Interaction entre immigration et évolution au cours de l`assemblage
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Interaction entre immigration et évolution au cours de l'assemblage des communautés Vincent Calcagno, Nicolas Mouquet, Philippe Jarne, Patrice David Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier L'assemblage des communautés : les ingrédients A balance between local and regional processes Interactions écologiques (compétition, prédation...) Immigration de = sélection naturelle entre espèces nouvelles espèces à (determinisme local) partir d'un pool régional Fluctuations aléatoires des abondances (dérive des effectifs, extinctions) (Co)Evolution des espèces de la communauté Ricklefs 1987 Assemblage des communautés : la recette Mutation Immigration Sélection naturelle Fluctuations stochastiques Quelle dose de mutation et quelle dose d'immigration ? immigration++ mutation++ Roderick & Gillespie 1998 Quelle dose de mutation et quelle dose d'immigration ? radiation zone Whittaker (1998) Rôles respectifs de l'évolution et de l'immigration Jansen et al. 1999 : l'évolution SEULE peut assembler une communauté de plusieurs espèces Time (x 2500 seasons) Rôles respectifs de l'évolution et de l'immigration Bonsall et al. 2004: l'évolution SEULE peut produire au final les mêmes communautés que l'immigration SEULE «Niches» discrètes Approche phénotypique (dynamique adaptative) Evolution directionnelle: bien décrite Point de branchement = spéciation ? - condition nécessaire mais pas suffisante - timing de la séparation indéterminé Difficile de se passer de la génétique ! Questions: 1. Que se passe-t-il lorsque immigration et évolution agissent ensemble ? 2. L'évolution peut-elle tout de même avoir un rôle important lorsqu'elle se limite à de l'évolution directionnelle ? Un exemple simple Métacommunauté structurée par un compromis entre compétition et colonisation (1) Dynamique écologique 1 Déplacements compétitifs 0 2 - Colonisation de sites vides (taux c) - Extinction de sites (taux µ) Calcagno et al. 2006 (1) Dynamique écologique Compromis compétitif (1) Dynamique écologique Intensité du trade-off 0 Tilman (1994) 0 m ée Pr ion pt Coexistence de plusieurs espèces Compétition symétrique 1 Yu & Wilson (2001) Calcagno et al. 2006 (2) Modélisation de l'assemblage de la communauté mutation immigration Temps Entre deux évènements: dynamique écologique, et possibilité d'extinction de certaines espèces Taux de mutation Taux d'immigration (2) Modélisation de l'assemblage de la communauté δ Mutation pi ci Pool régional Immigration µ cmax (3) Méthodes et simplifications Mutation bien plus fréquente que l'immigration : équilibre évolutif atteint / Dynamique adaptative Monte Carlo complet N + Mutation et immigration rares : entre 2 évènements l'équilibre écologique est atteint Monte Carlo sur la séquence de mutations/immigrations Dynamique écologique déterministe (pas de stochasticité) (4) Objectifs / (1) Evolution seule c Temps Pas de branchement: l'assemblage ne progresse pas (2) Immigration seule Nombre d'espèces Nombre d'immigrants arrivés Evolution + immigration ? Enseignements de la dynamique adaptative Fitness d'invasion: - Changements du trait des espèces au cours de l'évolution - Possibilité pour un immigrant de s'installer - Impact de cet immigrant sur la communauté (pour une ou deux espèces!!) Une espèce immigrante peut-elle s'installer ? résistance à l'invasion => importance de l'immigration Probabilité qu'une espèce qui envahit s'ajoute à la communauté sans éliminer un espèce déjà présente ? résistance au remplacement => impact de l'immigration Exemple pour une espèce Temps La résistance à l'invasion diminue au cours de l'évolution Exemple pour une espèce Temps La résistance au remplacement augmente au cours de l'évolution Prédictions (1) Nombre d'espèces Nombre d'immigrants arrivés = 50 δ = cmax/100 Prédictions (2) «Age» de l'espèce Taux de colonisation Running... Bilan L'évolution, même si elle n'affecte pas en soi la diversité, peut fortement changer la dynamique d'assemblage des communautés. Coopération entre évolution et immigration: l'évolution canalise le travail de l'immigration. Effets de la stochasticité, effets sur d'autres propriétés des communautés... En perspective - Obtenir des résultats généraux, pour différents modèles de coexistence écologique - Quantifier les taux relatifs d'immigration et d'évolution dans de véritables communautés - Quelles sont les caractéristiques du pool régional d'espèces? Quelle est la distribution des traits au sein des espèces immigrantes ? - Mieux comprendre les interactions entre mutations d'effet faible et mutations d'effet fort dans les systèmes adaptatifs Merci
