Programme Lundi 20 Octobre 2014








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SESSION 4




O12 - Les introductions d’espèces non-natives modifient les patrons de diversité fonctionnelle des communautés de poisson d’eau douce

SESSION 4

Comprendre et prédire les effets des introductions d’espèces non-natives sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes est une question centrale de l’écologie. Récemment, l’utilisation de la diversité fonctionnelle a été suggérée comme étant une approche permettant de comprendre de manière intégrative comment les activités anthropiques pouvaient influencer la structure des communautés. L’objectif de cette étude a donc été de quantifier les effets des espèces non-natives sur la diversité fonctionnelle des communautés de poissons. En 2012 et 2013, 20 lacs artificiels (gravières de la Garonne) localisés dans le sud-ouest de la France ont été échantillonnés. Au total, 24 espèces de poissons ont été capturées et 16 traits fonctionnels quantifiés pour chacune des 58 entités fonctionnelles (différents stades de vie par espèce). Ces traits ont ensuite été utilisés pour quantifier différents indices de diversité fonctionnelle pour chaque site et chaque année. Globalement, nos résultats ont permis de mettre en évidence des effets forts et significatifs des espèces non-natives de poissons sur les patrons de diversité fonctionnelle. Ainsi, une augmentation de la proportion d’espèces non-natives dans les communautés diminuait de manière linéaire la régularité fonctionnelle et de manière non-monotone la richesse et la divergence fonctionnelle. L’utilisation d’indices de diversité fonctionnelle et la prise en compte de la variabilité spécifique au sein des populations a donc permis de quantifier les conséquences des activités anthropiques sur la structure des communautés et renforcent l’idée d’utiliser sur des approches plus fonctionnelles dans les stratégies de conservation.


Colloque de lancement du GdR
‘INVASIONS BIOLOGIQUES’


Session ‘Modélisation de la Dynamique des Invasions Biologiques’



Gippet J1, Rocabert C2, Kaufmann B1

1 Universite Lyon 1, ENTPE, CNRS, LEHNA, UMR5023, 69622 Villeurbanne, France

2 Universite Lyon 1, CNRS, INRIA, INSA-Lyon, LIRIS, UMR5205, 69622 Villeurbanne, France


O1 - modeliser la propagation d’origine humaine a l’echelle du paysage : reseau routier et paramètres d’invasion

SESSION 5


SESSION 5

La propagation secondaire des espèces invasives est majoritairement responsable des patrons de distribution observés à l’échelle du paysage. A cette échelle spatiale, le processus de dispersion d’une espèce invasive peut s’effectuer de deux façon : i) par dispersion naturelle et ii) par transport d’origine humaine. Chez les organismes terrestres, ces transports s’effectuent majoritairement par le réseau routier, toutefois, les propriétés dispersives de ce dernier sont pour l’instant mal connues et pas ou peu prises en compte dans les travaux de modélisation.

L’objectif premier de notre travail a été de mettre en place un modèle de propagation paysagère, prenant en compte de manière spatialement explicite le rôle du réseau routier dans les trajectoires d’invasion. Notre second objectif est de localiser la zone d’introduction la plus probable, le nombre d’évènements de transports (sauts) par an ainsi que les paramètres de distances de sauts associés au réseau routier. Pour cela, nous avons utilisé un jeu de données empirique d’occurrences de la fourmi invasive Lasius neglectus dans la vallée du Rhône. Cette espèce n’effectuant pas de vols nuptiaux, sa dispersion est exclusivement assurée par le transport de colonies qui s’effectue par le déplacement de sol ou d’autres matériaux dans lesquels la fourmi est susceptible de nicher. A terme, ce modèle pourrait être appliqué à toute espèce déplacée, à des échelles locales à régionales, par les activités humaines à travers le réseau routier et permettra de prédire l’expansion future de leur aire d’invasion.



Hamelin F1, Aubert I1, Ravigné V2, Lewis M3

1 Agrocampus Ouest, Rennes, France

2 CIRAD, Montpellier, France

3 University of Alberta, Edmonton, Canada


O2 – Mate limitation and the spread of plant pathogenic fungi

SESSION 5


SESSION 5

Sexual reproduction and dispersal are often coupled in facultative parthenogens such as water fleas and fungi, which are major biological invaders. As a consequence, mate limitation can slow down their spreading spead. In this study, our aim was to obtain an explicit spreading speed expression from a model accounting for sexual reproduction in facultative parthenogens, with a focus on plant pathogenic fungi. Starting from a 2-dimensional reaction-diffusion equation, we took advantage of the fact that we are interested in the dynamics over large spatial and temporal scales to reduce the model to a single, but degenerate, reaction diusion equation. We were unable to find an exact solution, yet we obtained a simple expression providing a very good approximation of the spreading speed. Taking the Black Sigatoka disease of banana as a case study, the model provides a reasonable upper bound to the actual spreading speed (approximately 100 km per year), whereas a similar model without mate limitation predicts a wave speed one order of magnitude greater. We discuss the implications of these results to control ash dieback disease and other parasites in which mating conditions dispersal.



Leclerc M1,2,3

1 UMR IGEPP, Inra, Le Rheu, France

2 UR BioSP, Inra, Avignon, France

3 UAR Eco-Innov, Inra, Thiverval-Grignon, France


O3 –Un cadre de modélisation pour simuler la dynamique spatio-temporelle des populations sous l'influence d'un paysage hétérogène

SESSION 5


SESSION 5

Le paysage agricole peut impacter de manière significative le développement spatio-temporel des populations qui s'y développent. Par exemple pour une population donnée, certaines zones peuvent être attractives alors que d'autres peuvent être répulsives ou peuvent avoir un effet de barrière. Par conséquent, la structure spatiale du paysage, généralement fragmentée et hétérogène, peut être un élément clé pour prédire l'étendue d'une invasion. L'objectif de cette présentation est de proposer un cadre de modélisation générique pour i) simuler des paysages aléatoires hétérogènes et fragmentés en utilisant certains outils simples de la géométrie stochastique, et, ii) prédire la dynamique spatio-temporelle de populations sous l'influence de certains éléments du paysage. Cette approche de modélisation peut être utilisée pour étudier l'impact de la structure du paysage sur la dynamique de populations très diverses et peut se montrer intéressante dans le cas des espèces invasives, notamment pour identifier des structures de paysage qui défavorisent les invasions.



Gidoin C1, Roques L2, Boivin T1

1 INRA, UR 629 Recherches Forestières Méditerranéennes, F-84914 Avignon, France

2 INRA, UR 546 Biostatistique et Processus Spatiaux , F-84000 Avignon, France


O4 – Quantifier la contribution relative des facteurs environnementaux et biologiques dans l’impact des invasions biologiques : modélisation mécaniste-statistique de la dynamique de populations d’insectes forestiers

SESSION 5


SESSION 5

L’écologie de l’invasion et les théories de coexistence des espèces fournissent un cadre conceptuel solide pour mieux comprendre l’impact des invasions. La variabilité de la disponibilité en ressource et les divergences de traits d’histoire de vie peuvent favoriser la coexistence des espèces envahissantes et résidentes en diminuant l’intensité de la compétition inter-spécifique. L’invasion récente d’un insecte, Megastigmus schimitscheki (Hymenoptera: Torymidae), parasite des graines du cèdre de l’Atlas (Cedrus atlantica) dans le Sud-Est de la France offre l’opportunité de quantifier la contribution relative de ces deux facteurs au sein d’un même système d’étude. Des approches empiriques et de modélisation ont été développées pour décrire la dynamique de M. schimitscheki et de son compétiteur résident (M. pinsapinis) dans un contexte de ressource fluctuante et de divergences de traits d’histoire de vie. L’approche empirique montre que l’invasion de M. schimitscheki entraine une forte diminution du pourcentage moyen de graines parasitées par M. pinsapinis dans les populations en sympatrie. L‘approche de modélisation prédit une compétition dominée par l’invasive, qui conduit à l’exclusion compétitive de l’espèce résidente par l’espèce envahissante dans 52% des cas. Les simulations révèlent que la variabilité de la disponibilité en graines n’a pas d’influence sur l’issue de cette compétition. La phénologie précoce de l’espèce envahissante est le principal facteur influençant le succès et l’impact de l’invasion de M. schimitscheki. Notre approche combinant des données long-terme et des modèles mécanistes-statistiques permet de démêler l’influence de facteurs-clés dans la dynamique de coexistence et d'exclusion dans les nouveaux assemblages d'espèces résultant de l’introduction d’espèces envahissantes.


Mboup P A 1, Le Fur, J2

1 Université C.A. Diop, Dakar Sénégal

2 IRD, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations, Montferrier sur Lez, France


O5 – Modélisation de la diffusion de réservoirs d'agents infectieux à plusieurs échelles d'espace et de temps. Le cas du rat noir (Rattus rattus) au Sénégal

SESSION 5


SESSION 5

L'occurrence d'un événement épidémique lié à l'invasion d'un réservoir biologique résulte de la conjonction de processus qui se déploient à plusieurs échelles d'espaces et de temps. Ainsi, dans le cas du rat noir (Rattus rattus) au Sénégal, la co-occurrence du réservoir avec les habitants d'un lieu donné résulte tout d'abord du processus de colonisation du pays par l'espèce. Cette dynamique invasive se déroule sur une échelle séculaire à l'échelle du pays et est liée à l'évolution des transports : pôles commerciaux, infrastructures routières, fluviales, ferroviaires. Régionalement, et ici à une échelle décennale, d'autres facteurs entrent en jeu de façon complexe pour le transport du rat tels que la nature et le type de véhicules, les contingences locales du commerce, ... Enfin, à l'échelle locale d'une ville, le comportement spécifique des animaux et la configuration de l'urbanisation constituent des facteurs bio-écologiques qui favorisent ou non l'installation du réservoir et l'incidence épidémique. On se propose dans cette étude d'appréhender la part relative de ces trois dimensions spatiales et temporelles dans le phénomène invasif. Une plate-forme de modélisation informatique, de type multi-agents, est présentée pour simuler conjointement les processus à ces diverses échelles. La démarche est orientée connaissances; elle nécessite une modélisation du support spatial et de ses multiples avatars, des êtres vivants et de leurs composantes comportementales et écologiques ainsi qu'une logique de représentation des relations entre échelles. On présentera les termes de la problématique et des problèmes qu'elle soulève, la traduction formelle qui a été réalisée et les premiers résultats obtenus aux diverses échelles ciblées.


Morel-Journel T1, Hautier M1, Vercken E1, Mailleret L1,2

1 INRA, Institut Sophia Agrobiotech, Sophia-Antipolis, France

2 INRIA, Biocore, Sophia-Antipolis, France


O6 - Clustered or scattered? The impact of habitat distribution on establishment dynamics

SESSION 5


SESSION 5

One of the major predictors of establishment success for an introduced species is the match between its intrinsic characteristics and the biotic and abiotic conditions of its new environment. Yet, the introduction area is likely a landscape made up of heterogenous habitats. Right after their introduction, individuals might disperse across the landscape and colonize other habitat patches. The quality of the habitat surrounding the introduction site is thus as critical to the persistence of introduced population as the quality of the introduction site itself. The spatial distribution of favorable habitats across the landscape is especially important, as it will directly determine the success of secondary colonizations. Moreover, mechanisms like Allee effects or dispersal mortality can also hamper the colonization of other habitat patches, regardless of their quality. Therefore, the interplay between these mechanisms and the spatial structure of the landscape heterogeneity might impact establishement dynamics. We investigated the impact of favorable habitat clustering on establishment in a spatially structured landscape. We first simulated introductions in one-dimensional landscapes with varying parameter values for connectivity, dispersal mortality and Allee effect. The landscapes differed by the level of clustering of favorable habitat patches (either “clumped” or “scattered”). We identified combinations of parameter values promoting invasion in either the “clumped” or the “scattered” landscapes. We then tested the results from simulations by performing experimental introductions of hymenopteran parasitoids in similar artificial landscapes, for different levels of connectivity and dispersal mortality.



Robinet C1, Sauvard D1, Imbault V1, Darrouzet E2, Suppo C 2

1 INRA, UR633 Zoologie Forestière, F-45075 Orléans, France
2
Université François Rabelais, UMR 7261 IRBI, F-37200 Tours, France


O7 – Capacités de dispersion du frelon asiatique en France et rôle de l’homme dans sa dispersion à longue distance
Le frelon asiatique, Vespa velutina, a été détecté dans le Sud-Ouest de la France en 2005. Depuis, il n’a cessé de progresser, envahissant très rapidement une grande partie du territoire. Comme pour de nombreux insectes invasifs, se pose la question du transport accidentel par l’homme dans la dispersion à longue distance. Des expériences de manège de vol ont été mises en place pour évaluer la distance qu’il pouvait parcourir. Leurs premiers résultats montrent que les fondatrices, responsables de la dispersion des nids (génération suivante), ont a priori des capacités de vol largement suffisantes pour expliquer la vitesse de l'invasion telle qu'elle ressort des données historiques (environ 78 km/an). Un modèle d’expansion a été développé afin d’étudier les facteurs gouvernant cette invasion, tester le rôle de l’homme, et prévoir l’évolution future sous différents scénarii de contrôle. Ce modèle s’appuie sur un modèle de réaction-diffusion combiné à une fonction de croissance liée au climat et à une dispersion stochastique à longue distance. Les simulations montrent qu’une dispersion à longue distance due à l’homme est peu probable en France et que le frelon est capable de se propager très vite par lui-même. Par ailleurs, une lutte même modérée pourrait ralentir le frelon en France, voire même le faire régresser. Les résultats de ce modèle encouragent donc la mise en place d’un piégeage. En combinant la densité estimée de frelons et la densité de population humaine, ce modèle permet aussi de définir les zones à risque concernant la santé publique.

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