Agriculture et biodiversité

La biodiversité des milieux aquatiques
AGRICULTURE et BIODIVERSITÉ
www.inra.fr
©Inra - Mission Communication
Est à la base du fonctionnement
des écosystèmes aquatiques et des services associés Est menacée, directement ou indirectement
Approvisionnement
Régulation
(Auto-épuration par les micro-organismes) Soutien
(Cycle des nutriments)
Culturels
Permet, par la biosurveillance,
de révéler l’état des écosystèmes
et d’identifier les causes de leur dégradation
Sa protection implique l’acquisition
de connaissances et le développement
de méthodes et outils pour :
• restaurer l’intégrité et la diversité des habitats
• gérer les milieux et les ressources associées
• réduire les pollutions ponctuelles et diffuses
• évaluer les risques associés aux polluants
Conflits d’usage de l’eau Aménagements
Matières en suspension,
nutriments Pesticides et autres micropolluants
Changement climatique Invasions biologiques
Echantillons d’invertébrés prélevés dans une rivière non
polluée (à gauche) et polluée (à droite).
La biodiversité de la communauté saine est plus élevée
que celle de la communauté exposée à la pollution
qui ne renferme que des “vers”
Microcosmes et mésocosmes
fournissent des conditions réalistes
pour l’étude expérimentale des effets
des polluants sur la biodiversité
aquatique.
Les méthodes moléculaires
permettent de caractériser
les effets des perturbations
sur la diversité intra- ou interspécifique,
y compris chez les micro-organismes.
panno aquaculture 18/03/10 11:07 Page 1

En forêt, l’aire de répartition des espèces risque d’être
profondément modifiée : niche climatique potentielle du chêne
vert, actuelle (à gauche), et à la fin du 21ème siècle (à droite).
Le changement climatique modifie les conditions
de la production agricole et sylvicole et nécessite un nouveau
regard sur les conditions d’élevage et les variétés cultivées
les mieux adaptées, à cycle plus long ou plus tardif,
plus résistantes à la chaleur...
AGRICULTURE et BIODIVERSITÉ
www.inra.fr
Agriculture et biodiversité :
le changement climatique rebat les cartes
©Inra - Mission Communication
Le changement climatique est maintenant une réalité
scientifique largement établie. Il amène à des modifica-
tions profondes de la biodiversité des paysages agricoles.
Au-delà des recherches nécessaires pour évaluer
et atténuer les émissions de gaz à effet de serre
provenant de l’agriculture et de la forêt, l’INRA engage
des recherches sur l’adaptation de l’agriculture
et des écosystèmes anthropisés à ce changement
global, et sur l’évolution de la biodiversité
et des services que l’homme en retire.
Le changement climatique favorise l’émergence ou la ré-émergence
de maladies. Les invasions biologiques par des bioagresseurs peuvent
être également favorisées par la mauvaise santé des cultures
ou les modifications des communautés d’espèces locales. L’INRA analyse
ces invasions pour mieux les prévoir et anticiper leur régulation.
Climator *
Étudier le changement climatique
sur les agrosystèmes
Le projet Climator, coordonné par l’INRA,
a pour but d’élaborer des outils et des références
pour analyser la vulnérabilité des agrosystèmes
face au changement climatique. L’adaptation
des systèmes (cultures, prairies, forêts)
et des pratiques (semis, irrigation, fertilisation,
choix variétaux...) aux climats futurs y sera
en particulier étudiée.
* Projets ANR.
De grands programmes, coordonnés par des chercheurs de l’INRA,
sont engagés sur tous ces fronts de recherche
La biologie des sols est une composante essentielle
de la durabilité des productions agricoles et sylvicoles.
Les chercheurs caractérisent les communautés
de micro-organismes et leur sensibilité aux changements globaux.
Les mauvaises herbes, les pathogènes
et ravageurs des cultures et les conditions
de leur contrôle par des auxiliaires ou l’équilibre
de la pollinisation risquent de changer :
la processionnaire du pin aux portes de Paris.
Diabrotica virgifera virgifera
La métagénomiques : une nouvelle approche
d’étude des communautés microbiennes du sol
Les micro-organismes d’un sol peuvent être étudiés en les cultivant
(A). Cependant, c’est moins de 1% des espèces que l’on sait ainsi
cultiver. L’alternative est la métagénomique. Elle consiste à extraire
directement l’ADN d’un
pool de bactéries pour
l’analyser. L’amplification
PCR permet de cibler des
gènes qui servent à recon-
naître les espèces et leurs
filiations évolutives ou bien
des gènes codant pour
une fonction écologique (B,
C). L’ADN métagénomique
peut aussi être cloné pour
générer des banques d’ADN
(D, E, F) et étudier la diver-
sité des communautés
bactériennes.
Validate * Vulnérabilité des prairies et des élevages
au changement climatique et aux évènements extrêmes
6 équipes INRA, sur les 11 participants au projet, étudient les facteurs
de vulnérabilité aux changements climatiques (principalement la sécheresse)
de quatre essences forestières majeures (chênes, hêtres, sapin et douglas).
Les modélisations intégreront de manière explicite les interactions
avec les ravageurs, insectes défoliateurs, sous corticaux et champignons.
Il s'agira au final de proposer aux forestiers des stratégies de gestion
du risque de dépérissement, par aménagement anticipatif
(choix des essences et des variétés, définition des objectifs, amélioration
de la résilience des peuplements) ou par atténuation des contraintes
(adaptation de la sylviculture, lutte contre les ravageurs et maladies).
(source : dossier Futura Sciences)
changement climatique 18/03/10 12:17 Page 1

L’objectif est de fournir des outils pour identifier au niveau de l’espèce
les organismes d’intérêt pour l’INRA (exemple, les bioagreseurs des cultures)
ou pour mieux connaître la biodiversité (exemple, en Guyane).
Ceci fait appel à des observations phénotypiques (exemple, l’utilisation de flore)
ou de nature génotypique (exemple, la taxonomie moléculaire).
AGRICULTURE et BIODIVERSITÉ
www.inra.fr
©Inra - Mission Communication
Les experts de la biodiversité :
La diversité des phénotypes
(ex : forme des feuilles) pose
des problèmes d’identification
des différentes espèces
La diversité des génotypes
(différences de séquence)
peut différencier
les espèces de chênes
les empreintes génétiques permettent de nommer les espèces
Tissus
M
M
MMMMM
M
?
ACGTGTGCTAT
ACGCGTGCTAT
ACGTGCTAT
ACGCAGTCTAT
Quercus petraea
Quercus robur
Quercus pubescens
Quercus cocinea
Cellule Les séquences d’ADN permettent
de mettre un nom sur un organisme,
de la bactérie à l’homme comme
les empreintes digitales ou l’iris
de l’œil permettent de reconnaître
un individu.
Certaines séquences sont propres
à chaque individu, d’autres sont
partagées par un groupe d’individus.
Le défi consiste à identifier ces séquences
partagées par tous les individus d’une même
espèce, d’un même genre ou d’une même famille.
TGAC
Extraction,
Amplification,
Séquençage
ADN
M
_ _
M
Les experts de la biodiversité 18/03/10 14:08 Page 1

L’agriculture est, depuis des millénaires, une valorisation
de la biodiversité animale et végétale, adaptée aux besoins
de l’humanité pour se nourrir, se vêtir, se chauffer.
La nécessité de développer une agriculture plus durable
et qui soit capable de s’adapter aux changements globaux
renforce l’intérêt des travaux de l’INRA qui portent
sur cette ressource et sa préservation.
La conservation des ressources génétiques est coordonnée,
en France, par la Fondation pour la Recherche
sur la Biodiversité qui unit des partenaires scientifiques,
professionnels et associatifs. L’INRA en est l’un des principaux
acteurs de la gestion patrimoniale des ressources génétiques.
Les Centres de Ressources Biologiques (CRB),
initiés en 2001, collectent, étudient, conservent et diffusent
des collections microbiennes, végétales et animales.
AGRICULTURE et BIODIVERSITÉ
www.inra.fr
©Inra - Mission Communication
La biodiversité des espèces cultivées
et domestiquées : une ressource pour l’agriculture
Station de recherche
agronomique de San Giuliano,
Centre INRA de Corse
Classée parmi les 5 plus
importantes collections mondiales
d’agrumes, c’est la plus grande
au niveau méditerranéen et européen.
Agrumes
Le réseau vigne de l’INRA comprend
des collections gérées par les centres
de recherche de Montpellier, Bordeaux,
Angers, Colmar. La collection du domaine
de Vassal est la plus importante du monde
pour la vigne
Vitis vinifera , l’espèce de vigne
européenne la plus cultivée.
Vignes
Unité expérimentale
de Bois l’Abbé La Rétuzière,
Centre INRA d’Angers
1500 variétés de pommier
y sont conservées,
dont 570 anciennes
françaises, 200 porte-greffe.
L’INRA d’Angers assure la gestion de la base
de données nationale “fruits à pépins”.
Pommiers
Unité Physiologie de la Reproduction
et des Comportements, centre INRA de Tours
Ce site de production et de cryoconservation
de semence héberge un échantillonnage
de 29 races et lignées expérimentales
ou commerciales appartenant à 4 espèces
(coq, canards commun et de barbarie, jars),
parmi lesquelles une race française ancienne
et emblématique, la Gauloise Dorée.
Cryobanque aviaire
Unité Expérimentale de Rouillé,
Centre INRA de Poitou-Charentes
Elle détient une collection
de semences de 6 races locales
et lignées commerciales porcines
ainsi que de 27 races ovines
(rustiques et allaitantes,
prochainement laitières), dont le Mérinos de Rambouillet, détenu
in vivo
dans une unique bergerie.
Amélioration et santé
des plantes, Centre INRA
de Clermont-Ferrand – Theix
Ce centre de ressources
génétiques regroupe les variétés
d’espèces majeures de céréales
d’intérêt agronomique, blés, orges,
triticales, avoines, seigles… et plus de 10000 accessions
conservées pour des études de génomique.
Céréales à paille
Cryobanque porcine et ovine
RESSOURCES 18/03/10 14:23 Page 1

www.inra.fr
©Inra - Mission Communication
AGRICULTURE et BIODIVERSITÉ
La biodiversité comme composante
de la durabilité en agriculture
Gestion favorisant la biodiversité Gestion réduisant la biodiversité
Disponibilité en ressources (DR)
Utilisation des ressources du milieu
(DR)
(DR)
(DR)
(DR)
pas de gain
La disponibilité en ressources
s’est globalement accrue
Des espèces importantes pour les pollinisateurs
Enherbement naturel
et protection contre l’érosion
La disponibilité en ressources
s’est globalement amoindrie
perte de ressources
liée à une mauvaise
gestion
de l’agrosystème
M
MM
Part non utilisée pour la production agricole
(bandes enherbées, haies, certaines pratiques agricoles...)
Ressources disponibles pour la production agricole
Gain de ressources lié au meilleur fonctionnement de l’agrosystème :
Une gestion durable des mauvaises herbes ?
• fertilité accrue des sols cultivés
• efficience de l’utilisation de l’eau par les cultures
• régulation naturelle des ennemis des cultures
• diversité des ressources pour les pollinisateurs
• meilleure qualité des produits agricoles, …
Obtenir un équilibre entre :
• maintien de la productivité et de la qualité des récoltes
• maintien des services écologiques assurés
par la flore sauvage des parcelles cultivées
Les principes :
• utiliser des combinaisons
de pratiques agricoles à effets partiels
• tirer profit des régulations biologiques
Les moyens :
• désherbage mécanique
• rotations longues
• gestion douce des bords des champs
• optimisation du travail du sol
2 gestions
d’une même parcelle
Disponible sur : www.inra.fr/ciag/accueil/
biodiversité/durabilité 18/03/10 13:38 Page 1