https://www.sb-roscoff.fr/en/adaptation-and-diversity-marine-environment/presentation/scientific-activities

Scientific activities

Paragraphs: 
Ecology, evolution and environment constitute the triad of research at the Adaptation and Diversity in the Marine Environment (AD2M) research department

Main objective of the department is to study the populations, species and communities that populate the worlds’ seas and oceans to understand their functioning, their diversity and their fate.

Created in 2005, the research departement UMR 7144 AD2M includes 3 research teams affiliated with the CNRS Institute of Ecology and Environment (INEE) and the UPMC Living Earth and Environment division.

 


 

THE DIVERSITY OF LIFE: FROM OBSERVATION TO MECHANISMS

© Wilfried Thomas
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What species populate the seas? How many are there? How do they share marine space? How do they adapt to the environment and to the species with which they interact? These questions are at the heart of the research conducted in the AD2M research unit, and constitute the core issues in current research in marine environments, a poorly studied realm of life.
To understand the function and evolution of marine ecosystems, the taxa have first to be identified. This requires, for instance, research on the diversity of plankton, engendering description of new lineages, or molecular studies uncovering cryptic species.
Once the taxa have been identified, a network of interactions can be established through studies on viruses and symbioses, the food chain in the kelp forest, the evolutionary mechanisms that facilitate the introduction of exotic species or the mechanisms of adaptation to extreme environments, polar or hydrothermal.

RESPONSE OF MARINE SYSTEMS: FROM MEASUREMENTS TO PREDICTION IN A CHANGING WORLD

© Hubert Raguet
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Climate change, ocean acidification, coastal urbanisation, introduction of exotic species, etc. are all threats to the functioning of marine ecosystems. The study of disturbance is an integral part of research conducted, for instance on the physiological response of photosynthetic bacteria to variation in environmental factors, the calcification of organisms in response to global change, the identification and monitoring of invasive species, or the effects of harvesting the kelp forest, to name a few examples. Understanding the responses of these ecosystems and their populations requires an integrative approach. The study of fluxes at different scales illustrates this approach: biogeochemistry and analysis of food webs for the flow of nutrients and energy, modelling of larval dispersal for the flow of individuals and the permeability of genomes for gene flow. AD2M elucidates the major biogeochemical cycles alongside the study of living organisms and their responses to change.

FIELD SITES AND MODUS OPERANDI

© Noan Le Bescot / Fabrice Not
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AD2M conducts research across all horizons, from the coastal zone to the middle of the ocean, from the sea surface to abyssal depths, from the Celtic Sea to the Austral Ocean. This research requires oceanographic vessels and scientific diving missions in coastal areas, and specific sampling and analysis equipment, from the autonomous sensor to the remote-controlled submersible. The research effort then continues in the laboratory where samples and data are examined using the most modern tools, from high-throughput computing to next generation sequencers for the study of genomes.

COMMUNICATING, ADVISING AND TEACHING

© Laurence Garczarek
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As marine ecosystem experts, the unit’s staff are involved in the activities of the Roscoff Observatory for the long-term monitoring of the local coastal environment. It also plays an advisory role for local government authorities and other public sectors in regard to the management of the marine environment (Marine Protected Areas Agency, the Iroise Marine Park, etc.) and the use of marine resources (government ministries). Moreover, research is conducted in partnership with the private sector (Idealg, Oceanomics).
With its high number of research lecturers, the unit coordinates many undergraduate and graduate courses. In the diffusion of knowledge, AD2M also actively participates in scientific outreach for the general public, always enraptured by the marine environment

 

 

Content text: 

Écologie, évolution et environnement constituent le triptyque sur lequel s’élaborent les recherches de l’unité Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), dont l’objectif central est l’étude des populations, espèces et communautés qui peuplent les mers et océans du globe, afin d’en comprendre le fonctionnement, la diversité et le devenir.

Créée en 2005, l’unité AD2M, UMR 7144 regroupe 7 équipes de recherche relevant de l’Institut Écologie et Environnement (INEE) du CNRS et du pôle 3 Terre Vivante et Environnement de l’UPMC.

 


LA DIVERSITE DU VIVANT : DE L’OBSERVATION AUX MECANISMES

Quelles sont les espèces marines qui nous entourent ? Combien sont-elles ? Comment se partagent-elles l’espace ? Comment s’adaptent-elles aux milieux et aux espèces avec lesquels elles interagissent ? Ces questions, centrales aux recherches menées dans l’unité AD2M, sont au cœur de grands questionnements de recherche sur les mondes marins, encore largement méconnus.
Pour comprendre le fonctionnement et l’évolution des écosystèmes marins, il faut d’abord en connaître les acteurs. Cela passe, par exemple, par des recherches sur la diversité du plancton qui conduisent à décrire de nouvelles lignées ou des études moléculaires visant à reconnaître des espèces cryptiques.
Une fois les acteurs connus, il s’agit de comprendre comment les réseaux d’interactions s’établissent, que ce soit au travers de l’étude des virus ou des symbioses, de la chaîne alimentaire au sein des grands champs d’algues marines, en décryptant les mécanismes évolutifs qui facilitent l’installation d’espèces non-indigènes ou les mécanismes d’adaptation aux milieux extrêmes, polaires ou hydrothermaux.

 


LA REPONSE DES SYSTEMES MARINS: DE LA MESURE A LA PREDICTION DANS UN MONDE EN CHANGEMENT

Changements climatiques, acidification des océans, urbanisation du littoral, introductions d’espèces non-indigènes font peser des menaces sur le fonctionnement des écosystèmes marins. L'étude de ces perturbations fait partie intégrante des recherches menées, notamment, sur la réponse physiologique des bactéries photosynthétiques aux variations des facteurs environnementaux, la calcification des organismes en réponse au changement global, la reconnaissance et le suivi d’espèces invasives ou les effets de l’exploitation des grands champs d’algues. Comprendre les réponses de ces écosystèmes et des populations qui en font partie passe nécessairement par une approche intégrative. L’étude des flux à différentes échelles en est un exemple : biogéochimie et analyse des réseaux trophiques pour les flux de matières, modélisation de la dispersion larvaire pour les flux d’individus, perméabilité des génomes pour les flux de gènes. Ainsi, AD2M élucide les grands cycles biogéochimiques en parallèle à l’étude des organismes vivants et de leurs réponses face à ces changements.

 

TERRAINS ET MODES D’ACTION

AD2M mène des recherches tous azimuts, du littoral au grand large, de la surface aux profondeurs abyssales, de la mer Celtique aux mers australes. Cela requiert aussi bien l’utilisation de navires océanographiques, que de la plongée scientifique en zone côtière, et une panoplie d’engins d’analyse et de récolte adaptés, du capteur autonome au submersible. L’effort de recherche se poursuit ensuite au laboratoire où échantillons et données sont scrutés à l’aide des outils les plus modernes, des serveurs de calcul aux séquenceurs de nouvelle génération pour l’étude des génomes.

 

COMMUNIQUER, CONSEILLER ET ENSEIGNER

Forte de son expertise sur les écosystèmes marins, l’unité s’implique dans les activités de l’Observatoire océanologique de Roscoff pour l’observation à long terme du milieu côtier local (page 5). Elle peut ainsi jouer un rôle de conseil auprès des collectivités territoriales et acteurs publics concernés par la gestion de l’environnement marin (Agence des aires marines protégées, Parc marin d’Iroise,…) et l’exploitation des ressources marines (ministères). Par ailleurs, certaines recherches sont conduites dans le cadre de partenariat avec l’industrie (voir les projets Investissements d’Avenir Idealg et Oceanomics).
Réunissant un grand nombre d’enseignants-chercheurs, l’unité coordonne de nombreux enseignements de licence et de master. Dans son rôle de transmission des connaissances, l’unité AD2M s’investit aussi beaucoup dans des opérations pour le grand public, que le monde marin passionne, surprend et interroge.