SEE-Life : suivis à long terme en Écologie et Évolution

La région arctique cumule deux effets néfastes des chamboulements actuels du globe. Tout d’abord, l’Arctique se réchauffe plus rapidement que toute autre région du globe, et ensuite les changements qui en découlent affectent un large éventail d'organismes qu’ils soient résidents et migrateurs. De plus, l’Arctique est au confluent de flux atmosphériques ou océaniques qui transportent à longue distance de nombreux polluants issus des activités industrielles. Ainsi, malgré son éloignement et son isolement présumé, la présence de molécules toxiques est une préoccupation majeure pour la biodiversité de l’Arctique. Les suivis à long terme des équipes de CNRS Écologie & Environnement mettent en exergue les effets néfastes des activités anthropiques et les réponses adaptatives de plusieurs espèces de vertébrés arctiques, produisant ainsi des données uniques pour notre appréhension du devenir de cet écosystème emblématique de notre planète.

Les changements anthropiques, parmi lesquels l’urbanisation galopante, se produisent à un rythme effréné sur la planète et réduisent ou modifient les habitats de nombreuses espèces animales et végétales. Les milieux urbains et périurbains, en opposition avec des milieux naturels qui subissent néanmoins les effets indirects de l’anthropisation, forment un biotope particulier où microclimats, pollutions (lumineuse, sonore, chimique), fragmentation des habitats, activités récréatives, sont autant de nouvelles pressions de sélection pour les organismes vivants. 

Si certains animaux parviennent à s’accommoder de ce nouvel environnement urbain, ils semblent subir des changements importants de leurs caractéristiques (phénotypes) et l’importance relative des processus écologiques ou évolutifs dans ces changements est encore peu connue. De même, les changements anthropiques, climatiques et autres affectent grandement la dynamique et l’évolution des populations animales évoluant dans des milieux naturels. Les suivis à long terme labellisés par CNRS Écologie & Environnement, centrés autour des populations de mésanges comme modèle phare au niveau national, permettent d’étudier les adaptations comportementales, physiologiques et/ou génétiques, ainsi que leurs limites, de ces organismes aux changements globaux de l’Anthropocène. Ces études reposent sur la complémentarité existante entre une approche d’écologie urbaine utilisant le gradient environnemental créé par l’urbanisation (température, végétation et fragmentation de l’habitat, pollution) et une approche comparative multipopulationnelle non urbaine à l’échelle nationale et européenne.

Localisé aux portes de l’Afrique, au confluent de nombreux courants atmosphériques, « hot-spot » de biodiversité et théâtre de forts enjeux socio-économiques, le bassin méditerranéen est une zone fortement affectée par les changements globaux. Particulièrement sujet à une aridité croissante et une augmentation des incendies, son habitat fortement hétérogène – entremêlé de garrigues, lagunes et forêts – est en proie à un degré d’activités humaines toujours croissant, exerçant une forte pression sur une faune et flore parfois endémiques. En particulier, la mortalité de la forêt méditerranéenne, y compris en France, a augmenté de plus de 50 % ces dernières années.

Par le biais de suivis long terme, les équipes de CNRS Écologie & Environnement cherchent à comprendre quelles sont les conséquences du réchauffement climatique et des changements globaux sur le devenir de ce biome si particulier, en étudiant le panel des réponses mises en jeu de l’échelle individuelle à celle de l’écosystème entier. Une thématique phare concerne notamment l’impact de la perte de canopée sur la capacité des forêts à agir comme puits de carbone.

Les écosystèmes côtiers, insulaires et coralliens sont aujourd’hui considérés comme les plus vulnérables car exposés au cumul d’impacts de pressions anthropiques telles que les pollutions d'origine terrestre, la prolifération d'algues due aux excès de nutriments, la destruction d'habitats liée aux activités humaines (pêche, tourisme balnéaire, extraction de granulats...). Pourtant, la diversité et la richesse de ces écosystèmes en font des fournisseurs de nombreux services allant de la séquestration du carbone aux services récréatifs, en passant par la création de pépinières ou encore la prévention de l’érosion côtière ou la modération des événements extrêmes. Certains milieux comme les récifs coralliens sont connus pour être peu résilients, c’est-à-dire mettre plusieurs décennies pour se relever des agressions environnementales. D’autres, le sont peut-être tout autant mais sont moins connus ou moins médiatisés. Un nombre conséquent des suivis à long terme de CNRS Écologie & Environnement sont consacrés à l’accumulation de connaissances visant à trouver des réponses adéquates pour une gestion durable de ces écosystèmes maritimes de proximité.

La perte de biodiversité qui accompagne les changements climatiques et les effets des activités humaines se traduisent par la mise en danger de la pérennité d’espèces animales ou végétales qui ont accumulé, au cours du temps par sélection naturelle, des caractéristiques morphologiques, physiologiques ou comportementales voire culturelles uniques. Cette richesse biologique et historique doit être documentée avec empressement afin de concevoir des mesures de conservation efficaces et adaptées à chaque espèce, écosystème ou socio-écosystème: les causes de la diminution de la taille des populations doivent être déterminées, tout comme ses conséquences pour la diversité génétique à venir. Distribués au travers de biotopes variés, de la France métropolitaine à l’Afrique, l’ensemble des suivis à long terme décrits ci-dessous ont pour point commun de documenter la biologie d’espèces, parfois endémiques, classées vulnérables ou en danger par l’UICN, et par leur protection, de promouvoir la préservation de milieux naturels à plus large échelle.

Dans la quasi-totalité des écosystèmes, les faunes sauvages sont au contact, à divers degrés, avec les sociétés humaines. Cette proximité a poussé les scientifiques de toutes disciplines à s’accorder sur l’élargissement de la notion d’écosystème à celui de socio-écosystème. Ce dernier englobe notamment les interactions qui relient le système écologique à d’autres éléments constitutifs, économiques, politiques ou socio-anthropologiques. Il en découle que face aux changements planétaires actuels, la biodiversité, sauvage ou domestiquée, l’environnement physique ou les activités humaines sont tous des acteurs des mécanismes adaptatifs mis en œuvre. Le concept de One Health, qui envisage la santé à tous les niveaux de la biodiversité, intègre aussi l’ensemble des constituants des socio-écosystèmes. Ainsi, qu’ils soient le lieu de conflits avec les activités agricoles ou cynégétiques, ou sources d’une biodiversité adaptée à des milieux historiquement transformés ou en transformation, ces socio-écosystèmes forment des unités géographiques clés de questionnement sur les mécanismes actuels d’évolution. Leur étude apporte, grâce aux suivis à long terme, des savoirs fondamentaux ou appliqués qui éclairent le devenir et la gestion de cette biodiversité, au plus proche de nos sociétés modernes.

Les océans constituent un réservoir inouï de biodiversité et jouent un rôle de régulateurs clés du climat mondial via leur impact sur le cycle du carbone, sur la température, la production d’oxygène ou la répartition des nutriments à grande échelle. Toutefois, leurs étendues font que ces écosystèmes restent inaccessibles et souffrent d’un important déficit d’observations in situ, malgré des moyens considérables investis jusqu’à présent. Une des solutions mise en place par les scientifiques de CNRS Écologie & Environnement est d’étudier les populations d’oiseaux et de mammifères marins des divers océans et mers du globe, qui se déplacent sur de grandes distances et constituent ainsi nos sentinelles de l’état du milieu marin. Les suivis à long-terme des modifications du comportement, de la santé, et de la dynamique de population de ces espèces, ainsi que l’étude de leurs réponses face à de nouveaux risques environnementaux ou épidémiologiques produisent des données critiques dans la compréhension des effets du changement global sur les océans, et des informations capitales pour la conservation des « poumons bleus » de notre planète. Ils permettent de mieux comprendre comment le changement global (climat, activités humaines) affecte les écosystèmes marins, d’élaborer des scénarios sur les effets des changements climatiques futurs, et de proposer aux décideurs des mesures de conservation pour limiter l'impact de ces changements sur la biodiversité.

Les formes de vie adaptées aux régions montagneuses furent originellement soumises à de fortes contraintes sélectives imposées par des conditions météorologiques et saisonnières drastiques. La multiplicité et la rapidité des changements actuels auxquels les écosystèmes de montagne sont soumis tels que le changement climatique, la fragmentation et la perte d’habitat, les activités récréatives, le pâturage et les interactions avec les animaux domestiques, peuvent affecter cette biodiversité de manière irréversible. Comprendre comment des organismes hautement spécialisés réagissent aux changements globaux et déterminer si des mesures de conservation sont nécessaires et efficaces impliquent d’évaluer leurs capacités d’adaptation. Répondre à ces deux questions clefs ne peut être entrepris que via des études longues, car l’adaptation peut se faire sur plusieurs générations alors que les conditions environnementales et les activités humaines sont variables d’une année à l’autre. C’est dans ce cadre que s’inscrivent les suivis à long terme des écosystèmes de montagne, qui permettent ainsi d’évaluer les dynamiques populationnelles ou encore la durabilité des interactions avec les activités humaines.

Les savanes et milieux arides sont caractérisés par des ressources sporadiques, notamment en eau, qui contraignent fortement la productivité de ces écosystèmes. Ils sont touchés de plein fouet par le changement climatique, avec une augmentation des évènements extrêmes menaçant leur fonctionnement et leur biodiversité. Par ailleurs, ces milieux sont souvent synonymes de gestion complexe du fait de populations animales menacées, du besoin d’établir des zones de protection adaptées, et des conflits existants avec les humains dans (braconnage) et en périphérie (agriculture, infrastructures) des zones protégées. Les suivis à long terme du CNRS visent à comprendre les adaptations comportementales et physiologiques des animaux vivant dans ces milieux extrêmes, et dans quelles mesures ces adaptations (y compris comportements social ou migratoire) seront suffisantes pour faire face aux changements globaux.