UMR CNRS 5558 Laboratoire de Biométrie et Biologie Évolutive

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Equipe Ecologie Quantitative et Evolutive des Communautés

Nos activités de recherche, centrées sur les interactions interspécifiques (écologie des communautés) visent à mieux comprendre les processus écologiques et évolutifs structurant les assemblages d’espèces et la biodiversité à différentes échelles temporelles et spatiales. En travaillant sur des modèles biologiques contrastés (e.g., grands mammifères africains, insectes, microbes, plantes), notre équipe présente l’originalité d’aborder ces questions majeures tant en recherche fondamentale qu’appliquée sous 3 angles complémentaires :

Nos travaux sont fortement ancrés dans le cadre conceptuel de la biologie évolutive en étudiant (i) la diversité (ou la similarité) des réponses adaptatives mise en œuvre par les organismes face aux pressions sélectives de leur environnement, (ii) leurs conséquences sur la démographie des populations et à terme (iii) la dynamique et la composition des communautés d’espèces.
Notre recherche est étroitement liée à des problématiques sociétales de conservation et de gestion de la biodiversité en intégrant à la fois le fonctionnement des systèmes socio-écologiques et le contexte du changement climatique. Nous menons des études expérimentales, gérons et assurons le suivis à long terme de plusieurs réseaux d’observations de communautés et nous gérons la zone atelier CNRS de Hwange.
Nos travaux fortement ancrés dans des problématiques méthodologiques, visent à développer des nouveaux outils de traitement statistique et de modélisation de données écologiques. Cette activité conduit à l’élaboration de méthodes et logiciels que nous développons et distribuons librement.

L’équipe EQEC est composée de sept membres permanents dont les projets de recherche s’inscrivent majoritairement dans les trois axes suivants :

Fonctionnement des communautés des savanes africaines

Le programme de recherches interdisciplinaires à long terme mené dans la Zone Atelier Hwange, au Zimbabwe, s’intéresse au fonctionnement des communautés animales et végétales au sein du parc national de Hwange et aux interactions entre cette aire protégée et les humains vivant à sa périphérie.

Les recherches s’articulent autour de trois grands axes :

 Comportement et dynamique de la population d’éléphants, ainsi que leurs effets et ceux de leur gestion sur le fonctionnement des mares, de la végétation, de la biodiversité, des autres grands mammifères, et la coexistence humains-éléphants.

 Interactions au sein et entre niveaux trophiques et étude du rôle de l’hétérogénéité spatiale des ressources, des risques et des perturbations dans le fonctionnement des communautés et de l’écosystème, avec deux grandes sources de modifications : les actions de gestion (e.g. chasse sportive, gestion de l’eau) et le changement climatique.

 Ecologie humaine et mécanismes de coexistence humains-faune sauvage afin de comprendre le fonctionnement de l’interface conservation-développement pour une conservation intégrée et la promotion du bon fonctionnement du socio-écosystème.

Contact : Hervé Fritz, Marion Valeix

Masting et dynamique des communautés de consommateurs de fruits

Le masting est une stratégie de reproduction souvent rencontrée chez les plantes pérennes, caractérisée par des fructifications hautement fluctuantes dans le temps et synchronisées à l’échelle de la population. Les fructifications constituent une ressource pulsée susceptible d’impacter fortement la dynamique écologique et évolutive des communautés des consommateurs de fruits. Ces systèmes constituent alors des modèles de choix pour étudier la dynamique de la biodiversité en environnement fluctuant.

Le système que nous étudions est formé par les chênes (emblématiques du masting) et quatre espèces d’insectes proches phylogénétiquement (Coléoptères curculionidés, Curculio sp.) en compétition pour l’exploitation des glands qui constituent le siège du développement larvaire. En combinant des suivis sur le terrain (réseau de 16 sites répartis sur l’ensemble de la France métropolitaine) et le développement de modèles théoriques, nos questions s’articulent autour de 3 axes visant à mieux comprendre (i) les causes proximales du masting, (ii) les mécanismes qui sous-tendent la coexistence d’espèces en compétition pour une ressource hautement fluctuante et (iii) la coévolution des stratégies d’exploitation de la ressource fluctuante dans les communautés d’insectes et des stratégies de fructification des chênes.

Contact : Marie-Claude Venner, Samuel Venner

Analyse statistique de données écologiques

L’étude de la structure et de la dynamique des assemblages d’espèces et la compréhension des processus qui en sont à l’origine nécessite la collecte de données dont la nature se complexifie avec les développements technologiques pour leur acquisition (e.g. suivi individuel par GPS, mesures d’interactions par logger, données spatiales issues d’imagerie satellite, données moléculaires). Cette masse importante de données se stocke naturellement sous la forme de tableaux de données dont les caractéristiques sont très variées : type de variables (e.g., quantitatif, qualitatif, ordinal, flou), contraintes sur les individus ou les variables (e.g., spatiale, phylogénétique, hiérarchique).

Notre activité vise à développer de nouveaux outils méthodologiques permettant l’analyse de ces données afin de répondre aux questions posées par les écologues. Nous nous intéressons plus particulièrement aux méthodes d’analyse multivariée et aux problématiques associées à l’analyse de structures spatiales, la prise en compte d’information sur les espèces (traits fonctionnels, morphologie, phylogénie), la variation spatio-temporelle des relations espèces-environnement ou la variabilité de la perception de la relation hommes-aires protégées. Nous développons aussi des méthodes d’estimation de paramètres de modèles biologiques adaptées à des problématiques non classiques (modèles non linéaires, non gaussiens, avec variables latentes, données censurées…) et des approches bayésiennes hiérarchiques pour modéliser la variabilité biologique dans ces modèles.

Les innovations méthodologiques sont mises à disposition de la communauté scientifique à travers le développement, la distribution et la maintenance de logiciels (librairies pour le langage R : ade4, adegraphics, adephylo, ade4TkGUI, nlstools, fitdistrplus, etc.).

Contact : Marie Laure Delignette-Muller, Stéphane Dray, Anne-Béatrice Dufour, Jean Thioulouse