descriptif UE S2
publicité
Semestre 2 MQEM : Méthodes Quantitatives avancées en milieu marin 2 EMFE : Ecologie Microbienne et Fonctionnement des Ecosystèmes 2 GEN : Génétique des populations et phylogéographie 2 Perturbation Anthropique 2 Nutrition minérale des producteurs primaires 2 2 D’un point de vue théorique, nous abordons des méthodes standards d’analyse multivariées dont l’objectif consiste à extraire l’information contenue dans le tableau de données en tenant compte des relations entre variables. Description d’un tableau de données. Statistiques de base. Corrélation / Covariance. ACP, AFC, Analyse discriminante. ACP pour des courbes. Représentation graphique de courbes. Etudes des communautés et des processus procaryotiques du cycle de l’azote et facteur de régulation (dénitrification, nitrification, réduction dissimilative du nitrate en ammonium, anammox, fixation d’azote, assimilation, minéralisation de l’azote) Etudes des communautés et des processus procaryotiques impliqués dans le cycle du carbone et facteur de régulation (fixation du carbone, hétérotrophie, méthanogénèse, methanotrophie, minéralisation du carbone)Etudes des communautés et des processus procaryotiques impliqués dans le cycle du soufre et facteur de régulation .- rappels: historique, équilibre de Hardy-Weinberg, dérive, migration, mutation, sélection - structuration des populations en milieu marin - phylogéographie: principes, interprétations, application à la Méditerranée - analyses de données de séquence: impact de la sélection, des processus démographiques, introduction à la théorie de la coalescence - aspects génétiques des processus de spéciation Etude des impacts et les mécanismes exogènes (climat) et endogènes (relations intra et inter spécifiques) qui engendrent des fluctuations à des différentes échelles d'espace et de temps, au sein des populations et des écosystèmes marins. Fluctuations génétiques des populations (acclimatation, adaptation, théorie de l’équilibre génétique, etc). Montrer comment les impacts anthropiques se superposent aux variations naturelles. Expliquer la théorie des perturbations et exemplifier avec des études de cas : oscillations climatique dans les écosystèmes à grande échelle (El Nino, NAO etc), réchauffement climatique en Méditerranée, pêche, eutrophisation côtière, proliférations de micro et macrophytes 1-Introduction (nutrition minérale et biodiversité – le paradoxe du plancton, caractéristiques d’une culture en milieu fermé, principe de la culture continue, modèles à un compartiment, à deux compartiments, à plus de deux compartiments), 2.Nutrition minérale : les macronutriments (absorption et assimilation de l’azote, du phosphore, mobilité des organismes et compétitivité vis-à-vis du phosphore, métabolisme du silicium et morphogenèse du frustule des diatomées), 3.Nutrition minérale : les métaux-traces (fonctions physiologiques des métaux, biodisponibilité des métaux, mécanismes d’absorption des métaux, relation avec la spéciation, compétition interspécifique et rôle des ligands, mécanismes de régulation de la concentration intracellulaire, compétition entre métaux et toxicité), 4.Les équilibres dissociation-diffusion5.Compétition entre espèces (rapport nutritif optimal, coexistence et dominance, compétition dans un milieu variable, co–limitations nutritionnelles). Stage DIV ; Diversité du vivant et rôle dans la biosphère marine 2 INDI : Indicateurs de la qualité du milieu marin Description des principaux indicateur chimique et biologique et de la qualité du milieu dans les sédiment et la colonne d’eau : Ammonium, chlorophylle,DBO,métaux lourds , Espèces indicatrices (macrophyte, métazoaire benthique, phytoplancton toxique, bactérie indicatrice de contamination fécale…), réglementation, réseau nationaux de surveillance. Etude de cas 2 STRAT : Stratégie adaptatives des organismes marins . Physiologie des poissons. Au travers du modèle biologique "poisson", le rôle des systèmes sensoriels (olfaction, vision, chémo- et électro-réception) dans la biologie de ces organismes, et en quoi cela a des implications sur les ECTS heures 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 2 PAL :Paléoclimatologie, paléocéanographie 2 Initiation à la modélisation côtière 2 ECON : Initiation à l’économie de l’environnement 2 HET : Hétérogénéité des Ecosystème approche Théorique et appliquée 2 TEMP : Analyses Statistique Processus Temporels stratégies de détection des proies, de regroupement des individus, etc.. Modes de vies : caractéristiques majeures de la compétition intra- et interspécifiques, en particulier pour mieux aborder les stratégies larvaires et de colonisation, mais aussi le parasitisme. Stratégies alimentaires :différents types de réponses alimentaires, pour ensuite aborder les mécanismes et stratégies de sélection des proies. Elements et principes de climatologie, fonctionnement du climat Rôle des circulations générales atmosphériques et océaniques dans la régulation du climat. Réponses des environnements aux changements du climat. Notions de proxies paléoclimatiques dans les séquences sédimentaires et les glaces polaires et calibration chronologique des enregistrements. Théorie astronomique des paléoclimats : variations climatiques à l’échelle des derniers millions d’années. Développements récents en paléoclimatologie : la haute résolution temporelle des derniers cycles climatiques. Contraintes géodynamiques à long terme sur le Climat global : tectonique des plaques et paléocéans. Conséquences d'un impact : la limite Crétacé/Tertiaire, Strangelove Ocean. Climats chauds et océans stratifiés du Crétacé. Les événements du Miocène et le développement du système océan/climat actuel. Le système d'équations de la dynamique des fluides intégrées sur la verticale La grille de calcul du modèle_Discrétisation des équations selon le schéma numérique en différences finies de type AD-Présentation de l'organigramme et du code Fortran du modèlé-Rappels sur les fluides et leur écoulement : définition d’un fluide, Propriétés des fluides et de leur écoulement – masse volumique et densité, viscosités moléculaire, cinématique et dynamique, viscosité d’un mélange fluide-particules –, écoulement laminaire et turbulent – nombre de Reynolds -Les principaux processus hydrodynamiques côtiers et leur impact sur le sédiment : écoulement en chenal ouvert – les fleuves –, écoulements oscillatoires – marée, vagues et les houles, ondes internes, courants de turbidité-Tensions exercées sur le fond par un courant ou par un mouvement oscillatoire Qu'est-ce que l'économie de l'environnement ? Les outils de l'économie Fondements théoriques de l'évaluation environnementale. Les différentes méthodes de l'évaluation environnementale. Défaillances de marché, biens publics et externalités. La régulation politique de l'environnement. L'internalisation des effets externes. Les politiques de l'environnement. Le changement climatique et le protocole de Kyoto. Comparaison et choix des instruments en absence et en présence d'incertitude. - Les concepts et théories en écologie : origine et évolution ; Le concept d’écosystème et d’hétérogénéité ;- Ecologie des paysages ;- Théorie des systèmes et complexité (réseaux de communication) ;- Structures et intégration des structures dans l’écosystème, variabilité, stabilité, échelles spatiales et temporelles, évolution des structures ; - Géométrie de la Nature (fractale, théorie constructale) ;- Thermodynamique appliquée à l’écologie (concepts d’émergie et d’exergie) ;Mesure de l’hétérogénéité ;- Impact de l’hétérogénéité sur la dynamique des populations. Méthodes et techniques d'analyse des séries temporelles en biologie, écologie et océanographie (essentiellement les séries temporelles stationnaires). Point de vue des observations, point de vue des variables. 1. Introduction : amplitude, fréquence, échantillonnage, exemples de séries réelles, problèmes à résoudre. 2.Analyse dans le domaine du temps : tendance, saisonnalité, modèles de prévision simple (additif, multiplicatif), Estimation de modèle, Stationarité à l'ordre 2, fonctions d'autocovariance et d'autocorrélation, moments d'ordre supérieur, modèles AR, ARMA. Etude de cas. 3. Analyse dans le domaine des fréquences : analyse spectrale des séries stationnaires d'ordre 2, Analyse de Fourier, périodogramme, densité spectrale, filtrage linéaire. 6 50 6 50 6 50 6 50 6 50 2 MODA : Modélisation des Environnements Marins, techniques Avancées 4. Modélisation par chaînes de Markov, processus de renouvellement, processus de diffusion. Cette UE apporte une réflexion sur les apports de la théorie et de la modélisation en écologie. Nous présentons une démarche qui permet, à partir d’une liste d’hypothèses biologiques et écologiques, d’élaborer une formulation pour un processus, puis de l’intégrer dans un modèle. Bien que les problèmes numériques liés aux simulations soient évoqués, nous nous focalisons sur les méthodes de résolution analytique. Nous présentons des modèles enzymatiques, des modèles de croissance de populations, d’interactions biotiques et des modèles de biogéochimie. La structuration des populations (en âge, poids, spatiale, …) est un chapitre important du cours. La théorie des systèmes dynamiques fournit les méthodes mathématiques sousjacentes au cours. Le principe d’exclusion compétitive, le paradoxe du plancton, le paradoxe de l’enrichissement, les effets d’une structuration, les problèmes d’hétérogénéité environnementale fournissent des exemples étudiés en TD. 6 50
