Fronts de sciences 2021 - Conseil scientifique de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité

1 Fronts de sciences 2021 Conseil scientifique de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité FRONTS DE SCIENCES FRONTS DE SCIENCES 2021 Conseil scientifique de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité Direction de la publication : Hélène Soubelet Coordination éditoriale : Aurélie Delavaud Coordination artistique : Robin Almansa Conception graphique : François Junot Crédits photographiques : Couverture – © Hervé Jactel / Mohamed Abdelghaffar Page 6 – © Hervé Jactel Page 11 – © Mohamed Abdelghaffar (pexels) Page 12 – © Erich Westendarp (Pixabay) Page 13 – © Anne Charmantier Page 15 – © Anne Barca (Pexels) Page 16 – © Stéphane Laurière Page 17 – © Anne Charmantier Page 19 – © Enric Cruz López (Pexels) Page 20 – © Andre Moura (Pexels) Page 23 – © Justus Menke (Pexels) Page 24 – © Maurício Uchôa Bruttos (Pixabay) Page 27 – © Silviarita (Pixabay) © FRB 2021 ISBN imprimé : 979-10-91015-48-6 ISBN PDF : 979-10-91015-49-3 Nous tenons à remercier l’ensemble des membres du Conseil scientifique (CS) de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité (FRB) à savoir : François Sarrazin (Sorbonne université – Président du CS) Sébastien Barot (IRD – Vice-président du CS) Luc Abbadie (Sorbonne université) Cécile Albert (CNRS) Isabelle Arpin (Sorbonne université) Didier Bazile (Cirad) Philippe Billet (Université Lyon 3) Nathalie Charbonnel (Inrae) Anne Charmantier (CNRS) Sabrina Gaba (Inrae) Philippe Grandcolas (CNRS) Philippe Gros (retraité Ifrmer) Hervé Jactel (Inrae) Yann Laurans (ex-Iddri) Line Le Gall (MNHN) Harold Levrel (AgroParisTech) Jean-Louis Morel (Université de Lorraine) Jean-Louis Pham (IRD - Agropolis Fondation) Guillaume Sainteny (GS Conseil) Éric Thybaud (Ineris) Ainsi que : Jean-Marc Bonzom, Sylvain Gandon, Hélène Soubelet 54 Introduction Dans le cadre de ses missions de prospective et de conseil stratégique auprès de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité (FRB), le Conseil scientifique a conduit depuis 2016 un travail de réflexion et d’expertise sur les « fronts de sciences » dans le champ de la recherche sur la biodiversité. Le travail présenté ici fait suite aux fronts de sciences publiés en 2018 et 2019. Il permet de faire le point sur l’évolution du paysage de la recherche depuis les prospectives réalisées par le Conseil scientifique et publiées en 2009 et 2015. Ces deux rapports, qui ont marqué les premières années de la FRB, dressaient un tableau d’ensemble des grands enjeux et chantiers scientifiques dans le domaine de la biodiversité. Tout en s’inscrivant dans le prolongement de ces travaux structurants, le Conseil scientifique souhaite mettre en lumière les évolutions parfois très rapides de la science dans certains domaines. Il s’agit donc d’analyser l’état de la recherche sur certains « fronts de sciences » qui ont émergé depuis, qui ont progressé rapidement, ou qui pourraient prendre de l’ampleur dans les années à venir. Ce travail, qui se poursuit chaque année, ne prétend ni à l’exhaustivité, ni à orienter les stratégies de recherche. Il vise avant tout à donner un aperçu de quelques sujets en plein développement ou d’enjeux appelant de nouvelles connaissances, ainsi qu’à éclairer l’actualité de la recherche sur la biodiversité pour un public non spécialiste. La pandémie mondiale à laquelle nous faisons face depuis début 2020 a de ce fait particulièrement influer sur cette édition des fronts de science. Certains des sujets choisis s’inscrivent clairement dans ce type d’enjeux et débats de société, mais d’autres relèvent de problématiques conceptuelles et méthodologiques de nature plus fondamentale. Méthodologie Les « fronts de sciences », peuvent relever : • d’un obstacle épistémologique sur lequel bute la recherche actuelle, • d’une « brèche » en train de s’ouvrir, suite à une avancée conceptuelle ou méthodologique, • d’un angle mort ou d’un point aveugle, un domaine délaissé ou jamais véritablement exploré. Les sujets retenus collectivement par les membres du Conseil scientifique font l’objet d’une fiche de description courte et standardisée, comprenant une brève bibliographie. Chaque fiche a été préparée par un ou deux membres du conseil avant une relecture par l’ensemble du Conseil. Fronts de sciences 2021 1. Érosion de la biodiversité des insectes : évaluer et éveiller pour atténuer ....................................................6 2. Quelle sélection variétale pour la transition agricole et alimentaire ?.................................................................... 8 3. Impact des pollutions sur la biodiversité : mesurer, comprendre et prédire................................................... 12 4. Confinement et recherche sur la biodiversité : impacts et opportunités.................................................................. 16 5. Comprendre les processus écologiques, évolutifs et sociaux à l’origine des zoonoses............................ 20 6. Émergence de maladies infectieuses : des prédictions théoriques aux tests expérimentaux............ 24 76 1. Érosion de la biodiversité des insectes : évaluer et éveiller pour atténuer Présentation du sujet Les grandes organisations internationales (Ipbes, UICN, etc.) alertent régulièrement l’opinion publique et les décideurs politiques sur l’érosion globale, massive et accélérée de la biodiversité terrestre. Récemment une attention particulière s’est portée sur le déclin de la biodiversité des insectes, avec notamment la parution de numéros spéciaux dans des revues scientifiques prestigieuses. Ce focus s’explique par un triple constat. Le premier est le rôle éminent joué par les insectes dans le fonctionnement des écosystèmes et la fourniture de services écologiques, comme notamment la pollinisation des plantes cultivées pour l’alimentation humaine, le recyclage de la matière organique pour la fertilité des sols, l’équilibre des réseaux trophiques (par ex. la régulation des ravageurs), la production directe de biens (par ex. la soie ou le miel), ou la bio-inspiration. Le deuxième élément est que les insectes apparaissent comme un groupe taxonomique emblématique des effets délétères de l’intensification de la production agricole pour la biodiversité, avec un impact direct des pesticides et indirect du changement d’usage des terres. Les craintes pour la santé humaine rendent les consommateurs particulièrement sensibles à ces arguments, ce qu’indique également la montée en puissance des produits « bio ». Le troisième constat est que l’exemple des insectes illustre bien la difficulté à quantifier rigoureusement la dynamique globale de la biodiversité à long terme, suscitant doutes et polémiques. Le risque est donc qu’à l’heure où la fiabilité des informations est mise à mal par des publications scientifiques biaisées, par des lobbyistes de l’agro-industrie ou par un usage dévoyé des réseaux sociaux, ces incertitudes sur la réalité du déclin des espèces entrainent l’immobilisme des gestionnaires et des politiques face à un problème pourtant avéré. Nature du front de science Les causes de l’érosion de la biodiversité des insectes sont bien cernées en général : dégradation des habitats, pollutions (notamment par les insecticides), changements climatiques, espèces exotiques envahissantes. Il reste nécessaire d’une part d’en détailler la magnitude et les mécanismes sous-jacents dans différents écosystèmes et pour différents groupes fonctionnels, et d’autre part de mieux comprendre les interactions entre ces différentes pressions. Au-delà de ces aspects, ce qui apparait d’autant plus urgent est de développer des recherches interdisciplinaires pour disposer de méthodes et données permettant de produire des informations fiables et précises sur l’état et l’évolution de la biodiversité des insectes de manière plus détaillée, afin de disposer de repères indiscutables pour l’aide à la décision. Un enjeu majeur connexe réside dans la compréhension, l’interprétation, l’usage et enfin le partage de ces données de dynamique de la biodiversité, notamment pour un groupe taxonomique mal connu ou mal perçu par le grand public et les décideurs. Le second enjeu est de transmettre les connaissances scientifiques aux décideurs, voire de les impliquer plus concrètement dans les recherches. Axes de questionnement 1. Le premier axe de recherche devrait concerner l’élaboration d’une stratégie de suivi temporel à moyen ou long terme (plusieurs années) de la biodiversité des insectes, dans des écosystèmes plus ou moins perturbés. En particulier, une réflexion doit être menée sur les métriques de diversité les plus appropriées (par ex. abondance, richesse, diversité génétique, phylogénétique ou fonctionnelle), sur l’intérêt d’indicateurs d’état ou de pression, sur les méthodes d’échantillonnages standardisés. Il conviendrait également de mobiliser les innovations technologiques de recensement (capteurs, imagerie), d’identification (métabarcoding ou ADN environnemental, reconnaissance d’images, intelligence artificielle) et d’analyse de mégadonnées. Ces séries chronologiques bien documentées devraient être utilisées pour évaluer et comprendre la résilience des communautés d’insectes aux grandes perturbations. Elles devraient également bénéficier de la définition de points de référence pour les états antérieurs de la biodiversité, notamment grâce à l’analyse de données muséales. 2. Mais il peut être vain d’accumuler tant d’information si elle n’est pas perçue comme utile ou signifiante par les parties prenantes, du gestionnaire au grand public. Il est en effet frappant de constater que les enjeux de pertes de biodiversité sont moins bien pris en compte que d’autres crises planétaires comme les changements climatiques par exemple. Or, les interdépendances entre tous les changements globaux ne permettront pas de résoudre uniquement l’un d’entre eux (par ex. le climat), sans se préoccuper des autres (par ex. la perte de biodiversité). Il apparait donc nécessaire de renforcer les recherches en sciences humaines et sociales (par ex. écologie sociale) pour interroger le rapport de la société avec la biodiversité et en particulier celle des insectes. Ce groupe taxonomique suscite souvent indifférence ou répulsion ; il conviendrait de savoir pourquoi à l’aide de recherches en social-écologie, pour comprendre la diversité des relations entre insectes et humains et comment ces relations sont affectées par les changements en cours mais aussi par l’imaginaire collectif ou l’empreinte socio-culturelle. Il serait également utile de comprendre les mécanismes sousjacents au consentement à payer ou à se mobiliser pour la biodiversité des Insectes afin d’identifier et lever les obstacles à la prise de décision pour leur conservation (par ex. le travail de Camilla Léandro sur la mise en lumière de ces verrous majeurs qui freinent la prise en compte efficace d’une part significative de la biodiversité, récompensée par la LPO et Eiffage). Éléments de bibliographie • Cardoso, P., Barton, P. S., Birkhofer, K., Chichorro, F., Deacon, C., Fartmann, T., Fukushima, C. S., Gaigher, R., Habel, J. C., Hallmann, C. A., Hill, M. J., Hochkirch, A., Kwak, M. L., Mammola, S., Ari Noriega, J., Orfinger, A. B., Pedraza, F., Pryke, J. S., Roque, F. O., Samways, M. J. (2020). Scientists’ warning to humanity on insect extinctions. Biological Conservation, 242, 108426. https://doi.org/10.1016/j. biocon.2020.108426 • Jactel, H., Imler, J. L., Lambrechts, L., Failloux, A. B., Lebreton, J. D., Maho, Y. L., Duplessy, J. C., Cossart, P., Grandcolas, P. (2021). Insect decline : immediate action is needed. Comptes Rendus. Biologies, 343(3), 267-293. https://doi.org/10.5802/ crbiol.37 • Sánchez-Bayo F., & Wyckhuys, K. A. (2019). Worldwide decline of the entomofauna : A review of its drivers. Biological Conservation, 232, 8-27. https:// doi.org/10.1016/j.biocon.2019.01.020Seibold • Seibold S., Gossner M. M., Simons N. K., Blüthgen N., Müller J., Ambarlı D., Linsenmair K. E. (2019). Arthropod decline in grasslands and forests is associated with landscape-level drivers, Nature, 574(7780), 671-674. https://doi.org/10.1038/ s41586-019-1684-3 • Wagner, D. L. (2020). Insect Declines in the Anthropocene. Annual Review of Entomology, 65(1), 457-480. https://doi.org/10.1146/ annurev-ento-011019-025151 98 2. Quelle sélection variétale pour la transition agricole et alimentaire ? Présentation du sujet La Révolution verte a promu un modèle d’agriculture intensive basé sur la mécanisation et l’usage de semences de variétés végétales sélectionnées pour leurs hauts rendements. Cela a permis d’accroître fortement la production de certaines espèces dans certains systèmes agricoles basés sur un recours important aux pesticides et engrais. Mais son coût écologique, sanitaire et social est avéré. Ce système agricole et alimentaire doit être repensé pour développer une agriculture durable, émettant moins de gaz à effet de serre, préservant la biodiversité et la fertilité des sols tout en assurant une alimentation saine et de qualité et des revenus aux agriculteurs. Ces changements devront aussi permettre d’assurer la sécurité alimentaire mondiale. C’est pourquoi, même si la durabilité de l’agriculture passera nécessairement par une diminution du gaspillage alimentaire et de la consommation de viande, compte tenu de la démographie humaine et de la disponibilité en terres arables, ces changements doivent permettre de maintenir des rendements suffisants. Un des leviers pour une agriculture basée sur les principes de l’agroécologie est la diversification des plantes cultivées au sein de l’agroécosystème. Cette Sélection variétale - Mélanges de variétés de blé, projet ANR Wheatamix. diversification peut se faire en augmentant le nombre d’espèces cultivées ou le nombre de variétés cultivées à l’échelle de la parcelle, de la succession culturale ou du paysage. La diminution de l’usage des intrants chimiques et l’utilisation d’associations d’espèces ou de variétés passent par la création de nouveaux types variétaux avec des caractéristiques particulières leur permettant d’être performants dans le contexte de ces nouvelles pratiques agricoles. Les variétés actuellement cultivées ont été sélectionnées pour les conditions de l’agriculture à haut niveau d’intrants. Elles ne sont pas nécessairement adaptées dans des conditions de réduction des intrants. Ainsi, de nouvelles variétés doivent être conçues, en tenant compte des nouvelles conditions agronomique et sociale associées à la mise en œuvre des pratiques agricoles innovantes qui prennent des formes variées (ex. agriculture biologique, agriculture de conservation des sols, agriculture à bas niveau d’intrants). La conception de ses nouvelles variétés doit également assurer une production stable dans un contexte incertain lié aux changements globaux. Par ailleurs, la transition agricole et alimentaire passera par des systèmes agricoles rendant d’autres services écosystémiques que le seul service d’approvisionnement. Ceci nécessite des variétés avec des caractéristiques originales qui n’ont probablement jamais été sélectionnées dans le passé. Enfin, la reterritorialisation de l’économie agricole et alimentaire est une composante forte de la transition. Elle offre la possibilité d’engager les agriculteurs dans le processus de sélection des variétés pour mieux les adapter aux contextes écologiques locaux et à leurs pratiques. Nature du front de science La conception de nouvelles variétés nécessite de répondre au moins à cinq interrogations : Quels critères de sélection ? Quelle structure génétique des variétés ? Quelle diversité mobiliser pour les construire ? Quelles méthodes de sélection utiliser ? Quels acteurs ? Si ces interrogations sont celles qui fondent la sélection variétale en général, les défis spécifiques de la transition agroécologique et alimentaire en font un front de science. Ce front est ouvert depuis une dizaine d’années, mais l’accélération de la perte de biodiversité, l’augmentation de la population humaine, les conséquences du dérèglement climatique accroissent la nécessité de renforcer des recherches de nature transdisciplinaire et devant engager tous les acteurs. Certaines méthodes éprouvées de sélection restent pertinentes pour atteindre les objectifs de création variétale, tels que l’adaptation à des bas niveaux d’intrants ou à des stress abiotiques. Ces méthodes ont trouvé des sources de progrès notamment grâce au génotypage-séquençage, au phénotypage à hautdébit et à l’intégration de ces données. Cependant, des développements conceptuels et méthodologiques sont aussi nécessaires. Ainsi la sélection devra déboucher sur des variétés adaptées à une culture en mélanges variétaux et aux conditions de culture locales. Ces variétés devront également favoriser la fourniture simultanée de services écosystémiques ciblés en assurant des interactions particulièrement favorables avec certains organismes (pollinisateurs, vers de terre, micro-organismes des sols, etc.). Ceci requiert des recherches à l’interface entre écologie fonctionnelle, (éco-)physiologie végétale et génétique. Les nouvelles approches de sélection variétale doivent également s’inscrire dans le cadre de « l’agriculture darwinienne » qui ambitionne de prendre en compte au mieux les connaissances issues des sciences de l’évolution pour les appliquer à l’agriculture. Enfin, la question de la sélection variétale doit également être étudiée du point de vue de ses implications sociale, politique et économiques. Ces dernières décennies, les agriculteurs ont cessé d’être les acteurs principaux de la création variétale (acteurs qu’ils avaient été pendant des millénaires depuis la domestication) au profit de la recherche publique et surtout de l’industrie semencière. 1110 Axes de questionnement Ce front de science se décline en 4 axes de recherche principaux : 1. Afin de définir critères et méthodes de sélection variétale, il faut comprendre les mécanismes favorisant : • les interactions entre biodiversité cultivée et sauvage, en particulier celles à la base de la fourniture de services écosystémiques, • la productivité et sa stabilité dans une culture en mélange (d’espèces, de variétés ou de génotypes), • la fourniture de services écosystémiques autre que les services d’approvisionnement. 2. Identifier les sources de matériel génétique permettant d’atteindre les objectifs de sélection présentés ci-dessus. Il est possible que les variétés sélectionnées pour l’agriculture intensive aient perdu une partie de leur capacité à développer des interactions positives avec la biodiversité sauvage, ou à être cultivées en mélange. Il se peut que la diversité nécessaire pour développer ces caractères ait été perdue beaucoup plus tôt dans l’histoire des plantes cultivées, dès la domestication. Des enseignements seront à tirer de l’étude des variétés paysannes encore cultivées en agriculture familiale et des espèces sauvages apparentées aux espèces cultivées. Certaines espèces sous-utilisées ou négligées évoluent au sein d’un pool d’apparentées sauvages et pourront servir de plantes modèles à étudier. 3. Identifier et analyser les compromis (trade-off) écologiques et génétiques ainsi que les contraintes agronomiques et sociales contraignant la sélection variétale. Ce dernier point est crucial parce qu’il détermine le champ des possibles. Jusqu’à quel point les variétés sélectionnées peuvent-elles être utilisées dans des contextes variés ? Et inversement, jusqu’à quel point la sélection peut-elle viser le développement de variétés adaptées à un environnement et des systèmes de culture locaux ? Le processus de sélection doit-il produire des variétés capables d’évolution permanente, sous contrôle de la sélection paysanne ? 4. Développer une gamme de méthodologies de sélection variétale pour atteindre les objectifs cidessus reposant sur : • l’implication des agriculteurs dans la coconception avec les chercheurs des objectifs et critères de sélection variétale ainsi que du processus à mettre en place pour les atteindre, • la mise au point avec les agriculteurs de matériel génétique à haute diversité génétique permettant de poursuivre leur sélection localement et au sein de réseaux d’agriculteurs. La mise au point méthodologique impliquera celle de dispositifs participatifs permettant la concertation multi-acteurs et la co-conception des innovations avec les agriculteurs. Éléments de bibliographie • Denison, R., Kiers, E., & West, S. (2003). Darwinian Agriculture: When Can Humans Find Solutions Beyond The Reach of Natural Selection? The Quarterly Review of Biology, 78(2), 145-168. https:// doi.org/10.1086/374951 • Lammerts Van Bueren, E. T., ØStergård, H., Goldringer, I., & Scholten, O. (2008). Plant breeding for organic and sustainable, low-input agriculture: dealing with genotype–environment interactions. Euphytica, 163(3), 321-322. https://doi.org/10.1007/ s10681-008-9731-4 • Litrico, I., & Violle, C. (2015). Diversity in Plant Breeding: A New Conceptual Framework. Trends in Plant Science, 20(10), 604-613. https://doi. org/10.1016/j.tplants.2015.07.007 • McCouch, S. (2004). Diversifying Selection in Plant Breeding. PLoS Biology, 2(10), e347. https://doi. org/10.1371/journal.pbio.0020347 Montazeaud, G., Rousset, F., Fort, F., Violle, C., Fréville, H., & Gandon, S. (2020). Farming plant cooperation in crops. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 287(1919), 20191290. https:// doi.org/10.1098/rspb.2019.1290 • ØStergård, H., Finckh, M. R., Fontaine, L., Goldringer, I., Hoad, S. P., Kristensen, K., Lammerts Van Bueren, E. T., Mascher, F., Munk, L., & Wolfe, M. S. (2009). Time for a shift in crop production: embracing complexity through diversity at all levels. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89(9), 1439-1445. https://doi.org/10.1002/jsfa.3615 • Rouillé D’Orfeuil, H., Divay, V., & Dupraz, S. (2018). La transition agricole et alimentaire, troisième révolution agricole et revanche des territoires. Pour, N° 234–235(2), 245. https://doi.org/10.3917/ pour.234.0245 • Vincent, H., Wiersema, J., Kell, S., Fielder, H., Dobbie, S., Castañeda-Álvarez, N. P., Guarino, L., Eastwood, R., Leon, B., & Maxted, N. (2013). A prioritized crop wild relative inventory to help underpin global food security. Biological Conservation, 167, 265-275. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2013.08.011 1312 3. Impact des pollutions sur la biodiversité : mesurer, comprendre et prédire Présentation du sujet Les pollutions menacent gravement la biodiversité, le fonctionnement des écosystèmes et, in fine, les biens et services que les humains en retirent. Elles sont très diverses, peuvent être chimique (ex. métaux, pesticides, perturbateurs endocriniens) et physique (ex. sonore, lumineuse, rayonnements ionisants, microplastiques) et affectent l’ensemble des écosystèmes de la Planète (ex. sols, zones humides, rivières, océans, montagnes, zones polaires, déserts, forêts). Les pollutions s’ajoutent aux autres facteurs globaux, qui contribuent aussi au déclin de la biodiversité : destruction des habitats, surexploitation des espèces vivantes, espèces envahissantes et changements climatiques. Ce sont surtout des événements de pollutions catastrophiques comme les marées noires, l’usage intensif de pesticides ou encore la dispersion de métaux lourds qui ont été à l’origine de la prise de conscience des effets délétères sur la biodiversité de certaines activités humaines. Plusieurs pays ont depuis mis en place des politiques pour diminuer la pollution environnementale, mais aussi pour mieux évaluer les risques écologiques et sanitaires associés aux polluants. Pour continuer à éclairer les décideurs chargés des politiques relatives à la biodiversité et au développement durable, mais aussi pour répondre aux questions et aux inquiétudes des citoyens, il faut encore améliorer l’évaluation et la prédiction de l’impact des pollutions sur la biodiversité et, in fine, sur les services que l’Homme en retire. Il faut également proposer des critères de protection de l’environnement. En effet, malgré les évolutions réglementaires, les réponses technologiques et les changements de pratiques, la diversité des pollutions et des pressions et la complexité des écosystèmes font que le défi est immense pour appréhender les risques écologiques, par exemple dans le cas des pollutions chimiques chroniques à des niveaux très bas. Les pollutions chimiques telles que les pesticides menacent gravement la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. Nature du front de science Pour relever le défi : mesurer, comprendre et prédire l’impact des pollutions sur la biodiversité, plusieurs obstacles doivent être franchis. Il existe d’abord un obstacle épistémologique lié à la nature interdisciplinaire du sujet d’étude (ex. écotoxicologie, toxicologie et chimie environnementale, biogéochimie, écophysiologie, physique, modélisation, écologie moléculaire comportementale, des populations, des communautés, fonctionnelle, évolutive, des paysages, santé humaine, biologie du développement), qui appelle à un renforcement des interactions entre les chercheurs de différents horizons scientifiques. Ensuite, l’étude de l’impact de pollutions massives sur la biodiversité à différents niveaux des chaînes trophiques a focalisé pour l’essentiel sur les effets écotoxiques des fortes concentrations des polluants. Au contraire, la connaissance de l’écotoxicité chronique, des interactions engendrées par les « cocktails » des faibles niveaux de pollution a moins progressé, en raison notamment de la multiplicité des facteurs qui interagissent. Cette lacune amène bien souvent à une vision biaisée de l’incidence des pollutions sur la biodiversité, le fonctionnement des écosystèmes, et sur les santés environnementale et humaine. De plus, tous les écosystèmes n’ont pas bénéficié de la même attention vis-à-vis des pollutions. Par exemple, si l’impact de certaines pollutions, notamment chimiques, sur de nombreux milieux aquatiques est relativement bien appréhendé, les connaissances sont plus limitées pour l’environnement terrestre, notamment pour le sol, la flore et la faune. Enfin, l’évaluation du risque écologique repose en très grande partie sur des tests mono-spécifiques réalisés au laboratoire dans des conditions standardisées. S’ils constituent une première approche de l’évaluation du danger, ils ne constituent pas un outil suffisamment pertinent pour prédire l’ensemble des effets d’une pollution sur les écosystèmes, car le fonctionnement des écosystèmes dépend de processus en œuvre à différents niveaux d’organisation biologique, ceux des individus et les impacts sur la fitness (c’est-àdire la capacité à se reproduire) des populations, des communautés et de l’écosystème. Le front de science concerne ainsi l’effet des pollutions chroniques à de faibles niveaux (ex. non létaux dans un laps de temps relativement court) sur la biodiversité et les différents niveaux d’organisation des écosystèmes, dans un contexte de stress multiples d’origine anthropique (exposome). Les besoins se situent en grande partie au niveau des outils et méthodes d’évaluation des effets des pollutions sur la biodiversité et les écosystèmes. Il demeure enfin de grandes interrogations sur les seuils « acceptables » des pollutions dans les écosystèmes. Axes de questionnement Plusieurs axes de recherche doivent être suivis et, pour certains, monter en puissance. 1. Comment identifier avec précision les moments de rupture de la stabilité des écosystèmes soumis à une ou plusieurs pollutions ? Comment les changements globaux, en particulier les modifications climatiques vont interférer avec les pollutions et influencer les trajectoires évolutives structurelles et fonctionnelles des écosystèmes ? Peut-on déterminer des valeurs seuils qui garantissent le bon état écologique de tous les écosystèmes ? Autrement dit, comment déterminer les valeurs seuils de pollution qui entraînent des réponses au niveau des populations, des communautés et des processus fonctionnels ? Comment prendre en compte la combinaison des concentrations faibles, de l’état chimique de certains polluants, des mélanges de polluants, des multi-expositions, des changements globaux ? 2. Les organismes vivants peuvent avoir un rôle sur le devenir de plusieurs polluants (ex. chimique, microplastiques). Quelles sont alors les contributions des assemblages et successions écologiques sur l’évolution des pollutions et leur toxicité ? Quelles sont les interactions et les boucles de rétroactions spatiales et temporelles en jeux entre les organismes vivants, le devenir et l’écotoxicité de certains polluants ? Les Confinement 2021 : une chercheure en écologie démaillant un oiseau. 1514 pollutions peuvent aussi conduire à des phénomènes de résistance et d’adaptation génétique auxquels des coûts sont souvent associés (ex. diminution de la survie, de la fertilité, perte de diversité génétique, modification des réponses immunitaires). Cela peut se traduire, entre autres, par une plus forte vulnérabilité des populations face aux perturbations environnementales, qu’il est nécessaire de prendre en compte dans la démarche d’évaluation des risques écotoxicologiques. 3. Ces questions font nécessairement appel à des recherches interdisciplinaires sur le long terme pour aborder les effets des pollutions dans un contexte environnemental réaliste (ex. écosystème, changement climatique) sur la biodiversité et sur les effets de la biodiversité sur les pollutions (boucles de rétroactions). L’utilisation de zones et de sites ateliers et de dispositifs expérimentaux semi-naturels représentants des situations réelles de pollutions (ex. plateformes expérimentales de type micromésomacrocosmes) est une voie prometteuse et efficace à renforcer. Éléments de bibliographie • Beketov, M. A., & Liess, M. (2012). Ecotoxicology and macroecology – Time for integration. Environmental Pollution, 162, 247-254. https://doi. org/10.1016/j.envpol.2011.11.011 • Brady, S. P., Monosson, E., Matson, C. W., & Bickham, J. W. (2017). Evolutionary toxicology: Toward a unified understanding of life’s response to toxic chemicals. Evolutionary Applications, 10(8), 745-751. https://doi.org/10.1111/eva.12519 • Côté, I. M., Darling, E. S., & Brown, C. J. (2016). Interactions among ecosystem stressors and their importance in conservation. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 283(1824), 20152592. https://doi.org/10.1098/rspb.2015.2592 • European Commission. (2020). Biodiversity Strategy for 2030 - Bringing nature back into our lives. https://urlz.fr/eFPY • European Environment Agency. (2019). The European environment - state and outlook 2020. Knowledge for transition to a sustainable Europe. https://www.eea.europa.eu/publications/soer-2020 • IPBES. (2019). Global assessment report on biodiversity and ecosystem services of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. • Noyes, P. D., McElwee, M. K., Miller, H. D., Clark, B. W., van Tiem, L. A., Walcott, K. C., Erwin, K. N., & Levin, E. D. (2009). The toxicology of climate change: Environmental contaminants in a warming world. Environment International, 35(6), 971-986. https://doi.org/10.1016/j.envint.2009.02.006 • Rattner, B. A. (2009). History of wildlife toxicology. Ecotoxicology, 18(7), 773-783. https://doi. org/10.1007/s10646-009-0354-x 1716 4. Confinement et recherche sur la biodiversité : impacts et opportunités Présentation du sujet Parmi les néologismes nés de la pandémie liée à la Covid-19, l’anthropause désigne la baisse drastique d’activité et de mobilité humaine durant le confinement, et les conséquences environnementales, sociales et biologiques de cette période exceptionnelle. Les changements soudains dans les niveaux de pollutions (aérienne, sonore, etc.), dans les déplacements et les activités humaines, dans la fréquentation et la gestion des espaces naturels, ont sans nul doute eu des effets sur la biodiversité. L’anthropause représente une occasion sans précédent d’explorer les liens entre activités humaines et fonctionnement des écosystèmes d’une part, entre politiques publiques et conservation de la biodiversité d’autre part. Par ailleurs, cette situation a aussi souligné les attentes fortes et immédiates de la société civile vis-à-vis de la recherche et mis en lumière une certaine forme de méconnaissance des sujets et processus de la recherche. Enfin, notre capacité à développer la recherche en temps de crise a été singulièrement mise à l’épreuve. Dans de nombreux pays, dont la France, le confinement du printemps 2020 a paralysé les recherches scientifiques de terrain s’intéressant à la vie sauvage. Des suivis de terrain de plusieurs décennies ont été interrompus, faute d’autorisation pour les chercheurs de se rendre sur leurs sites d’étude. L’interruption de ces suivis, pour la plupart centrés sur le printemps qui correspond à la saison de reproduction des animaux et au pic végétatif pour bon nombre d’espèces végétales, a entraîné une perte irrémédiable de connaissances essentielles pour éclairer les politiques publiques et la société, face aux changements rapides des écosystèmes et des services associés. Quelles conséquences ont eues les caractéristiques uniques de ce printemps « silencieux » sur la biodiversité et particulièrement Confinement 2020 : deux moineaux dans Paris désert sur le comportement des animaux, leur distribution ou encore la dynamique des populations ? Malheureusement, peu d’écologues, en France, peuvent apporter des éléments précis à ces questions. Seules quelques études très spécifiques ont pu voir le jour en réalisant des suivis et des mesures depuis le domicile des chercheurs, des naturalistes ou des volontaires (ex. le projet Silent Cities qui visait à caractériser les paysages sonores des villes pendant le confinement et lors du déconfinement). La poursuite de la collecte de données dans le cadre de certains projets (en particulier ceux des associations naturalistes) a apporté des éclairages opportuns sur l’impact des activités humaines sur le vivant. Dans la Baie de San Francisco, des chercheurs en écologie comportementale ont montré que la baisse du bruit de fond liée au confinement s’est accompagnée d’une grande flexibilité dans le chant des oiseaux : les bruants, par exemple, ont retrouvé des fréquences vocales similaires à 1971 et multiplié par deux la portée de leur chant. Nature du front de science Ce front de science a une double nature. Tout d’abord l’anthropause associée au confinement offre une « opportunité » scientifique sans précédent pour explorer les effets de la réduction des activités anthropiques sur l’environnement, la biodiversité et sa conservation. Par ailleurs, d’un point de vue épistémologique, cette situation inédite à l’échelle mondiale permet d’analyser notre capacité de conduire la recherche sur la biodiversité en tant de crise et d’imaginer des solutions créatives et collaboratives pour améliorer sa résilience. Axes de questionnement Les questionnements peuvent se décliner en trois volets selon la nature biologique et/ou épistémologique et sociétaux du front de science. 1. Quels sont les effets du confinement sur la biodiversité et les écosystèmes et comment se distribuent-ils dans l’espace et dans le temps (court-terme vs long-terme) ? Il est probable que la réduction de l’empreinte humaine sur certains environnements affecte de manière très rapide la croissance des organismes, les comportements des animaux, leur territorialité, leur reproduction, avec des conséquences à plus long terme sur la dynamique de ces populations et des écosystèmes. Dans certains milieux comme la ville, les suivis de la biodiversité effectués pendant le confinement pourraient permettre d’évaluer l’impact des facteurs qui ont été modifiés (en particulier perturbations liées à la présence d’humain, et aussi pollutions aérienne et sonore) par rapport aux facteurs d’artificialité qui sont restés identiques (ex. sol imperméable, fragmentation des habitats et pollution lumineuse). À l’inverse, dans certains espaces protégés, l’arrêt ou la relâche des mesures de protection liés au confinement pourraient permettre d’analyser la dynamique d’espèces envahissantes en l’absence de gestion et la conséquence de leurs proliférations sur les espèces natives. 2. Quels sont les effets du confinement sur la recherche sur la biodiversité ? Quelle priorité donner à cette recherche ? Comment maintenir pendant une telle période des études de terrain qui permettent de mieux comprendre les interactions entre les activités humaines et la biodiversité ? Comment réorganiser des programmes de recherche collaboratifs lorsque ces études de terrain ne sont plus possibles ? Comment maintenir une formation et des échanges scientifiques de qualité en écologie et en sciences de la conservation ? 3. Quels sont les effets du confinement sur les rapports de nos sociétés à la biodiversité ? Ces effets apparaissent complexes et contrastés : ont été notées une attention accrue à une faune devenue plus visible et plus audible ainsi qu’une prise de conscience de l’appartenance de l’humanité à une communauté de vivants. Simultanément, il a pu être observé une suspicion à l’encontre d’espèces sauvages accusées d’être à l’origine de la pandémie et des comportements destructeurs dans certains espaces protégés lors du déconfinement à la fin du printemps 2020. Seule une enquête à grande échelle permettrait de mieux connaître l’importance relative et la distribution de ces effets en fonction des territoires et des caractéristiques socio-économiques des acteurs. Deux chercheures sur le terrain durant le confinement d’avril 2020.