Recherche et Enseignement

La dynamique des populations décrit la variation de l’effectif d’une population au cours du temps. J’étudie les moteurs de la dynamique des populations sauvages dans le but de permettre aux gestionnaires de prendre des mesures de conservation et de gestion plus efficaces. J’étudie notamment comment le changement climatique ou la dégradation des habitats naturels influencent les ressources des populations sauvages et comment ce manque de ressource impacte le développement, la survie, la reproduction et les mouvements spatiaux des individus. Il est important de comprendre via quels processus démographiques les populations sont touchées pour prendre des mesures de gestion et de conservation efficaces.

Une modification des ressources peut avoir des conséquences très différentes en fonction des espèces. Certaines espèces, comme les grands mammifères, produiront des jeunes moins lourds et de moins bonne qualité. Il faut alors quantifier l’influence à long terme de la diminution de la qualité des individus sur la dynamique de la population. D’autres espèces produiront moins de jeunes. Chez des espèces sociales comme la marmotte ou l’orque, cette diminution entrainera des familles moins nombreuses qui auront des capacités limitées pour chasser ou se défendre. J’étudie l’ensemble des impacts à court et long terme d’un changement environnemental sur les différents processus démographiques agissant aux échelles de l’individu, du groupe et de la population pour comprendre les impacts sur la dynamique d’une population.

Le facteur limitant pour répondre à des problématiques de gestion et de conservation est souvent la quantité et la qualité des données et notre connaissance limitée de la population. Les suivis de populations, et en particulier de celles en déclin, sont souvent récents et concernent peu d’individus. Il faut parfois s’accommoder de données opportunistes qui sont les seules disponibles. A l’inverse, les modèles de dynamique de population ont été développés pour obtenir des résultats à partir de données collectées de façon rigoureuse, sur un nombre suffisants d’individus au cours de plusieurs décennies. J’étudie donc la robustesse des modèles de dynamique de populations pour comprendre quelles sont leurs limites; dans quels contextes, avec quelles hypothèses et avec quelles données pouvons-nous les utiliser? J’évalue quelle doit être la complexité d’un modèle pour donner des résultats robustes. Je combine différents types de données pour obtenir des résultats robustes et utiles en fonction de la question posée.

Le changement actuel des conditions environnementales met à l’épreuve la capacité des populations à répondre aux variations globales auxquelles elles font face. La résilience des populations dépend de leur capacité à s’adapter de façon évolutive (i.e. grâce aux générations successives) ou de façon plastique (i.e. au sein d’une génération) face à ces changements environnementaux. Être capable de prédire les réponses évolutives et plastiques des populations nous permettrait donc d’appréhender les conséquences réelles des bouleversements climatiques actuels sur la biodiversité.

Intuitivement, il semble logique qu’une population de papillons et qu’une population de baleines ne possèdent pas les mêmes armes pour s’adapter aux variations des conditions environnementales. Un papillon possède de meilleures capacités adaptatives évolutives. Il pourra utiliser sa reproduction rapide et sa large taille de ponte pour produire des jeunes différents. Certains d’entre eux survivront puisqu’ils seront adaptés aux conditions environnementales à ce moment-là. Une baleine possède surtout des capacités adaptatives plastiques. Elle attendra patiemment une année où les conditions environnementales sont favorables pour produire un jeune. Elle allouera alors beaucoup d’énergie dans son jeune grâce aux réserves qu’elle aura faites jusque-là, pour favoriser la survie de ce jeune.

La dynamique d’une population est décrite par des processus démographiques tel que la survie, le développement et la reproduction. Dans des conditions environnementales variables, il est nécessaire de prédire lesquels de ces processus ont le potentiel de varier dans le temps pour savoir comment la population va évoluer. Les processus démographiques sont influencés par les stratégies d’histoire de vie (notamment les stratégies lentes et rapides) qui caractérisent les différentes espèces. J’étudie la variabilité des stratégies d’histoire de vie pour être capable de comprendre comment chaque population utilise ses capacités évolutives et plastiques et prédire comment chaque population va être impactée par un changement environnemental.

Modéliser la dynamique d’une population est longtemps revenu a considérer la population comme une entité sans tenir compte de l’hétérogénéité des individus (taille, masse, comportement, génétique…) qui composent cette population. Les analyses de viabilité de populations, qui déterminent si une population va disparaître dans un futur proche, se concentrent par exemple uniquement sur les taux démographiques moyens et stables et sont souvent critiqués pour leur manque de réalisme. Pourtant, les populations naturelles sont composées d’individus de bonne qualité qui allient une probabilité de survie élevée et un succès de reproduction élevé et d’individus de mauvaise qualité qui allient une probabilité de survie faible et un faible succès de reproduction. En plus de ces contributions variables à la population en termes de survie et de reproduction (et donc aux réponses évolutives de la population), on sait aujourd’hui que les individus ont des réponses plastiques souvent hétérogènes face à une variation environnementale.

J’étudie comment la dynamique d’une population en milieu variable dépend de la composition de cette population en termes d’individus de différentes qualités et de l’hétérogénéité de leurs réponses plastiques et évolutives aux variations environnementales. J’étudie également les facteurs qui influencent la qualité individuelle pour être capable de mieux la prédire.

Prédire l’évolution des populations à court terme face aux changements environnementaux nous presse a développer des modèles éco-évolutifs alliant dynamique de population, évolution et plasticité phénotypique, capables de prédire les capacités adaptatives des populations dans un environnement de plus en plus variable. Ces modèles doivent donc prendre en compte la dynamique de l’hétérogénéité individuelle (voir ci-dessus) dans chaque population.

Les performances de survie et de reproduction individuelles dépendent de l’interaction entre de nombreux facteurs que l’on peut diviser entre les attributs individuels de naissances (génétique, sexe, environnement de naissance…) et les conditions environnementales chaque année (habitat, ressource…). Cependant, il est impossible d’utiliser l’ensemble de ces facteurs pour modéliser la dynamique des populations. Je cherche donc à trouver un nombre minimal de variables caractérisant l’hétérogénéité individuelle pour pouvoir les inclure dans les modèles de dynamique de populations.

La relation entre performances individuelles chaque année, et attributs de naissance et environnement peut être faite par le biais des attributs individuels dynamiques. J’utilise donc des traits phénotypiques dynamiques tels que la masse corporelle ou la phénologie de reproduction, qui reflètent la condition annuelle des individus, pour pouvoir prédire l’hétérogénéité des performances individuelles dans une population. Ces traits dynamiques me permettent de développer des modèles de dynamique de populations qui, en modélisant la dynamique des individus et de leurs différences, permettent de mieux prédire les réponses des populations aux changements environnementaux.

A l’Université

J’ai enseignée en tant que monitrice à l’université Lyon 1 puis en tant qu’attachée d’enseignement en statistiques à l’université lumière lyon 2, totalisant plus de 400h d’enseignement. J’enseigne principalement aux niveaux Licence et Master les statistiques et les mathématiques appliqués à la biologie, ainsi que l’utilisation du logiciel R.

Workshops

J’organise et j’interviens dans des workshops pour expliquer comment construire et bien utiliser des modèles de dynamique de population (Modèles de populations intégrés et Modèles de projection integral, principalement). La mise en situation sur des exemples concrets et la pratique directe sur les données de chacun permettent aux participants de progresser rapidement. Ces moments d’échange me permettent d’insister sur la définition des hypothèses d’un modèle et l’interprétation des résultats obtenus. J’accompagne également les participants pour savoir comment déceler et résoudre les erreurs de codage en pratique.

En ligne

Avec le Groupe de recherche en Écologie Statistique, je participe à la mise en place d’une plateforme ouverte d’enseignement en ligne portant sur les statistiques en écologie. Cette plateforme permettra à de nombreux chercheurs et professeurs de partager leurs cours à des étudiants et collègues de toutes horizons afin d’augmenter la visibilité et l’accessibilité de nombreuses ressources. Elle donnera l’opportunité de comparer nos méthodes d’enseignement et de faire évoluer nos ressources au fil du temps. Des cessions d’enseignement en live et des discussions seront organisées régulièrement afin d’échanger autour de différents sujets ou de problèmes rencontrés avec certaines méthodes.