M1 UE Ecologie des communautés et des écosystèmes, macroécologie

Responsables : Gilles Escarguel et Nicolas Goudemand

6 crédits ECTS

Enseignant.e.s :

Résumé

Cette UE a pour objectif premier de caractériser dans ses différentes dimensions (interactions, flux d’énergie et cycles de matière, biodiversité, contraintes biotiques et abiotiques…) l’organisation, le fonctionnement et l’évolution des communautés et des écosystèmes.

Les principales théories d’organisation des communautés seront analysées de façon critique (niche et construction de niche, perturbations, biogéographie insulaire, théorie neutre), ainsi que les concepts de stratégie biodémographique, de groupe fonctionnel et de redondance fonctionnelle, qui seront confrontés à différentes échelles d’analyse, du continent où prédominent les processus historiques (migrations, spéciation/extinction) jusqu’au milieu local où prédominent les processus fonctionnels (interactions biotiques). Partant de là, la biodiversité sera couplée au biotope afin de dégager les propriétés émergentes à ce système : production de biomasse, stabilité, résistance aux perturbations, résilience, cycle adaptatif. Le concept d’écosystème sera ainsi progressivement construit.

Sur ces bases, une approche biogéographique et macroécologique à large échelle spatio-temporelle amènera à discuter les principaux motifs d’organisation de la biodiversité à l’échelle globale, en s’intéressant plus particulièrement au gradient latitudinal de biodiversité ainsi qu’à la relation aire-espèce. Les bases d’une interprétation neutraliste de ces distributions seront posées. Finalement, l’impact de l’humanité au sein de la biosphère sera analysé via le concept multidisciplinaire d’Anthropocène.

Thèmes couverts

• Cycles de matières et flux d’énergie
• Réseaux trophiques, préférences trophiques, régimes alimentaires
• Approches omiques pour l’écologie
• Facteurs biotiques et abiotiques de structuration des communautés
• Organismes ingénieurs, facilitation et construction de niche
• Ecologie comportementale & théorie des jeux
• Interactions fonctionnelles au sein des écosystèmes – compétition, prédation, symbioses…
• Successions et perturbations écologiques, résilience, cycle adaptatif
• Stratégies adaptatives, stratégies biodémographiques
• Théories d’assemblages (niche vs. dispersion)
• Biogéographie – endémisme/cosmopolitisme, classifications biogéographiques
• Macroécologie – grands motifs d’organisation spatiale de la biodiversité
• Biogéographie insulaire
• Théorie neutraliste unifiée de la biodiversité
• La biosphère à l’heure de l’Anthropocène

Prérequis

Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Ecologie des Organismes et des Populations proposée en L3. Il est recommandé d'avoir suivi cette UE ou une UE équivalente.

Objectifs disciplinaires

A l'issue de l'UE, l'étudiant devra être capable de :

• Définir et caractériser les principaux éléments structurels et fonctionnels associés aux communautés et aux écosystèmes
• Décrire et caractériser les modalités d’interactions entre organismes et entre populations au sein d’une communauté et d’un écosystème
• Analyser et modéliser des systèmes complexes de relations et d'interactions entre agents à différentes échelles spatio-temporelles
• Connaître les principaux motifs globaux de biodiversité et théories en rendant compte
• Etablir des liens (pratiques et conceptuels) entre différents champs disciplinaires, de la physiologie des organismes à la biogéographie historique des (communautés d') espèces

Compétences transversales

A l'issue de l'UE, l'étudiant se sera exercé à :

• Mettre en relation des champs disciplinaires variés de la biologie et des sciences en général (p.ex., mathématiques, statistiques, bioinformatique, géologie et géographie)
• Observer, décrire, quantifier (approche statistique) et interpréter des données simples et complexes
• Comprendre des données et des résultats produits par d’autres, un article de recherche, un séminaire scientifique
• S’exprimer et communiquer des résultats scientifiques et des concepts à l’écrit et à l’oral, en Anglais et en Français, de manière structurée, concise et informative, en utilisant des supports pertinents
• Avoir un esprit synthétique

Modalités de contrôle des connaissances

• Contrôle continu (40% de la note finale de l’UE) : deux ou trois notes incluant : présentation et analyse critique (écrite ou orale) d'un article issu de la littérature récente, par binôme ou trinôme ; analyse de données, par binôme ou trinôme.
• Contrôle terminal écrit (60% de la note finale) : durée 2h en fin d'UE, questions de cours et d’analyse de données observationnelles et/ou expérimentales.

Bibliographie

• R. Barbault. Ecologie générale – Structure et fonctionnement de la biosphère. Dunod.
• R. Dajoz. Précis d’écologie. Dunod.
• C. Lévêque. Ecologie – de l’écosystème à la biosphère. Dunod.
• L.A. Real & J.H. Brown. Foundations of ecology. The University of Chicago Press.
• B.A. Maurer. Untangling ecological complexity – the macroscopic perspective. The University of Chicago Press.
• K.J. Gaston & T.M. Blackburn. Pattern and process in macroecology. Blackwell Publishing.
• S.P. Hubbell. The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography. Princeton University Press.