.

Where Land Becomes Stream3b
Human activity has profoundly impacted small streams. Urbanization and agriculture alter stream ecology with nutrient-rich runoff, and physical modifications change hydrological behavior, like the diking of this channel near the Mont Saint-Michel World Heritage Site. Photo: B. Abbott.


The main conclusion was that current water quality monitoring schemes are a consequence of historical priorities and choices. Consequently, they are not always able to evaluate whether current regulations are being met. Most regulatory frameworks are focused on not exceeding legal thresholds or annual load limits. If monitoring designs are not able to evaluate these parameters, they are unlikely to usefully inform management efforts to improve water quality. While downstream annual loads in large catchments are relatively well constrained, bias in sampling currently prevents quantification of concentration thresholds through the stream network, which requires higher-frequency and more distributed sampling. This raised four questions for further consideration in a follow-up discussion paper: i) What are the most relevant regulatory goals? ii) What kinds of interventions would be most effective to improve performance in regard to those goals? iii) How long will it take before improved management will be reflected in performance? iv) How can a monitoring framework be developed to better integrate and create synergy between scientific researchers and land managers?

In addition to the discussion paper, other papers will be written as outcomes of the meeting: one on emergent properties, looking at how and why variance in water quality varies with spatial scale; a second paper on the characterization, classification and prediction of solute (co)variability in catchments and in ungauged basins; and a third paper which will consider new metrics of water quality data. Finally, we will prepare two letters, one to be sent by hydrologists to aquatic ecologists and another from aquatic ecologists to hydrologists. In both cases we are interested to learn what disciplinary differences prevent hydrologists and ecologists from working together. The letters will address the following questions: What does the other side get wrong? What is intimidating or confusing about the other side - why are their concepts hard to master? What collaboration opportunities do you wish they would offer? In due course, we aim to produce short commentaries for both communities outlining opportunities for future scientific collaboration.



Participant list:

Nicholas Howden (University of Bristol)
Tim Burt & Fred Worrall (University of Durham)
Jay Zarnetske & Ben Abbott (Michigan State University, USA)
Francois Birgand (North Carolina University, USA)
Andreas Musolff (Leipzig UFZ, Germany)
Sarah Godsey (Idaho State University, USA)
Zhang Qian (USEPA Chesapeake Bay Program, USA)
Kevin Bishop (SLU, Sweden)
Gilles Pinay, Gérard Gruau, Jean Marçais, Jean-Reynald de Dreuzy, Camille Vautier (CNRS, University Rennes 1, France)
Florentina Moatar & Camille Minaudo (University of Tours, France)
Ophélie Fovet, Rémi Dupas, Chantal Gascuel, Patrick Durand, Laurent Ruiz, Zahra Thomas (INRA Rennes, France)


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>>> More information see publication in EOS 2017/07/07 : Abbott, B. W., G. Pinay, and T. Burt (2017), Protecting water resources through a focus on headwater streams, Eos, 98, https://doi.org/10.1029/2017EO076897. Published on 07 July 2017.



Contact OSUR

Ben Abbott / @
Gilles Pinay / @





Une allocation d'installation scientifique commune de Rennes Métropole


 AHLeGall    10/03/2017 : 09:45
 Aucun    Caroussel

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Claudia Wiegand et Anniet Laverman viennent de se voir attribuer une allocation d'installation scientifique commune de Rennes Métropole d'un montant global de 75000 €.

Claudia Wiegand et Anniet Laverman viennent de se voir attribuer une allocation d'installation scientifique commune de Rennes Métropole d'un montant global de 75000 €. Celle-ci va permettre l’acquisition d’un automate ayant une capacité d’analyse d'échantillons (sédiments, eau, tissus organismes,…) à haut débit permettant du monitoring environnemental, à raison de 200 échantillons par heure.
Logo Rennes Metropole


Claudia Wiegand
 est professeure à l'université de Rennes 1 et chercheuse à ECOBIO depuis septembre 2015, spécialiste du stress en écologie et en écotoxicologie.

Anniet Laverman est chargée de recherche CNRS au laboratoire ECOBIO depuis juillet 2014 ; elle est spécialiste d'écologie microbienne, biogéochimie et modélisation.

Leur projet commun porte sur les "flux de matière environnemental sous pression anthropique : transformations biogéochimiques et rétroactions sur la biodiversité et la qualité des ressources en eau".


AIS2017 RM Wiegand Laverman
Représentation schématique des thèmes proposés pour ce projet de recherche


L’empreinte croissante de l’homme sur son environnement menace la durabilité du fonctionnement des écosystèmes et des biens et services qu’ils fournissent à nos sociétés. La pression anthropique a un impact considérable sur la biodiversité et sa capacité à transformer et recycler les flux des matières dans les écosystèmes. Ce projet de recherche a pour objectif de comprendre les conséquences de ces changements sur la diversité et sur les transformations biogéochimiques des nutriments et des polluants qui contrôlent en retour la qualité des ressources en eau. Afin de comprendre les effets des activités anthropiques sur l'environnement et la rétroaction entre biodiversité et transformations biogéochimiques des matières et in fine de prévoir des stratégies d'atténuation et/ou de remédiation, nous proposons dans une démarche intégrative d’étudier l’adaptation des organismes aux niveaux macro et microscopiques. Plus précisément, ce projet vise à (1) examiner les effets de la pollution environnementale sur les cycles biogéochimiques des nutriments et des polluants; (2) évaluer l’impact d’un panel croissant de polluants chimiques dans l’environnement ; (3) identifier la diversité de tolérance/sensibilité à l’exposition à un stress environnemental des espèces ingénieures et/ou indicatrices de la qualité de l’habitat lorsqu’exposer à un stress environnemental.

Ces recherches produiront in fine des éléments essentiels de l’appréciation des effets de différents scénarios de stress environnementaux. Toutefois, pour réussir ces travaux, il est indispensable d’avoir une capacité d’analyse des échantillons (sédiments, eau, tissus organismes,…) à haut débit permettant le monitoring environnemental. L’acquisition d’un automate de type Gallery (Thermo Fisher), répond à cette exigence puisqu’il permettra de manière robuste et simple d’analyser 200 échantillons par heure. Cette évolution technologique de haut-débit contribuera à étendre l’attractivité et les capacités analytiques de l’OSUR, auquel ECOBIO appartient, et ce à des fins de profilage métabolique et chimique de l’environnement pour le diagnostic environnemental. Les données seront intégrées dans des approches prédictives (modélisation) et fourniront in fine des éléments d’aide à la décision pour les gestionnaires de la biodiversité et des ressources en eau et éclairer les politiques publiques.
Un tel équipement soutiendra fortement plusieurs projets en cours ou déposés par les deux porteurs de la demande i) dans lesquels plusieurs structures et entreprises publiques et privées sont d’ores et déjà impliquées (CRESEB, ANSES, entreprise BIOTRADE), et ii) dont les applications pratiques concernent la gestion des zones humides et la conservation de la qualité des eaux continentales.

Enfin, ce projet conjointement porté par Anniet Laverman et Claudia Wiegand - deux chercheuses allemandes nouvellement arrivées à Rennes et ayant fait leur début de carrière à l’étranger - participe à l’’attractivité du site rennais et à la politique de mutualisation des équipements mi-lourds préconisés dans ECOBIO et l’OSUR. Il s’accompagne également d’une extension substantielle des compétences sur les flux et d’un renforcement des recherches à l’interface environnement-santé en cohérence avec les priorités scientifiques d’ECOBIO/OSUR et les orientations de recherche de l’université Rennes 1 pour le futur quinquennal.



Contacts OSUR
Anniet Laverman (ECOBIO)
Claudia Wiegand (ECOBIO)


Des licornes prédatrices au Crétacé  


 AHLeGall    26/05/2016 : 17:00

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Des licornes prédatrices au Crétacé >>> Avec Vincent Perrichot (Géosciences Rennes)

Une équipe internationale de paléontologues, menée par Vincent Perrichot, enseignant-chercheur de l'université de Rennes 1, membre du laboratoire Géosciences Rennes de l'OSUR (CNRS) a mis au jour des fossiles spectaculaires d'une fourmi-licorne datée de 99 millions d'années, et dont la morphologie extrême suggère une écologie déjà très sophistiquée pour cette fourmi appartenant pourtant à la lignée la plus primitive. Ces travaux sont publiés dans la revue Current Biology en mai 2016.

 

Depuis des débuts modestes au Crétacé inférieur, vraisemblablement vers 120-130 millions d'années, les fourmis se sont largement diversifiées jusqu'à devenir aujourd'hui les insectes sociaux les plus abondants (on dénombre plus de 13000 espèces actuelles), présents dans la plupart des écosystèmes terrestres. Leur succès écologique est généralement attribué à leur comportement social remarquable. Toutes les fourmis sont sociales et vivent en colonies variant de quelques dizaines à plusieurs millions d'individus. En revanche, toutes ne coopèrent pas à des activités en groupe, et certaines des prédatrices les plus efficaces chassent en solitaire, armées de puissantes mandibules capables de se refermer très rapidement sur leurs proies (les anglo-saxons parlent de 'trap-jaw ants'). Des études récentes sur l'évolution des fourmis ont suggéré que les précurseurs des lignées actuelles vivaient en petites colonies de prédatrices spécialisées et chassant en solitaire, mais aucun fossile n'était venu étayer cette hypothèse jusqu'à présent (les fossiles crétacés sont rares et la plupart ont une morphologie générale ne permettant pas de conclusions claires sur leur écologie).

Une nouvelle fourmi primitive de type 'trap-jaws', découverte fossilisée dans l'ambre crétacé du Myanmar (Birmanie) par Vincent Perrichot et ses collaborateurs, vient conforter cette hypothèse et suggère que certaines des premières fourmis étaient spécialisées pour la prédation solitaire de larges arthropodes. Moins de 10 mm de long, mais des mandibules surdimensionnées en forme de faucille et surtout la présence extraordinaire d'une corne frontale spatulée inconnue chez toutes ses congénères: voici à quoi ressemblait, il y a 99 millions d'années, cette fourmi baptisée Ceratomyrmex ellenbergeri

 

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Ceratomyrmex ellenbergeri (fossiles préservés dans l'ambre crétacé du Myanmar).
Vue générale et vues latérale et ventrale de la tête montrant les mandibules surdimensionnées (flèches noires) et la corne frontale spatulée (flèches blanches) (© V. Perrichot)

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Vue schématisée de la tête de Ceratomyrmex ellenbergeri illustrant le mécanisme de piège formé par les mandibules surdimensionnées et la corne spatulée, et déclenché par contact des soies sensitives (© V. Perrichot)

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Reconstitution de Ceratomyrmex ellenbergeri basée sur les fossiles exceptionnellement préservés découverts dans l'ambre crétacé du Myanmar (© V. Perrichot)

 

 

 

Ceratomyrmex appartient à une lignée aujourd'hui disparue, les Haidomyrmecines, qui vivaient au Crétacé et possédaient de curieuses mandibules en forme de faucille. Les biologistes sont longtemps restés perplexes quant à l'écologie de ces étranges fourmis, les mandibules semblant fonctionner comme un piège rapide à la manière des fourmis 'trap-jaws' actuelles, mais manoeuvrant verticalement par rapport à l'axe du corps plutôt qu'horizontalement comme chez toutes les autres fourmis. A la différence des autres Haidomyrmecines, Ceratomyrmex possédait des mandibules énormes et une corne frontale dotée d'un lobe apical épineux à l'évidence sensitif, le tout formant un large système préhensile pour écraser voire empaler des proies de grande taille, par exemple des myriapodes. La corne couverte de soies et d'épines devait vraisemblablement permettre de palper et d'immobiliser la proie pour la transporter.

Bien qu'appartenant à la lignée la plus basale des fourmis, Ceratomyrmex possédait une morphologie raffinée semblable à celle des fourmis 'trap-jaws' actuelles, mais par le biais d'une morphologie encore plus extrême, ce qui suggère qu'elle chassait probablement comme elles, en solitaire. La découverte de ce nouveau fossile indique que peu après l'avènement des fourmis, certaines montraient déjà une écologie très sophistiquée.

 

 

Source:

Perrichot V., Wang B., Engel M.S., 2016. Extreme morphogenesis and ecological specialization among Cretaceous basal ants. Current Biology. doi:10.1016/j.cub.2016.03.075.

 

Contact OSUR :

Vincent Perrichot, Université Rennes 1 (Géosciences Rennes, OSUR, INSU-CNRS)

@ / (33) 2 23 23 60 26



Entretien avec Vincent Perrichot réalisé par Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR)



  • AHLG : Quel est le contexte de formation des ambres insectifères ?

VP : L'ambre est issu de la fossilisation des résines produites par les arbres, et provient donc de milieux forestiers anciens. Des insectes et d'autres organismes vivant dans ces forêts ont été piégés dans les coulées de résine gluante lorsqu'elle était encore fraîche. Ces coulées une fois solidifiées ont le plus souvent été emportées par les cours d'eau lors de crues et se sont accumulées dans des sédiments lacustres ou littoraux où on les découvre aujourd'hui. Trois périodes géologiques ont été particulièrement favorables à la formation et la préservation d'ambre, les gisements les plus fossilifères datant du Crétacé entre 130 et 80 millions d'années, de l'Eocène vers 50 millions d'années, et du Miocène vers 20 millions d'années.

 

  • Quelle est la répartition géographique actuelle des gisements d'ambres de ce type dans le monde ?

Les gisements très fossilifères comme celui du Myanmar sont tous situés en hémisphère nord: surtout en Amérique du Nord, en Chine, en Inde, en Russie, au Liban et en Europe, notamment en France. En revanche on en connait très peu en hémisphère sud car pendant longtemps il y a eu un manque de prospection dans ces régions et ce n'est que depuis 2010 que l'on a trouvé des gisements, par exemple au Pérou ou au Congo.

 

  • Quelles sont les méthodes d'investigation pour trouver et identifier ces inclusions animales ou végétales ?

La méthode la plus simple et la plus rapide est la microscopie optique classique (loupe binoculaire); on repère et on observe les inclusions en diffusant un maximum de lumière à travers l'ambre. Mais cela reste limité à l'investigation des ambres translucides, or il existe de nombreux ambres plus ou moins opaques pour lesquels l'étude d'inclusions ne peut se faire que par radiographie en rayons X et imagerie 3D, un peu sur le principe du scanner médical mais à beaucoup plus haute résolution. Cette méthode extrêmement performante a été développée plus généralement pour les études paléontologiques depuis une dizaine d'années, mais elle reste beaucoup plus coûteuse à mettre en oeuvre.       

 

  • Quel est l'intérêt scientifique de ces préservations exceptionnelles ?

Les organismes fossilisés dans l'ambre sont extrêmement bien conservés et un seul gisement peut fournir des milliers de spécimens qui sont très peu susceptibles de fossiliser par ailleurs. La chimie de l'ambre renseigne en outre sur les plantes à l'origine de la résine. L'ambre offre donc une fenêtre exceptionnelle sur les écosystèmes forestiers anciens et permet de mieux comprendre l'origine et l'évolution des organismes dont résulte la biodiversité actuelle. Avec des collègues nous avons par exemple montré une grande similitude entre les fourmis présentes aujourd'hui dans le sud de l'Asie et celles qui existaient dans les forêts tropicales d'Europe il y a 50 millions d'années. Cela suggère une co-évolution étroite entre les fourmis et les plantes de ces écosystèmes tropicaux, dont la distribution géographique a été fortement affectée par les changements climatiques.  

 

  • Quel est le plus gros spécimen fossile découvert dans de l'ambre ?

Les fossiles dans l'ambre mesurent en moyenne 2 mm de long, mais il arrive parfois de trouver des arthropodes, des feuilles, ou des fleurs de 4 ou 5 cm, et plus exceptionnellement des petits lézards pouvant atteindre 6 ou 7 cm.

 

  • Le paléontologue que vous êtes a-t-il un "fantasme" particulier sur une hypothétique découverte extraordinaire qui pourrait venir d'un ambre exceptionnel ?

Non, l'évolution naturelle fait preuve d'une créativité suffisamment fascinante. Les découvertes que je suis amené à faire dans l'ambre, comme cette fourmi-licorne ou encore un champignon carnivore prédateur de nématodes, vont au-delà de ce que je pourrais espérer. Il est d'ailleurs amusant de constater que bon nombre de créatures fantastiques imaginées pour les films de science-fiction finissent par trouver leur pendant chez les insectes actuels ou fossiles, montrant à quel point la nature peut être autant sinon plus inventive que l'homme. 

Contact OSUR :

Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) : @ 



Revue de presse / Tour du web

https://www.univ-rennes1.fr/actualites/24052016/une-fourmi-de-presque-10-mm-avec-une-corne-sur-la-tete
http://www.insu.cnrs.fr/node/5827
http://passeurdesciences.blog.lemonde.fr/2016/05/26/une-etrange-fourmi-licorne-de-99-millions-dannees/ 
http://france3-regions.francetvinfo.fr/bretagne/des-chercheurs-decouvrent-une-fourmi-licorne-1007213.html 
https://fr.wikipedia.org/wiki/Ceratomyrmex_ellenbergeri
http://www.lespritsorcier.org/
http://www.echosciences-bretagne.bzh/articles/des-licornes-predatrices-au-cretace


Des vers de terre à la carte ! 1ère cartographie des lombrics à l'échelle de l'Europe



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Des vers de terre à la carte >>> Avec Daniel Cluzeau (ECOBIO)

Les lombrics - plus communément appelés vers de terre - sont extrêmement abondants, et pourtant ils sont très souvent absents des études scientifiques, et donc des publications. Des chercheurs européens, parmi lesquels on retrouve Daniel Cluzeau et Muriel Guernion du labo ECOBIO de l'OSUR, ainsi que Guénola Pérès de l'INRA SAS, espèrent qu'une première carte de répartition des populations à l'échelle européenne publiée dans Applied Soil Ecology suscitera un intérêt scientifique plus grand pour ce "modeste" ver de terre, qui joue pourtant un rôle si fondamental dans l'élaboration des écosystèmes des sols.

En 2015, plusieurs initiatives ont ainsi été lancées dans le but de rendre un peu de justice à ces systèmes écologiques "oubliés" - i.e. les environnements édaphiques - sur lesquels nous marchons tous les jours et qui nous nourrissent, mais qui permettent aussi aux forêts, aux prairies et aux cultures des champs, entre autres, de fonctionner correctement.

Pour avoir une meilleure idée de la biodiversité et de la distribution des vers de terre à travers l'Europe, les auteurs ont analysé des données d'enregistrement (d'inventaire) de lombrics de 3 838 lieux différents à travers huit pays européens.

Les résultats, publiés dans la revue Applied Soil Ecology* en janvier 2016, permettent de cartographier pour la première fois les lombrics européens : cette cartographie unique permet de mettre en exergue la distribution des populations et la densité de la biodiversité des espèces communes comme Aporrectodea caliginosa et Lumbricus terrestris.

Cette première synthèse - qui ne demande qu'à être approfondie - est la première étape pour créer une base de données des vers de terre en Europe : parmi les pays étudiés, la France, l'Irlande et l'Allemagne disposent des plus vastes archives sur les lombrics, tandis que les corpus de données d'autres pays, comme l'Espagne par exemple, ont fait défaut. Les chercheurs espèrent donc que cette carte encouragera les scientifiques en Espagne - et ailleurs ! - à explorer la biodiversité lombricienne... sous leurs propres pieds.

Plus globalement, les auteurs espèrent qu'une étude comme celle qui vient d'être publiée donnera du crédit à la nécessité de comprendre la diversité de ces invertébrés qui sont si importants pour le bon fonctionnement des sols.

* M. Rutgers et al. (2016). Mapping earthworm communities in Europe. Applied Soil Ecology, 97. DOI : 10.1016/j.apsoil.2015.08.015

Art Cluzeau Jan2016

La première carte des vers de terre en Europe révèle la distribution des populations et la densité de la biodiversité (crédit :  SINC)

Contact OSUR :

Daniel Cluzeau (ECOBIO, Station biologique de Paimpont)

Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR)