Ecologie chimique
Le langage de la nature
Collectif
Le langage de la nature
Collectif
Les odeurs appartiennent à notre vie quotidienne... La majorité des espèces vivantes, y compris l'homme, communiquent entre elles grâce à des molécules et des signaux chimiques. Reproduction, alimentation, défense... dans toutes ces fonctions, la communication chimique est de très loin le mode de communication le plus utilisé dans le monde vivant !
Ce livre nous dévoile les secrets de cette science encore récente : l'écologie chimique ou l'art de décrypter ce langage chimique qui nous environne. Cette discipline, à l'interface de la biologie et de la chimie, se définit en effet comme l'étude des interactions des organismes entre eux, et avec leur environnement via des molécules complexes d'une grande diversité et selon une approche interdisciplinaire (chimie, biochimie, biologie, éthologie, génomique, etc.).
Des spécialistes, issus d'une vingtaine de laboratoires CNRS ou associés, présentent dans cet ouvrage les différentes facettes de cette "chimio-diversité" et nous aident à interpréter ce langage de la nature qui façonne les interactions indispensables au fonctionnement et à la préservation des écosystèmes terrestres et aquatiques.
Ecologie chimique : Le langage de la nature, Ouvrage collectif sous la direction de Martine Hossaert McKey et d'Anne-Geneviève Bagnères-Urbany de l'INEE (Institut écologie et environnement) du CNRS, Préface d'Alain Fuchs, président du CNRS, Editions Le Cherche Midi, 2012, 192 pages
Avec : Virginie Baldy, Bernard Banaigs, Sylvie Baudino, Cédric Bertrand, Jean-Claude Caissard, Marie Charpentier, Anne-Marie Cortesero, Catherine Fernandez, Guila Ganem, David Giron, Claude Grison, Yaël Grosjean, Stéphane La Barre, Catherine Leblanc, Christophe Lucas, Patricia Nagnan-Le Meillour, Bastien Nay, Thierry Perez, Erwan Poupon, Sylvie Rebuffat, Olivier Thomas, Bertrand Schatz, Frédérique Viard
Pour en savoir plus
- Le site des Editions Le Cherche Midi
- Le dossier de presse, un pdf avec le sommaire en couleurs, l'avant-propos, la préface, des extraits du livre avec photos en couleurs, et la liste complète des auteurs et contributeurs
- L'univers odorant de l'animal, de Yveline Leroy
- Phéromones, de Rémy Brossut
- Pour la science : La communication animale
- Perception et communication chez les animaux, de Stéphane Tanzarella
- Les sociétés animales, de Jacques Goldberg
- Les sens mystérieux des animaux, de Vitus B. Dröscher
- L'incroyable instinct des fourmis, de Bert Hölldobler et Edward O. Wilson
- Sans les animaux, le monde ne serait pas humain, de Karine Lou Matignon
- Les langages secrets de la nature, de Jean-Marie Pelt
Au sommaire
Avant-propos
Préface
1. Molécules et Nature réconciliées par l’écologie chimique
2. Le langage chimique : de l’émission à l’intégration des signaux
3. Le parfum du sexe
4. Les odeurs sont-elles des signaux trompeurs ?
5. Odeurs en sociétés
6. Des médiations chimiques en poupées russes
7. Armes chimiques pour organismes immobiles
8. Défense et communication chez les micro-organismes
9. Communiquer pour mieux envahir
10. Le métabolisme : une source d’inspiration
11. L’écologie chimique dans un monde en mutation
12. Comprendre pour agir et restaurer durablement
Glossaire
Liste des auteurs
Pour en savoir plus et crédits photographiques
Remerciements
Les changements globaux qui touchent notre planète ne se limitent pas à des modifications du climat ou de la composition de l’atmosphère. Ils affectent également toute la dynamique du vivant, en perturbant les écosystèmes et les espèces qui les constituent. Ces effets ont un impact notamment sur les interactions entre les espèces ou entre les individus d’une même espèce, interactions pourtant primordiales pour le maintien des communautés et écosystèmes où la médiation chimique joue une place prépondérante.
L’étude de la médiation chimique est ainsi le terrain de jeu de l’écologie chimique. Une large diversité de molécules, allant de composés très simples à des mélanges très complexes, est impliquée dans la perception de l’environnement, dans la communication entre individus et dans les mécanismes de défenses mis en place dans les interactions antagonistes. Ce domaine scientifique récent et transdisciplinaire réussit le tour de force de réconcilier écologie et chimie.
Ainsi le monde n’est pas que vert, rouge ou bleu, mais il est aussi odeurs séduisantes, comme les phéromones sexuelles, ou odeurs dangereuses, comme les toxines ou les venins.
La recherche en écologie chimique abordée dans ce livre est un des thèmes prioritaires de l’Institut écologie et environnement du CNRS. Porté par une communauté française novatrice de rang international, ce domaine s’est nettement imposé ces dernières années comme porteur d’axes prometteurs de recherche, au carrefour d’interfaces multiples.
L’écologie chimique nous donne aussi un cadre pour mieux interpréter, étendre et valoriser nos connaissances sur la diversité des substances naturelles. Les chercheurs commencent à comprendre ainsi leurs rôles dans les processus de communication au sein de biotopes très divers, aquatiques ou terrestres, et entre organismes dans les règnes animal, végétal, fongique ou bactérien. L’écologie chimique est aussi source d’inspiration pour de nouvelles applications et nous aide à concevoir les futures écotechnologies nécessaires à la résolution de problèmes environnementaux.
Cet ouvrage amène le lecteur à explorer les mille facettes du langage des molécules qui unit biodiversité et chimiodiversité du monde vivant.
Françoise Gaill
Directrice de l’Institut écologie et environnement du CNRS
Martine Hossaert-McKey
Directrice adjointe scientifique de l’Institut écologie et environnement du CNRS
Biochimie, biophysique, astrobiologie, astrophysique… Bien souvent, les échanges et les rapprochements de disciplines scientifiques, dont les objets d’étude et les paradigmes sont parfois très éloignés les uns des autres, se sont révélés extraordinairement féconds et ont même permis de donner naissance à de nouvelles disciplines. L’écologie chimique, née d’une convergence entre chimie et écologie, est une illustration particulièrement réussie de l’intérêt que revêtent ces dialogues interdisciplinaires. Le CNRS est particulièrement attaché à ce rapprochement des disciplines, rendu possible par la pluralité des compétences de notre organisme.
Cette discipline encore récente pourrait se définir comme "l’art de décrypter le langage universel de la nature", un langage chimique et impalpable qui permet aux organismes vivants de communiquer entre eux et avec leur environnement, devenant intelligible grâce aux compétences mutualisées des écologues et des chimistes, mais aussi des physiologistes, des biochimistes et des éthologues.
L’écologie chimique a fait ses premiers pas dans les années 1960 avec la description d’une phéromone sexuelle de papillon, celle du bombyx du mûrier, puis est devenue une science à part entière dans les années 1980. L’une des préoccupations majeures du xxie siècle étant la protection de notre environnement, malmené et pollué par les activités humaines, l’écologie chimique trouve aujourd’hui une résonance toute particulière. A travers la compréhension fine des interactions chimiques qui se jouent dans le monde du vivant, elle nous offre en effet des solutions originales pour gérer durablement notre planète.
Bien souvent, la recherche à l’interface de champs disciplinaires donne lieu à des échanges fertiles et permet d’accéder à de nouvelles connaissances. Ainsi, l’écologie chimique a ouvert une nouvelle fenêtre sur le monde vivant, sur la communication chimique qui se met en place au sein des populations animales, végétales, mais aussi fongiques ou bactériennes.
L’accumulation de données physiologiques, physico-chimiques, génétiques et éthologiques puis les concepts qui en découlent ont mis en évidence l’importance fondamentale de la communication chimique entre les êtres vivants. Ces interactions, via des molécules plus ou moins complexes, confèrent au vivant les capacités d’attirer un partenaire pour se reproduire, se nourrir ou bien se défendre. Elles donnent par exemple à l’orchidée la capacité d’attirer des insectes pollinisateurs par illusion sexuelle ou à l’acacia de s’associer à la fourmi pour éviter d’être mangé par l’éléphant ! L’objectif général de l’écologie chimique est d’essayer d’apporter des réponses pertinentes aux problèmes de l’écologie scientifique, à l’échelle moléculaire. Il peut s’agir de l’élucidation de mécanismes biologiques à l’aide des outils de la chimie organique et structurale, de la découverte de nouvelles voies de biosynthèse en lien étroit avec les techniques de génomique, de la synthèse de molécules d’intérêt environnemental, du développement de nouveaux outils analytiques et génomiques adaptés aux substances naturelles.
Au-delà de ces connaissances fondamentales, l’écologie chimique offre une source d’inspiration extrêmement précieuse aux scientifiques. Au chimiste pour commencer, qui découvre des voies de synthèse extrêmement astucieuses, simples, efficaces et économes en énergie. A l’écologue, qui découvre de nouvelles molécules d’intérêt et développe de nouveaux outils pour protéger les cultures de certains parasites via des biopesticides, ou pour gérer les élevages grâce aux phéromones naturelles, ou encore dépolluer les sols à l’aide de certaines plantes. En effet, certaines espèces végétales sont capables de se développer sur des terrains hautement contaminés en métaux lourds, voire de séquestrer les polluants hautement toxiques dans leurs feuilles, et apportent des solutions originales à la décontamination des sols.
Nature, écologie… et chimie. Ce rapprochement n’allait pas de soi, et ce n’est pas le moindre des mérites de cet ouvrage que d’illustrer de façon éclatante la proposition de Jean-Marie Lehn selon laquelle la chimie est "la science de la matière informée".
Alain Fuchs
Président du CNRS
Ce livre nous dévoile les secrets de cette science encore récente : l'écologie chimique ou l'art de décrypter ce langage chimique qui nous environne. Cette discipline, à l'interface de la biologie et de la chimie, se définit en effet comme l'étude des interactions des organismes entre eux, et avec leur environnement via des molécules complexes d'une grande diversité et selon une approche interdisciplinaire (chimie, biochimie, biologie, éthologie, génomique, etc.).
Des spécialistes, issus d'une vingtaine de laboratoires CNRS ou associés, présentent dans cet ouvrage les différentes facettes de cette "chimio-diversité" et nous aident à interpréter ce langage de la nature qui façonne les interactions indispensables au fonctionnement et à la préservation des écosystèmes terrestres et aquatiques.
Ecologie chimique : Le langage de la nature, Ouvrage collectif sous la direction de Martine Hossaert McKey et d'Anne-Geneviève Bagnères-Urbany de l'INEE (Institut écologie et environnement) du CNRS, Préface d'Alain Fuchs, président du CNRS, Editions Le Cherche Midi, 2012, 192 pages
Avec : Virginie Baldy, Bernard Banaigs, Sylvie Baudino, Cédric Bertrand, Jean-Claude Caissard, Marie Charpentier, Anne-Marie Cortesero, Catherine Fernandez, Guila Ganem, David Giron, Claude Grison, Yaël Grosjean, Stéphane La Barre, Catherine Leblanc, Christophe Lucas, Patricia Nagnan-Le Meillour, Bastien Nay, Thierry Perez, Erwan Poupon, Sylvie Rebuffat, Olivier Thomas, Bertrand Schatz, Frédérique Viard
Pour en savoir plus
- Le site des Editions Le Cherche Midi
- Le dossier de presse, un pdf avec le sommaire en couleurs, l'avant-propos, la préface, des extraits du livre avec photos en couleurs, et la liste complète des auteurs et contributeurs
- L'univers odorant de l'animal, de Yveline Leroy
- Phéromones, de Rémy Brossut
- Pour la science : La communication animale
- Perception et communication chez les animaux, de Stéphane Tanzarella
- Les sociétés animales, de Jacques Goldberg
- Les sens mystérieux des animaux, de Vitus B. Dröscher
- L'incroyable instinct des fourmis, de Bert Hölldobler et Edward O. Wilson
- Sans les animaux, le monde ne serait pas humain, de Karine Lou Matignon
- Les langages secrets de la nature, de Jean-Marie Pelt
Au sommaire
Avant-propos
Préface
1. Molécules et Nature réconciliées par l’écologie chimique
2. Le langage chimique : de l’émission à l’intégration des signaux
3. Le parfum du sexe
4. Les odeurs sont-elles des signaux trompeurs ?
5. Odeurs en sociétés
6. Des médiations chimiques en poupées russes
7. Armes chimiques pour organismes immobiles
8. Défense et communication chez les micro-organismes
9. Communiquer pour mieux envahir
10. Le métabolisme : une source d’inspiration
11. L’écologie chimique dans un monde en mutation
12. Comprendre pour agir et restaurer durablement
Glossaire
Liste des auteurs
Pour en savoir plus et crédits photographiques
Remerciements
L'avant-propos
Les changements globaux qui touchent notre planète ne se limitent pas à des modifications du climat ou de la composition de l’atmosphère. Ils affectent également toute la dynamique du vivant, en perturbant les écosystèmes et les espèces qui les constituent. Ces effets ont un impact notamment sur les interactions entre les espèces ou entre les individus d’une même espèce, interactions pourtant primordiales pour le maintien des communautés et écosystèmes où la médiation chimique joue une place prépondérante.
L’étude de la médiation chimique est ainsi le terrain de jeu de l’écologie chimique. Une large diversité de molécules, allant de composés très simples à des mélanges très complexes, est impliquée dans la perception de l’environnement, dans la communication entre individus et dans les mécanismes de défenses mis en place dans les interactions antagonistes. Ce domaine scientifique récent et transdisciplinaire réussit le tour de force de réconcilier écologie et chimie.
Ainsi le monde n’est pas que vert, rouge ou bleu, mais il est aussi odeurs séduisantes, comme les phéromones sexuelles, ou odeurs dangereuses, comme les toxines ou les venins.
La recherche en écologie chimique abordée dans ce livre est un des thèmes prioritaires de l’Institut écologie et environnement du CNRS. Porté par une communauté française novatrice de rang international, ce domaine s’est nettement imposé ces dernières années comme porteur d’axes prometteurs de recherche, au carrefour d’interfaces multiples.
L’écologie chimique nous donne aussi un cadre pour mieux interpréter, étendre et valoriser nos connaissances sur la diversité des substances naturelles. Les chercheurs commencent à comprendre ainsi leurs rôles dans les processus de communication au sein de biotopes très divers, aquatiques ou terrestres, et entre organismes dans les règnes animal, végétal, fongique ou bactérien. L’écologie chimique est aussi source d’inspiration pour de nouvelles applications et nous aide à concevoir les futures écotechnologies nécessaires à la résolution de problèmes environnementaux.
Cet ouvrage amène le lecteur à explorer les mille facettes du langage des molécules qui unit biodiversité et chimiodiversité du monde vivant.
Françoise Gaill
Directrice de l’Institut écologie et environnement du CNRS
Martine Hossaert-McKey
Directrice adjointe scientifique de l’Institut écologie et environnement du CNRS
La préface
Biochimie, biophysique, astrobiologie, astrophysique… Bien souvent, les échanges et les rapprochements de disciplines scientifiques, dont les objets d’étude et les paradigmes sont parfois très éloignés les uns des autres, se sont révélés extraordinairement féconds et ont même permis de donner naissance à de nouvelles disciplines. L’écologie chimique, née d’une convergence entre chimie et écologie, est une illustration particulièrement réussie de l’intérêt que revêtent ces dialogues interdisciplinaires. Le CNRS est particulièrement attaché à ce rapprochement des disciplines, rendu possible par la pluralité des compétences de notre organisme.
Cette discipline encore récente pourrait se définir comme "l’art de décrypter le langage universel de la nature", un langage chimique et impalpable qui permet aux organismes vivants de communiquer entre eux et avec leur environnement, devenant intelligible grâce aux compétences mutualisées des écologues et des chimistes, mais aussi des physiologistes, des biochimistes et des éthologues.
L’écologie chimique a fait ses premiers pas dans les années 1960 avec la description d’une phéromone sexuelle de papillon, celle du bombyx du mûrier, puis est devenue une science à part entière dans les années 1980. L’une des préoccupations majeures du xxie siècle étant la protection de notre environnement, malmené et pollué par les activités humaines, l’écologie chimique trouve aujourd’hui une résonance toute particulière. A travers la compréhension fine des interactions chimiques qui se jouent dans le monde du vivant, elle nous offre en effet des solutions originales pour gérer durablement notre planète.
Bien souvent, la recherche à l’interface de champs disciplinaires donne lieu à des échanges fertiles et permet d’accéder à de nouvelles connaissances. Ainsi, l’écologie chimique a ouvert une nouvelle fenêtre sur le monde vivant, sur la communication chimique qui se met en place au sein des populations animales, végétales, mais aussi fongiques ou bactériennes.
L’accumulation de données physiologiques, physico-chimiques, génétiques et éthologiques puis les concepts qui en découlent ont mis en évidence l’importance fondamentale de la communication chimique entre les êtres vivants. Ces interactions, via des molécules plus ou moins complexes, confèrent au vivant les capacités d’attirer un partenaire pour se reproduire, se nourrir ou bien se défendre. Elles donnent par exemple à l’orchidée la capacité d’attirer des insectes pollinisateurs par illusion sexuelle ou à l’acacia de s’associer à la fourmi pour éviter d’être mangé par l’éléphant ! L’objectif général de l’écologie chimique est d’essayer d’apporter des réponses pertinentes aux problèmes de l’écologie scientifique, à l’échelle moléculaire. Il peut s’agir de l’élucidation de mécanismes biologiques à l’aide des outils de la chimie organique et structurale, de la découverte de nouvelles voies de biosynthèse en lien étroit avec les techniques de génomique, de la synthèse de molécules d’intérêt environnemental, du développement de nouveaux outils analytiques et génomiques adaptés aux substances naturelles.
Au-delà de ces connaissances fondamentales, l’écologie chimique offre une source d’inspiration extrêmement précieuse aux scientifiques. Au chimiste pour commencer, qui découvre des voies de synthèse extrêmement astucieuses, simples, efficaces et économes en énergie. A l’écologue, qui découvre de nouvelles molécules d’intérêt et développe de nouveaux outils pour protéger les cultures de certains parasites via des biopesticides, ou pour gérer les élevages grâce aux phéromones naturelles, ou encore dépolluer les sols à l’aide de certaines plantes. En effet, certaines espèces végétales sont capables de se développer sur des terrains hautement contaminés en métaux lourds, voire de séquestrer les polluants hautement toxiques dans leurs feuilles, et apportent des solutions originales à la décontamination des sols.
Nature, écologie… et chimie. Ce rapprochement n’allait pas de soi, et ce n’est pas le moindre des mérites de cet ouvrage que d’illustrer de façon éclatante la proposition de Jean-Marie Lehn selon laquelle la chimie est "la science de la matière informée".
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