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Questions de recherche

Questions de recherche et résultats

© Inra

Caractériser et mesurer la biodiversité, élucider sa dynamique et son rôle dans les écosystèmes, comprendre le rôle des pratiques humaines, notamment agricoles, dans la biodiversité, rechercher de nouveaux modèles de production agricole, protéger et gérer la biodiversité et, enfin, étudier les effets de politiques publiques sur la gestion des écosystèmes.

Inventorier et élaborer des indicateurs pour mesurer la biodiversité

Une approche scientifique de la biodiversité nécessite de savoir la mesurer. Or, pour certaines familles d’organismes, comme les insectes ou les microorganismes, ou certains milieux, comme le sol, on ne sait pas très bien la mesurer et la quantifier. Pour différencier les espèces et leur variabilité, la taxonomie et la systématique associent aux outils descriptifs traditionnels, rénovés par l’analyse d’image, de nouveaux outils moléculaires (génomique, etc.) L'Inra a de forts investissements dans ces champs de recherche, surtout concernant les espèces d'intérêt agricole (plantes, animaux, micro-organismes) et les écosystèmes naturels ou peu soumis à l'emprise humaine (champs, prairies, forêts, zones humides, sols…) La conception et la mise au point d'outils fiables et durables pour mesurer la biodiversité sont indispensables pour évaluer, notamment, l’impact des techniques utilisées en agriculture sur la biodiversité.

Élucider la dynamique de la biodiversité et son rôle dans les écosystèmes

La biodiversité évolue constamment. De plus en plus de preuves montrent qu'elle est corrélée au fonctionnement au sein et entre les écosystèmes et à leur productivité (par exemple transferts de matière, d’énergie…)

• Existe-t-il une relation causale entre biodiversité et fonctionnement ou productivité des écosystèmes ?
• Quel est le rôle de la biodiversité dans l’évolution et l’adaptation des écosystèmes aux changements climatiques ou autres perturbations ?

L'Inra développe des recherches interdisciplinaires associant biologistes, agronomes, physicochimistes des milieux, modélisateurs… pour répondre à ces deux questions.

Les écosystèmes agricoles, certains écosystèmes particuliers tels que fromage, intestins ou bioréacteurs constituent de nouveaux terrains d’expérimentation pour l'écologie.

Les relations entre les communautés d'espèces négatives (organismes pathogènes ou ravageurs) ou positives (bactéries fixatrices d'azote, mycorhizes…) font également partie de la biodiversité.
Les recherches sont menées à l’Inra sur deux questions principales :

• quels mécanismes moléculaires gouvernent les interactions telles que la résistance aux pathogènes ?
• quels réseaux d'interaction et d'interdépendance entre les espèces structurent les communautés d’organismes ?

Les connaissances issues de ces recherches sont appliquées à la protection des organismes d’intérêt agronomique (plantes, animaux, insectes utiles…) au profit d'une agriculture plus durable, car moins consommatrice de pesticides par exemple.

Comprendre le rôle des pratiques humaines, notamment agricoles

L'érosion accélérée de la biodiversité est expliquée par des causes d’origine humaine, parmi lesquelles l'urbanisation, l'aménagement du territoire, l'industrialisation, l'agriculture, le tourisme ou l'exploitation par cueillette, pêche, commerce des animaux…

Le réchauffement climatique pourrait également constituer une cause majeure de perte de diversité car la modification trop rapide des paramètres climatiques condamne les espèces qui ne peuvent s'adapter ou migrer assez rapidement.

Les échanges internationaux favorisent l’introduction d’espèces envahissantes ou de pathogènes exotiques qui modifient l’état des écosystèmes. Les travaux de l’Inra, en collaboration avec d’autres organismes de l’État (Services de la protection des végétaux…), visent à mettre au point des outils pour détecter ces organismes de façon précoce et limiter leur expansion, voire la prévenir. L'Inra étudie ainsi de nouvelles maladies ou espèces envahissantes: la mineuse du marronnier, la graphiose de l'orme, la chrysomèle du maïs, le virus du Nil…

Les méthodes de lutte utilisées contre les pathogènes peuvent favoriser des pathogènes résistants aux pesticides ou aux médicaments vétérinaires, sélectionner des races de pathogènes agressives vis-à-vis de variétés végétales résistantes…) Les recherches de l'Inra dans ce domaine visent à connaître les mécanismes moléculaires et populationnels à l’origine de cette sélection et à les utiliser pour empêcher l’expansion de ces nouveaux organismes.

Mais les activités humaines peuvent aussi créer ou entretenir la biodiversité : création de nouvelles variétés de plantes, de nouvelles races animales, de nouveaux ferments pour l'industrie agro-alimentaire… Les paysages ruraux et leurs agencements particuliers créés par l'homme hébergent une flore et une faune importantes : bocages, prairies, marais, chemins, murets, lisières, bosquets, réseaux hydrauliques, jachères… qui préservent une biodiversité. Les prairies permanentes jouent un rôle très important pour la biodiversité. Par exemple les pelouses calcaires ou les parcours méditerranéens accueillent la majorité des espèces végétales patrimoniales de France. Leurs sols abritent également une biodiversité remarquable et insuffisamment connue.

Rechercher de nouveaux modèles de production agricole

L’intensification et l’organisation de l’agriculture transforment les écosystèmes, et ont souvent favorisé des cycles biologiques et des espèces plus productifs, parfois au détriment d'autres espèces. Il est important de revoir les concepts de production agricole de façon à savoir dans quelle mesure la connaissance du fonctionnement des écosystèmes agricoles basée sur des concepts, méthodes et technologies modernes peut intervenir dans leur gestion et économiser voire remplacer l’utilisation d’intrants et de techniques ayant un impact négatif sur l’environnement et la biodiversité. Les premières recherches dans ce domaine ont été conduites à partir des années 1980. En 2004, l'Inra a mis en place deux grands programmes fédérateurs incluant ces recherches. Le programme "Écologie pour la gestion des écosystèmes et de leurs ressources (Écoger)" a pour objectif de produire les connaissances nécessaires au pilotage des écosystèmes cultivés. Il traite de l'adaptation des individus, des populations et des communautés vivantes aux pressions associées aux usages des écosystèmes, aux techniques de production et aux changements globaux. Le programme "Agriculture et développement durable" vise, quant à lui, à concevoir des systèmes de production et de gestion des ressources des territoires ruraux valorisant de pair leurs atouts socio-économiques et leurs qualités environnementales. Il s'intéresse en particulier aux interactions entre processus socio-économiques, techniques et écologiques qui déterminent le devenir de la biodiversité. L'analyse du rôle des politiques publiques et la conception de systèmes innovants pour la gestion du patrimoine biologique font partie de ses priorités. Entretenir des systèmes diversifiés dans le temps et dans l'espace permet en effet de s'adapter à différents scénarios d'évolution de l'agriculture.

Protéger et gérer la biodiversité

La protection de la biodiversité fait partie des objectifs de recherche de l'Inra, objectif d'autant plus impérieux que la disparition d'espèces ou d'écosystèmes peut avoir un caractère irréversible.

Deux grands modes de préservation de la biodiversité co-existent :

• la mise en place volontaire de collections dites ex-situ, c'est-à-dire d' espèces prélevées de leur milieu pour être conservées ou multipliées dans des banques ou des collections créées spécialement. L'Inra possède de nombreuses collections de plantes et de microorganismes.
• la préservation des espèces et des écosystèmes par une gestion adéquate de l'espace, dite préservation in-situ est aussi au cœur des recherches de l'Inra.

Étudier les effets de politiques publiques sur la gestion des écosystèmes

Conventions internationales, directives européennes, politique agricole commune… les politiques agricoles, environnementales et d'aménagement du territoire peuvent avoir des effets sur le maintien et la gestion de la biodiversité. L'Inra mène des recherches sociologiques sur la mise en œuvre de ces directives et mesures politiques en vue d'éclairer la décision publique. Par exemple, le groupe de travail Grenat, coordonné par l'Inra a examiné le fonctionnement du réseau Natura 2000 en France et a formulé des recommandations auprès du gouvernement pour une mise en place la plus efficace possible.