La diversité biologique ou « biodiversité », c'est l'ensemble de la vie au niveau des gènes, des espèces et des écosystèmes. La recherche en biodiversité est aux frontières des secteurs les plus passionnants de la biologie, à laquelle s'ajoutent de continuelles et impressionnantes découvertes réalisées au Département de biologie de l'Université d'Ottawa.

Il existe près de 10 millions d'espèces, et même plus, sur la Terre et de nouvelles espèces sont continuellement découvertes. Chacune d'elles résulte d'un long passé façonné, au cours de l'évolution, par les sélections naturelle et sexuelle, et ce dans des environnements hétérogènes. Les environnements physiques et biotiques en constante transformation mènent les espèces à faire face à un « choix » difficile : s'adapter, se déplacer, ou disparaître.

Progressant rapidement, la recherche en biodiversité au Département de biologie redéfinit et repousse constamment les limites de nos connaissances de la nature et de son évolution.

La physiologie comparée à l'Université d'Ottawa rassemble un groupe de 9 dynamiques chercheurs dont les études se penchent sur divers aspects de la physiologie environnementale, évolutive et neurale d'espèces animales. En passant de l'insecte au mammifère, leurs études portent surtout sur les poissons.

De la recherche hautement intégrative, incorporant des approches moléculaires, biochimiques, physiologiques et comportementales, soulevant des questionnements autant fondamentaux qu'appliqués – de l'évolution des voies biochimiques des abeilles, en passant par l'énergétique des oiseaux migrateurs, le contrôle de la respiration chez les poissons, l'impact environnemental des polluants sur l'expression génétique ainsi que sur le métabolisme d'animaux aquatiques.

Dans le domaine de la conservation, les chercheurs de l'Université d'Ottawa sont activement engagés à effectuer des recherches de nature fondamentale et à générer des recommandations basées sur la science afin de promouvoir une conservation proactive de la biodiversité : l'utilisation d'information obtenue par télédétection pour prédire les réponses de la biodiversité face au stress anthropogénique tant à l'échelle locale que nationale, les modèles à grande échelle de la biodiversité, les impacts d'introduction d'espèces aquatiques exotiques dans un écosystème aquatique, les effets de l'activité humaine sur les communautés de macroinvertébrés aquatiques et des poissons, la choix d'habitat et les déplacements des reptiles en danger, les effets de l'activité humaine sur les lacs, les cours d'eau et les terrains marécageux, et finalement le rôle du savoir traditionnel sur la gestion des écosystèmes et la conservation des plantes médicinales.

Les chercheurs en toxicologie étudient les effets des substances toxiques sur les organismes vivants. Ces substances proviennent soit d'une matière organique ou inorganique, ou encore synthétique ou naturelle. La toxicologie environnementale quant à elle, pousse spécifiquement ses recherches sur l'étude du transport de produits chimiques, la persistance, l'accumulation biologique et le sort de substances toxiques ainsi que les effets observés au niveau de la population et de la communauté. Les toxicologistes environnementaux doivent donc être en mesure de comprendre un large éventail de concepts physiques, chimiques et biologiques. Afin de relever ce défi, l'Université d'Ottawa, conjointement avec Carleton University, offre un programme en Toxicologie chimique et environnementale au niveau des études supérieures.

Biologie évolutive

La vie résultant de multiples processus évolutifs, la biologie évolutive fournit ainsi un cadre unique rassemblant de nombreuses disciplines de la biologie, notamment la génétique moléculaire et cellulaire, la physiologie, l’étude du comportement et l’écologie. Le département se démarque particulièrement dans deux domaines de recherche, l’écologie évolutive et l'évolution moléculaire.

Écologie évolutive

Un vaste domaine de recherche touchant une grande variété de sujets où les écologistes de l’évolution se rejoignent dans un intérêt commun : les causes et les conséquences écologiques de l’évolution et de la diversification phénotypiques. Les chercheurs de notre département œuvrent autant en laboratoire que sur le terrain en plus de travailler sur une grande variété de taxons passant des microorganismes aux plantes à fleurs, aux invertébrés et aux vertébrés et ce, dans le but de dresser un tableau synoptique des thématiques étudiées incluant les mécanismes de la radiation adaptative, l’écologie comportementale et physiologique, les rôles de la sélection naturelle et sexuelle dans la diversification et la spéciation phénotypiques, la génétique de l’adaptation ainsi que le rôle des processus évolutifs dans la formation des tumeurs ainsi que le développement des thérapeutiques du cancer.

Évolution moléculaire

Ce domaine de recherche, à la croisée de la biologie moléculaire, de la génétique des populations et de la bioinformatique, vise à comprendre les origines de la complexité retrouvée dans les génomes et l’impact de cette complexité sur les organismes vivants. Les groupes de recherche de notre département utilisent des approches expérimentales et informatiques pour estimer les divergences d'espèces, déchiffrer l'évolution de l'expression des gènes mitochondriaux et la diaphonie avec les génomes nucléaires, étudier l'évolution des familles multigéniques, mieux comprendre l'évolution génomique des virus et des procaryotes, comprendre, à la niveau moléculaire, l’évolution des mécanismes qui contrôlent le développement embryonnaire, et développer un logiciel pour analyser les données moléculaires dans ces contextes et d’autres.

La biologie cellulaire, moléculaire et développementale a pour but de comprendre le fonctionnement des organismes à différentes échelles, depuis l’étude des macromolécules à l’intérieur des cellules, jusqu’à l’organisation des cellules en tissus, organes et organismes, en passant par les processus contrôlant la croissance et la différenciation cellulaire.

La discipline a connu un essor considérable au cours des vingt dernières années, ce qui s’est traduit par un rapide accroissement de nos connaissances des mécanismes biologiques. Nous disposons maintenant de moyens très performants et complémentaires pour analyser le fonctionnement des organismes vivants jusqu’au niveau des gènes et des molécules, et aller vers une compréhension des mécanismes de la vie à travers les différent niveaux d’organisation.

Nos groupes de recherche sont spécialisés dans l’étude des processus biologiques fondamentaux chez les animaux et les plantes. Nous utilisons une gamme d’approches variées telles que les techniques de biologie moléculaire, génétique, microscopie et imagerie, ainsi que les outils informatiques. Les domaines d’application incluent l’amélioration des plantes et les maladies génétiques.

Au niveau moléculaire, nous étudions l’évolution des cascades génétiques lors du développement, les maladies génétiques, l’évolution des familles multi géniques, et l’expression génétique au niveau de l’ARN chez les mitochondries des plantes. Au niveau cellulaire, nous étudions les mécanismes du cycle cellulaire chez les animaux et le contrôle de la croissance des cellules chez les plantes. Au niveau des organes et organismes, nous étudions les mécanismes du développement et de l’évolution, tels que le développement des graines, la formation de motifs chez les plantes, le développement embryonnaire et le développement des systèmes sensoriels des vertébrés.

Nous utilisons, entre autres, le poisson zèbre, la souris, le soja et l’arabette des dames comme systèmes d’études.