INTERACTIONS - Interactions biotiques, adaptation des plantes et fonctionnement des écosystèmes

Mots clés
Interactions plantes-insectes-microorganismes
Interactions plantes-plantes
Mutualisme
Pollinisation
Nutrition
Défense
Plantes réservoirs
Plantes carnivores
Mycorhizes
Orchidées
Adaptation
Plasticité
Espèce invasive
Changement climatique
Perturbations anthropiques
Gradient environnementaux
Services écosystémiques
Ecologie des communautés
Biodiversité

Le but de nos recherches est de comprendre le rôle des interactions biotiques dans l’adaptation des plantes face aux stress environnementaux dus aux changements climatiques, aux invasions biologiques et aux perturbations anthropiques. Une attention particulière est portée aux interactions à bénéfices réciproques, comme les mutualismes plantes-insectes-microorganismes et les processus de facilitation plantes-plantes, et à leurs rôles dans le fonctionnement des communautés, la distribution de la diversité et la capacité de résilience de l’écosystème dans son ensemble.

A l’échelle de la plante, , nos recherches sur les plantes spécialisées visent à (1) évaluer la contribution des insectes ou microorganismes partenaires à la survie et la reproduction des plantes, notamment à travers leurs services de protection, nutrition et pollinisation, (2) caractériser les traits mis en place par les plantes en réponse aux contraintes de l’environnement, en particulier ceux liés au maintien d’une relation mutualiste ou facilitatrice avec d’autres espèces, (3) caractériser la plasticité de ces traits et les mécanismes responsables de cette plasticité (e.g. plasticité de la forme de la feuille, de la production de leurres chez les plantes carnivores).
A l’échelle de la communauté végétale, nos recherches visent à mesurer (1) la nature et le degré d’interactions entre plantes le long de gradients de stress environnementaux (régions tropicales alpines, chronoséquences post-glaciaires), (2) le rôle des mycorhizes dans les interactions de facilitation entre plantes et dans la résilience de la communauté végétale après perturbations par des infrastructures routières (France), (3) l’influence de ces gradients climatiques, pédologiques, ou anthropiques sur la diversité spécifique et fonctionnelle des communautés végétales (Mexique, Alpes françaises). (4) l’influence des décisions et activités humaines dans le fonctionnement des communautés végétales.
A l’échelle de l’écosystème, nos recherches sur les plantes à urnes (Népenthes d’Asie du Sud-Est, sarracénies d’Amérique, broméliacées d’Amazonie) qui hébergent toute une micro et entomo-faune vivante impliquée dans des interactions facilitant la nutrition de la plante et formant des micro-écosystèmes modèles (intégralement dénombrables permettant moult répétitions et des expérimentations) visent à (1) comprendre les mécanismes d’assemblages d’espèces, notamment les processus de facilitation, et les déterminants biotiques et abiotiques de la diversité, (2) évaluer l’impact des changements climatiques sur ces plantes vulnérables et leur biodiversité attenante, et (3), dans un but appliqué, s’inspirer de ces plantes spécialisées et de leurs services écosystémiques pour développer des pièges permettant la régulation d’espèces nuisibles et/ou envahissantes (e.g. moustique tigre, frelon asiatique). Nos recherches portent aussi sur les écosystèmes à plus large échelle et visent à comprendre les rôles spécifiques des interactions biotiques et abiotiques (faune incluant la place particulière de l’homme, flore, sol, atmosphère) dans leur fonctionnement et leur dynamique (stabilité/instabilité).

Nos travaux font appel à des méthodes d’analyse des traits morpho-fonctionnels (morpho‐anatomie, analyses odeurs [headspace, GC-MS], couleurs [spectrométrie]), des mécanismes d’interaction plantes-insectes (tests comportementaux de locomotion, d’attraction [olfactométrie, réponse électrophysiologique], modèles de vision), des processus écosystémiques (analyses en réseaux, interactions trophiques [isotopes stables], expérimentation en conditions contrôlées [sous serres, simulation de pluies, etc…], modélisation des effets anthropiques [agriculture et pastoralisme]), et des méthodes d’analyse de diversité taxonomique et fonctionnelle (microbes des sols et des racines [séquençage massif], arthropodes et microorganismes associés aux plantes à urnes [identifications taxonomiques], insectes pollinisateurs et mécanismes de pollinisation [cameras-pièges]). Les analyses d’odeurs des plantes et de réponse électrophysiologique des insectes utilisent les techniques de GC-MS et GC-EAD disponibles à la PACE (Plateforme d’Analyses Chimiques en Ecologie) du LabEx CEMEB. Les principaux chantiers de terrain sont : en Guyane Française sur les mutualismes plantes-insectes-microorganismes et sur l’impact des changements climatiques sur la structuration des communautés et le fonctionnement des écosystèmes associés aux broméliacées (LabEx CEBA) ; en France métropolitaine sur l’utilisation des leurres naturels de plantes carnivores pour le contrôle du frelon asiatique (ANR I-site-MUSE-CARNIVESPA) ; en Afrique centrale et à Madagascar sur les interactions/co-évolutions orchidées-pollinisateurs ; en France et au Mexique sur les services écosystémiques souterrains produits par les communautés végétales le long de gradients altitudinaux (ANR ECOPICS) ; en Camargue et Afrique de l’Est sur le fonctionnement et développement sur le long terme des socio-écosystèmes fortement perturbés ; en Bolivie et en Colombie sur les interactions plantes-plantes en milieux tropicaux alpins (LMI BIO-INCA).

Acronyme Intitulé Durée
CARNIVESPAResearch of visual and olfactory signals specifically attracting the Asian Hornet in a carnivorous plant for the development of a biomimetic trap.
Porteur : Laurence GAUME 
2018 - 2021
ENDOSHIFTSuccessional patterns of endophytic bacteria and fungi over plant ontogeny
Porteur : Tristan LAFONT-RAPNOUIL 
2021 - 2022
HOLOBROMMaternal effects and environmental filtering on microbial fluxes from mother plants to offspring
Porteurs : Céline LEROY / Heidy SCHIMANN (ECOFOG)  
2020 - 2022
INTERACTIFInteractive effects of deforestation and climate change on neotropical freshwater ecological networks and ecosystem multifunctionality
Porteur : Céline LEROY 
2021 - 2024
LWILife Without Ice
Porteurs : Olivier DANGLES (IRD, UR 072)  / Sophie CAUVY-FRAUNIE (INRAE)  
2020 - 2026
RESILIENCEDisentangling the roles of biological traits and metacommunity dynamics on the multifunctional resilience of neotropical ecosystems
Porteur : Régis CEREGHINO (Université de Toulouse-ECOLAB, Toulouse)  
2019 - 2022

BONHOMME Camille 2017 - 2021. Food web- and environment-mediated multifunctional response of tropical ecosystems to drought: resilience and tipping points. Ecole doctorale : Ecologie / University Federal of Rio de Janeiro. Dir : FARJALLA Vinicius / Co-dir. : LEROY Céline

COSME Maximilien 2018 - 2021. Modèle discret d'agro-écosystèmes spatialisés. Ecole doctorale : GAIA / Université de Montpellier. Dir : GAUCHEREL Cédric

FLOTTERER Boris 2019 - 2022. Dynamique naturelle et aménagement durable de la forêt boréale : apports des modèles discrets pour caractériser les trajectoires. Ecole doctorale : Ecole Pratique des Hautes Etudes / Université PSL - EPHP. Dir : HELY-ALLEAUME Christelle / Co-dir. : GAUCHEREL Cédric

LAFONT-RAPNOUIL Tristan 2020 - 2023. Démêler les effets de l'habitat et des changements climatiques sur les interactions biotiques et les fonctions écologiques associées dans les écosystèmes néotropicaux. Ecole doctorale : GAIA / Université de Montpellier. Dir : LEROY Céline

THOMAS Colin 2019 - 2022. Analyse possibiliste de modèles discrets d’écosystèmes par des techniques symboliques. Ecole doctorale : Sciences et technologies de l'information et de la communication (STIC) - ED 580 / Université d'Évry-Val-d'Essonne. Dir : GAUCHEREL Cédric / Co-dir. : POMMEREAU Franck

France métropolitaine
  • AIDA (UR CIRAD), Pascal Marnotte (Malherbologie), Aude Ripoche (Modélisation)
  • CEFE, Montpellier, Doris Gomez (CNRS, Vision animale), Olivier Dangles & Catherine Roumet (Ecologie fonctionnelle)
  • ECO&SOLS, Montpellier, Tanguy Daufresne (Sols et stœchiométrie).
  • Emmah, équipe Swift, INRAE Avignon, Claude Doussan (Sciences du sol)
  • ENSChimie, Montpellier Jean-Marie Bessière (Odeurs)
  • HortSys (UR Cirad), équipe ECOS, Emile Faye (Agroécologie)
  • IBENS, Paris, Lucie Zinger (Metabarcoding)
  • IGE, Grenoble, France, Antoine Rabatel & Thomas Condom (Glaciologie, hydrologie)
  • INRIA, équipe Zenith, consortium Pl@ntNet, Alexis Joly & Jean-Christophe Lombardo (Informatique)
  • IPME (IRD-Cirad-UM), EquipeCeffeeAdapt: Benoit Bertrand (Production fruitière)
  • ISEM, Montpellier, équipes BioDicée, Vincent Devictor, Sonia Kéfi… (Biodiversité) et Paléo-environnement, Christelle Hély, Allowen Ervin (Ecosystèmes).
  • ITAP (INRAe-SupAgro), Vincent De Rudnicki (Electronique), Christophe Guizard (Vision), Gilles Rabatel (Imagerie hyperspectrale, drone)
  • Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement, Toulouse, Régis Céréghino (Invertébrés aquatiques), Vincent Jassey (Ecologie fonctionnelle), Joséphine Leflaive (Microbiologie), Arthur Compin (Invertébrés aquatiques)
  • LECA, Grenoble, France, Philippe Choler & Sebastien Lavergne (Ecologie)
  • LIRMM, équipe ICAR (CNRS/UM), Gérard Subsol & Marc Chaumont (Imagerie)
  • LMGE, Université Clermont-Auvergne, Jean-François Carrias (Microbiologie), Bruno Corbara (Entomologie)
  • LRSV, Toulouse, Nathalie Séjalon-Delmas (Symbiose mycorhizienne), Virginie Pueh-Pages (Métabolomique)
  • MNHN (UMS 2006 Patrimoine naturel), Paris, Quentin Rome (Espèces invasives)
  • MNHN/ISYEB, Paris, Claire Villemant, Rodolphe Rougerie (Entomologie), Florent Martos (Orchidées, écologie chimique, mycorhize)
  • Parc National des Ecrins, Gap, France, Cedric Dentant (Botanique)
  • SELMET, Vincent Blanfort (Agrostologie)
  • Unité Abeilles et Environnement (INRAe), Avignon, Yves Leconte (Abeilles, écologie chimique)

Guyane française
  • ECOFOG, Kourou, Heidy Schimann (INRAE, écologie des communautés microbiennes), Sabrina Coste (Ecophysiologie des plantes), Clément Stahl (INRAE, écophysiologie des plantes), Jérôme Orivel (Entomologie), Eliane Louisanna (Biologie moléculaire), Valérie Troispoux (biologie moléculaire)

Amérique centrale et du sud
  • Herbier National, La Paz, Bolivie, rosa Isela Meneses (Botanique, écologie)
  • TEC (Technologico de Costa-Rica), Erick Mata-Montero (Biodiversité et informatique)
  • Université de Sao Paulo, Brésil (Ecophysiologie des plantes)
  • Université des Andes, Bogota, Colombie, Gwendolyn Peyre (Ecologie, biogéographie)

USA
  • Missouri Botanical Garden, Tariq Stévart (phénologie, biologie de la reproduction orchidées)
  • University of California, Santa Barbara, Susan Mazer (Ecologie évolutive et génétique)
  • University of California,, Los Angeles, Thomas Smith, Vincent Deblauwe (Camera trap)
  • University of Florida, IdigBio, Pamela Soltis (Evolution des plantes)

Afrique
  • CNRA Côte d’Ivoire, Etienne Téhia (Malherbologie)
  • Kenya Forest Service (KFS, Conservation et gestion des ressources forestières)
  • Kenya Marine and Fisheries Research Institute (KMFRI, conservation et gestion des ressources marines)
  • Nelson Mandela Institute, Arusha Tanzanie, Anna Tredtde (Ecologie des savanes et écosystèmes tropicaux).
  • Université d’Accra, Ghana (Agro-pastoralisme)
  • Université de Yaoundé 1, Cameroun, Bonaventure Sonké (phénologie, biologie de la reproduction orchidées)

Asie
  • UBD, University of Brunei Darussalam, Brunei, David Marshall (Biodiversité aquatique)
  • Strand Life Science, Inde, P. Rajagopal et T. Vattakeven (Développement de portails collaboratifs)
  • USTH Hanoï, Vietnam (Ecologie des sols)

Laboratoires internationaux
  • Bromeliad Working Group (réseau de chercheurs européens, nord et sud-américains travaillant sur les réseaux trophiques aquatiques des broméliacées à réservoirs d’eau (https://www.zoology.ubc.ca/~srivast/bwg/)
  • LMI BIOINCA, Colombie
  • LMI DYCOFAC, Cameroun
  • LMI LUSES (Vietnam, Laos, Thailande)
  • ropics Vietnam (réseau d’observatoires https://mtropics.obs-mip.fr/fr/stations-and-acquisition-parameters-fr/vietnam-dong-cao-catchment-fr/ )