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Écologie

De l’origine de la crise forestière en Afrique Centrale il y a 2 600 ans

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L’origine de la « crise forestière » qui a commencé il y a environ 3 000 ans et profondément affecté le couvert végétal de l’Afrique Centrale a longtemps été controversée. Une équipe internationale 1 germano-franco-camerounaise regroupant paléoclimatologues, géochimistes et archéologues vient de remettre sur le devant de la scène l’hypothèse de la cause anthropique. Les résultats des analyses effectuées sur des sédiments lacustres en provenance du sud du Cameroun et leur combinaison à des données archéologiques régionales a en effet permis à cette équipe de mettre en évidence que, dans cette région, ces transformations de l’environnement forestier avaient commencé il y a 2 600 ans et n’étaient pas le fruit du changement climatique mais bien celui de la croissance démographique qu’a connue cette région à cette époque.

Les hommes modifient leur environnement naturel pour qu’il leur soit plus favorable, et cela depuis plusieurs millénaires, même dans les régions les plus reculées de la planète. Ces influences précoces sont bien documentées dans la forêt amazonienne. En revanche, l’impact anthropique en Afrique Centrale reste un sujet encore largement débattu, alors que des perturbations majeures s’y sont produites depuis plusieurs millénaires. Il y a plus de 20 ans, l’analyse des sédiments lacustres du Barombi Mbo au Sud Cameroun a révélé que les couches sédimentaires les plus anciennes contiennent principalement des pollens d’arbres reflétant un couvert forestier dense. A l’inverse, les sédiments les plus récents concentrent une proportion significative de pollens de savane : il y a environ 3 000 ans, la forêt primitive dense a ainsi rapidement laissé place à des savanes, modification qui a été suivie par un retour rapide à des forêts. Pendant longtemps, ce changement soudain, baptisé « crise forestière », a été attribué à un changement climatique lié à une diminution de la quantité des précipitations et une accentuation de la saisonnalité. Malgré quelques controverses, l’énigme de l’origine de la crise forestière semblait résolue.

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Lac Barombi Mbo, au sud du Cameroun. Crédit : IRD – Université de Potsdam – Yannick Garcin

Une équipe internationale composée de géochimistes, paléoclimatologues et archéologues suspectait que d’autres causes pouvaient expliquer cette transformation profonde des environnements forestiers. En menant une nouvelle campagne de carottage en 2014 sur le lac Barombi Mbo, ils ont reconstruit de manière indépendante la végétation et le climat de l’époque par l’analyse des isotopes stables des cires cuticulaires des plantes, fossiles moléculaires préservés dans les sédiments. L’équipe a confirmé un changement important de végétation pendant la crise forestière, mais elle a également démontré que celui-ci ne s’accompagnait d’aucun changement des précipitations. Elle précise également la chronologie de cet événement qui aurait débuté sur le bassin du Barombi Mbo il y a 2 600 ans pour s’achever tout aussi rapidement quelques 600 ans plus tard.

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Carottage des sédiments sur le lac Barombi Mbo en 2014 Crédit : IRD – Université de Potsdam – Yannick Garcin

Ainsi si l’existence de la crise forestière est avérée, elle ne saurait s’expliquer par un changement climatique. En revanche, en étudiant plus de 460 sites archéologiques dans la région, des arguments qui laissent penser que les humains sont à l’origine de ces changements environnementaux peuvent être mis en avant. Les vestiges archéologiques de plus de 3 000 ans sont effectivement rares en Afrique Centrale. Autour de 2 600 ans, simultanément à la crise forestière, le nombre de sites archéologiques augmente significativement, suggérant une croissance rapide de la population (probablement liée à l’expansion des populations Bantu en Afrique Centrale). Cette période voit également, dans la région, l’apparition de la culture du millet, de l’exploitation des palmiers à huile et le développement de la métallurgie du fer. La combinaison des données archéologiques régionales et des résultats sur les sédiments du lac démontre de manière convaincante que les humains ont fortement généré des impacts sur les forêts tropicales en Afrique Centrale il y a plusieurs milliers d’années et qu’ils ont laissé des empreintes anthropiques détectables dans les archives géologiques. La crise forestière a été probablement provoquée par la croissance des populations qui se sont installées dans la région et ont dû éclaircir la forêt pour pouvoir cultiver des terres devenues arables, selon un processus similaire à ce que nous observons actuellement dans de nombreuses régions d’Afrique, d’Amérique du Sud et d’Asie. Cette étude apporte un nouvel éclairage sur la  » crise forestière » en Afrique Centrale. Elle souligne également la capacité des écosystèmes à se régénérer. Quand la pression anthropique a diminué il y a 2 000 ans, les environnements forestiers se sont reconstitués, mais pas nécessairement à l’identique. Ainsi, en Amazonie comme en Afrique, les études de terrain montrent que la présence de certaines espèces témoigne d’activités humaines anciennes.

1. Les laboratoires français impliqués sont Le Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / AMU / IRD / Collège de France), le Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes, environnement (LGL-TPE/OSUL, CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard), le laboratoire Patrimoines locaux et gouvernance (PALOC, IRD / MNHN), le laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS), le laboratoire Hydrosciences Montpellier (HSM/OREME, CNRS / Université de Montpellier / IRD) et le Laboratoire de Chimie de l’Environnement (LCE, Université Aix-Marseille / CNRS)

Découvrez le nouvel ouvrage « Mangrove. Une forêt dans la mer »

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Savez-vous que les mangroves sont des puits de carbone qui absorbent de grandes quantités de CO2 ? Qu’elles peuvent servir de filtres ou d’éponges face aux pollutions humaines ? Cet écosystème complexe fait l’objet d’un ouvrage « Mangrove. Une forêt dans la mer », rédigé par des chercheurs issus des laboratoires du CNRS ou associés. Publié par le cherche midi, en partenariat avec le CNRS, ce livre grand public paraît le 2 février 2018 en librairie. Il nous invite à poser un regard nouveau sur cette forêt secrète, dont la préservation devient un enjeu écologique mondial.

La mangrove, cette forêt entre terre et mer qui borde les littoraux tropicaux, a longtemps été perçue comme un milieu hostile ou inutile… Elle renvoie aussi à un puissant imaginaire des tropiques qui a inspiré bon nombre de nos plus grands écrivains. Cet écosystème, complexe, abrite les palétuviers capables de vivre les pieds dans l’eau salée, des poissons pouvant respirer hors de l’eau, des crabes ingénieurs et une multitude de bactéries indispensables au recyclage de la matière organique. Aujourd’hui, confrontée à la crevetticulture, aux coupes de bois, à la pollution mais aussi sous l’emprise directe des changements climatiques, cette mangrove, grignotée de toute part, est en danger.

Cet ouvrage, rédigé par des chercheurs spécialistes du milieu, nous montre combien sa préservation devient un enjeu écologique mondial tant cet écosystème contribue à l’équilibre des littoraux tropicaux et à ceux de la planète tout entière.

Sait-on par exemple que ces forêts maritimes jouent le rôle de puits de carbone en absorbant de grandes quantités de CO2 ? Qu’elles peuvent servir de filtres ou d’éponges face aux pollutions humaines ? Qu’elles constituent un rempart contre les tempêtes ou les tsunamis ? Un livre qui nous invite à poser un regard nouveau sur cette forêt si secrète au cœur des enjeux écologiques tropicaux.

MangroCouverture "Mangrove, une forêt dans la mer"ve Une forêt dans la mer En librairie à partir du 2 février 2018, le cherche midi, en partenariat avec le CNRS Un ouvrage collectif illustré sous la direction de François Fromard, Emma Michaud, Martine Hossaert-McKey. 168 pages – 24,90 €

Dans la même collection : Biodiversités (2010), Mondes polaires (2012), Écologie chimique (2012), Mondes marins (2014), Écologie tropicale (2015), Empreinte du vivant (2015) et Écologie de la santé (2017).

Une synthèse des différentes écorégions de la mer Méditerranée

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Avec le soutien du programme MERMEX/MISTRALS du CNRS-INSU, une équipe internationale(1) vient de réaliser une synthèse des différentes régionalisations proposées jusqu’ici pour la mer Méditerranée. Cette synthèse constitue un référentiel spatial pertinent pour la mise en place de futures actions de gestion et de protection des écosystèmes marins en Méditerranée. Elle permettra également de guider les futures études écologiques et biogéochimiques en mer Méditerranée, en aidant notamment à la planification de campagnes en mer.

Les écosystèmes marins et les services écosystémiques associés sont soumis à de fortes pressions climatiques et anthropiques. Ceci est particulièrement vrai pour la mer Méditerranée, en raison de sa configuration semi-fermée et de la concentration croissance d’activités humaines. Cependant, l’absence d’un référentiel géographique consensuel complique la description, la gestion et la conservation des écosystèmes marins en Méditerranée. Un tel référentiel devrait se baser sur la définition objective d’entités spatiales (ou « écorégions ») caractérisées par des conditions physiques, chimiques et biologiques relativement homogènes. Or plusieurs régionalisations ont été proposées ces dernières années pour la mer Méditerranée, chacune se basant sur des critères différents, parfois complémentaires, comme les conditions physico-chimiques, les contraintes de transport imposées par la circulation océanique, la concentration de la chlorophylle de surface estimée par satellite, ou encore la distribution modélisée d’un grand nombre d’espèces pélagiques. La synthèse de ces différentes régionalisations était nécessaire puisqu’elle constitue un prérequis pour proposer des mesures de gestion et de conservation adaptées.

Avec le soutien du programme MERMEX/MISTRALS, des chercheurs 1 ont fait la synthèse des différentes régionalisations proposées jusqu’ici pour la surface de la mer Méditerranée. En quantifiant la congruence entre ces différentes régionalisations, ils ont identifié des zones consensus et des zones variables. Ils ont ainsi identifié neuf « zones frontières consensus », 11 « régions consensus », et 4 « régions hétérogènes et dynamiques ». Les frontières et régions consensus identifiées sont en accord avec les principales structures hydrodynamiques connues en Méditerranée et contraignant les variables hydrologiques et écologiques. En revanche, les régions hétérogènes sont plutôt définies par une forte activité hydrodynamique à mésoéchelle.

Régionalisation consensus de la mer Méditerranée.
Régionalisation consensus de la mer Méditerranée. La carte représente la congruence entre les différentes régionalisations proposées jusqu’ici en mer Méditerranée et fait apparaître 11 régions consensus, définies comme des zones de faible congruence entourées de fortes frontières (en blanc), et 9 frontières consensus, définies comme des zones relativement étendues de forte congruence (pointillés). 
Crédit : https://mermexregio.obs-vlfr.fr/

Cette synthèse,  constitue une première étape indispensable pour la mise en place de futures actions de gestion et de protection des écosystèmes marins méditerranéens, et en particulier pour l’application de la directive-cadre stratégie pour le milieu marin (DCSMM). Elle propose également un référentiel spatial qui permettra de guider les futures études écologiques et biogéochimiques en mer Méditerranée, comme la planification de campagnes en mer.

1. Les institutions impliquées sont les suivantes : Laboratoire d’océanographie de Villefranche (LOV/OOV, UPMC / CNRS), Station de biologie marine de Dinard (CRESCO, MNHN), Institut méditerranéen d’océanographie (MIO/PYTHÉAS, CNRS / Université de Toulon / IRD / AMU), Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / Université Versailles St-Quentin), Centre pour la biodiversité marine, l’exploitation et la conservation (MARBEC, Université de Montpellier / CNRS / IRD / Ifremer) et Centre technique d’appui à la pêche réunionnaise (CAP RUN) pour la France ; Southampton University (UK), University of British Columbia (Canada) et Universidad de las Islas Baleares (Spain) pour l’étranger.

Fête de la science : Retrouvez le programme des équipes de l’OSU Institut Pythéas

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Du 7 au 15 octobre, la Fête de la Science se déploie dans la France entière et notre région n’est pas en reste.

Dans quatre Villages des Sciences – celui d’Aix-en-Provence, de l’Arbois, de Marseille et de Saint-Michel l’Observatoire – ainsi que dans d’autres villes et villages de Provence, les chercheurs des laboratoires de l’OSU Pythéas donnent plus de 60 rendez-vous aux curieux de science, petits et grands, lors d’ateliers, de conférences, d’expositions, de débats, de visites de sites…

Nos thématiques de prédilection – les sciences de l’Univers, de la Terre et de l’Environnement – s’expriment cette année d’une façon différente. En effet, la réalité augmentée s’invite afin de faire découvrir au public nos univers de recherche sous un angle nouveau, pour rendre la rencontre avec la science encore plus intéressante et intrigante. Autre nouveauté : des pièces issues des collections de l’Observatoire de Marseille.

Les équipes de l’Institut Pythéas se mobilisent pour le congrès de l’Union internationale de la Conservation de la Nature

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Parallèlement à leurs interventions au sein du congrès, nos équipes se mobilisent fortement pour sensibiliser les publics aux enjeux de la conservation de la biodiversité sur les Espaces Génération Nature organisés par le Ministère de la Transition écologique et solidaire et l’Office français de la biodiversité. Voici quelques morceaux choisis !

L’OSU Pythéas dans le « IN » des Espaces Génération Nature

  • Escape game « Alerte, biodiversité en danger » Proposé par Observatoire des Sciences de l’Univers Institut Pythéas (CNRS-AMU-IRD-INRAE), les Petits Débrouillards et l’INSERM (tous les jours du Congrès)

Enfermés dans un espace immersif, les joueurs doivent récolter informations, indices et messages codés pour relever le défi qui leur est proposé : sauver la biodiversité avant qu’elle ne soit détruite ! Car ils sont notre dernier espoir, tous les scientifiques travaillant sur une mystérieuse plante invasive au fort pouvoir allergisant ont disparu. L’enjeu ? Retrouver les résultats de leurs recherches avant que ne soit déclenché un épandage massif qui serait tout aussi dévastateur pour la biodiversité… Par petits groupes, les participants sont répartis dans les trois espaces de jeu – le laboratoire, le terrain et l’hôpital – et doivent combiner leurs méninges et les informations scientifiques découvertes. Chaque groupe ressort avec un élément clé de la solution finale qui permettra d’éviter la catastrophe. Grâce à sa mise en scène et ses supports multimédia, cet escape game pédagogique veut sensibiliser le public aux enjeux de la protection de la biodiversité en s’appuyant sur une plante invasive bien réelle : l’ambroisie. Un livret pédagogique avec une synthèse des principales informations associées à chaque espace sera accessible sur le site web du jeu – www.escapegamebiodiversite.fr

  • Installation « Les invisibles ou la fabrique du sol -ce qui nous lie » Proposé par le Groupe Dunes et l’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie marine et continentale – OSU Pythéas (CNRS-AMU-IRD-INRAE)

Une installation artistique conçue par Madeleine Chiche et Bernard Misrachi, artistes, en collaboration avec Thierry Gauquelin, écologue au sein de l’Institut Méditerranéen de Biodiversité marine et continentale et une équipe de jeunes chercheurs. Ensemble, ils reconstituent un sol qui abrite divers organismes vivants et des végétaux qui s’y développent. Des caméras microscopiques enregistrent ces mystérieux êtres vivants, en apparence insignifiants. Ces images sont diffusées sur des écrans mêlés à d’autres images, paysages microscopiques, collemboles et autres invisibles enregistrés dans différentes situations.

  • Des animations …du fond des mers aux confins de l’Univers sur l’espace « Patrimoine naturel et biodiversité dans le département des Bouches-du-Rhône et la Métropole Aix-Marseille Provence »
Espace Océan
  • Des animations à découvrir nos recherches avec l’Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO)

Bathy-Bot, BathyReef et la bioluminescence de organismes sous-marins Bathy-Bot est un robot multi-capteurs à chenilles opéré via internet ! Son immersion à 2500 mètres de profondeur à 40 km au large de Toulon est prévue en janvier 2022. Il permettra d’observer en continu les organismes vivants à ces profondeurs. BathyBot permettra ainsi d’observer le milieu marin profond, pour comprendre cet environnement encore quasi inconnu. Pour mener à bien sa mission, les chercheurs vont également immerger un colonisateur en ciment bio-inspiré – BathyReef – imaginé et réalisé par les scientifiques du programme BathyBot, en collaboration avec le cabinet d’architecte Tangram et de la Société VICAT. BathyReef permettra à BathyBot de s’élever et d’observer une zone un peu au-dessus du fond de la mer. Il permettra de suivre la colonisation des organismes en profondeur, pendant plusieurs années. Sur cet espace vous pourrez également observer la bioluminescence : une production de lumière par des organismes vivants. Dans l’océan les ¾ des organismes possèdent cette capacité de bioluminescence. En mer Méditerranée, à 2500 m de fond, des phénomènes de forte bioluminescence ont été mis à jour dans des travaux scientifiques menés par le MIO.

  • POLAR POD, EXPLORATION DE L’OCEAN AUSTRAL -– du 4 au 7/09 – Cible : tous publics (Espace du département des Bouches-du-Rhône)

Dû à son éloignement et la rudesse des conditions de mer, l’océan Austral qui entoure l’Antarctique reste très peu exploré. Il y a un besoin de mesures in-situ de longue durée, notamment durant l’hiver Austral. Le bureau d’études de SHIP-ST a donc conçu le POLAR POD, une plateforme verticale très stable dans la grosse mer : 100 m de hauteur dont 75 mètres de tirant d’eau pour un poids de 1000 tonnes. Entrainé par le Courant Circumpolaire Antarctique et autonome en énergie (6 éoliennes), ce vaisseau « zéro émission » effectuera deux circumnavigations de l’Antarctique en 3 ans. L’équipage sera relayé tous les 2 mois. Ces principaux domaines de recherches sont : échanges atmosphère-océan, absorption du CO2, inventaire du plancton par imagerie et de la faune par acoustique, calibration des mesures satellites, impacts anthropiques. Départ prévu fin 2023.

  • Le phytoplancton et zooplancton

Essentiellement composé d’organismes invisibles à l’œil nu, le plancton marin joue un rôle fondamental pour la vie et le climat de notre planète Partez à la découverte du phytoplancton et du zooplancton : Observation au microscope de zooplancton et de phytoplancton, Le plancton en réalité augmentée et virtuelle de Planktomania, Le plancton polaire à bord du POLAR POD …

Autant d’activités pour faire vous faire découvrir les rôles écologiques du plancton de manière ludique.

Espace Terre

Avec le bac à sable interactif, le Centre de Recherche et d’Enseignement de Géosciences de l’Environnement (CEREGE) vous invite à découvrir de manière ludique et pédagogique la formation des reliefs. Venez explorer la fabrique des paysages, des rivières à l’érosion des montagnes avec ce bac à sable en réalité augmentée.

Et, avec l’application pédagogique « Virtuafield », il vous propose une balade virtuelle pour observer et apprendre la géologie.

Espace Univers

Balade virtuelle à la surface de la comète Tchouri. Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) a été un acteur majeur dans la conception de la caméra OSIRIS/NAC de la sonde Rosetta. Pour partager avec le public quelques facettes de cette aventure scientifique exceptionnelle dédiée à l’étude de la comète Tchouri, ces équipes ont adapté les images scientifiques prises par la caméra pour vous proposer une balade en réalité augmentée à la surface de la comète.

Espace jeux

Apprenez en vous amusant avec les jeux de la « Biodivalise ». La « Biodivalise » est composée d’une série de jeux pédagogiques réalisés par quatre étudiantes en 1ère année de master Information et médiation scientifique et technique d’Aix-Marseille Université au court de leur stage au sein de l’équipe communication – diffusion des connaissances de l’OSU Institut Pythéas. Ces jeux accompagnent l’exposition « La biodiversité de A et Z » et sont dédiés à sensibiliser les joueurs à certaines facettes de la biodiversité et aux moyens de la protéger tout en leur faisant découvrir quelques notions clés qui y sont liées.

L’Observatoire des Saisons Provence avec les jeux de Télabotanica animés par l’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie (IMBE) L’ODS Provence, déclinaison régionale du programme de sciences participatives « l’Observatoire Des Saisons » a été créé en 2015 par l’IMBE sur une idée du Conseil Départemental des Bouches-du-Rhône avec l’appui de l’Académie d’Aix-Marseille. Il mobilise les collégiens (et tout citoyen) en les invitant à collecter des données sur la phénologie des êtres vivants et notamment des plantes, les sensibilisant ainsi aux enjeux de la protection de la biodiversité.

Et beaucoup d’autres interventions dans des conférences, des tables rondes, des présentations par nos doctorants de leur sujet de recherche… et bien sûr avec la série de podcasts « Les Echos-logiques »

L’OSU Pythéas dans le « OFF » des Espaces Génération Nature

Exposition « La biodiversité de A à Z »

Cette exposition réalisée en collaboration avec l’institut Méditerranéen pour la Transition Environnementale (ITEM) sera présentée, pendant la durée du congrès, en plein air, dans les allées du Parc Borely à Marseille. Le propos : Qu’est-ce que la biodiversité ? Quels liens entretenons-nous avec notre environnement appelé « Nature » ? Comment nous adapter pour nous y reconnecter durablement ? A travers le parcours imagé et coloré de cette exposition vous embarquerez dans l’abécédaire de la biodiversité, et vous pourrez ainsi vous interroger, lettre après lettre, à tout ce qui la relie… à nous !

Les balades de Pythéas – La sardine

Connectés sur l’application Street Science, rejoignez le parcours de la Sardine et partez à la découverte de quelques facettes de l’histoire de Marseille, construite autour de son port naturel, accompagnés du dieu Sardine … A chaque étape, explorez les vestiges du passé marseillais pour comprendre les enjeux du développement de cette ville cosmopolite et l’évolution de sa nature.

Balade sonore « Des mondes au creux de l’oreille »

Fruit de la rencontre entre artistes et scientifiques, Des mondes au creux de l’oreille est une installation proposant une balade dans des paysages sonores captés en sept points du globe. En se connectant simplement à la web app, le public est invité à déambuler le long du Vieux-Port de Marseille et à se laisser porter à l’écoute d’environnements sonores naturels, proches ou lointains, connus ou inconnus, qui lui parviennent au creux de l’oreille… www.desmondesaucreuxdeloreille.net

Marseille à l’heure des sciences écologiques

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Le congrès international sfécologie 2016 se tiendra au Palais du Pharo de Marseille du 24 au 28 octobre 2016. Cet événement qui réunira chercheurs et acteurs de l’écologie scientifique du monde entier permettra de faire un point sur les dernières avancées de la recherche en sciences écologiques et de discuter autour des grands enjeux actuels de l’environnement.

Biodiversité, changements globaux, invasions biologiques, communication chimique, évolution et diversification sont autant de thèmes méritant une diffusion large, afin de mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes terrestres et marins à toutes les échelles spatiales et temporelles. Les travaux scientifiques présentés lors du congrès sont cruciaux pour comprendre les services qu’offrent les milieux naturels à nos sociétés et pour entreprendre une gestion durable des effets de l’industrie, de l’agriculture ou de l’urbanisation.

Les organisateurs

  • La Société Française d’Écologie (Sfé), fondée en 1968, est une association reconnue d’utilité publique et membre de l’European Ecological Federation (EEF) et de l’International Association for Ecology (INTECOL). Elle a pour objectif de faire rayonner les sciences de l’écologie en France en promouvant le développement, l’intégration et le partage des connaissances scientifiques de l’écologie sous tous ses aspects.
  • L’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Écologie marine et continentale (IMBE) rassemble plus de 250 chercheurs spécialistes de l’environnement, qui analysent la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes terrestres et marins. En développant des approches de biologie fondamentale, de modélisation ou de recherche appliquée, l’institut apporte une compétence forte dans les domaines des relations homme-milieu, de la conservation de la biodiversité et de la restauration écologique.