Nathalie Machon

Professeur d'écologie du Muséum

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Coordonnées : CESCO, 61 rue Buffon, 75005 Paris +33 1 40 79 38 71

Équipe(s) : Chercheurs SES

Statut professionnel : Enseignant Chercheur

  • Conservation plantes rares
  • écologie urbaine

Recherche fondamentale

Thèmes de recherche

La génétique des populations au service de la conservation

Des plantes rares aux plantes communes, des populations aux communautés végétales, des milieux naturels aux milieux anthropisés



Description

 

Les projets que je développe actuellement se font selon trois axes complémentaires qui ont tous pour ambition d’évaluer et proposer des méthodes de gestion efficaces de la biodiversité à différentes échelles.

 

1. Génétique de la conservation : les effets antagonistes de la dépression de consanguinité, la maladaptation et la dépression hybride.

Une des principales questions qui se posent lorsqu'on utilise des individus de différentes provenances pour renforcer les populations déclinantes est comment choisir les individus à réintroduire pour contrecarrer les effets de la dépression de consanguinité via l'heterosis tout en évitant les phénomènes de maladaptation et de dépression hybride. Au début des années 90, les populations d'Arenaria grandiflora ont rapidement décliné en foret de Fontainebleau certainement en particulier à cause de problèmes génétiques : fixation d'allèles délétères et dépression de consanguinité. Pour restaurer ces populations, l'introduction d'individus issus de la multiplication ex situ de plantes de Chinon et de plantes de Fontainebleau a été entreprise en 1999. Depuis lors, les individus des deux provenances transplantés en mélange se sont reproduits librement.

Une étude génétique (post doc de Monika Zavodna et Jawad Abdelkrim) par marqueurs microsatellites a montré à quel point la diversité génétique a été augmentée grâce à l'apport des individus de Chinon. Nous avons également mis en évidence que cette diversité a été relativement maintenue jusqu'à présent et que la fitness des individus est dépendante de leur constitution génétique, maximale pour des individus génétiquement proches de ceux de Fontainebleau mais avec une faible proportion de gènes de Chinon (Figure 1). Ce résultat est un apport important pour la compréhension des processus en jeu lors de la création de nouveaux génotypes sous l'influence de la sélection naturelle.

Figure n°1 : Nombre de fleurs par plante en fonction de la proportion d’allèles de Fontainebleau et de Chinon dans leur génome.

 

Projet pour les 5 ans à venir : Pour mieux comprendre le phénomène d'admixture qui se réalise entre les deux provenances, un suivi régulier des populations devra être effectué encore sur de longues années. Une étude par simulation informatique, à l'aide du logiciel « METAPOP » est en projet pour comprendre les parts respectives des phénomènes de dépression hybride et de consanguinité ainsi que de la maladaptation dans l'évolution des populations. A terme, nous espérons déterminer quelle doit être la distance génétique optimale entre les populations à mélanger pour obtenir des descendants avec les meilleures probabilités de survie et de reproduction.

 

            2. Dynamique et génétique des populations végétales en ville.

 

Dans le cadre de la définition des trames vertes en ville, il est important de comprendre comment les populations d'espèces végétales fonctionnent en milieu urbain. Quels sont les espaces qui sont investis par les plantes ? Quelle configuration la ville doit-elle avoir, et comment doit elle être gérée pour permettre aux espèces de migrer d'un espace à un autre, gage de longévité des populations ?

Les réponses à ces questions dépendent des caractéristiques biologiques des espèces et certainement des interactions qui existent entre elles et avec les autres groupes taxonomiques (les insectes pollinisateurs par exemple). C'est ainsi que je développe depuis plusieurs années un programme d'étude des communautés et des populations de plantes en milieu urbain. Les différents espaces étudiés sont : les friches urbaines (thèse Audrey Muratet), les pelouses urbaines (postdoc Alzira Politi), les voies de transport (routes thèse Louis de Redon, autoroutes thèse Isabelle Le Viol, voies ferrées thèse Caterina Penone). Nous avons déterminé pour quels types d'espèces ces espaces peuvent servir d'habitat, et avons identifié quels facteurs pouvaient leur permettre d’accueillir des espèces plus variées et moins communes (pour contrer le phénomène d'homogénéisation biotique). Les voies de transport et les pieds d'arbres d'alignement sont également à l'étude pour examiner leur potentiel en terme de corridors pour aider les espèces à de mouvoir dans le tissu urbain.

 

Projet pour les 5 ans à venir : De nouveaux espaces sont à l’étude (jardins d’entreprises, terrains industriels…) qui permettent d’étendre la connaissance de la biodiversité urbaine à tous les espaces pouvant jouer un rôle dans la trame verte. Ces études écologiques font également l’objet de travaux interdisciplinaires avec les collègues des sciences humaines afin de mieux relier qualité de la biodiversité avec activités humaines. Après les premières phases d’initiation sur des sujets ponctuels (gestion des pieds d’arbre en ville par exemple), les travaux en interdisciplinarité vont s’intensifier dans les années à venir, notamment pour faire le lien entre structure 3D de la ville et mouvement des espèces.

 

 

            3. Utilisation des données de sciences participatives pour définir des indicateurs de la qualité de la biodiversité des villes.

 

La qualité d'une communauté végétale ou animale tient non seulement au nombre d'espèces qui la compose mais surtout au rôle que ces espèces jouent au sein de l'écosystème. Ainsi on estime qu'une communauté végétale composée d'un grand nombre d'espèces entomogames fera la base d'un écosystème riche en espèces d'insectes et donc en oiseaux et chauves souris... Grâce aux données récoltées dans le cadre du projet « Sauvages de ma rue » nous avons étudié la distribution de la richesse spécifiques et d'autres paramètres calculés à partir des listes d'espèces envoyées par les observateurs bénévoles. En tenant compte de l’incertitude concernant la bonne identification des espèces par les citadins, nous avons pu montrer que les facteurs les plus affectés par l'intensité de l'urbanisation sont les proportions d'espèces allogames et proportion d'espèces entomogames par trottoir (Figure 2). Ces variables pourraient être de bons indicateurs de la qualité de la biodiversité d'un quartier. Une étude plus approfondie de ces variables est en cours pour d'autres milieux, grâce aux données Vigie-flore, afin d'évaluer leurs propriétés à différentes échelles. 

Figure n° 2 : Corrélation hautement significative entre la distance au centre de Paris (en km) et la proportion d’espèces entomogames par trottoir. (GLM p-value<<0.05)

 

 

 

 

Projet pour les 5 ans à venir : Finaliser la définition d’indicateurs de la qualité de la biodiversité à différentes échelles grâce aux données de la science participative.


Publication(s)

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Enseignement

Enseignement

Depuis 2008, à sa demande, j’ai pris la succession de Patrick Blandin à la tête du parcours DAIT (Développement et Aménagement Intégré des Territoires) de la spécialité EDTS, du Master du Muséum. Ce master est labellisé Chaire UNESCO. Il était en cotutelle avec AgroParisTech et Montpellier 2 et s’adresse à des promotions à forte proportion d’étrangers et particulièrement en provenance des pays du Sud. Le premier semestre se déroulait à Paris (Agro et MNHN) et le second à Montpellier les étudiants travaillaient sur un projet en commun en lien avec l’aménagement et la gestion de territoires. Je me charge de toute l’organisation de l’enseignement sur Paris (invitation d’intervenants, emploi du temps, réservation de salles, organisation d’un voyage d’étude d’une semaine (lieu différent chaque année), organisation des évaluations…). Avec un ATER, j’assure l’enseignement d’écologie et de gestion de la biodiversité (détail ci-dessous).

Je continue d’assurer des interventions ponctuelles en écologie dans d’autres formations.

 Pour ces 5 dernières années, c’est le parcours DAIT qui a occupé la plus grande partie de mon enseignement. La pédagogie est très particulière. Beaucoup d’enseignements se font sous la forme d’Apprentissage Par Projet. Une des activités les plus importantes du semestre consiste à demander aux étudiants de répondre à un appel d’offre fictif d’aménagement d’une friche réelle de l’agglomération parisienne en insistant sur l’impact potentiel de leur projet sur la biodiversité, à différentes échelles. Ce projet les oblige à appréhender les concepts liés à l’évaluation de la biodiversité et à sa gestion, et à les appliquer à un cas concret.

En 2014 j’ai donné un cours en visioconférence pour un master de l’Université de Tlemcem (Algérie). J’ai également été filmée pour 4 MOOC (massive open online course) en écologie urbaine, pour l’UNT UVED (les Universités Numériques Thématiques : Environnement et développement durable).

Encadrement étudiants

Encadrement de thèses

 

  1. 2001-2005 :Solenn Le Cadre Effets Allee chez les plantes : le cas d' Aconitum napellus L. subsp. lusitanicum Rouy, une renonculacée rare et protégée dans le Bassin parisien (100%)
  2. 2002-2006 : Florence Noel Etude du fonctionnement des métapopulations en biologie de la conservation : exemple de Ranunculus nodiflorus L., espèce rare et protégée en France (100%)
  3. 2002-2006 : Audrey Muratet. Diversité végétale en milieu urbain. L'exemple des Hauts-de-Seine. (50%)
  4. 2004-2008 : Jean-Claude Abadie. Les communautés de plantes communes : Méthode de suivi et étude de l’effet des perturbations humaines (100%)
  5. 2005-2009 : Eric Motard. Etude de l'Ailante (Ailanthus altissima (Mill. ) Swingle) comme exemple de plante invasive : risques pour la biodiversité de la forêt de Fontainebleau (50%)
  6. 2005-2008 : Maëlle Rambaud. Impact des aménagements des cours d’eau sur la biodiversité (50%)
  7. 2005- 2008: Louis de Redon. Intérêts écologiques des bords de route en milieu agricole intensif (50%)
  8. 2005- 2008: Isabelle Le Viol. Dynamique et répartition de la diversité : contribution pour une meilleure intégration dans les actions de conservation : l'exemple des dépendances vertes autoroutières (50%)
  9. 2007-2010 : Noëlie Maurel. De l'introduction à l'invasion : les plantes exotiques en milieu urbain (100%)
  10. 2008-2011 : Fabien Verfaillie. Evaluation de la biodiversité en milieu urbain. Exemple des pollinisateurs et de la pollinisation (50%)
  11. 2008-2011 : Bouchra Douaihy. Caractérisation écogéographique et génétique de Juniperus excelsa au Liban (50%)
  12. 2008-2011 : Samira Mobaied : Evolution de la végétation d’une lande à callune en forêt de Fontainebleau (25%)
  13. 2009 - 2012 : Caterina Penone : Fonctionnement de la biodiversité en ville : contribution des dépendances vertes ferroviaires (50%)
  14. 2009- 2013 : Anne-Claire Maurice : Restauration de population de plantes menacées d’extinction, perception des différents acteurs (50%) soutenance prévue le 18 septembre 2013
  15. 2010- 2014 : Aurélie Lacoeuilhe : Biodiversité des prairies humide des bords de Loire. Influence d’un site industriel. (100%)
  16. 2010-2014 : Frédéric Madre : le rôle des toitures végétalisées pour la biodiversité des villes (50%)
  17. 2011-2014 : Hortense Serret : Rôle des jardins d’entreprise dans la trame verte urbaine (25%)
  18. 2012- : Marwa Daoud : La définition des ESU (50%)
  19. 2014- : Nelida Padilla : Etude génétique des populations de plantes rares (50%)

Autres missions

Diffusion de la connaissance

Diffusion du savoir

Je donne de nombreuses conférences grand public chaque année au sein d’associations, de collectivités territoriales… A titre d’exemple pour 2012-2013, j’ai été invitée à exposer mes travaux à : Brest (association naturaliste Broussailles), Saulieu (association Bourgogne Nature), Versailles (Ville de Versailles), Paris (Ville de Paris), Chizé (Région Poitou-Charente), Bobigny (Département de Seine-Saint-Denis), Vannes (Bretagne Vivante), Montpellier (Tela botanica), Blois (Société Française d’orchidophilie), Amiens (Associations étudiants naturalistes de l’université d’Amiens), Chamalières (Jardin Botanique), Angers (Muséum des sciences naturelles d'Angers)…

Depuis 2010, j’ai publié quatre ouvrages à destination du grand public pour lui faire découvrir la flore commune (voir liste en annexe) ou l’écologie urbaine.

Je réponds à beaucoup de sollicitations des médias : presse écrite (Science & vie, presse régionale), radio (France inter, France bleu, France culture), TV (France 3, France 2, France 5) et donne ainsi de nombreuses interviews chaque année.

Expertise

Je suis invitée à participer à des jurys de recrutements chercheurs ou enseignants chercheurs (par exemple en 2012-2013 : Concours CR INRA, Concours MC Université de Rennes, Concours Professeur Université d’Avignon, Concours Professeur MNHN).

Je suis élue au Conseil National des Universités section 67 comme suppléante.

J’ai participé à un comité d’évaluation AERES en janvier 2014 (G3-SVE-PVBMT-REYNAUD, la Réunion) et en novembre 2014 à celui du LECA (laboratoire d’Ecologie Alpine) à Grenoble

 
 
 

Contact

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