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Savez-vous ce qu’est un écosystème ?

MOI_Dec2007B.JPGSavez-vous ce qu’est un écosystème ? Oui, vous en avez surement lu une définition quelque part. La vérité est que personne ne le sait vraiment.

L’écosystème est un objet fait d’une partie (ou de parties) vivante(s) et d’une partie inerte. La seconde est souvent vue comme l’environnement d’accueil de la première, mais le contraire doit aussi être envisagé.

Ces deux parties interagissent de façon complexe, avec des effets que l’on nomme non linéaires (non proportionnels aux causes), ce qui rend très difficile la compréhension du fonctionnement de l’ensemble.

Pour ne rien arranger, il est très difficile d’isoler un écosystème, de lui définir des limites.

Non seulement il s’étend dans l’espace, non seulement il possède une dynamique propre, mais il interagit avec les écosystèmes voisins et reçoit en permanence de la matière et de l’énergie de son voisinage (on dit qu’il est ouvert).

Lorsque plusieurs écosystèmes très différents interagissent, on parle plutôt de paysage, et on se donne des outils spécifiques pour les étudier.

Enfin, le fait de posséder une composante vivante dans la durée, suggère que les écosystèmes sont également soumis à des règles d'évolution.

La présence de la seconde composante (inerte) est là pour nous rappeler que cette sélection naturelle ne sera probablement pas de la même nature que l’a décrite Darwin pour les organismes vivants.

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Institut Français de Pondichéry
Rattaché à l'UMR AMAP de MONTPELLIER 2, Cédric GAUCHEREL travaille actuellement à l'Institut Français de PONDICHERY où il est chef du département Ecologie.

Il travaille sur la modélisation d'un langage de description dynamique des "Paysages" en utilisant toutes sortes d'outils de  mathématiques appliquées, et en particulier un de type algébrique, dont les bases ont été jetées par N. Chomski en 1956, connu sous le nom de "Grammaires formelles". 

Son cursus :

  • Soutenance de l’Habilitation à Diriger des Recherches (HDR), « Modélisation des écosystèmes et de leur complexité ». Jury : Z. Cerovic, F. Houllier, M. Ghil, M. Loreau, L. Polidori, B. Saugier (décembre 2006).
  • Doctorat en Astrophysique et Astronomie, Université d’Orsay (Paris XI), mention TH (Juin 1997).
  • DEA en Histoire et Philosophie des Sciences, option Biologie et Géologie, Université Jussieu (P VII) et ENS, mention B (Juin 96).
  • DEA Techniques Spatiales et Astrophysiques, Stage prolongé à l’étranger, Université d’Orsay (P XI), mention B (Juin 92).
  • Magistère de Physique appliquée, UJF Grenoble, mention B (Juin 92).

Sa page WEB : http://umramap.cirad.fr/amap3/cm/index.php?page=cv-19

 

Cédric GAUCHEREL

L'écologie est en crise!

Cette jeune discipline, bien qu'ayant montré plusieurs succès récents, est aujourd'hui incapable de comprendre son objet d'étude principal: l'écosystème. Les écosystèmes sont  des objets comprenant des composants biotiques (vivants) et abiotiques (inertes) tels que flore - faune - climat - sols - êtres humains, en perpétuelle interaction dans l'espace et le temps d'une manière complexe.

L'écologie n'a pas à ce jour une théorie complète suceptible d'expliquer et prédire le fonctionnement des écosystèmes. Nous manquons de concepts et d'outils pour répondre à ce genre de question :

  • Comment la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes sont-ils reliés ?
  • Les écosystèmes évoluent-ils, selon l'idée qu'on se fait depuis Darwin, de la sélection naturelle pour les êtres vivants ?
  • Quelles sont les répercussions humaines sur les écosystèmes?
  • Quels sont l'avenir de nos écosystèmes marins et terrestres?

   Aujourd'hui, plusieurs disciplines ont émergé pour répondre à ces questions, mais elles sont dispersés et sans doute pas bien adaptées à cette question. L'écologie des Communautés étudie les assemblages d'espèces des écosystèmes, tels que les réseaux d'interaction trophique et non-trophiques. L'écologie évolutive étudie l'histoire des espèces qui composent les écosystèmes. Bien que ces deux sous-disciplines aient été réunies en un seul système Phylocom (Communautés Phylogéniques), il leur manque des analyses spatiales pour capturer un fonctionnement de l'écosystème global. L'écologie de paysages, elle, se concentre sur les propriétés spatiales des écosystèmes ainsi que les influences humaines sur les écosystèmes, mais les préoccupations de PhyloCom, en sont absentes. Etc 
En tant qu'écologiste théorique, je me sens très concernée par le fonctionnement des écosystèmes et des paysages. Les écosystèmes sont complexes, dans le sens où ce sont des systèmes non-linéaires loin d'un état d'équilibre. Ils sont régis en même temps par des lois physiques et biologiques, comme la thermodynamique et la sélection naturelle.

En effet, les écosystèmes sont composés d'éléments vivants et inertes, de sorte qu'ils ne sont ni vivants, ni inertes. On a besoin de concepts radicalement nouveaux pour les décrire. Comme par exemple, celui de  biodiversité des écosystèmes (EB pour Ecosystem Biodiversity - Note - La Biodiversité est ventilée en 3 volets : génétique, spécifique, et écosystèmique ce dernier étant le moins connu des 3) qui est un concept à la mode concernés par toutes les interactions qui ont lieu entre ces composantes biotiques et abiotiques. Il pourrait être divisé en α et β EB. Si α EB comprend les diverses interactions d'un écosystème et est toujours en attente d'une définition précise, je suis très préoccupé par β EB, la diversité des écosystèmes dans les grands paysages.
Dès que l'on considère les écosystèmes dans une perspective spatiale, dès que les écosystèmes voisins sont en interaction dans l'espace, nous avons besoin d'analyser le paysage faisant la liaison entre eux .

En un sens, l'écologie du paysage, quand concernés par l'écosystème dans son ensemble, c'est essayer de comprendre β EB. Pourtant, très peu d'écologistes théoriques tentent de comprendre le fonctionnement de paysage, qu'ils soient mus par l'homme ou par la nature. Les lecteurs auront du mal, par exemple, à trouver des travaux qui fournissent des équations pour décrire les structures et la dynamique des paysages, de quelque façon que ce soit. En particulier, les paysages d'origine humaine (anthropique) qui sont généralement composés de parcelles hétéroclites (patchy landscape) , et qui pour cette raison auraient besoin également d'un formalisme radicalement nouveau pour être décrits et compris.


Je suis en train d'explorer plusieurs voies complémentaires pour atteindre cet objectif. J'ai proposé un schéma de mécanique statistique pour décrire et comprendre la possible auto-organisation des paysages naturels composés de parcelles hétéroclites  (patchy).

J'ai également suggéré d'utiliser des grammaires formelles pour comprendre certaines des règles qui sous-tendent les paysages agricoles. En outre, je développe des logiciels et des algorithmes concrets pour simuler et d'analyser les paysages et / ou les composants d'écosystème.

Enfin, je pense qu'il est vraiment urgent aujourd'hui d'intégrer et de fusionner notre connaissance des composantes spécifiques d'écosystème ou de leurs interactions, dans un cadre global et cohérent. À mon avis, ce n'est que par le biais de nouveaux concepts en la matière figurent dans une nouvelle théorie, que nous allons améliorer notre compréhension (et les prévisions) des écosystèmes et des paysages que nous habitons.

A domain specific language for patchy landscape modelling

Introductory Lecture: Landscape Management and Modeling

Publications depuis 2011

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