Zones humides, méthane et climat


 AHLeGall    20/01/2021 : 10:49

ZH_Coffinet.jpg

Chaque année le 2 février, on célébre la Journée mondiale des zones humides pour commémorer la signature de la Convention sur les zones humides, le 2 février 1971, dans la ville iranienne de Ramsar, au bord de la mer Caspienne.

Journée mondiale des zones humides, 2 février 2021 - En collaboration avec l'INSU du CNRS (quiz twitter)


QUESTION

A l’échelle mondiale, les zones humides représentent la première source naturelle d’émission de méthane, gaz à effet de serre environ 28 fois plus puissant que le CO2 sur 100 ans, mais quelle est l’origine de ce gaz ?

  • les végétaux à la surface des zones humides ?
  • l’activité microbienne dans leurs sols ?
  • la remontée de fluides de la croûte terrestre ?

 

REPONSE

Le méthane provient de l’activité microbienne dans les sols des zones humides (ZH). A la mort des végétaux, leurs débris incorporent le sol des ZH et sont progressivement dégradés par différents types de microbes spécialisés, jusqu’à la formation de méthane, appelé aussi méthanogenèse.

 

L’éclairage de Sarah Coffinet, lauréate d’une bourse européenne Marie Sklodowska-Curie, chercheuse au labo ECOBIO de l’OSUR (lire aussi : L’objectif du projet MICADO est de caractériser les processus à l’origine des émissions de méthane des zones humides continentales).

Le méthane provient de l’activité microbienne dans les sols des zones humides. A la mort des végétaux, leurs débris incorporent le sol des zones humides et sont progressivement dégradés par différents types de microbes spécialisés. La dernière étape de cette dégradation est la formation de méthane, ou méthanogenèse. C’est un type de microbes particulier qui en est responsable, les méthanogènes.

 

Mais pourquoi seules les zones humides, et non tous les types de sols, produisent du méthane ?

Cela est dû à la saturation de leurs sols en eau. Cette eau est stagnante et contient peu d’oxygène. En conséquence, seuls des microbes pouvant survivre avec peu ou pas d’oxygène sont présent dans les zones humides, parmi lesquels les méthanogènes. De nombreux facteurs environnementaux influencent l’activité des méthanogènes, essentiellement liés au fonctionnement hydrologique et écologique des zones humides.


Pourquoi est-ce important ?

Les émissions de méthane ont plus que doublé depuis la période préindustrielle. Bien qu’il ait une durée de vie dans l’atmosphère plus courte que le dioxyde de carbone, le méthane produit un effet de serre plus puissant. Cela signifie qu’il a un fort impact sur le changement climatique. Il est donc important de pouvoir déterminer comment les émissions de méthane vont évoluer dans le futur. Or le changement climatique, mais aussi les activités humaines, perturbent le fonctionnement hydrologique et écologique des zones humides et ces perturbations ont un impact sur l’activité des méthanogènes. Il est donc important de comprendre comment ces perturbations influencent la formation de méthane afin d’estimer si les émissions de méthane des zones humides augmenteront ou diminueront dans le futur.


Quelques éléments de contexte sur le rôle des tourbières dans la régulation du climat :

La production primaire de matière organique (MO) est supérieure à l'activité des micro-organismes qui recyclent la matière organique : il y a donc accumulation de matière organique, et donc de carbone. En piégeant dans la tourbe une partie du carbone issu de la fixation de CO2 par les plantes, elles fonctionnent comme un système de 'puits' en émettant (par respiration) des émissions de CO2 inférieures à ce qui a été fixé par photosynthèse. Le bilan carbone des ZH est donc positif, c’est pour cette raison qu’il est primordial de les protéger (outre leur intérêt pour la biodiversité).

MAIS, les ZH émettent en revanche du méthane (fonctionnement 'source' pour ce carbone gazeux). Malgré ces émissions de méthane dans l'atmosphère, le bilan d'échange du carbone tourbière/atmosphère reste globalement favorable au fonctionnement de 'puits de CO2'.

Toutefois, ce bilan peut être remis en cause avec le réchauffement climatique. En effet, l'augmentation de la température modifie le régime hydrique (avec une baisse du niveau de la nappe) et perturbe les réseaux trophiques microbiens ainsi que la structure de la végétation en favorisant certaines espèces. Ceci est particulièrement important dans les tourbières à Sphaignes par exemple.

Le CNRS s'implique dans la recherche sur le rôle des tourbières, via notamment un service national d'observation dans lequel l'OSUR est partie prenante : le SNO Tourbières.

 

 

Références :

Saunois, M., Stavert, A.R., Poulter, B., Bousquet, P., Canadell, J.G., Jackson, R.B., Raymond, P.A., Dlugokencky, E.J., Houweling, S., Patra, P.K., Ciais, P., Arora, V.K., Bastviken, D., Bergamaschi, P., Blake, D.R., Brailsford, G., Bruhwiler, L., Carlson, K.M., Carrol, M., Castaldi, S., Chandra, N., Crevoisier, C., Crill, P.M., Covey, K., Curry, C.L., Etiope, G., Frankenberg, C., Gedney, N., Hegglin, M.I., Höglund-Isaksson, L., Hugelius, G., Ishizawa, M., Ito, A., Janssens-Maenhout, G., Jensen, K.M., Joos, F., Kleinen, T., Krummel, P.B., Langenfelds, R.L., Laruelle, G.G., Liu, L., Machida, T., Maksyutov, S., McDonald, K.C., McNorton, J., Miller, P.A., Melton, J.R., Morino, I., Müller, J., Murguia-Flores, F., Naik, V., Niwa, Y., Noce, S., O’Doherty, S., Parker, R.J., Peng, C., Peng, S., Peters, G.P., Prigent, C., Prinn, R., Ramonet, M., Regnier, P., Riley, W.J., Rosentreter, J.A., Segers, A., Simpson, I.J., Shi, H., Smith, S.J., Steele, L.P., Thornton, B.F., Tian, H., Tohjima, Y., Tubiello, F.N., Tsuruta, A., Viovy, N., Voulgarakis, A., Weber, T.S., van Weele, M., van der Werf, G.R., Weiss, R.F., Worthy, D., Wunch, D., Yin, Y., Yoshida, Y., Zhang, W., Zhang, Z., Zhao, Y., Zheng, B., Zhu, Qing, Zhu, Qiuan, Zhuang, Q., 2020. The Global Methane Budget 2000–2017. Earth System Science Data 12, 1561–1623. https://doi.org/10.5194/essd-12-1561-2020

Dean, J.F., Middelburg, J.J., Röckmann, T., Aerts, R., Blauw, L.G., Egger, M., Jetten, M.S.M., Jong, A.E.E. de, Meisel, O.H., Rasigraf, O., Slomp, C.P., Zandt, M.H. in’t, Dolman, A.J., n.d. Methane Feedbacks to the Global Climate System in a Warmer World. Reviews of Geophysics 56, 207–250. https://doi.org/10.1002/2017RG000559

Mitsch, W.J., Bernal, B., Nahlik, A.M., Mander, Ü., Zhang, L., Anderson, C.J., Jørgensen, S.E., Brix, H., 2013. Wetlands, carbon, and climate change. Landscape Ecology 28, 583–597. https://doi.org/10.1007/s10980-012-9758-8

 




Cycle Coffinet 2
Représentation schématique d'une zone humide. Le projet MICADO se concentre sur les circuits de transformation de la matière organique induits par les microbes qui conduisent à la production de CH4 dans les horizons anoxiques des zones humides. Le tapis microbien est représenté en orange dans ce schéma global.





Contact OSUR
Sarah Coffinet (ECOBIO, Université de Rennes 1) / @
André-Jean Francez (ECOBIO, Université de Rennes 1 / SNO Tourbières) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Le projet NEUTRACLIM est lauréat d'un appel à projets de la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires du CNRS.



visuel_neutraclim_grand.png

Interroger la place du captage et stockage du carbone pour relever le défi de la neutralité climatique

Le projet NEUTRACLIM porté par Marion Lemoine-Schonne (CNRS, IODE) est lauréat d'un appel à projets de la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires du CNRS.

Le projet NEUTRACLIM, qui se déroulera en 2021, réunit une équipe interdisciplinaire (droit/sociologie et histoire des sciences/biochimie/écologie/climatologie) et se nourrira des échanges avec les parties prenantes des projets menés (captage et stockage du carbone, valorisation du carbone et séquestration dans les terres agricoles).

Le captage et stockage du carbone est une technique d’ingénierie climatique largement légitimée par les rapports du GIEC qui l’intègrent comme partie de la « solution » pour atteindre la neutralité carbone planétaire. Le projet vise trois techniques : le CCS industriel (Carbon Capture and Storage) consistant à capter le CO2 à son point d’émission (centrales électriques, thermiques, industries) puis à l’injecter dans les réservoirs souterrains on shore ou off shore afin de l’y stocker « durablement », le CCUS (Carbon Capture and Utilization), combinant le CCS à une valorisation du carbone dans le domaine des cleantechs (biocarburants) et le piégeage du carbone dans les sols agricoles par séquestration naturelle (COS).

L’objectif du projet NEUTRACLIM est d’intégrer des approches disciplinaires en droit, sociologie et histoire des sciences, sciences de l’environnement et ingénierie pour évaluer les enjeux, la faisabilité et les risques de ces techniques. Revues de littérature, workshops et échanges avec des parties prenantes conduiront le consortium à définir in fine, de manière interdisciplinaire, les conditions d’une bonne gouvernance de ces techniques, les inscrivant dans une trajectoire de développement durable efficace. Dans ce cadre, que dit le droit et quel est son rôle face à ces technologies climatiques controversées qui soulèvent des dilemmes socio-politiques importants ?



Pour en savoir plus
L'appel à projets « Travailler en interdisciplinarité pour lutter contre les changements climatiques »
La Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires du CNRS (MITI)


[source : IODE]


Contact OSUR
Marion Lemoine-Schonne (CNRS, IODE) / @


L’ambre birman apporte un éclairage nouveau sur l’histoire évolutive et la diversité fossile des guêpes



Corentin_Joualut_Cretaceous_Research_2020_couv.jpg

Article dans Cretaceous Research

L’étude de l’histoire évolutive des insectes est depuis longtemps liée à celle du registre fossile et aux informations qu’il fournit. Dans deux articles parus respectivement dans Zoological of the Linnean Society en juillet 2020, et dans Cretaceous Research en septembre 2020, Corentin Jouault (étudiant en Master PPP de l'université de Rennes 1) et des chercheurs de Géosciences Rennes, du Muséum National dHistoire Naturelle, et de l’Académie des Sciences de Moscou, clarifient lhistoire évolutive des guêpes Bethylidae et décrivent une nouvelle famille de guêpes fossiles.

 

L’ambre du Crétacé moyen du Myanmar est actuellement le plus étudié au monde. Depuis deux décennies, l'exploitation des très riches gisements de la vallée du Hukawng a fourni une quantité pléthorique d’inclusions fossiles d’insectes, de plantes, et plus rarement de petits vertébrés, tous piégés dans des coulées de résine de conifères il y a environ 98 millions d’années. Ces fossiles livrent des informations cruciales pour comprendre l’histoire évolutive des lignées d’insectes. L’une des particularités de l’ambre est de conserver l'organisme piégé en 3D, parfois même ses structures internes, et ainsi de restituer de manière exceptionnelle tous les détails morphologiques préservés depuis des millions d'années. Dans le cas des guêpes étudiées (Figs. 1-2), il est alors possible de les comparer avec leurs plus proches représentants actuels, puis d’établir les relations de parenté entre les espèces actuelles et fossiles en se basant sur leurs ressemblances et sur les caractères qu’elles partagent (Fig. 1C).

 

Dans la première étude visant à clarifier les relations de parenté au sein des guêpes parasitoïdes Bethylidae, aussi appelées « guêpes plates » en raison de leur apparence aplatie, deux nouveaux genres et espèces ont été décrits: Cretapristocera longiscapa (Fig. 1A,B) et Megalopsenella pouilloni. Les nouveaux taxons ont ensuite été implémentés dans une analyse cladistique intégrant des genres actuels mais également fossiles, et représentant l’ensemble des 8 sous-familles de Bethylidae (Fig. 1C). Cette analyse a permis d’établir un « schéma d’apparition » des sous-familles et suggère que les Holopsenellinae, auxquels appartient Megalopsenella pouilloni, ont divergé en premier, c’est à dire qu’ils se sont séparés précocement de l’ancêtre commun qu’ils partagent avec le reste des Bethylidae (Fig. 1C). Ce placement est également confirmé par l’étude de la nervation alaire qui suggère une simplification (réduction du nombre de veines et de cellules) au cours de l'histoire de cette famille.

 

Dans la seconde étude, la découverte par Vincent Perrichot, dans une collection d’ambre privée allemande, d’un spécimen de guêpe présentant des caractéristiques morphologiques atypiques, a mené à la description d’une nouvelle famille : les Ohlhoffiidae (Fig. 2). Nommée en l’honneur du collectionneur Rainer Ohlhoff qui a fourni le spécimen type, cette famille représente une lignée éteinte au sein d'un groupe de guêpes parasites visiblement florissant au Crétacé, mais aujourd'hui réduit à une seule famille.

 

Quelques mots sur le cursus de Corentin Jouault (master mention Bio-Géosciences, parcours PPP paléontologie, paléo-environnement et patrimoinel) :

Les insectes le fascinent depuis l'enfance et c’est donc tout naturellement qu'il a décidé, très tôt, de les étudier. Dans un premier temps, il s'est intéressé aux fourmis, sûrement pour leur diversité et leur organisation eusociale. Au cours de sa licence de biologie (BO3E à l'université de Rennes 1), il a eu la chance de partir les observer et de jouer les naturalistes en Guyane. Il a souhaité ensuite approfondir en Master l’étude de l’évolution de ces petites bêtes qui le passionnent, avec notamment une approche paléontologique. Il lui fallait donc trouver une formation en adéquation avec son projet (obtenir un doctorat) et dans laquelle un encadrant serait en mesure de répondre à ses questions. Il avait suivi en licence les cours de paléontologie avec Vincent Perrichot (au labo Géosciences Rennes), qui travaille sur cette thématique, et qui lui a d'abord proposé d’étudier quelques spécimens actuels collectés en Nouvelle-Calédonie, avant de le lancer sur l'étude des fossiles. Il s'est alors progressivement familiarisé avec les spécificités liées à l'étude de l'ambre et il a commencé la description de divers insectes fossiles, et le voici donc 2020-21 en M2 ! Ayant commencé très tôt l'entomologie, il est également entré en contact avec le Professeur André Nel, paléoentomologiste au Muséum National d'Histoire Naturelle, qui avec Vincent l'a guidé pour ses premiers pas dans l’étude systématique et phylogénetique des insectes fossiles.

Corentin Jouault

Objectif à très court terme : défendre un sujet de thèse au concours 2021 ! Il a mis tous les atoûts de son côté, car c’est extrêment rare qu’un étudiant publie dès son master. En janvier 2021, Corentin en est déjà à 16 articles publiés, dont 11 en 1er auteur ! C’est absolument exceptionnel !

 




Corentin Joualut Cretaceous Research 2020 Fig1b
Figure 1 : A-B : Cretapristocera longiscapa (holotype IGR. BU-009), habitus en vue dorsale. C : Abre de consensus strict obtenu à partir des analyses phylogénétique. Les valeurs sur les branches correspondent au bootstrap alors que les valeurs sous les branches représentent les synapomorphies et les états de caractères. Barres d’échelle : 0.5 mm



Corentin Joualut Cretaceous Research 2020 Fig2b
Figure 2 : Ohlhoffia robusta (holotype MB.I 7901), habitus en vue latérale gauche. Barres d’échelle : 2 mm.




Référence
Corentin Jouault, Alexandr P. Rasnitsyn, Vincent Perrichot, Ohlhoffiidae, a new Cretaceous family of basal parasitic wasps (Hymenoptera: Stephanoidea), Cretaceous Research, 117, 2021, 104635, doi.org/10.1016/j.cretres.2020.104635.
Corentin Jouault, Valérie Ngô-Muller, Jean-Marc Pouillon, André Nel, New Burmese amber fossils clarify the evolution of bethylid wasps (Hymenoptera: Chrysidoidea), Zoological Journal of the Linnean Society, , zlaa078,






Contact OSUR
Corentin Jouault (Université de Rennes 1, master PPP) / @
Vincent Perrichot (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Les variations morphologiques d’une plante endémique pour répondre au changement climatique (îles subantarctiques de Kerguelen)



Lorene_Marchand_polar_biology_2020_couv.png

Article dans Polar Biology

L'étude est publiée dans Polar Biology en décembre 2020 avec 5 membres de l’UMR ECOBIO Lorène Marchand, Françoise Hennion, Michèle Tarayre, Thomas Dorey  et Yann Rantier et à laquelle a participé sur le terrain Guillaume Bouger de l’OSUR. L’étude a eu lieu dans le cadre du programme 1116 PlantEvol coordonné par Françoise Hennion et soutenu par l’Institut Polaire français (IPEV).



La région subantarctique se situe dans l’hémisphère austral entre les 45ème et 60ème parallèles approximativement et est formée d’une couronne d’îles autour de l’Antarctique. Hébergeant des écosystèmes beaucoup plus luxuriants que le proche continent glacé, un changement climatique y est cependant particulièrement rapide et intense depuis un demi-siècle. C’est le cas aux îles Kerguelen situées dans l’océan indien austral où une réduction des précipitations et une augmentation des températures sont mesurées. Or, ces îles hébergent plusieurs espèces de plantes endémiques, peut-être reliques d’une flore antarctique disparue. Lorène MARCHAND, en thèse avec Françoise Hennion et Michèle Tarayre s’intéresse au potentiel adaptatif au changement climatique chez Lyallia kerguelensis (Montiaceae) (Fig. 1), une plante endémique des îles Kerguelen ayant une forme de coussin particulièrement adaptée aux milieux froids et venteux. L. kerguelensis a une distribution éparse (Figure 2) et ne vit que dans les « fellfields » ou champs d’altitude, parfois désignés comme « déserts de vent ». La plante présente des nécroses correspondant à la mort de rameaux feuillés, phénomène qui pourrait être lié à l’assèchement du climat.

La morphologie des plantes fait partie des traits fonctionnels variant avec l’environnement. Mesurer la variabilité de la morphologie et de l’étendue de la nécrose chez L. kerguelensis apportera des éléments décisifs pour estimer la capacité de réponse de la plante au changement climatique. Pour ce faire, l’équipe du programme 1116 PlantEvol est allée sur le terrain pendant 4 campagnes entre 2015 et 2019 pour sélectionner et travailler sur 19 sites hébergeant des populations de la plante (Fig. 2). Par une méthode innovante de photo-interprétation, les images d’environ quatre cent plantes de L. kerguelensis ont été analysées en détail afin d’acquérir des informations sur la morphologie précise des individus.

Lorène Marchand et ses co-auteurs ont montré que les plus grands individus sont trouvés en milieu de versant et sur des sols sableux. Les chercheurs interprètent ce résultat par un drainage du sol plus favorable au développement des plantes. Les coussins les plus sphériques sont trouvés dans les sites les plus exposés au vent. La forme sphérique des plantes semble ainsi répondre à l’exposition aux vents violents et continus sur l’archipel. Enfin la nécrose semble être plus importante chez les plantes poussant sur les sols les plus salins et les plus secs.

Compte tenu des tendances actuelles du changement climatique, Lyallia kerguelensis pourrait être capable de changer sa morphologie pour s’adapter aux variations de l’environnement. Cependant l’aggravation des sécheresses en durée ou en intensité pourrait accélérer la nécrose.

Il est à noter que l’ensemble des données morphologiques et environnementales ainsi que la couche cartographique de cette étude ont été déposés sur la plateforme OSURIS - le géoportail pour la recherche, la visualisation et le téléchargement de données spatialisées de l’OSUR -, permettant à l’ensemble de la communauté scientifique d’avoir accès à ces informations. L’étude se rattache au programme international (IRP) AntarctPlantAdapt (F. Hennion et P.J. Lockhart) qui vise à comparer les réponses aux changements climatiques chez des espèces subantarctiques et des espèces alpines de Nouvelle Zélande apparentées (IRP AntarctPlantAdapt).



Lorene Marchand Polar Biology 2020 Fig1

Figure 1: Petit coussin de Lyallia kerguelensis, avec exemple d’apex nécrosé (flèche rouge) à comparer à un apex vigoureux, vert (flèche blanche). Adapté de Marchand et al. 2020.



Lorene Marchand Polar Biology 2020 Fig2
Figure 2 : En haut à gauche, position des îles Kerguelen dans l’océan indien austral. En haut à droite, distribution connue de l’espèce (Observatoire Lyallia) sur Kerguelen. Carte principale des Kerguelen, les 19 sites d’étude sont indiqués par des triangles noirs, la base scientifique de Port-aux-Français est figurée par le rond noir. Adapté de Marchand et al. 2020.




Référence
Marchand, L.J., Tarayre, M., Dorey, T. et al. Morphological variability of cushion plant Lyallia kerguelensis (Caryophyllales) in relation to environmental conditions and geography in the Kerguelen Islands: implications for cushion necrosis and climate change. Polar Biol (2020).




Contact OSUR
Lorène Marchand (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
Françoise Hennion (CNRS, ECOBIO) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Cécile Monard et Abdelhak El Amrani (ECOBIO) sont les deux lauréats des ‘Innovation Awards 2020’ du groupe international Roullier



IMG_2537b.JPG.jpg

Le projet est doté de 75 000 € et fera l’objet d’un contrat de recherche avec le CMI Roullier

Cécile Monard (CNRS, ECOBIO) et Abdelhak El Amrani (Université de Rennes 1, ECOBIO) sont les deux lauréats des ‘Innovation Awards 2020’ sélectionnés sur les 100 projets soumis au Centre Mondial de l’Innovation (CMI) du groupe Roullier. Leur projet visant à explorer les interactions plantes - microorganismes de la rhizosphère est le seul retenu par un jury international dans le domaine de la nutrition végétale.

Il a pour objectif de mettre en évidence le rôle des microARNs dans les interactions entre les plantes et leur microbiote rhizosphérique avec l’hypothèse forte d’une implication de ces voies de communication dans le recrutement spécifique par la plante de microorganismes qui lui sont associés. La compréhension de ces mécanismes, encore inconnus jusqu’à présent, permettra de proposer des stratégies d’ingénierie de la rhizosphère utilisables comme solution verte pour l’amélioration des rendements des grandes cultures et la tolérance aux stress biotiques et abiotiques (agresseurs, sécheresse…).

Ce projet innovant recevra une dotation de 75 000 € et fera l’objet d’un contrat de recherche avec le CMI Roullier. Le groupe Roullier dont le siège social et le CMI sont basés à St Malo est un acteur majeur de la nutrition végétale et animale depuis 60 ans. Depuis 2001, il a organisé cinq éditions d’Innovation Awards Roullier et participe ainsi aux échanges entre recherche académique et industrielle.



La cérémonie (virtuelle) s'est tenue le 11 janvier 2021 : Innovation Awards Roullier 2020 eCeremony (voir à partir de 12:50 pour la partie ECOBIO)





Pour en savoir plus sur les recherches de Cécile et Abdelhak, lire la présentation de l'article paru en octobre 2020 dans Trends in Plant Science (Middleton et al.) "Une plante et son microbiote rhizosphérique échangent-ils des microARNs pour communiquer ?"

Harriet Middleton Key Figure



Lire aussi

"Innovation Awards Roullier : une équipe rennaise primée" (Ouest-France, 11/01/21)

"Comment le groupe Roullier invente les fertilisants de demain" (Les Echos, 20/01/21)




Contact OSUR
Cécile Monard (ECOBIO) / @
Abdelhak El Amrani (ECOBIO) / Abdelhak El <@>
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Réponses des communautés microbiennes actives du sol à un apport de biostimulant et comparaison avec l’effet héritage des plantes



Eve_Hellequin_fig1_agroecologie.png

Article dans Scientific Reports

Eve Hellequin, Cécile Monard, Marion Chorin, Nathalie Le bris, Virginie Daburon, Françoise Binet (Université de Rennes 1, CNRS, ECOBIO) et Olivier Klarzynski (BIO3G) publient en août 2020 un article dans la revue Scientific Reports sur les réponses des communautés microbiennes actives du sol à un apport de biostimulant et la comparaison avec l’effet héritage des plantes. Cette étude est la première à démontrer un effet positif et tardif d'un biostimulant sur les microorganismes actifs du sol. L'étude fournit également de nouvelles informations sur les réponses des microorganismes actifs du sol à un biostimulant du sol pouvant être utiles dans l’accompagnement de la transition de l’agriculture vers des pratiques agroécologiques.


 

L’agriculture est en pleine transition vers des pratiques agroécologiques qui prennent en compte la biodiversité du sol et les processus écologiques. En guise d’alternative aux intrants chimiques, l’utilisation de biostimulants agricoles vise à améliorer indirectement la croissance des plantes et l’absorption des nutriments en stimulant par exemple des microorganismes bénéfiques. Contrairement aux engrais qui alimentent directement les plantes, les biostimulants du sol visent à stimuler les processus naturels tels que ceux qui sont médiés par les microorganismes. Bien que l’effet des biostimulants dédiés aux plantes soit bien documenté, il existe un manque de connaissance concernant les effets et le mode d’action de ceux qui agissent sur le fonctionnement biologique du sol.



Eve Hellequin Fig2 BiodivSol

 

Plusieurs catégories de biostimulants sont décrites selon leur matière première : les acides humiques et fulviques, les hydrolysats de protéines d'origine animale ou végétale, les composés contenant de l'azote ou des acides aminés, des extraits d'algues, de plantes (graines, feuilles, racines, exsudats de racines) ou encore de fruits, de la chitine et chitosane et enfin des inoculants microbiens.

Dans cette étude les chercheuses d'ECOBIO et leur colègue de la société BIO3G se sont intéressés à un biostimulant destinés au sol à base d’extrait d’algues brunes et d’acides aminés. Le biostimulant est appliqué directement sur les résidus de culture afin d’améliorer la décomposition de la litière et la minéralisation par les microorganismes saprophytes du sol et donc la libération de nutriments. Ainsi, la fertilité du sol est préservée voire même augmentée. Les biostimulants du sol peuvent agir indirectement sur les microorganismes en induisant par exemple des changements dans les propriétés physico-chimiques du sol. De la même manière, en sécrétant des exsudats de racinaires, les plantes peuvent aussi modifier les propriétés du sol et donc indirectement les communautés microbiennes. Les propriétés du sol étant plastiques, ces modifications induites par les plantes peuvent persister après leur disparition ou leur récolte (« effet héritage des plantes »). Afin d’évaluer les effets du biostimulant sur les microorganismes du sol, ils ont été comparés à ceux induits par l’effet héritage des plantes qui sont des régulateurs naturels des communautés microbiennes du sol.

 

Eve Hellequin Fig3 Algues Photos

 


Pour cela, une expérimentation en deux temps a été mise en place.  Une première phase ou le sol était nu ou planté par deux plantes phylogénétiquement différentes (une Brassicaceae, Arabidopsis thaliana et une Poaceae, Triticum  aestivum). Une seconde phase d’incubation afin de suivre la minéralisation du carbone organique du sol et de la litière provenant de T. aestivum en présence ou non de biostimulant. Les objectifs étaient de  i) déterminer les effets du biostimulant au cours du temps sur les bactéries et champignons actifs du sol et les conséquences sur la minéralisation du carbone organique et la libération de nutriments dans les sols nus, et ii) évaluer les effets du biostimulant sur les microorganismes actifs du sol par rapport à l’effet héritage dans les sols plantés.

 

Cette étude a permis de mettre en évidence que le biostimulant avait un effet tardif sur les microorganismes du sol et activait des bactéries promotrices de la croissance des plantes et des bactéries et champignons saprophytes après 49 jours d’incubations (Figure 2). Cependant, ces changements dans l’abondance des microorganismes décomposeurs actifs n’étaient pas associés à un taux de minéralisation plus élevé du carbone organique provenant du sol et/ou de la litière du sol (Figure 1). Nous avons également évalué un effet du biostimulant équivalent voire supérieur à celui de l’effet héritage des plantes A. thaliana ou T. aestivum. Par exemple, en fin d’incubation, en présence ou non de litière, le biostimulant augmentait de manière plus importante la richesse des champignons actifs.

Jusqu'à présent, cette étude est la première à démontrer un effet positif et tardif d'un biostimulant sur les microorganismes actifs du sol. Cette étude fournit de nouvelles informations sur les réponses des microorganismes actifs du sol à un biostimulant du sol pouvant être utiles dans l’accompagnement de la transition de l’agriculture vers des pratiques agroécologiques.

 


Eve Hellequin Fig4
Figure 1 : Cinétiques cumulées et journalières des émissions de C-CO2 et teneur en nutriments (NO3-, NH4+, PO43-) dans les sols nus avec ou sans litière et/ou biostimulant.

 

 

Eve Hellequin Fig5
Figure 2 : Composition des communautés bactériennes et fongiques actifs, richesse et diversité de Shannon dans les sols nus avec ou sans litière et/ou biostimulant.




Référence
Hellequin, E., Monard, C., Chorin, M. et al. Responses of active soil microorganisms facing to a soil biostimulant input compared to plant legacy effects. Sci Rep 10, 13727 (2020). doi.org/10.1038/s41598-020-7069




Contact OSUR
Eve Hellequin (Université de Rennes 1, ECOBIO ; UMR METIS, Sorbonne Université) / @

 

 

 


GEH devient EcogenO !


 AHLeGall    15/12/2020 : 13:33

logo_ecogenO_CMJN_bis.png

La plateforme évolue

La plateforme de l'OSUR "Génomique Environnementale et Humaine (GEH)" a décidé de s’offrir une nouvelle identité.

GEH devient donc EcogenO !

>>> En savoir plus sur le site dédié de la plateforme >>>



Contact OSUR
Plateforme EcogenO / @


C'est le PIEC : vive le Programme Intelligence Environnementale Commun !



logo_PIEC.png

Programme co-porté par la MSHB (Maison des Sciences de l'Homme en Bretagne) et l'OSUR

Nous avons construit avec les établissements une stratégie pour mettre en oeuvre le projet "intelligence environnementale" et poursuivre la dynamique engagée. La crise de la Covid et les nombreuses interrogations qu'elle suscite nous incite à penser que les idées soulevées dans le projet sont plus que jamais d'actualité.

Les établissements d’UniR et leurs partenaires se sont engagés dans ce projet et ont octroyé un budget (80 k€) par en février 2020. Ils ont ensuite confirmé le projet en octobre dernier. Un second financement du ministère (100 k€) a également été obtenu par l'université de Rennes 1 dans le cadre de son Dialogue de Gestion Stratégique.

Le projet a ainsi pris la forme d’un Programme "intelligence environnementale" qui est co-porté par la Maison des Sciences de l'Homme en Bretagne (MSHB) et l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes : le Programme Intelligence Environnementale Commun ou . Ce co-portage est à notre connaissance unique en France.


Le programme reste axé sur ses trois missions :

  • Recherche : pour approfondir les concepts, élargir la participation des chercheurs et soutenir les projets inter et transdisciplinaires,
  • Formation : avec la mise en place d'un label "intelligence environnementale", construire les briques d'une formation aux Objectifs du Développement Durable (projet Université Rennes 1) et plus largement aux transitions environnementales, réfléchir à la mise en place d'un master intelligence environnementale inter-établissements,
  • Partenariats : afin de développer notre réseau de partenaires pour co-construire avec eux les questions de recherche et les formations.

Guillaume Pajot (auparavant animateur du CRESEB) et Virginie Vergnaud (responsable de la plate-forme Condate Eau) sont recrutés (à 100% et à 20%, respectivement) pour mettre en place l'animation du programme. Nous avons également commencé à travailler avec trois groupes pour les trois missions.


Vous trouverez ci-dessous un résumé du projet et de ses ambitions, ainsi que la constitution des groupes (validée par les établissements). La composition des groupes n’est cependant pas figée et nous souhaitons les élargir aux thématiques et établissements qui ne sont pas représentés.





PIEC Presentation Dec2020 1



PIEC Presentation Dec2020 2



PIEC Signataires




Contact OSUR

Luc Aquilina (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) / @
Guillaume Pajot (Université de Rennes 1, OSUR) / @


L’OSUR booste l’interdisciplinarité et construit des ponts entre les unités



Une_biblio_social_media_3846597_640.png

…et c’est mesurable

La rédaction du rapport HCERES 2016-2020 de l’OSUR a été l’opportunité de mesurer « bibliographiquement » le travail réalisé conjointement entre les unités constitutives et associées, et ayant fait l’objet d’une publication scientifique commune. La progression par rapport au précédent contrat est spectaculaire.

 

L’analyse des résultats scientifiques ci-dessous porte uniquement sur les recherches publiées par des chercheurs d’au moins deux unités (UMR) distinctes faisant partie de l’OSUR et impliquant au moins une des unités constitutives. Les publications entre unités INRAE sans que d’autres unités de l’OSUR soient impliquées n’ont pas été comptabilisées. Les publications couvrent de larges champs thématiques notamment dans les domaines de l’écologie, l’hydrologie, l’archéologie, la biologie, l’agronomie, l’environnement, les géosciences.

 

Une analyse globale de la production scientifique inter-UMRs fait état de 192 publications sur la période de 5,5 ans du 01/01/2015 au 31/05/2019 dont 165 répertoriées dans le Web of Science (30/an). Sur la période de 6 ans de 2010 à 2015, le nombre de publications référencées dans le Web of Science était de 95 (16/an). L’augmentation est très nette et ne peut être que partiellement imputable à l’augmentation générale du nombre d’articles scientifiques (40% sur 15 ans de 2000 à 2015 à un rythme moyen de 2,2% par an) et à l’association avec l’IGEPP et ESE. En filtrant ces deux effets, l’augmentation est de l’ordre de 40%. Sans filtrer la croissance générale du nombre de publications scientifiques, l’augmentation du nombre de publications inter-unités de l’OSUR sur le contrat est de 50%. Sur les 192 publications, 80% impliquent 2 unités et 20% trois unités. Les publications inter-unités représentent de 5% à 20% des publications des unités et équipes impliquées dans l’Observatoire (par exemple 8,5% pour Géosciences et 20% pour ECOBIO).

Le tableau de répartition des publications entre unités montre que toutes les unités participent à l’activité scientifique inter-unités. ECOBIO est impliqué dans 2/3 des publications. Le nombre le plus important de publications communes est atteint pour Géosciences-SAS. Le nombre de publications pour les unités constitutives et associées varie de 13 à 119 et reflète la taille et le niveau d’implication dans les recherches interdisciplinaires entre les unités de l’Observatoire. On note des collaborations très fortes entre les unités constitutives (Géosciences-ECOBIO, ECOBIO-LETG Rennes) comme avec les unités associées (Géosciences-SAS, ECOBIO-ESE, ECOBIO-SAS). Si les collaborations sont favorisées par la présence et l’action de l’Observatoire, elles existent aussi indépendamment. L’IGEPP associé en 2019 avait déjà un niveau de publications important avec ECOBIO. La progression forte du nombre d’articles et la diversité des collaborations sont des marqueurs importants du dynamisme des activités entre unités dans l’Observatoire.

Ce bilan particulièrement positif montre que l’OSUR a permis de développer l’interdisciplinarité mais aussi d’établir des ponts entre unités travaillant sur des sujets proches, avec dans ce cas une force de frappe plus importante, ou une culture différente pour aborder la même question. Cela permet aussi de mutualiser les moyens : par exemple, avec l’INRAE, nous avons mis en commun notre réseau d’agriculteurs. L’objectif de la recherche, fondamentalement disciplinaire, est atteint grâce à l’agrégation des moyens, qui permet de faire des recherches qui seraient restées limitées avec les forces vives d’une seule unité. Le bilan bibliographique démontre également cela.

 

 

Les chiffres-clés

  • 192 articles inter-unités sur 5,5 ans
  • +81% par rapport à 2010-2015
    • +11% Augmentation tendancielle
    • +29% Intégration ESE et IGEPP
    • +41% Progression nette
  • 5% à 20% des publications des unités
  • Répartition entre unités
    • 20% sur 3 unités
    • Toutes les unités/équipes impliquées
    • Forte implication des unités INRAE
  • Enjeux partagés
    • Paysages
    • Ressources
    • Contamination
    • Méthodes
    • Perception de l’environnement


OSUR Conseil 2020 06 10 HCERES V2

 

 

Quelques exemples de publications communes

 

Des travaux interdisciplinaires sont illustrés ci-dessous par quelques faits marquants pris dans les publications communes de l’OSUR pour montrer la diversité des champs de l’environnement couverts. La plupart de ces publications sont accompagnées d’un décryptage sur le site de l’OSUR (indiqué par un lien) repris au fin de l’eau dans les lettres mensuelles cycl’OBS.

 

 

L’agriculture biologique favorise la régulation des bioagresseurs
Avec BAGAP, ECOBIO, IGEPP
Une Biblio Agri Bio
Stéphanie Aviron (INRAE, BAGAP), El Aziz Djoudi (Université de Rennes 1, ECOBIO ; INRAE, IGEPP), Julien Pétillon (Université de Rennes 1, ECOBIO), Manuel Plantegenest (INRAE, IGEPP) ont mis en évidence, avec des collègues américains et allemands, que l’agriculture biologique favorise la régulation naturelle et la maîtrise des bioagresseurs : pathogènes (champignons ou bactéries), ravageurs animaux et adventices ("mauvaises herbes"). Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour réduire l’usage des pesticides de synthèse.
Publication dans la revue Nature Sustainability en juillet 2018.
https://www.univ-rennes1.fr/actualites/19072018/lagriculture-biologique-favorise-la-regulation-des-bioagresseurs

 

Le LiDAR et l'apprentissage-machine ("machine learning") au secours de l’archéologie
Avec le LETG-Rennes et le CReAAH
Une Biblio Lidar Archeo
La détection de tumulus, structures funéraires du Néolithique.
La technologie LiDAR aéroportée, qui est largement utilisée en archéologie s’est, au cours de la dernière décennie, révélée un outil précis pour décrire les formes de relief anthropomorphiques. Après avoir dérivé un modèle numérique de terrain (MNT) de données LiDAR, les caractéristiques archéologiques sont généralement mises en valeur à l'aide de multiples techniques de visualisation et, à l'occasion, de techniques automatisées de détection ou de classification. Une telle approche offre des résultats limités lorsqu'elle est appliquée à des structures hétérogènes (différentes tailles, différentes morphologies), ce qui est souvent le cas pour des vestiges archéologiques qui ont été altérés au cours des siècles. Cette étude publiée dans la revue Remote Sensing en février 2018 par Alexandre Guyot et Laurence Hubert-Moy (Université Rennes 2, LETG-Rennes) et Thierry Lorho (DRAC-SRA, CReAAH) propose de surmonter ces limites en développant une analyse multi-échelle de la position topographique combinée à des algorithmes d'apprentissage-machine supervisés (Random Forest).
https://osur.univ-rennes1.fr/news/detection-de-tumulus-structures-funeraires-du-neolithique.html

 

Les fractures du sous-sol favorisent le développement de la vie intraterrestre
Avec Géosciences Rennes et ECOBIO
Une Biblio Fracture Sol
L’apport d’oxygène par les réseaux de fractures permet le développement de bactéries oxydantes du Fer en profondeur.
Les environnements souterrains stockent la plupart des eaux douces de la Terre et abritent divers microorganismes qui pourraient constituer une partie importante de la biosphère. Cependant, la dynamique et la distribution spatiale de ces microorganismes de subsurface, ainsi que leur réponse aux processus hydrologiques, sont encore aujourd’hui mal comprises. Des chercheurs rennais des labos Géosciences Rennes et ECOBIO – dans une étude réalisée dans le cadre de la thèse d’Olivier Bochet soutenue à l’université de Rennes 1 en décembre 2017 - ont utilisé les analyses chimiques et métagénomiques des eaux souterraines d'un aquifère du socle granitique du Massif armoricain (Observatoire hydrogéologique de Ploemeur, Morbihan, dans l'ouest de la France) afin de déterminer le rôle des fractures du sous-sol dans le développement de micro-organismes en profondeur. Ces résultats sont publiés dans la revue NATURE Geoscience en janvier 2020.
https://osur.univ-rennes1.fr/news/les-fractures-favorisent-le-developpement-de-la-vie-intraterrestre.html

 

Du bon usage des drones pour la cartographie des habitats naturels
Avec ECOBIO et le LETG-Rennes
Une Biblio Drone Carto
Les drones peuvent-ils combler le fossé entre les relevés in situ et les satellites pour la cartographie des habitats ?
Emilien Alvarez-Vanhard, Thomas Houet, Thomas Corpetti (Université Rennes 2, CNRS, LETG-Rennes), Cendrine Mony et Lucie Lecoq (Université de Rennes 1, ECOBIO) publient en avril 2020 un article dans la revue Remote Sensing of Environment un article consacré au bon usage du drone pour la cartographie des habitats, et à sa complémentarité avec les données satellitaires. L’étude a été menée sur le marais de Sougéal (Zone Atelier Armorique portée par l’OSUR) avec le soutien instrumental de la plateforme CNRS D2T (Drone, Terrain, Télédétection) de l’université Rennes 2. L’étude est également intégrée au projet européen Interreg ALICE soutenu par le FEDER pour aider à l’aménagement des bassins versants des zones côtières.
https://osur.univ-rennes1.fr/news/du-bon-usage-des-drones-pour-la-cartographie-des-habitats-naturels.html

 

L’humidité : l’agent double (et trouble !) des milieux granulaires
Avec l’IPR et Géosciences Rennes
Une Biblio Humidite Granulaire
Comment l'humidité peut réduire les risques d'avalanches ou augmenter les contraintes de manutention de milieux granulaires ?
Des chercheurs de l’IPR - Luc Oger, Claude el Tannoury† , Renaud Delannay - et Yves Le Gonidec de Géosciences Rennes, en partenariat avec des collègues argentins, publient en février 2020 dans la revue Physical Review E un article sur l'étude en laboratoire de la stabilité des pentes des milieux granulaires. En effet, cette stabilité reste un défi pour la modélisation. L’objectif de cette étude in fine est la compréhension et la prévision des risques naturels, tels que les avalanches et les glissements de terrain, dont les signes précurseurs sont contrôlés par de nombreux paramètres physiques.
https://osur.univ-rennes1.fr/news/lhumidite-lagent-double-et-trouble-des-milieux-granulaires.html

 

Les microbes des eaux souterraines protègent la qualité de l'eau. Un équilibre subtil entre biologie et géologie
Avec Géosciences rennes, ECOBIO, SAS
Une Biblio Microbe Eau
Les eaux souterraines peuvent aussi éliminer les nitrates. Cette publication dans PNAS en janvier 2019, issue de la thèse de Tamara Kolbe (première auteure, et qui a piloté l’étude) sous la direction de Jean-Raynald de Dreuzy (Géosciences Rennes), est très largement OSURienne et associe également Luc Aquilina, Tristan Babey, Thierry Labasque, Anniet Lavermamn, Jean Marçais (université de Rennes 1, CNRS, Géosciences Rennes et ECOBIO), Ben Abbott (Brigham Young University USA, ECOBIO), Gilles Pinay (Irstea, ECOBIO), Zahra Thomas (Agrocampus Ouest, SAS).
https://osur.univ-rennes1.fr/news/les-microbes-des-eaux-souterraines-protegent-la-qualite-de-leau.html

 

Mais pourquoi l'escargot se plait-il autant dans les zones urbaines ?
Avec ECOBIO, ESE, LETG-Rennes
Une Biblio Escargot Ville
Les pérégrinations de Cornu aspersum en ville.
Des chercheurs appartenant à plusieurs labos de l’OSUR ont réalisé une étude basée sur la réplication des paysages pour mettre en évidence les effets de la composition, de la configuration et de la connectivité du paysage sur la différenciation génétique des populations d'escargots petits-gris. L’originalité de ce travail repose sur la multiplication des paysages échantillonnés et l’intégration de trois échelles d’analyse. Cette étude dans laquelle on retrouve notamment Manon Balbi, Aude Ernoult, Pedro Poli, Luc Madec, Marie‐Claire Martin (ECOBIO), Jean Nabucet (LETG-Rennes) et Eric Petit (ESE, INRA) est publiée en avril 2018 dans la revue Molecular Ecology.
https://osur.univ-rennes1.fr/news/mais-pourquoi-lescargot-se-plait-il-autant-dans-les-zones-urbaines.html

 

 

>>> La liste bibliographique des 192 publications OSUR inter-UMRs (2015-juin 2020) >>>

>>> La liste complète des publications croisées inter-UMRs au sein de l’OSUR : données dynamiques HAL >>>





Contact OSUR
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


C’est désormais prouvé : Néandertal enterrait ses morts


 AHLeGall    11/12/2020 : 08:07

Balzeau2.jpg

L’inhumation des morts a-t-elle été pratiquée par Néandertal ou est-ce une innovation propre à notre espèce ?

L’inhumation des morts a-t-elle été pratiquée par Néandertal ou est-ce une innovation propre à notre espèce ? Il existe des indices en faveur de la première hypothèse mais certains scientifiques restaient sceptiques.
Pour la première fois en Europe, une équipe pluridisciplinaire impliquant notamment le laboratoire Histoire naturelle de l’homme préhistorique (CNRS/Muséum national d’histoire naturelle) démontre avec des critères diversifiés qu’un enfant néandertalien a été inhumé par les siens probablement il y a près de 41 000 ans sur le site de la Ferrassie (Dordogne).
L'étude est publiée dans la revue Scientific Reports le 9 décembre 2020, avec notamment la contribution de Guillaume Guérin (CNRS, Géosciences Rennes).



Contact OSUR
Guillaume Guérin (CNRS, Géosciences Rennes) / guillaume.guerin@univ-rennes1.fr
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / ahlegall@univ-rennes1.fr