XPADE

Pressions Xénobiotiques : Adaptation et Dysfonctionnement des Écosystèmes

Animatrice : Muriel RAVETON

Malgré des progrès considérables en écotoxicologie, un nouveau paradigme est nécessaire pour répondre aux questions centrales de cette thématique, comme « Quels sont les effets des xénobiotiques sur les organismes ? » et « Comment les fonctions de l’écosystème sont affectées par les xénobiotiques ? ». De nombreux auteurs soutiennent que l’approche bottom-up actuelle d’écotoxicologie qui implique l’utilisation d’expériences à petite échelle pour prédire les effets sur les écosystèmes entiers doit être fusionnée avec une approche top-down écologique qui se concentre directement sur les effets écologiques à grandes échelles.

Pour s’attaquer à ces défis urgents et actuels, les objectifs du thème XPADE visent à combiner la recherche de pointe en écologie/évolution du LECA et l’écotoxicologie pour adopter une approche novatrice dans ce domaine scientifique notamment en utilisant des approches intégratives d’observation et d’expérimentations.

La recherche au sein du thème XPADE combine une approche bottom-up -en étudiant comment différents phénotypes sont exprimées à partir d’un même génotype en réponse aux polluants- avec une approche top-down - se concentrant sur la compréhension du rôle joué par les xénobiotiques sur la sélection de génotypes dans les écosystèmes.

Les recherches du thème XPADE sont fondées sur des approches comparatives (plusieurs organismes et multi-pollution), intégratives (recherche à plusieurs niveaux d’intégration biologique), et écosystémiques (biodiversité et réseaux trophiques).

XPADE aborde trois principaux défis qui sont :

1. Comment pouvons-nous étudier avec réalisme les impacts des xénobiotiques au niveau de l’organisme et du sub-organisme ?

 

La corrélation entre l’exposition aux xénobiotiques et leurs effets est étudiée à l’échelle de l’organisme (toxicité, résistance, la taille du corps, la fécondité de la croissance...) et du sub-organisme (expression des gènes, perturbation endocrine,…).

Le défi consiste à comprendre les mécanismes impliqués dans la plasticité phénotypique en présence :

  • (i) de pressions réalistes de multi-pollution
  • (ii) de la variabilité naturelle des paramètres environnant (UV, température...).

L’intégration des effets croisés sur les réponses de l’organisme sera indispensable pour :

  • (i) déterminer les facteurs confondants
  • (ii) prédire les effets sur la dynamique des populations à l’échelle des écosystèmes, notamment en utilisant la modélisation.
2. Comment pouvons-nous estimer les impacts à long terme des polluants dans des conditions contrôlées ?

 

L’évaluation des effets à grande échelle des mélanges de polluants ubiquitaires (à des niveaux réalistes d’un point de vue environnemental) sera étudiée à l’échelle multigénérationnelle. Ces expositions sont rarement étudiées principalement pour des raisons pratiques, avec en conséquence peu de données sur les processus adaptatifs au sein d’une population.

Nous avons récemment mis au point deux types d’études multi-générationnelles :

  • une en microcosme (insectes avec temps de génération court)
  • une autre en mésocosmes (étude trans-générationnelle sur des modèles comme les amphibiens à cycle biologique plus longs).
3. Comment pouvons-nous estimer l’effet des polluants dans un monde aux multiples stress environnementaux ?

 

Les patrons d’abondance, de distribution, de diversité et d’adaptation seront étudiées en présence de pressions xénobiotiques réalistes, situées dans des zones naturelles très bien définies. Les (méta)données obtenues à partir de ces approches mettra en évidence l’adaptation des espèces locales à l’ensemble des critères (xénobiotiques, paramètres environnementaux, variabilité temporelle).

Ces espèces seront d’intérêt pour :

  • (i) étudier les mécanismes impliqués dans la tolérance aux produits chimiques
  • (ii) les exploiter dans les stratégies de remédiation.

Une telle approche holistique top-down fournira des prévisions précises à grande échelle des altérations de l’écosystème induites par les pressions xénobiotiques.

 

Qui est impliqué ?

Chercheurs / enseignants :

– Marie-Noëlle BINET
– Jean-Philippe DAVID
– Arnaud FOULQUIER
– Bello MOUHAMADOU
– Muriel RAVETON
– Stéphane REYNAUD
– Sophie SRODA

Personnels techniques :

– Thierry GAUDE
– Frédéric LAPORTE
– Sophie PERIGON
– Sylvie VEYRENC

 

Quels sont les projets en cours ?

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248