Projet

Fig. 1. La boucle de rétrocontrôle éco-évolutive (BR2E). La sélection naturelle exercée par l'environnement peut induire des changements génétiques dans les populations (lien éco-évo). En retour, les changements phénotypiques peuvent modifier l'environnement en altérant la dynamique des populations (lien évo-éco).

Les modèles théoriques prédisent que les BR2E jouent un rôle central dans la dynamique et la persistance des systèmes prédateur-proie, des réseaux trophiques et des écosystèmes entiers. Des expériences au laboratoire sur des micro-organismes prédateurs-proies confirment ces prédictions. Cependant, malgré le besoin urgent d'améliorer notre capacité à prévoir la trajectoire des systèmes naturels dans un monde en mutation, l’existence des BR2E hors du laboratoire n’a pas été testée de manière rigoureuse.

Le projet BackOut repose sur le développement de nouveaux cadres de modélisation théorique et statistique permettant de détecter et de quantifier les BR2E à partir de deux grands types de données d'observation en milieu naturel :

·        Les données de capture-recapture avec pédigrée, rares car très coûteuses à produire, mais qui permettent potentiellement d’observer directement toutes les composantes des BR2E. Pour ce type de données, BackOut va développer des modèles intégrés combinant le « modèle animal » de la génétique quantitative et les modèles de capture-marquage-recapture utilisés en écologie.

·        Les séries temporelles d'abondance et de phénotype, qui sont beaucoup moins coûteuses et sont donc beaucoup plus souvent disponibles, mais qui ne fournissent que des informations indirectes sur les BR2E. Pour ce type de données, BackOut va développer de nouveaux modèles mécanistes qui seront ajustés à des séries temporelles de densité de population et de taille corporelle à l’aide de deux cadres statistiques innovants : les modèles mécanistiques-statistiques et les équations différentielles ordinaires neuronales.

La compréhension empirique des BR2E améliorera notre capacité à prédire la trajectoire de pratiquement n'importe quel système écologique, et les méthodes développées dans BackOut pourront donc intéresser une vaste communauté de biologistes. D'un point de vue appliqué, BackOut améliorera notre capacité à gérer les effets de multiples problèmes environnementaux, notamment la surexploitation (chasse, pêche), les invasions biologiques, le changement climatique, la fragmentation des habitats, les épidémies ou les résistances aux antibiotiques et aux pesticides.