Analyse spatiotemporelle des biais issus de la modélisation régionale du climat dans les vignobles néozélandais



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Une étude menée par des chercheurs du laboratoire LETG-Rennes avec Hervé Quénol et Renan Le Roux et de l'Université de Canterbury (Nouvelle Zélande) et publiée dans la revue International Journal of Climatology, montre que les biais issus des sorties de modèles climatiques régionalisés peuvent être identifiés en les associant à des régimes météorologiques spécifiques.

Une étude menée par des chercheurs du laboratoire LETG-Rennes avec Hervé Quénol et Renan Le Roux et de l'Université de Canterbury (Nouvelle Zélande) et publiée dans la revue International Journal of Climatology, montre que les biais issus des sorties de modèles climatiques régionalisés peuvent être identifiés en les associant à des régimes météorologiques spécifiques. Il est essentiel de pouvoir évaluer et corriger ces biais car les principaux risques climatiques (ex : gel de printemps, grêle, vagues de chaleur...) pour la viticulture se produisent lors de situations atmosphériques spécifiques.

>>> En savoir plus



Référence
Le Roux R., Katurji M., Zawar-Reza P., Quénol H. and Sturman A., 2018: Analysis of spatio-temporal bias of wrf temperatures based on weather pattern classification. International Journal of Climatology. In press



Quenol IJC2018


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ODD13 / ODD15


Comment mesurer les rejets de sédiments des continents vers les océans ?



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Une nouvelle application de la gravimétrie spatiale

L'accélération récente de l'extraction de sable à des fins anthropiques (pour le secteur économique de la construction notamment) menace la durabilité de cette ressource majeure... et indispensable. A l'origine de la ressource, l'érosion continentale et le transport fluvial, qui produisent du sable et des sédiments, manquent cruellement de quantification à l'échelle mondiale. Une équipe internationale dans laquelle on retrouve Maxime Mouyen, Laurent Longuevergne, Philippe Steer, Alain Crave et Cécile Robin de Géosciences Rennes, Jean-Michel Lemoine du CNES à Toulouse et Himanshu Save du Center for Space Research (University of Texas) propose dans un article paru en août 2018 dans Nature Communications une nouvelle méthode géodésique pour mesurer les flux de sédiments des plus grands fleuves du monde vers les océans.


Cette nouvelle méthode combine la distribution spatiale des zones de sédimentation actuelles avec de nouvelles données haute résolution (~ 170 km) issues de la mission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) lancée en 2002. L'estimation des flux de sédiments ainsi obtenue par gravimétrie spatiale est compatible avec les mesures in situ des fleuves Amazone (Brésil), Brahmapoutre (Bangladesh), Changjiang (Chine), Indus (Inde) et Magdalena (Colombie). Cette nouvelle approche permettrait donc de surveiller quantitativement l'érosion en « temps réel » des bassins continentaux drainés par les fleuves à grands rejets de sédiments ; elle ouvre aussi la voie à une meilleure compréhension dans la manière dont les changements naturels et anthropiques influencent plus globalement la dynamique des paysages.

L'érosion continentale est à l'origine contrôlée par le climat et la tectonique, mais peut être forcée par les activités humaines telles que l'agriculture à grande échelle, la déforestation et l'extraction de sable. En amont, l'érosion limite la croissance des chaînes de montagne et produit des sédiments qui sont pour la plupart évacués par les rivières. En aval, l'apport de sédiments forme des deltas et transporte des matières organiques et des nutriments vers l'océan, ce qui est fondamental pour les écosystèmes marins et pour la formation des réservoirs de pétrole et de gaz.

Cependant, le débit global de sédiments dans l'océan reste largement inconnu et sa mesure représente toujours un défi de taille dans le domaine des sciences de la Terre. En effet, elle exige des mesures continues du transport de sédiments en suspension et de charriage à l'embouchure de chaque rivière, ce qui est difficile et coûteux. De plus, ces mesures doivent s'appuyer sur des techniques de mesure homogènes. Or, un suivi aussi exigeant ne peut être raisonnablement réalisé, car même des mesures in situ performantes du débit sédimentaire conduisent intrinsèquement à des données spatialement éparses et spécifiques à une localisation restreinte le long d'une rivière. En outre, ces ensembles de données sont également discontinus dans le temps, enregistrés à une date précise ou à une fréquence qui tiennnent rarement compte des événements extrêmes et de la variabilité temporelle du débit des cours d'eau. Pour finir, ces ensembles de données sont incomplets et biaisés, car le charriage est rarement surveillé et donc mesuré.

Néanmoins, les sédiments érodés à l'échelle d'un bassin présentent l’avantage de se concentrer en fin de compte dans des zones de sédimentation de taille relativement limitée au large des embouchures de chaque cours d'eau. Ils sont donc logiquement sensés fournir un signal gravimétrique clair. On estime par exemple qu'une accumulation de 0,5 cm par an de sédiments sur un rayon de 200 km - et qui remplace donc un volume précédemment occupée par de l'eau - conduit à une augmentation de masse nette d'environ 1 giga tonne par an (i.e. un volume considéré de sédiment à une masse supérieure à un même volume d'eau). Les chercheurs rennais et leurs collègues ont pu montrer dans leur étude que l'augmentation de l'attraction gravitationnelle associée à cette augmentation de masse sédimentaire est mesurable par le satellite GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).

Leur hypothèse principale est que la masse de sédiments qui sort d'une rivière et qui s'accumule dans l'océan pendant un temps T est égale au débit de sédiments de cette rivière multiplié par T. Or GRACE permet effectivement de mesurer les changements de gravité en fonction du temps et de la position, et ce sur toute la surface de la Terre et à des échelles de temps mensuelles. Par ailleurs, la gravité étant physiquement liée à la masse, les données GRACE sont fondamentalement sensibles à l'amplitude des variations de masse, sans seuil minimum d'extension spatiale. Au final, il s'avère que GRACE peut ainsi surmonter les trois limites mentionnées plus haut quant aux mesures in situ et fournir ainsi de nouvelles connaissances fondamentales sur le débit sédimentaire des principaux cours d'eau.




2018

Légende : a) Modélisation de la distribution des sédiments (10 µm) déposés annuellement par le Yangtze à son embouchure. b) Signal GRACE (tendance 2003 - 2011) dans la même région avec le contour rose du dépôt sédimentaire montré en a). L’accumulation de masse (bleu) est interprétée comme la conséquence d’un dépôt sédimentaire.



Reference
Maxime Mouyen, Laurent Longuevergne, Philippe Steer, Alain Crave, Jean-Michel Lemoine, et al.. Assessing modern river sediment discharge to the ocean using satellite gravimetry. Nature Communications, 2018, 9 (1), pp.Art. n°3384. Doi : 10.1038/s41467-018-05921-y


>>> Sur le site du CNRS INSU


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Le devenir des contaminants est contrôlé par la spéciation de la matière organique colloïdale



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Le projet C-FACTOR porté par Rémi Marsac (Géosciences Rennes, équipe Nano-BioGéochimie) est retenu par l’ANR pour un financement à hauteur de 217 K€ (2018-2022).

Le projet C-FACTOR porté par Rémi Marsac (Géosciences Rennes, équipe Nano-BioGéochimie) est retenu par l’ANR pour un financement à hauteur de 217 K€ (2018-2022).

Les colloïdes sont omniprésents dans les sols, les sédiments et les eaux. Ce sont des nanoparticules naturelles qui, en raison de leur petite taille, ne sédimentent pas en l’absence d’agrégation et peuvent donc être transportée sur de longues distances. Ils ont la capacité de contrôler le devenir des contaminants car leur surface est extrêmement réactive. Ce sont, en quelque sorte, des « autobus » à contaminants. Les colloïdes naturels sont souvent des colloïdes organo-minéraux (COMs) complexes. Or, les interactions entre contaminants et COMs ne peuvent être prédites car les mécanismes contrôlant les interactions entre matière organique naturelle (MON) et minéraux sont méconnus. Le projet C-FACTOR - Contaminants FAte is ConTrolled by colloidal ORganic matter speciation - vise donc à déterminer comment la spéciation de la MON est affectée par ses interactions avec des minéraux dans des conditions environnementales variées afin de vérifier l’hypothèse de l’existence d’une relation entre composition/taille/structure/morphologie et réactivité de surface des COMs. Des études d’adsorption de différents contaminants (métaux, arsenic, contaminants organiques) sur les COMs seront réalisées afin de sonder la réactivité de surface des COMs et de développer un modèle prédictif du devenir des contaminants tenant compte des COMs.



Factor


De nombreux contaminants (métaux lourds, metalloïdes, radionucléides, pesticides, hydrocarbures) sont retrouvés dans les eaux de surface ou souterraines, les sédiments et les sols. Compte tenu de leur utilisation intensive et de la menace qu'ils représentent pour la santé publique, la vie aquatique et l'environnement, le comportement et le devenir de ces contaminants sont particulièrement préoccupants. Une des voies majeures mais mal-connue du transfert de ces contaminants sont les colloïdes et cela en raison de leur grande surface réactive vis-à-vis des contaminants. Ces derniers sont omniprésents dans l’environnement et peuvent être transportés sur de grandes distances. Les colloïdes naturels sont souvent des assemblages complexes de matière organique naturelle (MON) et de minéraux, formant des colloïdes organo-minéraux (COMs) dont la petite taille et l’hétérogénéité rendent difficile leur caractérisation et la quantification des processus intervenant à leur surface.

Bien que de nombreuses études expérimentales et théoriques aient été réalisées durant ces trente dernières années, les modèles numériques ne parviennent toujours pas à prédire correctement les interactions entre contaminants et COMs. Le projet C-FACTOR a donc pour but de développer le premier modèle prédictif des interactions entre contaminants et COMs. Pour cela C-FACTOR fait l’hypothèse de l’existence d’une relation entre composition, taille, structure et morphologie des COMs et leur réactivité de surface vis-à-vis des contaminants.

Pour vérifier cette hypothèse, C-FACTOR doit faire face à quatre défis majeurs. Si de nombreuses études ont mis en évidence un fractionnement de la MON à la surface des minéraux, (1) les facteurs environnementaux et les mécanismes responsables de ce fractionnement sont méconnus et (2) la réactivité de la MON dans les COMs vis-à-vis des contaminants a rarement été étudiée. De plus, (3) bien que la MON soit de nature supramoléculaire (constituée de petites et de macromolécules pouvant s’associer et se dissocier), les modèles numériques actuels considèrent toujours la MON comme purement constituée de macromolécules indivisibles. Finalement, (4) le terme « réactivité de surface » est vague car la surface des COMs est hétérogène : de nombreux sites de complexation sont disponibles pour les contaminants, et ils diffèrent selon le contaminant.

Pour relever ces défis, une caractérisation approfondie des COMs sera réalisée, en mettant l’accent sur la spéciation de la MON, pour des COMs formés sous l’influence de facteurs environnementaux variés avec, donc, des compositions/tailles/structures/morphologies très différentes. Une nouvelle méthodologie basée sur le développement d’une « sonde » de la réactivité de surface des COMs sera mise au point. Elle consistera à étudier l’adsorption de contaminants variés (métaux, metalloïdes, composés organiques), chacun d’entre eux étant utilisé pour déterminer la nature et la quantité des différents types de sites à la surface des COMs. Basé sur ce jeu de données, le modèle géochimique développé calculera explicitement l’adsorption de la MON sur les minéraux, en tenant compte de sa nature supramoléculaire, et prédira les interactions entre de nombreux contaminants et les COMs, prenant ainsi en compte l’hétérogénéité de leur surface. Le modèle sera testé et validé, et son domaine d’applicabilité et ses limites seront déterminés en le confrontant à des données obtenues pour des COMs naturels, collectés sous différentes conditions biogéochimiques et pédoclimatiques. Ce nouveau modèle sera développé dans un célèbre code de spéciation pour une large dissémination des résultats, aussi bien dans le secteur public que privé. Il constituera, un puissant outil d'évaluation des risques ou d’élaboration de stratégies de remédiation.



Les applications possibles

Ce projet fournira non seulement des connaissances fondamentales, mais aussi des outils de modélisation opérationnelle pour comprendre et prédire le comportement des polluants dans l'eau et les sols. Le modèle numérique prédictif des interactions contaminants-COMs pourrait être utilisé pour l'évaluation des risques et l'élaboration de stratégies de dépollution. Bien que le projet C-FACTOR se concentre uniquement sur certains contaminants, une fois développé, le modèle pourrait être paramétré pour de nombreux autres contaminants. Le modèle constituera donc un outil puissant pour prédire le comportement environnemental des contaminants dans des contextes très différents, y compris les sites pollués par les métaux lourds, les métalloïdes, les composés organiques hydrophobes, les composés pharmaceutiques, etc., ainsi que dans le cas de contaminations multiples. Le modèle s'appliquera aux contaminants courants (par exemple au mercure), mais aussi aux contaminants émergents (par ex. les terres rares).

Non seulement le comportement naturel des contaminants est affecté par les COMs naturelles, mais aussi par des nutriments tels que le phosphore, dont la biodisponibilité est également contrôlée par sa spéciation, et dont le comportement géochimique est souvent comparé à celui de l’arsenic. Par conséquent, les résultats du projet C-FACTOR pourraient également être extrapolés (via une paramétrisation approprié du nouveau modèle) aux nutriments afin d'évaluer et d'améliorer la fertilité et la productivité des sols dans un contexte agricole.

De surcroit, il y a également un intérêt croissant pour les catalyseurs écologiques (en particulier à base de fer) pour la dépollution des sols et des eaux souterraines contaminées. L'efficacité de ces catalyseurs est fortement diminuée par la MON. La compréhension de l'interaction MON-Fe et de la réactivité de surface des COM vis-à-vis de divers contaminants pourrait également fournir des informations précieuses pour améliorer l'efficacité des catalyseurs de dépollution, voire contribuer à la découverte de catalyseurs très innovants.


Les potentielles collaborations au sein de l’OSUR

Au-delà de la synergie au sein de l’équipe Nano-BioGéochimie de Géosciences Rennes, le projet C-FACTOR pourrait conduire à de nouvelles collaborations et des interactions avec l'équipe "Dynamique, Imagerie et Modélisation des Systèmes Environnementaux" (DIMENV, également à Géosciences Rennes) et le département « milieu divisé » de l’Institut de Physique de Rennes (IPR). En effet, les membres de DIMENV ont une forte expertise sur la modélisation des phénomènes de transport dans les systèmes hydrogéologiques, notamment Tanguy Le Borgne qui coordonne le projet ERC "ReactiveFronts". L’équipe d’Hervé Tabuteau de l’IPR s’intéresse également au transport de colloïdes dans l’eau. En intégrant les résultats du projet C-FACTOR dans un modèle prenant en compte les écoulements et le transport colloïdale, la prédiction de la migration des contaminants associés aux colloïdes dans les sols et les eaux deviendrait possible. Enfin, sur la base des résultats escomptés du projet C-FACTOR, des collaborations pourraient également émerger avec le laboratoire ECOBIO sur des sujets liés à l'impact des COMs sur la biodisponibilité/toxicité des contaminants.



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A des faibles doses, supposées non-toxiques, les triazines perturbent les régulations hormonales et les réponses aux stress des plantes



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Sous une apparente non-phytotoxicité....

Diana Alberto, Ivan Couée, Cécile Sulmon, Gwenola Gouesbet (ECOBIO) et Stéphanie Pateyron (Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay) publient en septembre 2018 un article dans la revue Plant Science qui met en évidence le fait que, sous une apparente non-phytotoxicité, les triazines perturbent les régulations hormonales et les réponses aux stress, y compris à faible dose.

L’utilisation massive de pesticides dans les pratiques agricoles a conduit à une pollution des sols et des eaux. Parmi les pesticides persistants, les herbicides peuvent modifier la composition des communautés végétales non-ciblées entraînant des impacts écologiques et agronomiques importants. Dans les sols, les herbicides sont partiellement dégradés par des processus chimiques ou biologiques en métabolites. Les pollutions diffuses d’origines agricoles sont donc constituées de mélanges de molécules actives et de métabolites à faibles concentrations (doses « environnementales ») dont l’impact sur la biodiversité et les écosystèmes est globalement méconnu.

L’équipe de chercheurs avait déjà montré sur la plante Arabidopsis thaliana (Arabette des dames ou Arabette de Thalius appartenant à la famille des Brassicacées, organisme modèle de référence) qu’à faible dose (1 µM), les triazines (l’atrazine (ATZ), herbicide encore largement utilisé au niveau mondial, la déséthylatrazine (DEA), métabolite chloré de l’ATZ, et l’hydroxyatrazine (HA), métabolite de déchloration de l’ATZ) ne perturbent pas la photosynthèse, la cible connue de l’ATZ. Cependant, bien que dépourvues d’effets rapides phytotoxiques, ces triazines à faibles doses ont des impacts insoupçonnés sur d’autres processus cellulaires. L’équipe a alors émis l’hypothèse que l’ATZ et ses métabolites à faibles doses agissaient sur des cibles inconnues et indépendantes des processus photosynthétiques impliquant probablement des processus de signalisation et de régulation.

Pour vérifier ces hypothèses, une analyse transcriptomique étudiant les effets moléculaires précoces de la série chimique ATZ/DEA/HA a été menée sur Arabidopsis thaliana en laboratoire à Rennes. L’analyse des expressions de gènes avait pour but de mettre en évidence les mécanismes moléculaires mis en jeu lors des expositions aux faibles doses de triazines et de déchiffrer les points communs et les spécificités des différents traitements chimiques.


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Cette étude montre que les triazines induisent des changements coordonnés et spécifiques. Les gènes sensibles à l’HA sont liés au développement racinaire. L’ATZ et le DEA quant à eux affectent majoritairement des gènes liés à des réponses aux stress biotiques et abiotiques et aux régulations hormonales. Les expressions de gènes liés à la régulation de processus intra- et intercellulaires codant des facteurs de transcription et des régulateurs de la signalisation sont également modifiées en présence de ces molécules. De plus, les triazines perturbent l’expression de gènes régulés par les cytokinines (CK) et l’acide abscissique (ABA).

L’étude des interactions putatives entre ces différents facteurs et régulateurs confirme l'implication de cascades de signalisation dans les réponses aux faibles doses de triazines selon un schéma de régulation senseur-régulateur-générateur (sensor-regulator-actuator). Les mécanismes sous-jacents et les cibles principales de ces régulations restent encore à découvrir. L’équipe suppose que ces cibles primaires sont liées aux voies de signalisation de l’énergie, de température, de sécheresse, de l’ABA et des CK. Ces cibles pourraient donc faire partie intégrante des mécanismes de détection permettant la perception de structures chimiques communes, telles que les hétérocycles azotés présents dans les cytokinines, les triazines et les herbicides sulfonylurés.

Triazines

Schéma intégratif des voies de signalisation liées aux triazines. Les réponses aux triazines à faibles doses sont perçues, transmises et intégrées par la plantes au niveau de senseurs, de régulateurs et de générateurs. Les effets inducteurs ou répresseurs produits par les traitements chimiques sont respectivement indiqués en rouge et en bleu

L’étude montre par conséquent que des doses apparemment non-toxiques d’herbicides ou de métabolites dérivés affectent néanmoins la croissance et le développement de la plante à travers des mécanismes qui n’impliquent pas la cible originelle connue de l’ATZ. Ces impacts peuvent influencer la régulation des voies de signalisation à différents niveaux, incluant la plasticité du développement de la plante et les réponses au stress.

A terme, la caractérisation précise des perturbations de la transduction du signal pourra permettre d’évaluer l’efficacité des herbicides sur les cultures ainsi que l’impact des contaminations résiduelles sur les communautés végétales naturelles non-cliblées. Enfin, l’identification et la compréhension des interactions entre stress biotiques, abiotiques et pesticides permettront d’affiner les connaissances et les hypothèses sur les effets croisés de la pollution chimique et des stress liés au changement climatique.


Référence
Diana Alberto, Ivan Couée, Stéphanie Pateyron, Cécile Sulmon, Gwenola Gouesbet, Low doses of triazine xenobiotics mobilize ABA and cytokinin regulations in a stress- and low-energy-dependent manner, Plant Science, Volume 274, 2018, Pages 8-22, doi.org/10.1016/j.plantsci.2018.04.025.


>>> See also (Science Trends) : At Low Doses, Supposedly Non-phytotoxic, Triazine Xenobiotics Disrupt Hormonal Regulations In A Stress- And Low-energy-dependent Manner


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ODD15


SRADDET et Breizh COP de la Région Bretagne : 1er avis du Conseil Scientifique



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Avis n°1 du Conseil scientifique sur le Document d'orientation

Le 19 avril 2018 à Brest, le Conseil régional de Bretagne a adopté le document d’étape de la Breizh COP, un projet majeur de la région dans lequel le rôle des scientifiques est sollicité, et où l’OSUR est représenté, notamment au sein du Conseil scientifique. Ce CS a produit le 26 juin 2018 son premier avis intitulé


AVIS DU CONSEIL SCIENTIFIQUE SUR LE « DOCUMENT D’ORIENTATION » PREALABLE AUX ELABORATIONS CONJOINTES DU SRADDET ET DE LA BREIZHCOP DE LA REGION BRETAGNE
(adopté en séance plénière le 26 Juin 2018)

Le cadre de l’avis

Le « Document d’orientation soumis à la concertation » constitue un document de lancement préalable aux élaborations conjointes du Schéma régional d’aménagement, de développement durable et d’égalité des territoires (Sraddet) et de la démarche BreizhCop, par le Conseil régional de Bretagne. L’ensemble vise à définir un « projet d’avenir pour la Bretagne » et le « bien-être de ses habitants ».

Plus précisément, après l’adoption de ce « Document d’orientation », devront être dégagés les objectifs qui conduiront à l’élaboration du Sraddet et de la Breizhcop (juin–octobre 2018) et des engagements qui seront demandés aux divers acteurs régionaux (octobre 2018-printemps 2019). L’avis du Conseil scientifique (CS) sera sollicité lors de chacune de ces futures étapes (notamment à propos de la définition des éléments relatifs aux objectifs et de leur cohérence, à propos de l’élaboration des normes préalables aux engagements et des indicateurs à retenir pour en vérifier l’atteinte…).

Le « Document d’orientation » en question a été adopté par le Conseil régional, lors de sa session extraordinaire du 28 avril de cette année. L’avis du CS ne peut donc conduire à une « ré-orientation » ou une modification de celui-ci. En revanche, les remarques, commentaires et recommandations qu’il émet à propos de ce « Document d’orientation » ont pour objet d’attirer l’attention des rédacteurs des futurs schémas, qui seront élaborés dans la suite (et dans l’esprit) de ce document, sur des points particuliers demandant à être éclaircis, voire qui n’auraient pas été pris en compte.

Rappelons que 4 membres de l’OSUR sont dans le CS :

  • Valérie Bonnardot (Université Rennes 2, LETG-Rennes), spécialiste en géographie physique et environnement, changement climatique,
  • Daniel Cluzeau (Université Rennes 1, ECOBIO), spécialiste des interactions entre biodiversité et fonctionnement des écosystèmes terrestres,
  • Gérard Gruau (CNRS, Géosciences Rennes), spécialiste des transferts dans les bassins versants, des relations entre climat, agriculture, usages et qualité de l’eau. Président du CRESEB, membre du bureau du CS Breizh COP,
  • Simon Dufour (Univeristé Rennes 2, LETG Rennes), spécialiste de l’organistion spatiale des territoires, des liens entre eau et territoires, de la gestion des zones humides.


Les remarques des membres du CS ayant contribué à la rédaction de ce 1er avis ont été réunies autour des thèmes suivants :

  • Conception générale de la démarche
  • Terminologie et vocabulaire utilisés
  • Economie
  • Droit
  • Aménagement du territoire
  • Environnement et développement durable
    • Quatre questions méritent d’être ici évoquées
      • Sur la question du changement climatique et de ses impacts
      • Sur la question de l‘atténuation des émissions de gaz à effets de serre
      • Sur la question du financement des transitions écologiques
      • A propos de la mesure du développement
  • Gouvernance
    • L’appel aux sciences participatives
    • Le renforcement des interfaces science-décision publique
    • Le recours aux sciences de la soutenabilité
    • La question de la participation


>>> Consulter le document intégral de l'avis n°1 du CS

>>> Pour en savoir plus : La Breizh COP, la recherche et l'expertise en environnement, l'OSUR... Où en est-on ?



Contact OSUR
Gérard Gruau (Géosciences Rennes) / gerard.gruau@univ-rennes1.fr
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / ahlegall@univ-rennes1.fr


ODD13


Philippe Steer (Géosciences Rennes) décroche une bourse ERC !


 AHLeGall    27/08/2018 : 12:51

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Séismes et crues modèlent-ils à long terme les paysages des chaînes de montagnes ?

Philippe Steer (université de Rennes 1, Géosciences Rennes / OSUR) est lauréat d'un financement européen pour un projet intitulé "Finding how Earthquakes And Storms Impact the Building of Landscapes (FEASIBLe)", dans la catégorie ‘Starting grant’ de l'ERC (European Research Council), à hauteur d'1,5 million d'euros sur 5 ans.

Le Conseil européen de la recherche soutient - via des bourses très ciblées - la recherche exploratoire, les propositions interdisciplinaires, et des idées novatrices dans des domaines nouveaux et émergents qui introduisent des approches non conventionnelles et innovantes.

Ce financement exceptionnel vise à développer un nouveau modèle numérique d'évolution du paysage, en lien avec les séismes et les crues : des applications sont attendues touchant la sécurité des populations et l'étude de l'impact du réchauffement climatique.

>>> Pour savoir plus

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Philippe Steer (Géosciences Rennes) / philippe.steer@univ-rennes1.fr
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / ahlegall@univ-rennes1.fr


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La plus vieille biodiversité de communauté bactérienne jamais décrite, datée de 2,1 milliards d’années


 AHLeGall    21/08/2018 : 14:52

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La plus vieille biodiversité de communauté bactérienne, datée de 2,1 milliards d’années et son implication dans la conservation du biota francevillien

La plus vieille biodiversité de communauté bactérienne, datée de 2,1 milliards d’années et son implication dans la conservation du biota francevillien

Une équipe internationale, comprenant des chercheurs issus de trois laboratoires français - dont Anne-Catherine Pierson-Wickmann (Géosciences Rennes / OSUR) - vient de mettre en lumière les plus vieilles communautés bactériennes les mieux conservées jamais décrites. Ces communautés, qui datent de 2,1 milliards d’années sont spatialement et temporellement en parfaite symbiose avec les plus vieux macro-fossiles découverts dans le même site fossilifère au Gabon. L’ensemble de ce biota a prospéré en phase avec l’oxygénation optimale de l’atmosphère de l’époque. L'article est publié en juin 2018 dans la revue Geobiology.

>>> En savoir plus

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Voile bactérien âgé de 2,1 milliards d'années (Francevillien du Gabon) organisé en anneaux concentriques. © Abderrazak El Albani, IC2MP



Référence
Unusual microbial mat-related structural diversity 2.1 billion years ago and implications for the Francevillian biota. Aubineau J, El Albani A, Chi Fru E, Gingras M, Batonneau Y, Buatois LA, Geffroy C, Labanowski J, Laforest C, Lemée L, Mángano MG, Meunier A, Pierson-Wickmann AC5, Recourt P6, Riboulleau A6, Trentesaux A6, Konhauser KO. Geobiology. 2018 Jun 20. doi: 10.1111/gbi.12296


Contact OSUR
Anne-Catherine Pierson-Wickmann (Géosciences Rennes) / anne-catherine.pierson-wickmann@univ-rennes1.fr
Alain-Hervé Le Gall (multiCOM OSUR) / ahlegall@univ-rennes1.fr


On a retracé l'histoire évolutive de l'aubergine !



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Comment l’aubergine est devenue asiatique. Une histoire de génomes, d’éléphants et d'impalas…

Le contexte évolutif de l’aubergine était jusqu’à récemment très peu connu. Les archives et les données génétiques avaient révélé que si la plupart des espèces sauvages apparentées à l’aubergine étaient africaines, c’était en Asie qu’avait eu lieu le processus de domestication. Des chercheurs de l’Université de Rennes 1 et des Muséums d’histoire naturelle de Londres (Natural History Museum) et de Finlande (Université d’Helsinki) viennent d’obtenir la première hypothèse solide concernant l’origine de l’aubergine et des espèces sauvages qui lui sont directement apparentées. Parmi cette équipe internationale, on retrouve Xavier Aubriot. Xavier est botaniste et a effectué une année d'ATER (2017-2018) au sein du laboratoire ECOBIO (équipe EGA 'Evolution Génome Adaptation' de Malika Ainouche) de l'OSUR. Dans le cadre de cet ATER, il a donc travaillé à la publication de résultats inédits sur l'histoire évolutive de l'aubergine (Solanum melongena L.) et des espèces qui lui sont directement apparentées. Ces travaux sont publiés en août 2018 dans la revue American Journal of Botany.


C’est dans le cadre de cette étude que les chercheurs ont séquencé le génome chloroplastique de l’aubergine et de 22 espèces directement apparentées à l’aubergine. En comparant ces génomes entre eux, ils espéraient élucider l’histoire évolutive du groupe de l’aubergine. Cette équipe de recherche a obtenu une hypothèse évolutive solide et a montré comment deux lignées distinctes ont émergé ; l’une comprend un groupe d’espèces Africaines et l’autre l’espèce sauvage à partir de laquelle l’aubergine a été domestiquée…

« Presque toutes les espèces du groupe de l’aubergine habitent des savanes de basse altitude ainsi que des milieux plus ou moins arides ; plusieurs sont répandues sur une grande partie du continent africain. Nos résultats suggèrent que la zone de répartition du groupe s’est considérablement agrandie durant les deux derniers millions d’années. » indique Xavier Aubriot, premier auteur de cette étude.


L’histoire de l’aubergine commence seulement à prendre forme…

L’aubergine (Solanum melongena) est une espèce qui fait partie du genregéantSolanum (environ 1400 espèces) au sein de la famille des Solanacées. Ce genre comporte notamment deux autres espèces d’intérêt économique majeur, la tomate et la pomme de terre. Mais contrairement à ces deux dernières espèces, l’aubergine n’est pas originaire des Amériques mais d’Asie. Les archives chinoises et indiennes ainsi que les données génétiques ont montré que l’aubergine a été domestiquée quelque-part dans la région du sud de la Chine et du nord de l’Inde. Ce n’est que récemment que les biologistes spécialisés dans la description de la biodiversité, les taxonomistes, ont identifié les espèces sauvages apparentées à l’aubergine. De façon surprenante, la plupart de ces espèces habitent les savanes africaines.

« Comprendre l’histoire évolutive d’un groupe d’organisme nécessite de longues heures d’études des collections muséales, telles que celles conservées au Muséum d’histoire naturelle de Londres » insiste Sandra Knapp du Natural History Museum, « Résoudre l’identité des espèces sauvages permet de déterminer quelle sont leurs zones de répartition ; ceci nous fournit des outils pour essayer de mieux comprendre comment les groupes d’êtres vivants se sont diversifiés. »

L’équipe de recherche a montré que le groupe contenant l’aubergine s’est diversifié il y a environ 2 million d’années, depuis le nord-est de l’Afrique. Ce groupe s’est ensuite répandu vers l’est, jusqu’en Asie tropicale, ainsi que vers le sud-ouest et l’ouest africain. En Asie tropicale, la dispersion du groupe a donné naissance à une espèce que les scientifiques nomment Solanum insanum. C’est à partir de population de cette espèce sauvage que l’aubergine a plus tard été domestiquée. Ce qui a vraiment marqué les scientifiques, c’est que cette dispersion vers l’Asie semble résulter d’un unique évènement de dispersion depuis le nord-est de l’Afrique plutôt que d’une expansion linéaire et graduelle vers l’Asie.

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Fig. 1 . Phylogénie et biogéographie du groupe de l'aubergine basées sur le séquençage du génome chloroplastique



A la recherche des ‘graines du succès’ – éléphants et savanes


Certaines des espèces sauvages africaines apparentées à l’aubergine présentent de très larges zones de répartition. Ainsi, Solanum campylacanthum occupe toutes les savanes de la portion est du continent Africain, depuis le Kenya jusqu’à l’Afrique du Sud. Les scientifiques se sont alors demandés si cela pouvait avoir un lien avec le mode de dispersion des graines. Or l’on connait de façon sûre deux animaux qui dispersent les graines de ces espèces ; deux grands habitants des savanes africaines qui présentent des zones de répartition historiques couvrant l’ensemble de l’Afrique tropicale : l’impala et l’éléphant d’Afrique. Ces deux mammifères de savane consomment les fruits, dispersent les graines et ont donc probablement contribué à la dispersion du groupe en Afrique. Si les populations d’éléphants ne cessent de décliner en raison des activités humaines, les populations d’espèces sauvages apparentées à l’aubergine pourraient en pâtir. « Si nous voulons conserver des ressources génétiques pour les futures recherches sur l’aubergine, nous devons protéger les populations d’éléphants d’Afrique restantes. » ajoute Péter Poczai, chercheur à l’Université d’Helsinki.

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Fig. 2 . Illustration de la répartition des espèces d'aubergines en Afrique en lien avec deux espèces de mammifères qui dispersent les graines, l'éléphant d'Afrique et l'impala



« Cette étude est en fait une première étape vers des recherche plus approfondies » résume Xavier Aubriot. « De nombreuses questions importantes restent sans réponses… Comment le groupe de l’aubergine a-t-il atteint l’Asie tropicale ? Y a-t-il eu des interactions entre nos lointains cousins et les espèces sauvages apparentées à l’aubergine ? Quels sont les facteurs qui entrèrent en jeu dans le processus de domestication de l’aubergine ? Nous travaillons maintenant à l’augmentation de l’échantillonnage d’étude et à l’obtention de nouvelles sources de données afin de sortir encore un peu plus de l’ombre l’histoire complexe et fascinante de l’aubergine. »


Pour aller plus loin

Aubriot Etal 2018

L'origine des espèces cultivées : une quête en plein essor

Sans que l’on s’en aperçoive, les plantes font partie de notre vie de tous les jours : elles sont source de nourriture, de produits médicaux, servent à nous vêtir et à nos constructions ; elles sont aussi ornementales et revêtent tout une série de rôles symboliques et philosophiques. Avec le début de la domestication des plantes suite à la dernière période glaciaire, il y a environ 10 000 ans, la relation entre les humains et certaines espèces de végétaux s’est encore renforcée. Ainsi, le développement des premières civilisations s’est appuyé sur un nombre relativement restreint d’espèces domestiquées et cultivées, telles que le blé, le riz ou la pomme de terre. Alors que la plupart de ces espèces sont maintenant cultivées à l’échelle mondiale, leurs origines sont enfouies loin dans le passé. Les scientifiques utilisent maintenant de puissants outils pour décrypter leurs histoires.

Les avancées scientifiques récentes dans le domaine du séquençage de l’ADN (séquençage haut-débit) ont révolutionnées la manière dont les biologistes explorent l’histoire du monde vivant. Pour étudier le monde végétal, les botanistes utilisent de plus en plus le génome des chloroplastes (des structures cellulaires spécialisées dans la photosynthèse) pour décoder les relations de parentés entre espèces. L’obtention de ces génomes chloroplastiques (ou plastomes) devient de plus en plus abordable, facilitant les études sur les organismes non modèles (comme les espèces sauvages apparentées à l’aubergine).



Référence
Aubriot, X., S. Knapp, M. M. Syfert, P. Poczai, and S. Buerki. 2018. Shedding new light on the origin and spread of the brinjal eggplant (Solanum melongena L.) and its wild relatives. American Journal of Botany 105(7): 1175–1187. doi.OSUR10.1002/ajb2.1133


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Beaulieu 2020 : campus durable



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L'OSUR, au coeur du changement

La physionomie du campus de Beaulieu va changer sensiblement dans les mois qui viennent et impacter notre vie quotidienne. Arrivée du métro (avec une station près du RU Etoile), "croix verte" renforcée dans le cadre des mesures écologiques compensatoires (en lien avec la construction de la ligne B), construction de la halle expérimentale Buffon, etc. etc. vont grandement modifier le plan de circulation et de stationnement des usages du campus, et notamment ceux de l'OSUR.

Quand on vous dit que l'OSUR est au coeur du campus... et du changement !


On fait le point sur là où on en est en cette rentrée 2018 !


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L’agriculture biologique favorise la régulation des bioagresseurs



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Publication dans la revue Nature Sustainability

Des chercheurs de l’INRA et de l’université de Rennes 1 - dont Stéphanie Aviron (BAGAP) et Julien Pétillon (ECOBIO) - ont mis en évidence, avec des collègues américains et allemands, que l’agriculture biologique (AB) 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. L'article est publié dans la revue Nature Sustainability en juillet 2018.

>>> Pour en savoir plus


A lire dans la presse :
>>> LeMonde en ligne (21/08/2018)
>>> Novethic (18/08/2018)
>>> L'OBS (2108/2018)
>>> TVR (édition du Soir 21/08, voir à partir de 02:15)


Reference
Lucile Muneret, Matthew Mitchell, Verena Seufert, Stéphanie Aviron, El Aziz Djoudi, Julien Pétillon, Manuel Plantegenest, Denis Thiéry & Adrien Rusch. Evidence that organic farming promotes pest control, Nature Sustainability, volume 1, pages 361-368, 2018.
doi: 10.1038/s41893-018-0102-4



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