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The seminar will focus on application of open source tools for analysis of biodiversity data. The focus is put on R statistical computing environment and its various Environometrics and Spatial packages. There are three main opportunities for using R: (1) vitality and high speed of development of R, (2) academic openness of developers and their willingness to collaborate, and (3) increasing sympathy for spatial data analysis and visualization. Spatial statisticians generally believe that geostatistical techniques are suited only for modeling of features that are inherently continuous (spatial fields); discrete objects (points, lines, polygons) should be analyzed using point pattern analysis and similar methods. A method is suggested that tries to bridge this gap by combining the strong points of various packages in R with the geographical analysis capabilities of the open source GIS. The presenter will demonstrates how to combine geostatistical techniques with conceptually different techniques --- point pattern analysis and Niche analysis --- to allow prediction of species' distributions using regression-kriging.References: 1. Hengl, T., Sierdsema, H., Radovic, A., Dilo, A., 2009. Spatial prediction of species' distributions from occurrence-only records: combining point pattern analysis, ENFA and regression-kriging. Ecological Modelling, in press. 2. Hengl, T., 2007. A Practical Guide to Geostatistical Mapping of Environmental Variables. EUR 22904 EN Scientific and Technical Research series, Office for Official Publications of the European Communities, Luxemburg, 143 pp. ISBN: 978-92-79-06904-8 3. Hengl T., Heuvelink G.B.M., Rossiter D.G., 2007. About regression-kriging: from equations to case studies. Computers and Geosciences, 33(10): 1301-1315
Biological networks of large dimensions, with their diagram of interactions, are often well represented by a Boolean model with a family of logical rules. An advantage of Boolean and discrete modelling is the possibility of fully characterizing all qualitative dynamical trajectories of a particular network, based simply on the structure of links and interactions between nodes. A biological network may have different qualitative behaviours in response to different conditions. For instance, in response to different inputs, the system may have a single steady state, or multiple steady states, or exhibit oscillatory behaviour. In this context, using the asynchronous transition graph of the Boolean network, we have developed a method for identifying the groups of active or operational interactions that are responsible for a given dynamic behaviour.As an example, a model of an apoptosis network will be analysed. Two core groups of elements and interactions are identified: they correspond to two different mechanisms that may be used by the cell for the decision between apoptosis or cell survival.
The distributions of the Trans-Himalayan large herbivores are fragmented, engendering a spatial heterogeneity in their species-richness. We capitalised on this natural-experiment situation to understand the niche dynamics of herbivores in relation to the number of sympatric species. We used the blue sheep Pseudois nayaur, a relatively widely distributed mountain ungulate, as a model species to address the issue. We selected three discrete valleys in three protected areas with almost similar environmental features but varying wild ungulate species richness, and studied the species' diet and habitat utilization in them. Habitat variables were observed in the field and microhistological faecal analysis was carried out to determine the habitat and diet widths of the animal in the three areas with different ungulate species richness. The habitat- and diet-niche widths were determined using the Shannon's H' Index. The results showed that habitat width of blue sheep has a negative relationship with the number of sympatric species. However, contrary to our expectation, there was a hump-shaped relationship between blue sheep's diet width and the sympatric species richness, with the diet width being narrower in areas of allopatry as well as in areas with greater number of sympatric species, and the widest diet spectrum in areas with moderate species richness. We suspect that the narrow diet width in allopatry is out of choice, while it is out of necessity in areas with greater number of sympatric species due to resource partitioning. We suggest that interactions with sympatric species lead to niche adjustment of mountain ungulates, and underscore the importance of including biotic interactions in species distribution models, which have often been neglected.
Le but de ce travail est de comprendre la trajectoire d'un tsunami et en particulier à Banda Aceh (Indonésie), la zone la plus sinistrée du tsunami du 26 décembre 2004.Environ 1000 angles sur une zone de 20km$^2$ ont été relevés. Les orientations mesurées sont la trace de la dernière vague passée à l'emplacement du relevé.Nous cherchons à reconstituer le trajet de la vague à l'aide de la géostatistique. Comme la moyenne arithmétique ne peut être utilisée pour des données circulaires, le krigeage ordinaire ne permet pas de trouver des poids invariants par rotation. Pour cette modélisation on simplifie la problématique en considérant qu'il n'y a qu'une seule vague qui a dévasté la zone.Nous montrerons les problèmes rencontrés par le krigeage des angles puis le krigeage des cosinus ou des sinus. Enfin nous essayerons de coupler les informations données par les cosinus et sinus.Enfin nous montrerons quelques pistes pour utiliser la théorie des données circulaires dans le cadre de la géostatique.Ce travail a été réalisé en collaboration avec Delphine Grancher et Raphaël Paris.
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Emanuele Biondi received the master degree in Biology and the PhD in genetic sciences in Florence working on Sinorhizobium meliloti. From 2003 to 2007 he worked at Harvard University and then at MIT (Cambridge, USA) studying signal transduction with a particular focus on systems controlling cell cycle progression in Caulobacter crescentus. In 2007 he came back to Florence where he started the investigation of S. meliloti cell cycle. E. Biondi is coordinator of a sequencing project of two S. meliloti natural strains with the Joint Genome Institute (DOE, USA) in the initiative "super-rhizobium" for the improvement of alfalfa production.
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Depuis son apparition, il y a près de 4 milliards d'années, la vie sur la terre est soumise aux aléas de l'environnement. Beaucoup ont des effets néfastes. En réponse, les êtres vivants ont une propension à se diversifier. Ainsi, les descendants d'une même lignée ne sont pas tous identiques et certains d'entre eux sont plus aptes que d'autres à résister à ces aléas. Ils assurent ainsi des descendances qui pérennisent des formes de vie un peu différentes des précédentes. On voit alors se dessiner le schéma de l'évolution. Ces différences sont analysées classiquement par la statistique et le calcul des probabilités. Mais ces méthodes efficaces et robustes ne disent rien sur l'origine de cette variabilité. Or et depuis peu, des processus biologiques et écologiques produisant un hasard endogène ont été identifiés. Ils sont présents à tous les niveaux d'organisation du vivant, de la cellule à l'écosystème. Ils sont apparus spontanément et ont été sélectionnés car ils dotent les systèmes vivants (organismes, populations et communautés) d'une propriété essentielle : celle d'une assurance pour la vie. Ces processus sont à la fois des produits et des moteurs de l'évolution biologique. Dès lors, le hasard n'est plus perçu négativement, mais comme un fait essentiel à la vie et placé au cœur du vivant. En ce sens, on peut sans doute évoquer une « révolution copernicienne » dans les sciences de la vie. Cette nouvelle façon de voir le hasard et ses origines a de multiples conséquences, tant en ce qui concerne les bases fondamentales de la théorie de l'évolution, que des aspects pratiques de gestion des systèmes vivants..
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No abstract