S4L2SVBE

L’UE prolonge une UE de L2 S3 s’intéressant à décrire les caractéristiques morpho-anatomiques des plans d’organisation majeurs des métazoaires rencontrés dans les faunes actuelles et passées, ainsi qu’à expliquer leur origine et leur dynamique d’apparition à travers l’acquisition de compétences en paléontologie et en zoologie. En S4, celle-ci explorera principalement les subdivisions majeures au sein des organismes protostomiens que sont les lophotrochozoaires (annélides mollusques, brachiopodes,…) et les ecdysozoaires (arthropodes, nématodes,…), tout en soulignant leurs relations phylogénétiques que leurs importances ou impacts socio-économiques. L’UE est classiquement divisée en cours magistraux, travaux dirigés qui viseront principalement à illustrer et étayer des aspects liés à la biodiversité des taxons et en travaux pratiques dans des séances visant à l’acquisition de compétences, notamment et obligatoirement à travers la réalisation de certaines dissections.

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L’objectif de cette UE est d’appréhender les processus évolutifs, à la fois aux échelles micro- et macro-évolutives.

En se basant sur des exemples, des manipulations et de la modélisation accessible, les enseignements viseront à présenter de façon concrète et quantitative les effets des 4 forces évolutives opérant à l’échelle des individus et des populations (mutation, migration, sélection et dérive). L’intégration de ces processus micro-évolutifs à des échelles de temps plus grandes (par ex. différenciation entre lignées, spéciation) sera ensuite abordée. Pour finir, l’UE comprendra une initiation aux outils de phylogénie (lecture et construction d’arbres) permettant d’étudier les évènements macro-évolutifs (diversification, extinction) et retracer des changements d’états de caractères notamment en y intégrant des données fossiles.

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Dans ce cours, les étudiants pourront connaître les liens entre le patrimoine génétique d'un individu et la mise en place de sa morphologie, sa physiologie, et son mode de vie. On s'attachera à comprendre les liens entre l'information portée par le génome et le cycle de vie de l'organisme considéré, en passant par les caractéristiques cellulaires correspondant à l'expression de l'information génétique. Ces données seront replacées dans un cadre évolutif et permettront d'éclairer quelques transitions évolutives majeures, en particulier chez les métazoaires.

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L’UE d’écologie fonctionnelle vise à apporter des bases solides sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres, et en particulier sur le rôle joué par les organismes vivants dans les flux de matière au sein de ceux-ci. Les principaux processus abordés sont la production primaire, les relations de consommation et en particulier d’herbivorie, et le processus de décomposition et de transformation de la matière organique du sol. Pour chacun de ces processus, une attention particulière est portée sur (1) le lien entre les stratégies des organismes et leur fonction dans l’écosystème, et (2) le fait de baser la présentation des concepts sur des constats de terrain, mettant en avant des caractéristiques des organismes ou de l’écosystème auxquelles les étudiants pourraient être confrontés lors de sortie de terrain.

Cette UE s’insère ainsi entre une présentation plus large de l’écologie au S1 (HLBE304) et amène des notions nécessaires à l’UE de L3 d’écologie des communautés.

L’accent est mis sur des aspects pratiques, au travers notamment d’une série de travaux pratiques par groupe, où une hypothèse simple mais scientifiquement pertinente sera testée expérimentalement grâce à un protocole adéquate.

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Cette UE est la continuité naturelle de l’UE “Description de la variabilité” présentée en S3. Elle a pour objectif de fournir les concepts et les méthodes sur lesquels reposent les biostatistiques modernes, à savoir la quantification du hasard, dont l’enjeu est omniprésent dans les sciences du vivant. Cette UE constituera une introduction aux statistiques inférentielles : tests paramétriques et non paramétriques, régression linéaire, analyse de variance. Une attention particulière sera apportée aux conditions d’applications de ces méthodes de même qu’aux notions d’erreurs de type I et II, de puissance, de réplication, d'intervalle de confiance. Chaque notion sera illustrée d'analyses de données biologiques réelles et diversifiées, participant de la culture biostatistique utile pour former l’esprit critique vis-à-vis des résultats scientifiques. Des travaux pratiques sous R permettront, outre une formation à ce langage de référence et aux outils statistiques qui y sont implémentés, de comprendre ce qui aura été vu en cours  mise en application des méthodes présentées.

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Cette UE a pour objectif d’introduire les concepts et outils permettant d’observer et de décrire les minéraux et les roches magmatiques et métamorphiques et de comprendre leur genèse. Les enseignements débuteront par une introduction aux concepts de la minéralogie (cristallographie, cristallochimie) et aux outils nécessaires pour identifier les minéraux constitutifs des roches magmatiques et métamorphiques. Vous étudierez ensuite la structure et nature du manteau ainsi que les processus mis en jeu depuis la formation des magmas jusqu’à l’éruption des roches magmatiques: processus de fusion partielle, cristallisation, assimilation crustale, mélange magmatique. Vous apprendrez à distinguer les différentes séries magmatiques par leur compositions chimiques et propriétés physiques. Le lien entre les processus éruptifs, aléas et risques volcaniques sera également abordé. Dans une troisième partie, nous introduirons les principales variables (pression, température, temps) et les différents contextes géodynamiques du métamorphisme. Nous verrons les différents faciès métamorphiques, les structures et textures des roches métamorphiques, et vous apprendrez à reconnaître les réactions minérales et à les interpréter en terme d’évolution métamorphique.

L’étude couplée des roches magmatiques et métamorphiques permettra d’avoir les bases pour appréhender les problématiques liées à la géodynamique de la Terre interne, aux cycles géochimiques, aux ressources minérales…

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L’UE aborde l’histoire des végétaux, d’une part de façon diachronique, en étudiant chacune des grandes périodes géologiques (Paléozoïque, Mésozoïque, Cénozoïque), et d’autre part, de manière transversale, en approfondissant certaines méthodes d’étude des paléoenvironnements (macroflores, palynologie, climat, géochimie, biomécanique...).

Après un CM d’introduction, les CM présentent d’une part, l’histoire des végétaux par grande période géologique (CM2-3 : Paléozoïque ; CM4-5 : Mésozoïque ; CM6-8 : Cénozoïque ) et d’autre part, des approches transversales (CM9-10 : Géochimie isotopique ; CM11-12 : Biomécanique).

Les TP illustrent, sur la base de l’étude d’enregistrements fossiles, des exemples de reconstitution paléoenvironnementale : TP1, Macroflore Paléozoïque (Graissessac) ; TP2-3, Macroflore Pléistocène ancien (Bernasso) ; TP4, Pollen Pléistocène récent (La Gourre) ; TP5, Géochimie Holocène.

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L’objectif de cette UE est de comprendre les mécanismes mis en jeu par les organismes pour faire face aux contraintes de l’environnement aquatique. A partir de modèles animaux (mollusques, crustacés, poissons) et végétaux (macro-et microalgues, angiospermes aquatiques), cette UE traitera les différentes dimensions de la biologie adaptative des organismes, allant des capacités d’acclimatation et d’adaptation aux changements, jusqu’aux limites physiologiques et à l’optimisation des traits phénotypiques en fonctions des contraintes du milieu. Cette UE vise à étudier : 

- les grands concepts et approches en écophysiologie ;

- les réponses écophysiologiques (de l’expression d’un gène à la performance d’un organisme et à son comportement) en prenant comme exemples divers écosystèmes aquatiques (intertidaux, estuariens, polaires, cavernicoles et abyssaux) ;

- l’intégration des relations structure-fonction dans un contexte environnemental donné.

Sur le plan pratique, cette UE permettra d’étudier le fonctionnement des organismes par des mesures physiologiques simples et d’apprendre à mettre en place des expérimentations. Des présentations d’articles scientifiques choisit par les enseignants complèteront les connaissances acquis en cours. 

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Cette UE présente la Biologie des Organismes eucaryotes parasites en prenant en compte leur diversité. On traitera donc aussi bien d’unicellulaires que de vertébrés.

Outre les aspects physiologiques, anatomiques et morphologiques, une grande place sera faite à la description de leurs cycles de vie nécessitant impérativement une phase de transmission à un hôte obligatoire.

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L'objectif est de transmettre aux étudiants des connaissances sur la biologie, l’écologie et l’évolution de trois groupes taxonomiques en question. Au-delà de l’identification des espèces (qui sera largement abordée), cette UE traitera de l’évolution et de la systématique du groupe taxonomique en question, de l’écologie fondamentale (écologie évolutive, fonctionnelle), de l’écologie appliquée (conservation), de la physiologie, de la législation ainsi que les méthodes d’étude et d’identification.

Après un cours d’introduction général, 2 axes de travail seront proposés en parallèle. L’un portera sur la flore méditerranéenne, l’autre sur la faune (amphibien-reptiles et oiseaux).

Flore

Le pourtour méditerranéen français regroupe plus des 2/3 de la richesse floristique de France métropolitaine. Cette UE est une initiation à cette exceptionnelle diversité et aux mécanismes sous-jacents. Elle est construite afin de permettre aux étudiants 1. de décrire une plante de façon à dégager les caractères utiles à l’identification et 2. d’utiliser différents outils de détermination et d’en comprendre les forces et les limites. L’enseignement intégrera des approches pédagogiques innovantes, en couplant l’utilisation d’outil traditionnels (flore papier) et numériques (FloreNum, PlantNet), afin de permettre un apprentissage adapté aux connaissances de l’étudiant (du débutant à l’amateur éclairé). L’identification des espèces constituera une base pour étudier leur biologie, leur écologie et aborder les notions d’évolution et de phylogénie. Pour cela, des ateliers seront menées en parallèles des séances de TP : 1. construction d’une classification morphologique à comparer avec les classifications classiques (morphologiques et phylogénétiques), 2. introduction à l’écologie des espèces à travers d’une approche par habitat, et 3. étude diachronique de la biologie du développement par le suivi de croissance d’espèces sauvages plantées en condition contrôlées.

Animaux

L’objectif est pour l’étudiant est d’acquérir/approfondir un ensemble de connaissances sur la biologie des oiseaux, des amphibiens et des reptiles, qui constituent des modèles de choix en écologie fondamentale (éthologie, écologie évolutive, écologie fonctionnelle), écologie appliquée (biologie de la conservation) et éducation à l’environnement / enseignement. Au-delà de l’identification des espèces, cet axe de travail traitera de l’évolution et de la systématique de ces taxa, leur physiologie, leur particularités écologiques et comportementales.

Chaque groupe (Faune - Flore) aura à sa disposition 12 heures de sortie de terrain (dont la moitié sera commune aux deux groupes) à réaliser selon des modalités à définir (4 sorties d’une 1/2 journée, ou 2 sorties longues d’une journée). Les TPs pourront être mis en place sur des sites de l’université (campus de la fac - terrain expérience du Labex CEMEB au CEFE - Jardin Botanique) propices à l’étude des différents organismes.

Notion transversale

L’UE est organisée autour d’une notion commune aux deux groupes de TP qui à travers une classe renversée, permettra de partir des espèces observées pour dégager des concepts centraux en biologie de la conservation. Au S4, ce sera la distribution (chorologie) et la notion de rareté à différentes échelles spatiales qui seront abordées. Ces notions viendront en appui de questions méthodologiques portant notamment sur l’estimation de l’abondance des organismes. Pour cela, les étudiants présentent en fin de séquence un taxon de leur choix, parmi ceux proposés dans l’UE, qui illustre la notion de distribution.

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Le but de l’UE est de faire le lien entre d’un côté des connaissances de biologie et de physiologie et de l’autre avec la démographie et l’évolution des populations. Cette approche vise à poser les premiers jalons de la biologie de la conservation, en donnant des éléments visant à prédire comment les organismes et populations animales et végétales répondent aux changements des écosystèmes et aux sources de stress.

Formes pédagogiques :

Travaux dirigés sous forme de présentation et discussion de données scientifiques ou sous forme « inversée » avec interventions de petits groupes, projets par groupes en autonomie, analyses de cas concrets de restauration ;

TD1 : présentation de l’UE : concepts, activités, formes pédagogiques. Etablissement du programme des TD inversés

TD2 : L’écophysiologie et la physiologie environnementale (définitions) ; études de cas (espèces invasives, réintroductions, aménagements écologiques)

TD3 : Analyses des conséquences occasionnées par des pollutions majeures (marines et terrestres), ingénierie écologique, outils de biosurveillance passive et active.

TD4 à 16 : Sous forme «  inversée » (étudiants en position « active », compléments par l’enseignant), série d’interventions visant à mettre en place

- les liens entre d’une part biologie et stratégie de vie et d’autre part traits d’histoire de vie, en prenant plusieurs exemples caractéristiques (espèces animales, végétales, espèces généralistes/spécialisées, espèces rares – types de rareté – ou répandues voir invasives) ;

- la construction de la démographie d’une population

- les modifications de la démographie d’une population sous l’effet de différentes perturbations, notamment les perturbations à long terme touchant la capacité de la population à évoluer.

Deux séances de TD (3h au total) : analyses de différentes stratégies de conservation et de biosurveillance en prenant en compte des connaissances en physiologie des organismes ainsi que les particularités écologiques et comportementales. Recherche & analyse de documents, synthèse et restitution des études à l’oral / débat

TP : analyses écophysiologiques végétales, analyses écophysiologiques animales avec des approches non invasives (comportement, analyses physiologique et bioénergétiques).

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L’UE aborde les différents groupes de végétaux (« algues », « cryptogames », Spermatophytes), en précisant pour chacun d’eux leur position et leur nature phylogénétique (groupe mono- ou paraphylétique), leur origine et leurs spécificités sur les plans morpho-anatomique, reproducteur et écologique.

4 CM présentent les différents groupes de végétaux : CM1, diversité des « algues » ; CM2, cycles biologiques des « algues » ; CM3, « cryptogames » ; CM4, Spermatophytes.

6 TD abordent des notions transversales sur la base d’exercices réalisés à l’oral ou à l’écrit : TD1, Cycles biologiques ; TD2, Endosymbiose ; TD3, Interactions ; TD4, Adaptation ; TD5, Polyploïdie ; TD6, Phylogénie.

6 TP illustrent les notions abordées en CM et TD avec du matériel vivant : TP1, « algues »1 ; TP2, « algues »2 ; TP3, « bryophytes » ; TP4, « ptéridophytes » ; TP5, Gymnospermes, appareil végétatif ; TP6, Gymnospermes, reproduction.

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