Palmarès des 80PRIME 2020 : 6 projets pilotés par l'INEE décrochent un financement

Institutionnel Distinctions

 La MITI (Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires du CNRS) a sélectionné dans le cadre de l'appel à projet « 80 Prime », destiné à soutenir et renforcer l'interdisciplinarité entre les instituts du CNRS, les projets conduits par six scientifiques des laboratoires de l'INEE.

Portraits.

Projet n°1 : Retracer la circulation et la provenance des monnaies d’or anciennes grâce aux isotopes

Projet porté par Sandrine Baron chargée de recherche au CNRS au laboratoire TRACES

Intitulé du projet : TRISOR  Circulation et provenance de monnaies d’OR aux périodes anciennes TRacées grâce au développement de mesures des ISotopes du plomb, du cuivre et du fer in situ

Dans des textes anciens arabes et andalous, datés du Moyen Âge, les témoignages du premier commerce globalisé à l’échelle internationale, basé sur le dinar, une monnaie d’or, sont attestés. Une grande partie de l’or disponible dans le bassin méditerranéen, dans le monde islamique et en Europe, à cette époque-là, était utilisée essentiellement pour des usages monétaires. Cet or était d’origine africaine. Pourtant, mis à part trois petits fragments de creusets découverts lors d’une fouille menée dans le sud du Sahara, il n’existe aucune autre évidence archéologique de ce vaste commerce de l’or. C’est dans ce contexte que Sandrine Baron [1], spécialiste en géochimie et archéométrie, cherche à retracer la circulation et la provenance des monnaies d’or aux périodes anciennes (Projet TRISOR). Ce projet réunit Franck Poitrasson [2], spécialiste de géochimie et du laser femtoseconde*, François-Xavier Fauvelle [3] Professeur au Collège de France, chaire d’Histoire et Archéologie des Mondes Africains et directeur des fouilles du site de Sijilmâsa (Maroc) et Maryse Blet-Lemarquand [4] spécialiste de la caractérisation élémentaire des métaux et alliages anciens non-ferreux. L’équipe du projet TRISOR mènera ses recherches sur un trésor composé essentiellement de monnaies fatimides (10e-11e siècles), retrouvé au fond du port de Césarée (Israël). L’équipe analysera les indices permettant de remonter jusqu’à la source de l’or étudié. Ces indices sont les Isotopes (ici ceux du plomb, du fer et du cuivre), c’est-à-dire différents composants d’un même élément chimique qui diffèrent par leur nombre de neutrons dans leur noyau atomique. En effet, étudier la composition isotopique des métaux permet de déterminer leur origine géographique ainsi que leur nature. Pour la première fois, cela sera fait sur des monnaies d’or avec un laser femtoseconde*, laser qui produit des impulsions de la durée de 10-15 seconde (0,000000000000001 seconde) !

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Extrait de l'Atlas Catalan de Charles V (XIVe. s.). La cité de Sijilmâsa (sud-est de l'Anti-Atlas Marocain) est située, en bas, sur la deuxième planche en partant de la gauche. Elle est entourée d'un cercle noir avec 4 traits horizontaux dirigés vers le sud. D'après les textes anciens, cette cité était la plateforme de l'or africain et l'un des plus importants centres de frappe monétaire durant les périodes médiévales.
Crédit de la carte : Bibliothèque Nationale de France (BNF)
 

Equipe

 

  1. Sandrine Baron chargée de recherche au CNRS au laboratoire TRACES (CNRS-UT2J) Toulouse
  2. Franck Poitrasson Directeur de recherche CNRS laboratoire GET (CNRS-UT3-IRD) Toulouse
  3. François-Xavier Fauvelle Professeur Collège de France laboratoire TRACES (CNRS-UT2J) Toulouse
  4. Maryse Blet-Lemarquand Ingénieure de Recherche au CNRS laboratoire IRAMAT (CNRS-Univ. Orléans) Orléans

Projet n°2 : Mise en évidence de l'effet des perturbateurs endocriniens sur le microbiote humain et les conséquences sur la santé

Projet porté par Jean-Marc Berjeaud, Professeur des Universités au laboratoire d’Écologie & Biologie des Interactions (EBI) UMR726, (Univ. Poitiers-CNRS) Poitiers.

Intitulé du projet : MEnASE MicrobiotE, polluAnt Santé Environnement

Le progrès industriel a été accompagné par l’apparition de micropolluants organiques, c’est-à-dire des substances indésirables présentes à très faible concentration dans l’environnement, mais qui ont des effets toxiques. Parmi ces micropolluants, certains sont connus pour être des perturbateurs endocriniens (PEs) c’est-à-dire qu’ils modifient le fonctionnement du système hormonal d’un organisme. On retrouve notamment les DC-BPA, dérivés des agents plastifiants, présents dans l’eau du robinet et dans des adhésifs industriels, les parabènes, retrouvés surtout dans les produits de soins corporels et les phtalates utilisés pour améliorer la souplesse du PVC. C’est autour de ces derniers que Jean Marc Berjeaud [1], expert en microbiologie de l’eau, a créé le projet de recherche MEnASE (MicrobiotE, polluAnt Santé Environnement). Ce projet est né en collaboration avec Jérôme Labanowski [2], chercheur en biogéochimie des milieux aquatiques sous pressions anthropiques et Virginie Migeot [3], médecin de santé publique et chercheure en santé environnementale. Trois équipes ont été regroupées, issues de différentes disciplines, et réunies par un objectif commun : mettre en évidence les effets des perturbateurs endocriniens sur la dynamique des microbiotes humains cutanés, pulmonaires et intestinaux et leurs conséquences sur la santé. Les microbiotes sont un ensemble de micro-organismes (notamment bactéries, virus et levures) présents sur ou dans notre corps. Jusqu’à présent, des études ont pu démontrer l’implication des PEs dans le dysfonctionnement du système immunitaire favorisant ainsi le développement d'infections bactériennes. Cependant, les PEs pourraient également agir directement sur les bactéries de notre microbiote.  Il en existe deux types : les bactéries commensales, nos alliées, et les bactéries pathogènes, qui au contraire peuvent induire des maladies infectieuses. Les trois équipes proposent d’analyser les effets antimicrobiens des PEs, pouvant amener à la mort des bactéries commensales, et leur impact sur la virulence et l'infectiosité des bactéries pathogènes. Avant cela, Jean Marc Berjeaud et ses collaborateurs se sont fixés l’objectif de dresser une cartographie montrant la présence et l’identité moléculaire des PEs étudiés, depuis les sources aquatiques jusqu’à l’eau du robinet de l’agglomération de Poitiers.

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Le projet Menase a pour objectif d’évaluer l’impact des perturbateurs endocriniens, apportés par l’eau de consommation, sur les bactéries du microbiote intestinal. Crédit : Jean Marc Berjeaud 
 

 

Equipe

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Jean Marc Berjeaud
 
  1. Jean Marc Berjeaud Professeur des Université à l’Université de Poitiers - Écologie & Biologie des Interactions, UMR7267 (Univ. Poitiers-CNRS) Poitiers 
  2. Jérôme Labanowski Chargé de recherche à l’Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers, UMR7285 (CNRS-Univ. Poitiers) Poitiers
  3. Virginie Migeot Professeur des Universités-Praticien Hospitalier en Santé Publique CHU de Poitiers - Centre d’Investigation Clinique, INSERM

 

 

Projet n°3 : Mêmes mitochondries-longévités différentes ! que nous disent les fourmis sur le vieillissement métabolique ?

Projet porté par François Criscuolo, Directeur de recherche au CNRS, UMR7178 Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) (CNRS-Unistra) Strasbourg

Intitulé du projet : ETERNEEEL Same mitochondria, different longevities: what ants tell us about metabolic ageing? a project coupling evolutionary biology to cellular bioenergetics

L’espérance de vie a radicalement augmenté dans les sociétés humaines, ce qui génère de nombreuses questions. Quels facteurs pourraient limiter cette augmentation de l’espérance de vie ? Quels sont les mécanismes internes qui génèrent le vieillissement ? Pourquoi mourons nous de vieillesse mais à des vitesses différentes selon les individus ? Il existe plusieurs théories qui tentent d’en donner une réponse notamment la théorie du Soma jetable et celle des dérivés réactifs de l’oxygène (DRO). La première explique que l’âge biologique est déterminé par des compromis d’allocation d’énergie entre la croissance, la reproduction et les réparations d’ADN. À partir d’un certain âge réparer les dommages de l’ADN deviendrait trop coûteux et une fois passé l’âge de la reproduction, biologiquement et écologiquement parlant cela deviendrait vain. La deuxième théorie s’intéresse aux dérivés réactifs de l’oxygène. Ces produits de notre métabolisme sont capables d’oxyder les protéines de l’ADN et donc de les endommager. Leur accumulation participerait au vieillissement. Or, ils sont produits de manière inévitable par une petite centrale énergétique cellulaire, la mitochondrie, lors de la respiration. Des études ont voulu aussi déterminer quels facteurs pouvaient influencer ces processus. Ainsi chez les humains, il a été montré que le stress social relié à notre entourage, au soutien qu’il nous apporte et au degré d’intégration dans la société avaient un impact sur notre espérance de vie.  Chez les vertébrés, des recherches ont mis en évidence un lien entre la longueur des télomères (extrémités des chromosomes utilisées comme indice de longévité car leur taille diminue globalement avec l’âge) et la position sociale dominante. De plus, des études sur des animaux eusociaux, avec une organisation sociale en castes, ont souligné l’importance de l’efficacité de la respiration cellulaire par les mitochondries, organites hérités de la mère présents dans nos cellules, c’est-à-dire la quantité d’énergie produite par rapport au nombre de DROs produits. Afin d’explorer toutes ces possibilités François Criscuolo [1], chercheur en physiologie évolutive, en collaboration avec Fabrice Bertille [2], spécialiste en spectrométrie de Masse Bio-organique, et Frédéric Bouillaud [3], expert en bioénergétique, a choisi comme organismes d’étude les fourmis. En effet, ces dernières, montrent des différences d’espérance de vie spectaculaires au sein d’une même espèce selon la caste d’appartenance (jusqu’à 20 fois). Cela malgré le fait qu’elles sont toutes issues de pontes de la même reine, possèdent les mêmes mitochondries et partagent au moins la moitié de leur génome.  De plus les fourmis peuvent changer de rôle social et donc de caste le long de leur vie. Utiliser ces organismes pourrait permettre, via des mesures innovantes de la consommation d'oxygène, de la production de DRO et des activités enzymatiques, de séparer les influences génétiques des influences environnementales sur la variabilité du fonctionnement mitochondrial entre les individus et son lien avec la durée de vie. 

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Fourmis noires des jardins (Lasius niger) récoltant du miellat sur des pucerons. Crédit Cédric Sueur


 

Equipe

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François Criscuolo pendant une mission à l’Archipel Croze.  Crédit : Gildas Lemonnier
  1. François Criscuolo Directeur de Recherche au CNRS, Institut Pluridisciplinaire Huber Curien (IPHC), UMR7178, CNRS-Unistra, Strasbourg
  2. Fabrice Bertille Chargé de recherche, Institut Pluridisciplinaire Huber Curien (IPHC), UMR7178, CNRS-Unistra, Strasbourg
  3. rédéric Bouillaud Directeur de Recherche au CNRS, Institut Cochin, UMR8104, CNRS-UP-INSERM, Paris.

Projet n°4 :  Étude du transport atmosphérique des microplastiques et de leur devenir sur les surfaces continentales reculées

Projet porté par Gaël Le Roux, Directeur de recherche au CNRS, au laboratoire d’Écologie fonctionnelle et environnement (ECOLAB) UMR5245 CNRS-UT3-INP Toulouse

Intitulé du projet : 4Dμplast - Dynamique en quatre dimensions des microplastiques atmosphériques

Depuis la synthèse du premier polymère plastique au début du 20ème siècle, la production de ces matériaux a augmenté de manière exponentielle, et leur usage semble être devenu incontournable. Malgré les avantages au quotidien, la difficulté dans sa prise en charge en tant que déchet est une menace pour les écosystèmes notamment marins. Au niveau mondial, entre 1950 et 2016, environ 6 millions de tonnes de déchets plastiques ont été produites. Une grande partie de ces déchets, échappant au recyclage, finissent leur route enterrés dans des décharges ou dans la nature, arrivant jusqu’aux océans. Les microplastiques, ce sont des résidus plastiques ayant un diamètre inférieur à 5mm, liés à cette perdition de déchets dans la nature. Les microplastiques peuvent avoir des effets directs et indirects sur d’autres contaminants, sur la biodiversité et potentiellement sur la santé humaine. Alors que plusieurs études ont été réalisées sur la pollution de microplastiques dans les fleuves et leur transport vers les océans, il existe très peu de recherches sur les microplastiques dans l’air et celles-ci sont principalement réalisées dans les zones urbaines. Les dépôts atmosphériques en milieux ruraux et/ou éloignées de sources de pollution comme les montagnes ou les Terres Australes ont été jusqu’à présent ignorés. Fort de ce constat, une étude pionnière a été menée dans une vallée de montagne par l’équipe de Gaël Le Roux [1], chercheur en biogéochimie intégrative. Cette étude fournit les premières preuves de dépôts par l’atmosphère de microplastiques dans des zones éloignées et inhabitées, à raison de plus de 365 particules par m2 et par jour. Pour donner suite à cette découverte, il a décidé d’unir ses forces avec Jeroen Sonke [2], expert en biogéochimie des contaminants, afin de comprendre la dynamique à quatre dimensions des microplastiques (Projet 4Dμplast). Ce projet a pour objectif, tout d’abord, de comprendre les sources d'émission et les mécanismes de transport des microplastiques atmosphériques dans les zones reculées. D’étudier ensuite le devenir de ces microplastiques de l’atmosphère vers le sol puis le milieu aquatique. De reconstituer, enfin, au cours de l’histoire récente les dépôts atmosphériques de microplastiques, grâce aux archives naturels que sont les tourbières. Les résultats du projet 4Dμplast sur la dissémination atmosphérique de microplastiques dans les écosystèmes continentaux permettront d’évaluer l'impact environnemental et le coût de 70 ans de libération de plastique dans notre environnement !   

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La tourbière de Bernadouze (OHM Pyrénées, SNO Tourbières) sous la neige. Les premiers résultats publiés dans Nat. Geoscience ont montré la présence de microplastiques dans cette neige. Crédit : Thomas Rosset EcoLab/Labex Driihm
 

Equipe

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Gael Le Roux. Crédit D. Schmeller

 

  1. Gaël Le Roux Directeur de recherche CNRS, Laboratoire Écologie fonctionnelle et environnement (EcoLAB) UMR5245 CNRS-UT3-INP Toulouse 
  2. Jeroen Sonke Directeur de Recherche CNRS, laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET), UMR5563, CNRS-UT3-IRD-CNES Toulouse

Projet n°5 :  Rôle des diasporas dans la circulation transnationale de plantes à fort intérêt culturel

Projet porté par Guillaume Odonne, Chargé de Recherche au Laboratoire Ecologie, Evolution, Interactions des Systèmes Amazoniens (LEEISA), USR3456, (CNRS-UG-Ifremer) Cayenne

Intitulé du projet : DiaspoRes Diasporas et Réseaux transnationaux de circulations de plantes

De nombreux groupes culturels ont noué des liens très profonds avec le monde végétal. Pour des raisons alimentaires, médicinales ou rituelles, certaines plantes sont définies comme étant des espèces culturellement importantes (cultural keystone species). Les diasporas, au cours de l’histoire, ont souvent été accompagnées par des échanges de végétaux. Aujourd’hui, ces phénomènes s’observent toujours et ces échanges peuvent être de nature commerciale ou non, et parfois en marge de la légalité. Les étudier est d’autant plus intéressant que certains végétaux peuvent être à l’origine d’invasions biologiques, créant des dérèglements environnementaux dans le lieu d’importation. Sur le sujet, il y a essentiellement deux perspectives qui se dessinent : celle qui met les humains au centre de la recherche et celle qui s’intéresse avant tout aux plantes. Le parti pris de l’ethnobotanique est de réconcilier ces deux approches. Cette discipline vise ici à retracer l’origine géographique des espèces végétales utiles et de documenter les réseaux d’échanges liés aux mouvements migratoires, choisis ou imposés, passés ou présents. À l’interface entre l’anthropologie, l’écologie, la biologie, la géographie et même la biologie moléculaire, l’ethnobotanique requiert une forte interdisciplinarité. C’est justement pour répondre à ce besoin que Guillaume Odonne [1], ethno-écologue, s’est associé avec Audrey Bochaton [2], géographe de la santé, Lucie Dejouhanet [3], spécialiste en réseaux d’échanges et filières de circulation des plantes, Marc-Alexandre Tareau [4], anthropologue et Tinde van Andel [5], ethnobotaniste et écologue tropicale. Ensemble ils étudieront comment des groupes diasporiques se sont adaptés à de nouveaux contextes culturels et environnementaux et quels sont les réseaux mis en place pour réponde à leurs besoins en plantes. De plus, ils proposent d’établir une liste d’espèces d’intérêt culturel particulier, dont il faudra compléter les études des dynamiques de population à l’aide de la biologie moléculaire. Pour atteindre leurs objectifs, ils réaliseront des entretiens ethnobotaniques avec des populations des trois Guyanes (Guyane française, Guyana et Suriname). En effet, esclaves africains, travailleurs libres indiens, chinois et javanais, réfugiés hmongs et haïtiens, ont convergé dans ces territoires fortement marqués par leur histoire coloniale. 

 

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Plantes médicinales vendues dans une boutique haitienne du quartier de Little Haïti à Miami (USA), crédit M.-A. Tareau
 

 

 

Equipe

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Guillaume Odonne, crédit L. Brousseau
  1. Guillaume Odonne Chargé de Recherche au CNRS, Laboratoire Écologie, Évolution et Interactions des Systèmes Amazoniens (LEEISA), UMR 3456 (CNRS-UG-Ifremer) Cayenne
  2. Audrey Bochaton Maître de conférences au Laboratoire dynamiques sociales et recomposition des espaces (LADYSS), UMR7533 (CNRS-Paris 1-Paris 10) Paris-Nanterre
  3. Lucie Dejouhanet Maître de conférences en géographie, Université des Antilles
  4. Marc-Alexandre Tareau Attaché temporaire d'enseignement et de recherche, Université de Guyane
  5. Tinde van Andel Chercheuse au Naturalis Biodiversity Center, Leiden.

Projet n°6 :  Analyser le registre fossile de mollusques continentaux pour retracer les conditions environnementales et hydrologiques du passé

Projet porté par Bert Van Bocxlaer, Chargé de recherche au laboratoire Évolution, Écologie, Paléontologie (EVO-ECO-PALEO), UMR8198 (CNRS-Univ. Lille), Lille

Intitulé du projet : EnviroMolSed reconstruire les hydrosystèmes du Plio-Pléistocène dans le bassin Omo-Turkana avec des études intégratives de sédimentologie et de mollusques d'eau douce

Analyser les fossiles de mollusques pour retracer les conditions environnementales et hydrologiques passées ? Voilà une utilisation de ces invertébrés qui peut paraître étonnante. Pourtant, les mollusques d’eau douce, très communs dans les lacs, les rivières et les zones humides, laissent d’abondants restes fossiles dans les dépôts sédimentaires des bassins hydrologiques. Ces fossiles sont d’excellentes archives permettant de reconstruire les environnements passés, y compris dans les lieux où les hominidés ont évolué. Malgré ce potentiel unique, les mollusques sont délaissés en faveur des vertébrés terrestres dans le champ de la paléontologie. C’est pour ces raisons que Bert Van Bocxlaer [1], spécialiste en paléobiologie et écologie évolutive, a décidé de ne plus passer à côté de ces sources d’information, il a réuni Alexis Nutz [2], expert en géologie des bassins sédimentaires et Mathieu Schuster [3], expert en paléoenvironnements, afin d’étudier les mollusques d'eau douce du Cénozoïque Supérieur du bassin Omo-Turkana, entre le Kenya et l’Éthiopie. Les trois chercheurs proposent de mener des études transdisciplinaires innovantes sur les milieux de vie et de fossilisation de ces mollusques ayant vécu il y a plusieurs millions d’années, pour reconstruire l’évolution des propriétés physiques et biologiques des écosystèmes aquatiques du bassin dans l'espace et le temps. Pour ce faire, grâce à la paléontologie, discipline scientifique qui étudie les restes fossiles des êtres vivants, ils vont tout d’abord retracer la diversité des anciennes communautés de mollusques dans différents dépôts fossiles. Ensuite, ils vont inférer les paramètres physiques des environnements anciens, via l’analyse des faciès sédimentaires associés aux coquilles fossiles. Ces recherches permettront de relier la diversité des communautés de mollusques passées à leur contexte environnemental historique. Dans un troisième temps, ce sera au tour de la stratigraphie d’entrer en jeu. En effet, la stratigraphie, discipline qui étudie la succession des différentes couches géologiques, va donner un cadre chronologique aux données relatives à la diversité des communautés et aux propriétés physiques des dépôts sédimentaires, et ainsi créer des séries temporelles. Enfin, l’analyse et la comparaison de ces séries temporelles, croisées avec les connaissances déjà existantes sur le climat ancien, les évolutions du bassin et les effets connus de certains cataclysmes comme des éruptions volcaniques, montreront quels ont été les principaux moteurs de changements des hydro-écosystèmes du bassin. Ces changements ont exercé un contrôle majeur sur la composition des communautés aquatiques au cours du temps, ainsi que sur l’évolution et la dispersion de grands vertébrés terrestres, dont les hominidés. 

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a) affleurement d’un assemblage coquillier dans la Formation de Shungura. Crédit : Bert Van Bocxlaer ; b) interprétation de la succession de sédiments côtiers avec quatre cycles de rétrogradation-progradation dans la Formation de Nachukui, indiquant des fluctuations du niveau du lac. Modifié de Nutz et al. (2017) Journal of African Earth Science 125: 230-243.

 

Equipe

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Portrait de Bert Van Bocxlaer pendant une mission au Malawi. Crédit Claudia M. Ortiz-Sepulveda
  1. Bert Van Bocxlaer, chargé de recherche au CNRS, laboratoire Évolution, Écologie, Paléontologie UMR8198, (CNRS-Univ. Lille), Lille 
  2. Alexis Nutz, Maître de Conférences, Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement (CEREGE), UMR7330, (CNRS-AMU-IRD), Aix en Provence
  3. Mathieu Schuster Directeur de recherche à l’Institut de Physique du Globe de Strasbourg (IPGS), UMR 7516, (CNRS-UNISTRA) Strasbourg