Thèmes de recherche

Les recherches menées au LECA visent à répondre aux enjeux cruciaux liés aux changements globaux, à la perte de biodiversité et à la pollution chronique. Nos compétences sont centrées sur l’écologie, l’environnement et l’évolution. En accord avec la définition même de la biodiversité, nos échelles d’étude vont des (populations de) gènes jusqu’aux écosystèmes et aux paysages, en incluant les processus agissant à chaque échelle. Notre originalité provient du système modèle sur lequel nous nous focalisons : les montagnes. Ce choix a été fait pour des raisons de cohérence territoriale, mais surtout car ces environnements et les espèces qui y habitent sont particulièrement sensibles et vulnérables aux changements environnementaux globaux. Nous sommes l’un des rares laboratoires en France à travailler sur ces milieux. Nous nous basons sur l’observation (à court et long terme), l’expérimentation et la modélisation. Nos travaux nous permettent de développer des modèles prédisant la réponse de la biodiversité aux changements. Nous les appliquons pour résoudre des questions sociétales en lien avec l’évaluation des services rendus par les écosystèmes, la gestion de l’environnement, la conservation de la biodiversité.

Notre recherche se développe autour de huit thématiques scientifiques, et chercheurs-enseignants-personnels techniques participent à plusieurs thèmes, tout en favorisant l’interface entre disciplines :

BIOGEOCHEM — Biogéochimie : relier biodiversité et cycles des nutriments dans les prairies permanentes

Nos travaux concernent les interactions fonctionnelles entre biodiversité et cycles biogéochimiques (N, C, H2O). Nous développons des représentations fonctionnelles de la diversité dans les modèles land surface, caractérisons les effets des cycles des nutriments sur le rôle de la biodiversité et leur impact sur la résistance/résilience des écosystèmes.

Méthodes : télédétection, capteurs climatiques, approches multi-isotopiques, métabarcoding, métatranscriptomique, échanges de carbone, modèles biogéochimiques et de surface du sol.

DIVADAPT — Adaptation, diversification et origines de la biodiversité

Il s’agit d’étudier les bases génétiques des mécanismes d’adaptation, de spéciation (isolement reproducteur, zones hybrides, ainsi que les origines évolutives des patrons de biodiversité (tempo et mode de diversification des espèces, influence des facteurs environnementaux et innovations morphologiques clés).

Méthodes : scans génomique, architecture génétique, transcriptomique, phylogénies, méthodes comparatives.

INTERSPE — Réseaux d’interactions entre espèces : une perspective fonctionnelle

Nous étudions la dynamique spatio-temporelle des communautés de grands herbivores en réponse aux facteurs biotiques et abiotiques, caractérisons la structure des réseaux inter-spécifiques et les fonctions des écosystèmes (e.g. plantes-herbivores/pollinisateurs). Une partie de l’activité concerne la modélisation des liens entre facteurs environnementaux et fonctionnement des écosystèmes .

Méthodes : monitoring à long terme, observations comportementales, écologie chimique, génétique, métabarcoding, analyses de réseaux écologiques, modélisation.

MACROECO — Macroécologie et règles d’assemblage des métacommunautés : applications à la modélisation de la biodiversité et à la conservation

Nos études visent à comprendre comment l’histoire, les facteurs environnementaux, et les processus de coexistence d’espèces modèlent les assemblages de communautés et les écosystèmes. Nous développons des modèles de biodiversité et des approches statistiques pour étudier la biodiversité en fonction du temps, de l’espace et du niveau d’organisation. Nous produisons des scénarios quantitatifs de biodiversité (échelle locale à globale) en lien avec la conservation et la gestion des zones protégées.

Méthodes : transplantations, inventaires de biodiversité à grande échelle, metabarcoding, simulations, modélisation.

MALBIO — Mathématiques et algorithmique pour l’étude de la biodiversité

Les développements de méthodes mathématiques et algorithmiques trouvent leurs applications dasn l’analyse de données de métabarcoding ADN (e.g., assignation taxonomique), l’assemblage de génomes basse couverture (e.g., génomes d’organelle à partir de données d’ADN environnemental), l’analyse de reséquençage individuel basse couverture en génomique des populations (e.g., détection de variants sur des organismes non modèles)

Méthodes : algorithmes de clustering, classifications supervisées, algorithmes d’assemblage, k-mer statistiques, théorie des graphes, inférence statistique.

PALEOENV — Paléo-environnements : perspective à long terme des trajectoires des écosystèmes de montagne

Cet axe a pour objectif de reconstruire les trajectoires des systèmes d’interactions homme-nature pour identifier les moteurs des changement. Cela implique par exemple d’évaluer l’impact des activités humaines sur les dynamiques et le fonctionnement de leur environnement, de modéliser l’influence de ces dynamiques sur la distribution de la biodiversité (e.g. développement des communautés après les retraits glaciaires).

Méthodes : ADN environmental et métabarcoding, géochimie isotopique, ADN ancien.

SERVALP — Dynamique des socio-ecosystèmes dans un monde changeant

Cette thématique utilise le couplage de modèles écologiques pour la quantification des services écosystémiques (effets du climat et de l’utilisation des terres sur les services rendus par la biodiversité, effets de la biodiversité sur le fonctionnement des écosystèmes). Nous déterminons les mécanismes à l’origine des compromis et synergies entre services écosystémiques, développons des scénarios intégrés d’utilisation des terres, de biodiversité et de services écosystémiques combinant construction participative et modélisation des services.

Méthodes : géostatistiques, modèles d’utilisation des terres et multi-agents, analyses de réseaux écologiques, valorisation sociale, recherche participative.

XPADE — Pressions xénobiotiques : Adaptation et dysfonctionnement des écosystèmes

Nous étudions les impacts de multi-pollutions environnementales sur les organismes et les organes, les impacts à l’échelle multi-générationelle de polluants en condition contrôlées, les effet des polluants en condition de stress environnementaux multiples en milieu naturel

Méthodes : micro/méso-cosme, écotoxicologie, génomique & transcriptomique, métabarcoding, modélisation en dynamique des populations.

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