Composition du comité scientifique
O1 - modeliser la propagation d’origine humaine a l’echelle du paysage : reseau routier et paramètres d’invasion
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- Hamelin F 1
- Leclerc M 1,2,3
- Gidoin C 1
- SESSION 5 SESSION 5
- O5 – Modélisation de la diffusion de réservoirs dagents infectieux à plusieurs échelles despace et de temps. Le cas du rat noir (
- O6 - Clustered or scattered The impact of habitat distribution on establishment dynamics
- Robinet C 1
- O7 – Capacités de dispersion du frelon asiatique en France et rôle de l’homme dans sa dispersion à longue distance
- O8 - Parameter estimation for reaction-diffusion models of biological invasions
- Poster 1 – Prevalence of crayfish plague pethigen in the invasive signal crayfish
- Berville L 1
- POSTER POSTER
- Poster 3 – Restauration des communautés d’arthropodes dans le contexte d’une éradication multi-invasives : Le cas de l’île de Bagaud (Parc national de Port-Cros) après éradication de
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. SESSION 5 SESSION 5
O8 - Parameter estimation for reaction-diffusion models of biological invasions SESSION 5 SESSION 5 Reaction-diffusion models have been deeply exploited to advance theory in biological invasions. They can also be exploited to infer parameters governing biological invasions based on spatial and temporal data collected during the invasions. In the latter case, we studied the two following questions :
The approach that we will present in this talk uses mechanistic-statistical models that combine (1) a submodel based on partial-dfferential équations and describing the dynamic under study, and (2) a stochastic submodel describing the observation process conditional on the dynamics. This class of models is included in state-space models. Consequently, statistical tools adapted to state-space models can be applied, especially estimation algorithms such as Markov chain Monte Carlo algorithms. In the talk, we will present two examples of mechanistic-statistical models adapted to invasions dynamics and we will fit them to simulated data corresponding to impacts of the invading species towards the environment. These impacts are measured at discrete times and at discrete locations. In the first example, we will estimate the dispersal rate, the effect of competition and the spatially heterogeneous intrinsic growth rate of the species. In the second example, we will estimate the date and location of the introduction of an invading species, i.e. the initial invasion conditions.
O9 – Activités anthropiques et prédictions de la distribution de l’écrevisse de Louisiane Procambarus clarkii en Brenne L’écrevisse de Louisiane, Procambarus clarkii a colonisé une grande partie de l’Europe notamment suite à des introductions illégales. Elle est classée comme l’une des espèces exotiques ayant le plus d’impact sur les écosystèmes aquatiques entraînant le déclin de la biodiversité. En 2007, elle est signalée dans le “Parc naturel régional de la Brenne”. Zone humide d’importance internationale, classée Ramsar en 1991, la Brenne est l’une des plus grandes zones continentales françaises de ce type avec plus de 4000 étangs. Ces étangs (artificiels) sont traditionnellement utilisés pour la pisciculture : 2 000 tonnes de poissons sont pêchés chaque année. L’écrevisse a une expansion rapide car la majorité des étangs sont interconnectés. Des piégeages sont effectués par le parc et les propriétaires privés, mais il y a certains étangs qui ne subissent pas d’interventions. Pour aider à contrôler cette espèce, la présente étude consiste à prédire la dispersion de l’écrevisse en s’appuyant sur les outils SIG et l’occupation du sol. Dans un premier temps nous avons évalué les caractéristiques paysagères (méthode de régression logistique binaire) expliquant la distribution des écrevisses en s’appuyant sur la base de données du parc en termes de captures ainsi que sur la cartographie. Pour modéliser la dispersion future, les caractéristiques du paysage (usages, routes, réseau de cours d’eau, pente de terrain etc…) ont été converties et estimées. Les capacités à disperser par voie terrestre ont été aussi intégrées pour créer une carte de surfaces de friction. Cette carte permet d’identifier les futures voies d’invasion. SESSION 5 SESSION 5 Colloque de lancement du GdR ‘INVASIONS BIOLOGIQUES’ Session POSTERS
Poster 1 – Prevalence of crayfish plague pethigen in the invasive signal crayfish Pacifastacus leniusculus in France POSTER POSTER This study compiled the works started by Filipova et al (2013) on the prevalence of A. astaci in 45 populations of signal crayfish in France and those performed this year on 53 additional populations. Until now, 1026 individuals from 92 populations have been analyzed. Results showed that 53 populations are infected with a total of 251 infected individuals with level of infection ranged from A 2 to A5. There is statistical difference between size of individuals and level of infection (p > 0.05). Several hypothese could be proposed to explain the heterogeneity of level of infections among populations such founder effect during stocking, population density or physical/chemical differences between habitats. Some regions showed high prevalences of the crayfish plague in populations of P. leniusculus. Signal crayfish could be considered as serious threat to native crayfish. Some mass mortality related to signal crayfish strain have already been reported in France.
Poster 2 – L'invasion de la fourmi d'Argentine sur les petites îles méditerranéennes françaises : quel impact sur la myrmécofaune ? POSTER POSTER Le déplacement involontaire d'espèces est un facteur important pour l'économie mais surtout pour la conservation de la biodiversité. Ces déplacements, liés principalement au transport de marchandises, concernent particulièrement les Arthropodes. On estime à plus de 1 000 le nombre d'insectes introduits en Europe (2005). Près de 150 espèces de Formicidae ont été signalées en dehors de leur aire de répartition. Si la grande majorité de ces fourmis ne deviennent pas invasives, 5 espèces sont particulièrement répandues et considérées comme faisant partie des 100 espèces les plus invasives du monde. Parmi ces espèces, seule la fourmi d’Argentine Linepithema humile affecte la France métropolitaine. Son expansion est préoccupante sur le littoral méditerranéen, dont les écosystèmes, hotspots de biodiversité, sont gravement affectés par cette invasion. Les îles méditerranéennes constituent un terrain d’étude privilégié pour l'analyse de l'impact des taxons envahissants car il s'agit d'écosystèmes relativement simples et isolés. C’est pourquoi la myrmécofaune de deux îles provençales séparées par moins de 400m a été étudiée dans différentes formations végétales. Deux myrmécofaunes extrêmement dissemblables ont été observée. D’un côté, sur les 95 hectares de l’île des Embiez la domination de L. humile est écrasante. En effet, parmi plus de 1 000 observations seul un nid d'une autre espèce a été observé (Temnothorax lichtensteini). En revanche, sur l’île du Grand Rouveau, L. humile est absente des 5 hectares où l’on observe 17 espèces. Des recherches en cours devraient permettre d'estimer l'impact de cette pullulation sur la diversité des Coléoptères.
Poster 3 – Restauration des communautés d’arthropodes dans le contexte d’une éradication multi-invasives : Le cas de l’île de Bagaud (Parc national de Port-Cros) après éradication de Rattus rattus et de Carpobrotus spp. Les invasions biologiques sont reconnues comme l’une des menaces majeures pour la conservation de la biodiversité en contexte insulaire et de nombreux travaux ont été conduits à travers la planète pour restaurer la biodiversité des îles par des programmes d’éradication d’invasives majeures (Simberloff et al. 2013). Cependant, peu d’études scientifiques post-éradication ont été conduites, notamment pour l’évaluation des gains de biodiversité pour les communautés d’arthropodes. L’île de Bagaud dans l’archipel des îles d’Hyères (Var, France) est une Réserve intégrale dépendante du Parc national de Port-Cros (PNPC). Au cours des dernières décennies, elle a été soumise à deux perturbations majeures d’origine anthropique (Bourgeois et al. 2005), l’invasion des griffes de sorcière (Carpobrotus spp.) et celle du rat noir (Rattus rattus), deux espèces exotiques connues pour leurs effets particulièrement néfastes sur la flore et la faune des écosystèmes insulaires méditerranéens, notamment arthropodes (Palmer et Pons 1996 ; Kaiser-Bunbury et al. 2010). Dans un but de conservation de la biodiversité insulaire, le PNPC a lancé un programme décennal de restauration écologique qui implique l’éradication de ces 2 espèces invasives. La communauté des arthropodes de l’île a fait l’objet d’un état initial en 2010 et 2011, les éradications ont eu lieu en 2011 et 2012 et le premier suivi post-éradication a démarré en 2013. L’échantillonnage de la faune épigée est réalisé au moyen de pièges Barber répartis dans les différents milieux de l’île. Les effectifs d’individus dénombrés, tous taxa d’arthropodes collectés confondus, mettent en évidence une augmentation de facteur 2 entre 2011 et 2013. Yüklə 0,52 Mb. Dostları ilə paylaş:
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