Modèle de démogénétique environnemental
Auteur / Autrice : | Arnaud Becheler |
Direction : | Stéphane Dupas |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biologie |
Date : | Soutenance le 30/05/2018 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019) |
Laboratoire : Évolution, génomes, comportement et écologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Myriam Harry |
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Dupas, Myriam Harry, Solenn Stoeckel, Renaud Vitalis, Mathilde Carpentier, Christine Dillmann | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Solenn Stoeckel, L. Lacey Knowles |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les invasions biologiques étant des processus raisonnablement limités dans le temps et l’espace, elles fournissent un cadre propice à l’étude de modèles complexes par simulation numérique. Nous mettons à profit la méthode de Calcul Bayésien Approché (ABC) pour étudier l’invasion du frelon asiatique (Vespa velutina), en estimant les paramètres d’un modèle probabiliste démographique et génétique spatialement explicite. La croissance des populations dans chaque unité paysagère est décrite par une fonction des conditions environnementales locales, tandis que les flux migratoires entre populations sont tirés dans des lois dont les densités sont fonctions de la distance géographique à parcourir. Certains paramètres de ces fonctions sont inconnus et doivent être estimés. Conditionnellement à la démographie, un processus de coalescence permet de simuler l’histoire génétique de l’échantillon. Une fois la simulation achevée, la procédure ABC permet de accepter/rejeter les valeurs de paramètres en fonction de la plausibilité des données génétiques qu’ils permettent de générer. La comparaison de modèles étant une étape clé de la méthodologie ABC, cela impose que différentes versions de simulateurs de coalescence puissent être rapidement développées. A cette fin, cette thèse propose Quetzal, une bibliothèque assez générale pour pouvoir aisément s’adapter à un grand nombre de modèles possibles, et qui inclue des algorithmes originaux et génériques. Les principaux concepts de programmation permettant d’utiliser et d’étendre Quetzal sont également exposés à travers les différents chapitres. Enfin, nous mettons à profit les particularités du contexte d’étude du frelon asiatique pour développer une méthodologie spécifique reposant sur le formalisme des partitions floues et qui permet, en recentrant l’analyse sur les processus démographiques très récents, de réduire le nombre d’hypothèses, le nombre de paramètres et le coût simulatoire de l’analyse.