Intégrer l’information Phylogéographique dans les mOdèles de niche pour améliorer les projections de reDistribution des espèces fAce au Réchauffement ClImatIque : le cas des espèces végétales des forêts tempérées européenneS [PODARCIS]
Contexte
Le changement climatique et la fragmentation des habitats sont deux composantes essentielles du changement global qui participent à la redistribution et à l’évolution des espèces, tant sur le plan spatial que temporel. Nombreuses sont les espèces animales, végétales ou microbiennes qui montrent effectivement une évolution de leur aire de répartition, de leur capacité de migration, de leur phénologie, de leur abondance et de leurs interactions biotiques et abiotiques en réponse à ces pressions naturelles et/ou anthropiques. La nature et l’ampleur des perturbations à venir restent néanmoins difficiles à prévoir et à anticiper, car elles varient selon les espèces en interaction avec leurs habitats, le tout dans un paysage changeant. Le sujet de thèse proposé repose sur une approche multiscalaire innovante fondée sur : l’acquisition de données empiriques en vue de décrire des patrons de diversité, la compréhension des mécanismes évolutifs à l’origine de la différenciation des populations, la projection de distributions d’espèces et la prise de décisions en termes de conservation (espèces menacées) ou de prévention (espèces nuisibles), le tout dans un contexte de réchauffement climatique. Trois espèces modèles de forêt tempérée européenne sont considérées : deux plantes forestières, Geum urbanum et Anenome nemorosa caractérisées par des capacités de dispersion différentes, ainsi qu’une tique forestière, Idoxes ricinus, le vecteur principal de la borréliose de Lyme en Europe occidentale. Trois piliers thématiques structurent à eux-seuls les étapes de la thèse :
i. La phylogéographie pour caractériser la distribution des lignées généalogiques. L’objectif de cette étape du travail est de caractériser la structure phylogéographique (cf. lignées génétiquement différenciées) des trois espèces modèles afin de décrire leur histoire démographique en regard des pressions climatiques subies.
ii. L’écologie fondamentale pour modéliser les espaces favorables à la persistance des espèces. Cette étape a pour but d’élaborer des modèles de distribution d’espèces (Species Distribution Models ou SDMs) adaptés à chaque lignée génétique différenciée (cf. étape (i)) et ceci pour chacune des trois espèces d’intérêt. A ce stade, des « SDMs lignée spécifique » seront comparés à des « SDMs simple niche » (cf. SDMs ne tenant pas compte de la structure phylogéographique des espèces étudiées) et ceci à différentes périodes (Pléistocène et Anthropocène).
iii. La génétique du paysage pour modéliser la perméabilité des milieux aux déplacements des organismes. Les projections de distribution spatialisée obtenue pour chaque lignée spécifique serviront de support pour construire des cartes de friction à partir desquelles sera quantifiée la connectivité paysagère. Cette étape vise à tracer les couloirs de migration nécessaires au maintien des métapopulations dans le but de les préserver, de les restaurer ou de les éviter. Sur la base des configurations spatiales et temporelles des habitats obtenues précédemment (cf. étape (ii)), des mesures de connectivité structurelle fondées sur la théorie des graphes et de la percolation seront mises en regard de mesures indirectes de connectivité fonctionnelle estimées au moyen de flux de gènes entre populations.
Mots clés :
Ecoépidémiologie, forêts tempérées, modèles prédictifs de distribution d’espèces, réchauffement climatique, structure génétique spatio-temporelle
Compétences / Pré-requis pour le (la) candidat(e) :
Statistiques spatiales, SIG, modélisation, génétique des populations, phylogéographie, programmation sous le logiciel R.
Profil du candidat souhaité : Master dans le domaine de l’écologie évolutive, bon niveau en statistiques capacité à s’exprimer, maîtrise de l’anglais (rédaction d’article scientifique, communication), goût pour le travail en équipe et capacité à travailler en autonomie.
Structure d’accueil
Laboratoire d’accueil : EDYSAN ou Ecologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (FRE 3498 CNRS – UPJV), 33 rue Saint Leu, 80000 Amiens
Financement : 50% région et 50% FEDER
Directeur de thèse : Annie GUILLER (PR), annie.guiller@u-picardie.fr, 03 22 82 75 76
Co-directeur de thèse: Jonathan LENOIR (MCU), jonathan.lenoir@u-picardie.fr, 03 22 82 54 67