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Centre de formation sur l’environnement et la société

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Recherche

Mots clés : modélisation, écologie théorique, écologie évolutive, écologie des communautés, dynamique des populations, réseaux trophiques, prédation, spéciation, biodiversité, plancton


 

Modèles structurés en taille

J’ai effectué mes travaux de thèse portant sur les modèles structurés en taille de la dynamique des populations de plancton, dans l’équipe BIOCORE de l’INRIA Sophia-Antipolis sous la direction de Jean-Luc Gouzé et Eric Benoît. Les modèles structurés en taille sont particulièrement adaptés à l’étude des populations aquatiques car la prédation (taux d’attaque, d’ingestion, sélectivité...) et la mortalité des individus sont fortement corrélés à leur taille, celle-ci variant au cours de leur vie. Mes travaux ont consisté à mettre en place des modèles écologiques (en collaboration avec les écologistes de la station océanographique de Villefranche-Sur-Mer) et à les étudier analytiquement et numériquement. Les questions d’ordre théorique soulevées étaient diverses  : retrouve-t-on des distributions d’abondance allométriques par rapport à la taille à l’image de celles observées dans la baie de Villefranche, quel est l’impact du cannibalisme (courant chez les copépodes) sur les équilibres et leur stabilité, comment stabiliser un équilibre écologique grâce à un contrôle extérieur (contrôle de type pêcherie ou introduction d’individus, ce qui se fait typiquement en lutte biologique).



Modèles NPZ et co-évolution

Les modèles NPZ (nutriments-phytoplancton-zooplancton) sont des modèles simples mais couramment utilisés pour décrire la dynamique nutriments-plancton. Ce sont des modèles de chaine tri-trophique incluant notamment la prédation du phytoplancton par le zooplancton. L’efficacité de cette prédation est fortement dépendante du rapport de taille entre proie et prédateur. L’idée de cette étude est de considérer la taille des individus comme un trait phénotypique sujet à l’évolution. Les processus d’évolution peuvent alors conduire à différents scénarios comme des cycles limites évolutifs (course aux armements évolutive) ou à des branchements évolutifs successifs conduisant à une diversification. Le type d’attracteur évolutif dépend essentiellement des vitesse relative d’évolution, de l’apport en nutriment dans le milieu et des largeurs de niche.


Emergence de réseaux trophiques

L’idée est ici de comprendre, en partant d’un modèle écologique simple nutriments-producteurs primaires, comment des réseaux trophiques complexes peuvent émerger via l’évolution : les modèles envisagés sont des modèles de spéciation sympatrique et les traits phénotypiques considérés sont essentiellement liés aux stratégies de prédation ou plus généralement "d’aquisition d’energie" (cannibalisme, mixotrophie, généralisme/spécialisme). Les réseaux ainsi obtenus sont localement stable (dans le sens où il s’agit de CSS polymorphique) mais peuvent potentiellement être sujet à l’invasion (il n’y a a priori pas unicité de l’attracteur évolutif). On peut par la suite s’intéresser à diverses propriétés des réseaux obtenus comme par exemple leur résilience ou leur adaptation à des changements environnementaux.


Autres centres d’intérêt

  • Réponses fonctionnelles et écologie comportementale (construction mathématique, modélisation individu-centré)

  • Systèmes à plusieurs échelles de temps

  • Modélisation en sociologie, économie, modèles couplant différents domaines.