Code : DYAD Semestre : M2S1 ECTS :3

DYAD : Dynamique adaptatives et co-évolution : concepts et modèles (ENS)

Localisation principale : ENS

Responsables :

CLAESSEN David, MC ENS et FERRIERE Régis, PR ENS

- Equipe EEM (Eco-Evolution Mathématique)
UMR 7625, CNRS/UPMC/ENS

- CERES-ERTI
24 rue Lhomond
75230 Paris cedex 05

- Téléphone : 01 44 32 27 21 (DC)
- Téléphone : 01 44 32 23 40 (RF)
- Fax : 01 44 32 27 27
- Mail : david.claessen_at_ens.fr, regis.ferriere_at_ens.fr

Effectifs prévus : 20 étudiants


Objectifs :

Les avancées récentes de la biologie des populations ont montré l’imbrication étroite des processus de régulation et d’adaptation des populations. Au sein d’une population, les caractéristiques individuelles (comportement, physiologie, traits d’histoire de vie, et leur plasticité) se combinent aux mécanismes d’interaction des individus (antagonistes ou coopératives) pour déterminer les caractéristiques de la population et donc les pressions de sélection qui s’exercent en retour sur la variation des phénotypes. Comment modéliser cette « rétroaction » éco-évolutive ? Ce cours présente les méthodes mathématiques les plus efficaces, développes depuis les années 1990, dont les applications ont profondément modifie notre compréhension des phénomènes d’évolution adaptative et de coevolution des espèces : évolution du comportement, des traits d’histoire de vie, de la plasticité phénotypique, du dimorphisme sexuel ; origine des espèces ; origine et dynamique évolution des réseaux trophiques, des interactions hote-parasite, des symbioses ; réponses adaptatives des communautés et des écosystèmes aux changements globaux. Le contenu des cours magistraux vise principalement a introduire les méthodes mathématiques. L’utilisation de ces méthodes générales, par l’analyse mathématique ou la simulation numérique, et la présentation de questions empiriques qui en offrent un terrain d’applications, motiveront les Travaux Personnels Encadrés des participants.

Thèmes abordés :

§ Modèles de dynamiques adaptatives.

Adaptation par variation-selection de caractères quantitatifs sujets à mutations de faible effet. Modélisation de la valeur sélective (fitness). Equation canonique des dynamiques adaptatives. Notion de singularité évolutive et classification de leurs propriétés. Conséquences des mutations à grands effets. Réponses aux changements globaux : analyse des bifurcations. Autres méthodes de modélisation : Théorie des jeux, Génétique quantitative, Equation de Price.

§ Analyse numérique.

Construction d’un algorithme de dynamiques eco-evolutives des populations. Mise en œuvre dans l’environnement du logiciel ZEN. Applications : spéciation chez des poissons d’eau douce (Salvelinus alpinus), co-évolution d’un système symbiotique, sélection sexuelle.

Organisation pédagogique :

Ce module associe l’apprentissage de méthodes de modélisation, l’utilisation de logiciels et l’étude bibliographique de phénomènes propres à recevoir l’éclairage théorique que permettent ces méthodes. Malgré son orientation générale, le module n’impose aucun pre-requis mathématique mais suppose un intérêt avéré des participants pour la modélisation. L’évaluation est basée sur la qualité des TPE.

Intervenants :

- David Claessen, MC (IBENS, ENS)
- Regis Ferrière, PU (IBENS, ENS).
- Nicolas Loeuille, PU (IEES, UPMC).
- Stéphane Legendre, IE (IBENS, ENS).

Voir en ligne : DYAD page sur ENS siteweb (avec programme)

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