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L’écologie est une jeune discipline qui cherche à comprendre les causes et les conséquences de la dynamique de la biodiversité. Les êtres vivants sont des systèmes thermodynamiques impliqués dans des processus continus d’adaptation à des conditions environnementales particulières. L’écologie s’intéresse à la fois aux mécanismes de cette adaptation et aux modifications du milieu qui en résultent. Le concept d’écosystème intègre ce jeu original entre processus adaptatif et modification du milieu.
Le programme se répartit en quatre volets principaux :
1) Histoire et bases théoriques de l’écologie : ces bases théoriques sont déclinées à différentes échelles intégratives, de l’organisme à la communauté en passant par la population. Théorie de l’évolution, principes d’optimisation (application au comportement), loi de Kleiber et scaling, théorie des stratégies biodémographiques et ses invariants, théorie des « rates of living » et ses conséquences démographiques, théorie de la niche et théorie de biogéographie insulaire, théorie des perturbations, théorie neutraliste. Les problèmes d’érosion de biodiversité et de conservation servent de cadre aux relations entre population et habitat.
2) Un problème fondamental en écologie est l’identification typologique du vivant. Les techniques de biologie moléculaire ont profondément impacté cette problématique. Initialement limitées à l'analyse des variations entre des marqueurs globalement neutres, les approches moléculaires analysent aujourd’hui des modifications des taux d'expressions, voire l'identification de la fonction de certains gènes. En parallèle, l'écologie moléculaire a bénéficié du développement de techniques de moyen et de haut débit permettant ainsi de concevoir des approches à l'échelle des génomes (écogénomiques) ou des communautés de génomes (métagénomiques).
3) Les interactions biotiques structurent la dynamique des communautés. Parmi celles-ci, les interactions durables (symbioses) entre un hôte et un symbiote (parasites, mutualistes, commençaux) constituent un facteur écologique déterminant. L'individu est un micro-écosystème issu de l'assemblage de plusieurs génomes (celui de l'hôte et de ses symbiotes) s'exprimant par un phénotype étendu dont la compréhension peut radicalement remettre en cause notre interprétation de processus écologiques, de l'évolution et de la santé animale ou végétale.
4) A l’échelle des écosystèmes, la relation diversité/productivité des communautés et, à termes, de la séquestration du carbone, a généré des approches théoriques, d'observations et d'expérimentations en milieu contrôlé. Les résultats parfois contradictoires forgent une théorie des communautés et des écosystèmes, générant les notions de diversité fonctionnelle, d'organismes clé-de-voute d'un processus, d'espèces conducteurs/passagers, et enfin d’écologie du paysage (fragmentation vs connectivité).
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