Axe 2 - Bioévaluation : Du signal biologique à la caractérisation de l'état des milieux - interprétation, prédictivité et intégration

Présentation

Objet d'étude : les réponses biologiques comme source d'information sur l'état des milieux.

Verrous scientifiques : leur interprétation, leur domaine d'applicabilité, leur pouvoir prédictif et leur complémentarité.

Finalité : produire un diagnostic environnemental plus robuste et guider le déploiement des outils selon les objectifs de bioévaluation.

Descriptif : 

Question - Comment mobiliser et intégrer les réponses biologiques afin de produire une caractérisation robuste, prédictive et intégrée de l’état des milieux aquatiques ?

L'axe 2 explore la manière dont les réponses biologiques, acquises au travers d'approches variées et complémentaires, peuvent être mobilisées pour améliorer la caractérisation de l'état des milieux aquatiques. Les recherches portent sur l'interprétation des signaux biologiques, leur domaine d'applicabilité, leur sensibilité et leur capacité à prédire les effets aux échelles spatiales, temporelles et biologiques pertinentes. Elles visent à mieux comprendre la complémentarité des approches afin de construire des cadres de co-interprétation des réponses biologiques, de hiérarchiser leur contribution au diagnostic environnemental et de définir des stratégies de déploiement adaptées aux différents contextes d'application.

2.1. Interprétation et domaine d’applicabilité des réponses biologiques

Question - Dans quelles conditions une réponse biologique peut-elle être interprétée de manière robuste comme un indicateur de l’état du milieu ?

Ce sous-axe vise à définir les conditions d’interprétation des réponses biologiques et leur domaine de validité pour la caractérisation de l’état des milieux. Il s’agit d’identifier comment la variabilité des réponses et les contextes d’exposition influencent leur robustesse en tant qu’indicateurs environnementaux. L’enjeu est de structurer les liens entre signal biologique et état du milieu, en s’appuyant notamment sur la construction et l’utilisation de référentiels d’interprétation, afin de garantir le recours à des outils robustes dans des applications écologiquement réalistes.

2.2. Prédictivité multi-échelles des réponses biologiques

Question - Dans quelle mesure les réponses biologiques permettent-elles de prédire des effets à différents niveaux d’organisation biologique et à différentes échelles temporelles ?

Ce sous-axe interroge la capacité des réponses biologiques observées en conditions contrôlées (laboratoire, terrain) à prédire des effets à des niveaux d’organisation supérieurs (organisme, population, communauté) et à des échelles temporelles étendues. Il vise à identifier les mécanismes de transposition entre niveaux biologiques, notamment via les cadres conceptuels de type AOP et qAOP, et à renforcer les approches mécanistiques (TK/TD, DEB) permettant une prédiction robuste des effets. Un enjeu majeur concerne la prise en compte des effets retardés, des phénomènes de compensation biologique et de la variabilité écologique dans des contextes réalistes. Elle s’attache également à caractériser l’influence des pressions environnementales, susceptibles de moduler les réponses biologiques et de modifier les trajectoires d’effets toxiques.

2.3. Intégration, co-interprétation et hiérarchisation des réponses biologiques

Question - Comment combiner des réponses biologiques complémentaires afin de construire un diagnostic environnemental intégré et hiérarchisé de l’état des milieux ?

Ce sous-axe explore les modalités d’intégration de réponses biologiques hétérogènes afin de construire une information environnementale cohérente et robuste. Il s’agit de développer des approches de co-interprétation permettant de combiner différentes lignes de preuve (biomarqueurs, bioessais, approches in situ ou in silico) et de hiérarchiser leur contribution au diagnostic de l’état des milieux. L’objectif est également de définir des stratégies méthodologiques de déploiement des outils en fonction des objectifs de bioévaluation et des contraintes des différents contextes d’application.

L'axe est animé par Benoit Xuereb