Article de référence | Réf : BIO7070 v1

Bioinformatique et biomathématique de la biodiversité

Auteur(s) : Jean-Dominique LEBRETON

Date de publication : 10 mars 2017

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Les études de la biodiversité, qui recoupent l’ensemble de l’écologie scientifique, font largement appel à des approches quantitatives très variées, souvent complètement intégrées aux problématiques de recherche, tant fondamentale qu’appliquée. La bioinformatique et la biomathématique de la biodiversité s’insèrent donc dans une ingénierie de l’écologie en plein développement. Cet article propose un tour d’horizon de ces approches quantitatives à l’intention des ingénieurs, en s’appuyant sur les niveaux traditionnels d’organisation des systèmes écologiques: populations, communautés, écosystèmes.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Bioinformatics and Biomathematics of Biodiversity

Biodiversity studies, which largely coincide with scientific ecology as a whole, use a large array of quantitative approaches. These approaches are often fully integrated into the development of research, both fundamental and applied. Bioinformatics and biomathematics of biodiversity are thus an integral part of engineering in ecology, a fast-developing domain. This article gives an overview of these quantitative approaches for engineers, using as a basis the traditional levels of organization in ecology: populations, communities and ecosystems.

Auteur(s)

  • Jean-Dominique LEBRETON : Directeur de recherche émérite au CNRS Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive (CEFE), CNRS, Montpellier, France

INTRODUCTION

Le terme « biodiversité », apparu dans les années 1980, désigne simplement la diversité du monde vivant. Souvent comptabilisée en nombre d’espèces, la biodiversité n’est pourtant pas qu’affaire de nombres et le terme doit être pris dans une acception très large : diversité génétique au sein d’une population, diversité des interactions (par exemple entre plantes et herbivores), diversité des fonctions (assimilation d’azote, utilisation de l’eau...) au sein des écosystèmes... L’étude de la biodiversité recouvre donc l’ensemble de l’écologie scientifique, mais le terme, comme le note J. Clavel, a certainement « donné une légitimité scientifique à la préservation de la nature auprès des politiques ». Si l’on parle beaucoup de biodiversité, c’est en effet largement par la prise de conscience de son érosion sous l’effet des activités humaines et des conséquences de cette érosion.

Les interactions de tous ordres entre l’homme et la biodiversité font donc de celle-ci un sujet brûlant : sujet d’actualité pour le public, à propos par exemple de la raréfaction des abeilles et d’autres insectes pollinisateurs ; sujet de recherche fondamentale pour les scientifiques, qui explorent les mécanismes de diversification qui nous ont fait passer en près de 4 milliards d’années des premières bactéries à des organismes géants tels que séquoias et baleines ; sujet d’attention de la part de gestionnaires et décideurs de toute nature, par exemple pour la négociation de quotas de pêche ou lors d’aménagements d’infrastructures de transport.

La recherche contribue à éclairer les questions évoquées ci-dessus, dans un continuum qui va du plus fondamental au plus finalisé, et qui fait largement appel à une ingénierie écologique au sens large. Comme tous les autres domaines scientifiques, l’étude de la biodiversité est devenue, avec l’essor des ordinateurs, fortement quantitative : du recueil automatisé de données à la modélisation, en passant par de multiples types d’analyses statistiques.

L’objet de cet article est donc de passer en revue à l’intention des ingénieurs les principaux champs d‘intervention de la bioinformatique et biomathématique dans l’étude de la biodiversité. Après quelques exemples de questions appliquées typiques dans l’étude de la biodiversité, la présentation suivra les niveaux d’organisation du vivant que sont les populations (individus d’une même espèce en interaction), les communautés (ensembles d’espèces en interaction), puis les écosystèmes, c’est-à-dire des portions d’espaces incluant les êtres vivants et les éléments physiques et soumises à des flux de matière et d’énergie. Nous conclurons en développant l’intervention des mathématiques et de l’informatique dans quelques thèmes transversaux. La bibliographie mélange librement textes de référence et exemples illustratifs, mais peut servir de point de départ à des investigations plus approfondies.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

modeling   |   bioinformatics   |   biodiversity   |   ecology   |   Biomathematics

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bio7070


Cet article fait partie de l’offre

Bioprocédés et bioproductions

(159 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Version en anglais En anglais

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Bioprocédés et bioproductions

(159 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VAN DER REE (R.), SMITH (D.J.), GRILO (C.) -   The ecological effects of linear infrastructure and traffic.  -  In Handbook of Road Ecology. John Wiley et Sons, Ltd., p. 1-9 (2015).

  • (2) - SMITH (K.F.), GUÉGAN (J.-F.) -   Changing geographic distributions of human pathogens.  -  Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 41(1), p. 231-250 (2010).

  • (3) - GOSSELIN (M.), GOSSELIN (F.), JULLIARD (R.) -   L’essor des sciences participatives pour le suivi de la biodiversité : intérêts et limites.  -  Sciences Eaux et Territoires, la revue d’IRSTEA, (3), p. 76-83 (2010).

  • (4) -   *  -  http://www.oncfs.gouv.fr/IMG/file/ enquete9899/resultat_nationaux.pdf.

  • (5) - ROUSSET (F.) -   Genetic structure and selection in subdivided populations.  -  Princeton, NJ : Princeton University Press, p. 288 (2004).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Outils logiciels

R en écologie http://ecology.msu.montana.edu/labdsv/R/labs/R_ecology.html

E-SURGE et U-CARE, logiciels polyvalents d’analyses de données de capture-marquage-recapture http://www.cefe.cnrs.fr/fr/recherche/bc/bbp/1045-desc/264-logiciels

ULM, logiciel puissant d’étude numérique de modèles de dynamique des populations http://www.biologie.ens.fr/~legendre/ulm/ulm.html

Ade4, logiciel polyvalent d’analyse multivariée, avec un accent sur l’écologie, développé en R http://pbil.univ-lyon1.fr/ade4/

HAUT DE PAGE

2 Sites Internet

Projet « Tree of life », visant à rassembler des informations cohérentes sur l’ensemble de la biodiversité http://tolweb.org/tree/home.pages/abouttol.html

Un tour d’horizon de la bioinformatique de la biodiversité https://en.wikipedia.org/wiki/Biodiversity_informatics

Société française de biologie théorique http://sfbt.math.cnrs.fr/fr/sfbt/org/index.html

Blog scientifique de discussion autour de l’écologie des communautés et de ses méthodes quantitatives https://methodsblog.wordpress.com/2015/04/29/traits-community-ecology-and-demented-accountants/...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Bioprocédés et bioproductions

(159 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS