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INEE : Prospective écologie fonctionnelle

Par exemple, la prise en compte de l'information synchronique (conséquenced'unevariablede forçage) et diachronique (enregistrement d'évènements évolutifs passés) que contiennent les séquences se développe. Ainsi, la génomique environnementale est susceptible de rapprocher les champs théma- tiques de la biologie/écologie évolutive avec l’écosystémique. Même si le niveau d'intégration entre ces 2 champs de recherche reste limité, des opportunités d'avancées significatives dans les connais- sances et les concepts voient le jour depuis peu : (1) réalisation de tests de la théorie du « bet-hedging » : des approches d'évolution expérimentale ont permis de démontrerl'existence d'un contrôle génétique ; (2) étude des effets de l’écosystème et de l'assemblage d'espèces de cet écosystème sur la trajec- toire évolutive d'espèces ou de populations. La génomique environnementale permet également l’établissement plus systématique du lien diver- sité/fonctions des organismes d’un écosystèmepar l’investigation de nouvelles fonctionsécologiques portées par ceux ci. Par exemple, une meilleure compréhension du cycle du carbone a été rendu pos- sible par (1) la mise en évidence de la possibilité de fixati n de C par des organismes hétérotrophespar l'usage de protéorhodopsine, (2) la détermination des acteurs majeurs dans la consommation du carbone organique dissous, (3) la découverte de la part plus importante que la photoautotrophie de certaines autotrophies dans de nombreux écosystèmes (méthanotrophie,oxydation du fer,sulfo-oxydation, par exemple). En ce qui concerne le cycle de l'azote,ces outils ont permis par exemplede démontrerla prévalencedes Archaea par rapportaux bactéries dans de nombreuxécosystèmesterrestres et marinsdans la premièreétape de nitrification. Une autre révolution conceptuelle liée à la génomique environnementale concerne la place des virus dans la biosphère, leur diversité et leur rôle fonctionnel. Par exemple, même si la place des virus comme moteur de l'évolution (hypothèse de la reine rouge) est connu depuis longtemps,ce n’est que récemment qu’on a pu mettre en évidence des phénomènes d'évolution comportementale comme la stratégie d'évitement (hypothèse du chat de Sheschire). De même, s'il est assez bien connu que les virus jouent un rôle importantdans l'évol tion des génomes en étant impliqués dans des phénomènes de transferts horizontauxde fonctions, la mise en évidence de la possibilité de transfert de la fonc- tion photosynthétique par certains virus est très nouvelle. Enfin, l'implication des virus dans la mise en place d'un système immunitaire chez les Archaea constitue également un nouveau terrain d’in- vestigation, de même que la compréhension de l'impact des virus dans le recyclage des nutriments. Ce qui précède ne saurait être une liste exhaustive. Néanmoins, les exemples choisis soulignent les apports de la génomique environnementale dans la compréhension du fonctionnement des écosy- tèmes. La possibilité de prendre en compte plusieurs niveauxhiérarchiques(individu, population,com- munauté et écosytème) qui est rendu possible par la génomique environnementale devrait se développer. De même l'information produite pourrait être synthétisée et modélisée,ce qui permettrait un renouveaude la modélisationécosystémique et l'émergenced'une écologie des systèmesà l'image de la biologie des systèmes qui se développe actuellement. Pour offrir le maximum de performances, la génomique environnemental doits'intégrer dans un cadrepluridisciplinaire qui associ biologie,éco- logie théorique, écologie fonctionnelle, écologie évolutive,génétique,biogéochimie,bioinformatique,et mathématiques. Il est clairque l'un des enjeux / défis majeurs de la génomiqueenvironnement le est désormais d'intégrer ces différentes disciplines,ce qui passe par un renouveaude la formationen éco- logie, et par la nécessité pour les laboratoires impliqués dans des travaux de génomique environne- mentale, que les chercheurs baignentdans un espacede recherchepluridisciplinaire,avecun carrefour particulièrement important qui est la bioinformatique (voir ci-dessous le pararaphe perspectives). 37


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