Écologie des communautés neutralistes : inférence des paramètres des modèles à l'aide de la composition spécifique en forêt tropicale

par Champak Beeravolu Reddy

Thèse de doctorat en Biologie des populations et écologie

Sous la direction de Pierre Couteron et de Raphaël Pélissier.

Le président du jury était Finn Kjellberg.

Le jury était composé de Pierre Couteron, Raphaël Pélissier, Pascal Monestiez.

Les rapporteurs étaient Timothy Keitt, Olivier Hardy.


  • Résumé

    La compréhension de la dynamique des forêts tropicales hyperdiverses a toujours été un défi en écologie. Historiquement les modèles se basant sur le concept de la niche ou la courbe logistique ont montré leurs limites lorsqu'il s'agissait d'expliquer la diversité d'espèces en forêt tropicale. L'arrivée des modèles neutres en écologie a permis d'exprimer dans un cadre mathématique l'échantillonnage des forêts tropicales, ouvrant de nouvelles perspectives. Ces modèles, très réduits en nombre de paramètres, ont été développés depuis la génétique des populations. Encore peu explorés, ces modèles considèrent les espèces comme étant fonctionnellement équivalentes entre elles. Pour commencer, nous réexaminerons les avancées récentes dans ce domaine extrêmement actif, pour discuter ensuite du développement futur de ces modèles. Dans un second temps, nous analyserons l'inférence des paramètres neutres, afin d'établir ce lien important entre modèles théoriques et données du terrain. De plus, nous introduirons un nouvel estimateur du paramètre décrivant la richesse d'espèces rencontrées dans ces forêts. Ces résultats seront mis en perspective par l'utilisation des données de terrain provenant des forêts sempervirentes des Ghâts Occidentaux d'Inde ainsi que des forêts humides autour du Canal du Panama. Nous testerons également ces approches sur des simulations variées. Finalement, nous essayerons d'évaluer la pertinence des estimations du paramètre de migration en les comparant avec les distances de dispersion des graines observées en forêt tropicale.

  • Titre traduit

    Neutral Community Ecology : inferring model parameters from species composition data with reference to tropical forests


  • Résumé

    Understanding the dynamics of highly diverse communities such as tropical forests has always been a challenging task in ecology. Historically, simplified logistic models and complex niche theories have had a limited success in explaining the species diversity and composition in a tropical context. With the advent of neutral models, we have an original quantitative framework in terms of a sampling theory which opens new perspectives in the field of tropical community ecology. These parsimonious models originally developed from existing theories in population genetics, have a highly selective interpretation of niche theory defined as the functional equivalence of species which has been insufficiently explored. To begin with, we review recent advances of this extremely active field and provide insights into future developments of this theory. Further on, we provide a detailed account of parameter inference which is the crucial link between theoret ical models and field data. In addition, we improve on existing approaches by introducing a novel estimator for the parameter explaining the species richness found in these forests. These results are put into perspective by using field data from the wet evergreen forests of the Western Ghats region of India and the tropical rain forests around the Panama Canal Watershed. Our results are also rigorously tested using simulations of neutral community composition. Lastly, we provide insights into whether parameter inferences dealing with immigration correspond to the seed dispersal distances typically found in tropical forests.

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