Photo : Site de fouilles à Albas, Massif des Corbières (France) © Gaëtan Rochez (UNamur)

Les prédictions actuelles en matière d’évolution de la biodiversité face aux changements climatiques sont basées sur des modèles et scénarios issus d’études multidisciplinaires. Un article vient d’être publié dans la prestigieuse revue PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), alimentant ces scénarios. L’idée originale des chercheurs ? Envisager une analogie entre la biodiversité du passé et celle du futur.

Pour comprendre, il faut remonter 56 millions d’années en arrière, à la transition entre le Paléocène et l’Éocène, période caractérisée par un intense réchauffement de la planète (nommé Paleocene-Eocene Thermal Maximum – ou PETM). Les paléoclimatologues considèrent que cette période est un analogue géologique du réchauffement actuel par son amplitude (augmentation de 5 à 8 °C) et par sa cause (un largage massif de CO₂ dans l’atmosphère, semblable à ce que nous connaissons aujourd’hui).

À cette époque, le réchauffement climatique a généré des perturbations majeures sur la faune. Ce changement du climat, bien qu’il ait été 10 à 100 fois plus lent que celui que nous subissons aujourd’hui, a coïncidé avec l’apparition des mammifères placentaires « modernes » (dont les humains font partie), mais aussi des artiodactyles (ruminants, chèvres…), périssodactyles (chevaux, rhinocéros…), chauves-souris, rongeurs, etc. Les perturbations climatiques intenses et rapides génèrent en effet des stress majeurs sur les écosystèmes : les organismes tentent de s’adapter, certains disparaissent car incapables de faire face à ces intenses modifications environnementales, tandis que d’autres se développent ou évoluent. Ce scénario était déjà bien connu…

Mais quelques milliers d’années avant le PETM, un autre épisode de réchauffement, nommé Pre-Onset Event (ou POE), est enregistré. Il est moins intense (+2 °C) que le PETM, et ressemble davantage aux perturbations climatiques actuelles, ce qui a conduit les chercheurs à investiguer ses impacts sur les faunes.

Photo : A la recherche de fossiles par les collègues paléontologues de l’Université de Montpellier ©  ISEM

Des recherches de terrain ont été menées dans le Massif des Corbières, au sud de la France : les couches géologiques représentatives de cette période y sont nombreuses et épaisses. Grâce à la géochimie isotopique du carbone, les chercheurs namurois ont pu dater ces couches avec grande précision, permettant de détailler l’évolution des fossiles dans le temps.

Les fossiles ainsi découverts ont livré leur mémoire. Et cela remet en question les scénarios préalablement établis sur deux aspects essentiels :

• Les espèces ont évolué rapidement dès le POE, événement climatique semblable aux perturbations actuelles.
• Alors que les chercheurs pensaient que les faunes européennes étaient composées d’espèces endémiques cantonnées à l’Europe, ils ont découvert que ces animaux archaïques côtoyaient aussi des espèces plus modernes, comme des marsupiaux ou des rongeurs, ayant probablement migré d’Amérique du Nord lors du POE.

Photo : Fossiles de mammifères découverts à Albas conservés dans de petits tubes de verre. Il s’agit ici de dents minuscules d’un petit mammifère « archaïque » nommé Paschatherium. © Rodolphe Tabuce

Ainsi donc, lors du POE, les espèces ont migré d’un continent à l’autre… Mais comment est-ce possible ? On pensait qu’à l’époque, le continent européen était relativement isolé des autres par des mers peu profondes. En réalité, à la suite du réchauffement climatique, de vastes étendues de forêts recouvraient les hautes latitudes (actuel nord du Groenland, Scandinavie et détroit de Béring en Sibérie), servant de « ponts terrestres naturels » pour les faunes forestières ! Les perturbations climatiques ont donc modifié la flore, qui a elle-même servi de passage entre continents pour des faunes « modernes », elles aussi en plein bouleversement.

Les perturbations climatiques du POE, semblables à celles enregistrées aujourd’hui, ont donc drastiquement influencé les faunes, notamment en facilitant des migrations intercontinentales. 

L’impact de ces événements déterminants durant le POE offre de nouvelles pistes de réflexion et d’étude sur l’avenir de la biodiversité dans le contexte du réchauffement climatique actuel et futur.

« EDENs : Life during past super-warm climate events: Evolutionary Dynamics of Early EoceNe mammals from Southwestern France » est un projet multidisciplinaire et international auquel participent Johan Yans, Jean-Yves Storme et Gaëtan Rochez (Département de géologie et Institut ILEE de l'UNamur) depuis 3 ans.  Cette recherche réunit les expertises de différents partenaires : 

• L’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM), Rodolphe Tabuce et Fabrice Lihoreau,
• Géosciences Montpellier, Flavia Girard et Gregory Ballas.

Il est financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR-France). Elle a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société.

• Réchauffements climatiques il y a 56 millions d’années : la biodiversité du passé peut-elle nous aider à anticiper l’avenir ? - The Conversation
• Réchauffement climatique : la biodiversité du passé peut-elle nous aider ? - RTBF

En matière de formation, outre les cours intégrant les ODD, l’Université de Namur propose le Certificat d’université de formation complémentaire en Développement Durable.  A destination des membres d'organisations, administrations, entreprises, écoles, etc. concernés ou simplement intéressés par les implications et les enjeux du développement durable, il a pour objectif de proposer une information aussi réfléchie et diversifiée que possible afin d'amener chaque participant à mieux positionner, dans son cadre professionnel, les problématiques liées au développement durable qui le concernent plus directement. 

En matière de recherche, les chercheurs travaillent à travers 11 instituts de recherche interdisciplinaires.  L’équipe de Johan Yans est active au sein de l’Institut ILEE - Institute of Life, Earth and Environment – et cette recherche est un axe des activités consacrées au Développement Durable à l’UNamur. 

En 2021, le professeur Frédérik De Laender a été contacté par des chercheurs américains pour contribuer à une étude sur l’évolution de la diversité aquatique des cours d’eau aux États-Unis. L’objectif : analyser son évolution et identifier les facteurs qui l’expliquent. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont analysé des données collectées sur trente années, couvrant 389 espèces de poissons dans près de 3 000 rivières et ruisseaux.

« Il existait déjà de nombreuses données sur la diversité aquatique aux États-Unis, mais elles étaient dispersées, enregistrées dans des formats différents et produites selon des techniques et méthodologies variées », explique Frédérik De Laender. « Le défi a donc été de les harmoniser, afin de constituer un ensemble cohérent, capable de révéler des tendances sur plusieurs décennies et à l’échelle d’un continent. » 

Dans cette étude intitulée « Diverging fish biodiversity trends in cold and warm rivers and streams » les chercheurs ont étudié 389 espèces de poissons dans 2 992 rivières et ruisseaux, entre 1993 et 2019. Les résultats montrent des évolutions contrastées selon la température de l’eau :

• Dans les eaux froides (< 15,4 °C), le nombre de poissons a chuté de 53 % et le nombre d’espèces de 32 %. Les petits poissons ont reculé, remplacés par des espèces plus grandes souvent introduites pour la pêche sportive.
• Dans les eaux chaudes (> 23,8 °C), à l’inverse, le nombre d’individus a augmenté de 70 % et la diversité de 16 %, avec une domination des petites espèces opportunistes.
• Les cours d’eau intermédiaires (15–24 °C) ont peu évolué.

Ces tendances montrent que les changements de température et les introductions de certaines espèces de poissons pour la pêche contribuent à transformer les communautés aquatiques locales. 

Frédérik De Laender est un écologiste communautaire théorique qui étudie les liens entre changements environnementaux, biodiversité et fonctionnement des écosystèmes. Principalement axé sur la modélisation, il a également mené des expériences sur le plancton et contribué à des méta-analyses. Ses travaux portent notamment sur la stabilité écologique et la coexistence, afin de mieux comprendre les mécanismes qui déterminent la composition des communautés.

Le béluga (Delphinapterus leucas) de l'estuaire du Saint-Laurent (ESL) au Québec (Canada) vit dans un écosystème marin fortement impacté par les activités humaines et ne montre aucun signe de rétablissement depuis plusieurs décennies. Aussi appelé baleine blanche ou dauphin blanc, le béluga a une espérance de vie aux alentours des 70 ans. On constate notamment des maladies infectieuses et une augmentation de la mortalité post-partum chez les femelles, mais les causes exactes restent indéterminées.  Cependant, l'exposition aux contaminants serait l'une des causes de l'augmentation de la mortalité précoce observée ces dernières années. 

Une des principales limites à l'évaluation de la santé des individus de cette population en relation avec l'exposition aux contaminants est l'absence de méthode permettant de déterminer l'âge des bélugas vivants de l'ESL.

Jusqu’ici, la méthode la plus fiable pour déterminer leur âge était de compter les stries de croissance à l’intérieur de leurs dents. Autant dire que cette technique ne s’applique qu’aux bélugas morts…  L’expertise des chercheurs namurois du Laboratoire de Physiologie Évolutive et Adaptative (LEAP) du Professeur Frédéric Silvestre va permettre le développement ’une nouvelle « horloge épigénétique » et de l’utiliser pour estimer l'âge des bélugas vivants, ce qui permettra en fin de compte d'améliorer les stratégies de conservation afin d'aider cette population menacée à se rétablir.

Le projet s'intitule : « Une horloge épigénétique pour estimer l'âge des bélugas du Saint-Laurent et son impact sur l'accumulation de contaminants, le stress et la santé de cette population menacée ».

L’épigénétique, c’est l'étude des changements dans l'activité des gènes, n'impliquant pas de modification de la séquence d'ADN et pouvant être transmis lors des divisions cellulaires. L’un des éléments «régulateurs» de l’expression des gènes st la méthylation: un groupement chimique qui vient se fixer à certains endroits sur le brin d’ADN pour favoriser ou limiter l’expression des gènes. Depuis quelques décennies, on a découvert que la méthylation changeait de manière prévisible au cours du vieillissement, selon un schéma qu’on nomme «horloge épigénétique». Une fois cette horloge établie pour une population d’individus donnée, il est donc possible de déduire l’âge d’un individu en cherchant la présence ou l’absence de méthylation sur l’ADN. Il suffit pour cela de quelques cellules, par exemple des cellules de peau.

Une équipe de scientifiques de haut niveau issus des deux régions est impliquée.

• Pr Frédéric Silvestre et Dr Alice Dennis – UNamur, Belgique
• Dr Krishna Das – ULiège, Belgique
• Dr Jonathan Verreault – Université du Québec à Montréal, Canada
• Dr Stéphane Lair – Université de Montréal, Canada
• Dr Magali Houde – Environnement et changement climatique Canada
• Dr Véronique Lesage – Pêche et océans Canada
• Dr Robert Michaud – Groupe de recherche et d’enseignement sur les mammifères marins (GREMM), Québec, Canada

L’équipe de chercheurs validera cette nouvelle méthode et étudiera le lien avec l'accumulation de contaminants, le stress physiologique et la santé globale de cette population menacée, en comparant la population du ESL à une population plus saine de bélugas de l'Arctique canadien. 

En résumé, cette recherche vise à mieux comprendre comment l'âge biologique, tel que mesuré par l'horloge épigénétique, influence la vulnérabilité des bélugas aux facteurs de stress environnementaux et à leur santé. 

Ce projet abordera des questions de recherche fondamentales jamais explorées auparavant chez les bélugas, 

Un nouveau doctorant rejoindra l’équipe namuroise, sous la direction de Frédéric Silvestre et travaillera en collaboration avec la chercheuse Justine Bélik sur la base de l'EpiClock qu’elle a développé pour le rivulus des mangroves. 

Avecun projet sur le rivulus des mangroves en Floride et au Belize, et celui sur les populations de poissons et d'invertébrés dans les montagnes équatoriennes, il s'agit du troisième projet scientifique utilisant l’expertise des chercheurs namurois en épigénétique écologique chez les animaux sauvages pour aider à préserver la biodiversité.

Recherche collaborative F.R.S.-FNRS – FRQ (Fédération Wallonie-Bruxelles – Québec)

Le F.R.S.-FNRS a lancé des appels PINT-Bilat-P pour des projets de recherche bilatéraux avec le Fonds de Recherche du Québec. Ces appels s’inscrivent dans le cadre d’une volonté de développer des partenariats stratégiques. Ce programme bilatéral de recherche a pour but de créer un effet de levier pour l’excellence scientifique et d’amener les chercheurs et chercheuses de la Fédération Wallonie-Bruxelles et du Québec à développer des projets de recherche conjoints novateurs. 

• Les effets à long terme de la pollution dans nos rivières, océans et lacs
• Comprendre l’épigénétique pour conserver la biodiversité

Ces derniers mois, la commune de Gesves, en province de Namur, était confrontée à la présence d’un troupeau de mouflons, des moutons sauvages reconnaissables à leurs impressionnantes cornes en spirales. À l’origine de celui-ci : un mâle et une femelle probablement échappés d’une chasse privée, qui se sont installés et reproduits dans les prairies de cette commune rurale en 2019, jusqu’à former un véritable troupeau de 17 individus en 2024.

Si ces ovins ont gagné l’affection des habitants, les agriculteurs locaux déploraient quant à eux les dommages causés à leurs cultures. Leurs plaintes ont abouti en août 2024 à une autorisation de destruction émanant du Département Nature et Forêt (DNF). Plusieurs individus ont également été abattus pendant la période de chasse. 

Touchés par le sort réservé à ces animaux, une poignée de riverains a mené depuis le mois de janvier une véritable opération de sauvetage des sept mouflons encore présents sur les prairies. La manœuvre s’annonçait pour le moins complexe : il fallait, d’une part, réunir les autorisations officielles nécessaires à la capture et au transport des mouflons dans un lieu adapté et, d’autre part, mettre en place une infrastructure pour les capturer.

En parallèle de cette initiative, les riverains mobilisés – parmi lesquels Nathalie Kirschvink, vétérinaire et professeure à la Faculté de médecine de l’UNamur – ont sollicité l’expertise des laboratoires de l’Unité de Recherche en Biologie Environnementale et évolutive (URBE) de l’UNamur pour éclaircir une question déterminante : l’origine des mouflons. En effet, dans nos régions, les mouflons sont considérés comme du gibier et donc chassables, tandis que les mouflons issus de certaines lignées bénéficient d’une protection.

Nathalie Kirschvink a donc confié des échantillons frais composés de poils et d’excréments à Alice Dennis, professeure et chercheuse à l’URBE. Le séquençage de l’ADN contenu dans ces échantillons a permis à Alice Dennis et au technicien Jérôme Lambert d’identifier des liens de parenté entre les mouflons de Gesves et ceux issus d’une lignée corse, dont le génome avait déjà été décrit dans la littérature scientifique. 

Cette expertise est au cœur des recherches de l’URBE, qui utilise les outils de l’écologie moléculaire pour étudier aussi bien la physiologie d’organismes (comme les escargots pour Alice Dennis) que leurs interactions avec leur environnement. La méthodologie utilisée peut s’appliquer à des cas très concrets et locaux, comme celui des mouflons de Gesves mais, plus largement, servir à une meilleure compréhension de la diversité génétique entre espèces dans une optique de sauvegarde de la biodiversité.