Présentation PowerPoint

[Audio] Bonjour à toutes et à tous. Je vais mon présenter mon projet de recherche qui vise à mieux comprendre l'utilisation et l'acquisition du Si chez les végétaux afin de mieux comprendre le rôle du compartiment végétal sur son cycle biogéochimique..

[Audio] Après une formation en sciences du sol, j'ai réalisé une thèse sur la dynamique de cet élément dans les sols et les plantes le long de chronoséquences long-terme. J'ai ensuite réalisé un 1er postdoctorat portant cette fois sur le rôle du Si dans les interactions entre plantes. Dans mon postdoc en cours, je commence à étudier le rôle du Si dans les stratégies écologiques des végétaux, notamment à travers l'étude des traits fonctionnels et des végétaux combinés à des approches microscopiques avancées..

[Audio] Le Si est donc l'un des éléments les plus abondants de la croute terrestre et son cycle est intimement lié à celui du C, à la fois à travers l'altération des silicates, et la nutrition des diatomées dans les océans. Le cycle du Si n'est néanmoins pas seulement géochimique, avec notamment un rôle clé du compartiment végétal. Les végétaux accumulent en effet du Si sous forme de silice amorphe et hydratée, qu'on appelle les phytolithes avec des conséquences directes sur son cycle biogéochimique. Le Si chez les végétaux est souvent présenté comme une anomalie en biologie végétale et entouré de controverse. Ses concentrations dans les plantes sont souvent importantes, les plantes cultivées en bénéficient via la régulation de nombreux stress, mais l'élément reste peu étudié en écologie, notamment en comparaison aux études agronomiques. Ce manque de considération limite notre compréhension du rôle du Si dans le fonctionnement des végétaux et des écosystèmes, mais également du rôle joué par le compartiment végétal sur le cycle du Si. En ce sens, , je crois qu'appréhender et mieux prédire les cycles biogéochimiques doit se faire à l'interface entre écologie et géosciences et l'étude du Si s'y prête particulièrement bien..

[Audio] Dans ma thèse j'ai cherché à mieux comprendre comment l'altération prolongée des sols influençait la biogéochimie du Si sur le temps long. Pour ça j'ai étudié des successions de sols ayant des âges croissants, de 100 ans à plus de 2 millions d'années, qu'on appelle des chronoséquences long-terme..

[Audio] Ces chronoséquences ont permis de montrer un fort contrôle de la minéralogie et de son évolution le long du gradient d'altération sur la dynamique du Si dans les sols. En particulier sur le Si dissous qui est clé car c'est la fraction qui est mobile. Donc avec une augmentation pendant la décarbonation, dans les sols jeunes, suivi d'une diminution continue de Si dissous avec l'altération continue et la perte de phases minérales réactives. Je me suis ensuite penché sur le Si dans la végétation de la chronoséquence..

[Audio] Résultat marquant de thèse est une augmentation continue des teneurs en Si dans la végétation le long de la séquence comme montré sur cette figure ou chaque point est un écosystème ou stade de la séquence. Cette augmentation se faisait en opposition avec les nutriments majeurs et la fertilité du sol qui ne faisait que diminuer. On a également observé une relation négative avec les phénols dans la végétation, où chaque point ici est une parcelle de la séquence, qui suggère des logiques de compromis entre le Si et le C le long du gradient. Donc dans l'ensemble, ma thèse a permis de montrer un rôle clé du compartiment végétale sur le cycle du Si en lien avec l'age du sol, et suggère que le Si serait impliqué dans des compromis entre stratégies écologiques chez les végétaux..

[Audio] C'est donc précisément sur cette articulation que j'aimerais construire mon projet de recherche. Mon objectif principal étant de ne plus voir le compartiment végétal comme une boite noir du cycle, et de comprendre les mécanismes d'utilisation et d'acquisition du Si qui sont en jeu. Ces mécanismes restent très peu étudiés, et permettraient néanmoins de mieux comprendre et prédire le cycle biologique du Si et la bioaltération de manière plus générale..

[Audio] Pour cela, je propose dans un premier temps de mieux comprendre la variation et l'utilisation du Si chez les végétaux. Dans un second axe, je chercherai à comprendre comment les végétaux mobilisent et acquièrent du Si dans la rhizosphère. Enfin, je testerai en quoi ces processus s'exprime à l'échelle des systèmes sol-plante, en étudiant l'influence du compartiment végétal sur le cycle du Si le long de gradients environnementaux..

[Audio] Je commencerai mon projet par étudier les espèces et communautés d'un site instrumenté de suivi long-terme, situé sur le causse de Larzac où l'herbivorie et la fertilisation sont manipulés depuis plus de 40 ans..

[Audio] Sur le temps long, je prévois de caractériser trois gradients climatiques sur trois matériau parentaux contrastés dans la région Hérault-Gard-Aveyron. Ces gradients iront de climat méditerranéen jusqu'à des climats semi-continentaux/climats des marges montagnardes, et seront idéalement développées sur roche volcanique, roche cristalline et calcaire. Une fois identifiés et caractérisés, ces gradients deviendront structurants pour mon projet de recherche et pour l'équipe d'accueil sur le long terme..

[Audio] On connait déjà des choses sur l'utilisation du Si. L'une des fonctions les plus documentée est probablement son rôle de défense contre les herbivores. On voit ici à droite des mandibules de larves usés après s'etre nourri sur une plante fertilisée au Si. Il y a également toute une gamme de stress abiotiques qui sont atténués par la fertilisation au Si. Ces études sont néanmoins surtout des études de fertilisation au Si, et concernent des espèces cultivées. Par conséquent on comprend mal si la variation naturelle de Si est associée à différentes fonctions clés de la silicification..

[Audio] Cette variation est justement très importante comme le montre cette boite à moustache où chaque point est une espèce d'une base de données que j'ai créée pendant mon postdoc en cours. Ces approches de BDD sont intéressantes et permettent de développer des hypothèses mais restent exploratoire et on a besoin d'aller plus dans le détail pour comprendre la variation de Si..

[Audio] Je m'intéresserai donc à la variation des teneurs en Si le long de gradients environnementaux; donc à la fois sur le site de La Fage et le long des gradients litho-climatiques sur le long terme..

[Audio] Je réaliserai également des mesures de traits fonctionnels pour tester l'articulation entre le Si et certaines stratégies écologiques des végétaux bien identifiés aujourd'hui..

[Audio] Enfin, je réaliserai des expériences de stress en conditions contrôlées avec différentes espèces de La Fage, pour mieux comprendre l'utilisation du Si, ses couts et ses bénéfices..

[Audio] Suite à ça, je descendrai au niveau du sol et de la rhizosphère pour comprendre comment les végétaux acquièrent le Si en éventuellement mobilisant le Si non disponible de la rhizosphère et, in fine, contribuent à la bioaltération des silicates..

[Audio] L'hypothèse derrière est que certaines molécules carbonées relagués par les racines pourrait mobiliser du Si non disponible via différents mécanismes. Je me concentrai sur des approches comparatives en conditions contrôlées et avec les espèces de La Fage..

[Audio] Je testerai le rôle des carboxylates et des phytosidérophores avec des espèces de Poacées et Cyperacées de La Fage et considéré dans l'Axe 1, et le rôle de l'acidification/alcalinisation de la rhizosphère avec des espèces de Fabacées et de Poacées, toujours de La Fage. Différents assemblages minéralogiques et des traitements de fertilisation seront également considérés..

[Audio] Selon les résultats acquis, je conduirai ensuite une autre expérience au design plus complexe, visant à mesurer les entrées et les sorties du système avec ce dispositif expérimental. Je pourrais dès lors calculer des bilans de masse précis et déterminer le rôle de différentes espèces sur la bioaltération de différents assemblages minéralogiques..

[Audio] Enfin, le dernier axe de recherche aura pour objectif de comprendre le rôle du compartiment végétal sur le cycle du Si à l'échelle plus agrégé des systèmes sol-plante. Cet axe reposera exclusivement sur des approches de terrain afin d'intégrer des contextes environnementaux et géochimiques réalistes..

[Audio] L'enjeu ici fondamentale est de comprendre le cycle biologique du Si et sa réponse à l'environnement car il peut influencer l'altération des silicates et potentiellement les transferts de Si dissous. Une question centrale est donc la contribution des pools biogéniques et litho/pédogéniques à sa mobilité. Une plus-value centrale de mon projet est d'approcher cette échelle après avoir appréhendé les processus qui sous-tendent la variation de Si chez les végétaux dans les deux premiers axes..

[Audio] Pour déterminer le rôle de la végétation sur le cycle du Si, j'utiliserai à la fois une approche de bilans de masse qui me permettra de construire le cycle du Si dans le système considéré, que je combinerai à des approches d'extractions spécifiques sur échantillons de sols, qui me permettront de mieux comprendre les mécanismes biogéochimiques en jeu dans le sol..

[Audio] Mon objectif sur le temps long est de continuer à développer cette interface entre les géosciences et l'écologie. Intégrer ces deux composantes à mes travaux reste un défi et qui je crois demande encore le développement de cadres conceptuels, notamment à cause de questions d'échelles, mais c'est vraiment une interface à laquelle je me sens bien et qui me parait fertile dans les années à venir pour mieux comprendre le cycle des macroéléments dans les écosystèmes terrestres et la zone critique. L'unité envisagée pour mon projet est le centre d'écologie fonctionnelle et évolutive à Montpellier et en particulier le département d'écologie fonctionnelle qui étudie le fonctionnement des végétaux et des écosystèmes terrestres et une forte expertise en écologie fonctionnelle théorique et expérimentale. J'apporterai de mon côté une forte expertise en sciences du sol au laboratoire d'accueil et j'espère contribuer à une meilleure intégration des géosciences dans les recherches actuelles en écologie fonctionnelle, et vice et versa. Car à mon sens cela trop peu exploré. En dehors, je maintiendrai mes collaborations internationales en cours et j'aimerais en développer de nouvelle à échelle française pour mener mon projet à bien..

[Audio] MERCI BEAUCOUP pour votre attention. Une image contenant Graphique, Police, graphisme, texte Description générée automatiquement.