Competitive interactions change the pattern of species co-occurrences under neutral dispersal

Non-random patterns of species segregation and aggregation within ecological communities are often interpreted as evidence for interspecific interactions. However, it is unclear whether theoretical models can predict such patterns and how environmental factors may modify the effects of species interactions on species co-occurrence. Here we extend a spatially explicit neutral model by including competitive effects on birth and death probabilities to assess whether competition alone is able to produce non-random patterns of species co-occurrence. We show that transitive and intransitive competitive hierarchies alone (in the absence of environmental heterogeneity) are indeed able to generate non-random patterns with commonly used metrics and null models. Moreover, even weak levels of intransitive competition can increase local species richness. However, there is no simple rule or consistent directional change towards aggregation or segregation caused by competitive interactions. Instead, the spatial pattern depends on both the type of species interaction and the strength of dispersal. We conclude that co-occurrence analysis alone may not able to identify the underlying processes that generate the patterns

Adaptive approximate Bayesian computation for complex models

Approximate Bayesian computation (ABC) is a family of computational techniques in Bayesian statistics. These techniques allow to fi t a model to data without relying on the computation of the model likelihood. They instead require to simulate a large number of times the model to be fi tted. A number of re finements to the original rejection-based ABC scheme have been proposed, including the sequential improvement of posterior distributions. This technique allows to de- crease the number of model simulations required, but it still presents several shortcomings which are particu- larly problematic for costly to simulate complex models. We here provide a new algorithm to perform adaptive approximate Bayesian computation, which is shown to perform better on both a toy example and a complex social model.Comment: 14 pages, 5 figure

Habitat quality, configuration and context effects on roe deer fecundity across a forested landscape mosaic

Effective landscape-scale management of source-sink deer populations will be strengthened by understanding whether local variation in habitat quality drives heterogeneity in productivity. We related female roe deer Capreolus capreolus fecundity and body mass to habitat composition and landscape context, separately for adults and yearlings, using multi-model inference (MMI) applied to a large sample of individuals (yearlings: fecundity=202, body mass=395; adults: fecundity=908, body mass=1669) culled during 2002-2015 from an extensive (195 km2) heterogeneous forest landscape. Adults were heavier (inter-quartile, IQ, effect size=+0.5kg) when culled in buffers comprising more arable lands while contrary to our prediction no effects on body mass of grassland, young forest or access to vegetation on calcareous soil were found. Heavier adults were more fertile (IQ effect size, +12% probability of having two embryos instead of one or zero). Counter-intuitively, adults with greater access to arable lands were less fecund (IQ effect of arable: -7% probability of having two embryos, instead of one or zero), and even accounting for greater body mass of adults with access to arable, their modelled fecundity was similar to or lower than that of adults in the forest interior. In contrast, effects of grassland, young forest and calcareous soil did not receive support. Yearling body mass had an effect on fecundity twice that found in adults (+23% probability of having one additional embryo), but yearling body mass and fecundity were not affected by any candidate habitat or landscape variables. Effect of arable lands on body mass and fecundity were small, with little variance explained (Coefficient of Variation of predicted fecundity across forest sub-regions=0.03 for adults). More variance in fecundity was attributed to other differences between forest management sub-regions (modelled as random effects), suggesting other factors might be important. When analysing source-sink population dynamics to support management, an average value of fecundity can be appropriate across a heterogeneous forest landscape

Human IFN-γ immunity to mycobacteria is governed by both IL-12 and IL-23

Hundreds of patients with autosomal recessive, complete IL-12p40 or IL-12Rß1 deficiency have been diagnosed over the last 20 years. They typically suffer from invasive mycobacteriosis and, occasionally, from mucocutaneous candidiasis. Susceptibility to these infections is thought to be due to impairments of IL- 12–dependent IFN-? immunity and IL-23–dependent IL-17A/IL-17F immunity, respectively. We report here patients with autosomal recessive, complete IL- 12Rß2 or IL-23R deficiency, lacking responses to IL-12 or IL- 23 only, all of whom, unexpectedly, display mycobacteriosis without candidiasis. We show that aß T, ?d T, B, NK, ILC1, and ILC2 cells from healthy donors preferentially produce IFN-? in response to IL-12, whereas NKT cells and MAIT cells preferentially produce IFN-? in response to IL-23. We also show that the development of IFN-?–producing CD4+ T cells, including, in particular, mycobacterium-specific TH1* cells (CD45RA-CCR6+), is dependent on both IL-12 and IL-23. Last, we show that IL12RB1, IL12RB2, and IL23R have similar frequencies of deleterious variants in the general population. The comparative rarity of symptomatic patients with IL-12Rß2 or IL-23R deficiency, relative to IL-12Rß1 deficiency, is, therefore, due to lower clinical penetrance. There are fewer symptomatic IL-23R– and IL-12Rß2–deficient than IL-12Rß1–deficient patients, not because these genetic disorders are rarer, but because the isolated absence of IL-12 or IL-23 is, in part, compensated by the other cytokine for the production of IFN-?, thereby providing some protection against mycobacteria. These experiments of nature show that human IL-12 and IL-23 are both required for optimal IFN-?–dependent immunity to mycobacteria, both individually and much more so cooperatively

DynIndic : mieux prendre en compte la dynamique des écosystèmes dans la conception d’indicateurs de qualité environnementale

National audienceLa protection et la gestion de l'environnement se basent de manière croissante sur des indicateurs variés, comme la richesse floristique et faunistique d'une zone, la présence d'espèces remarquables ou à protéger, ou la connectivité des espaces naturels. Ces indicateurs sont en général statiques et descriptifs. Statiques car ils cherchent à mesurer la qualité avérée ou probable d'un espace naturel à un instant t donné. Descriptifs car ils reposent sur des observations (présence d'une espèce ou structure paysagère), sans lien direct avec des modèles de dynamique écologique. Ce projet interne vise à amorcer une réflexion et recherche collective interdisciplinaire sur les façons de concevoir des indicateurs qui intègreraient des données et des modèles sur la dynamique d'un système socio-écologique. Il s'agit de développer de nouvelles méthodes pour inférer depuis les données biologiques disponibles des informations sur la dynamique probable du système écologique, et d'utiliser le ou les modèle(s) inférés sur la dynamique du système pour concevoir des indicateurs dynamiques. Ces indicateurs pourront soit utiliser des descripteurs statiques, mais cette fois en lien avec un modèle dynamique (comme la capacité de charge d'un paysage pour une espèce donnée) ou utiliser des descripteurs de la dynamique du système (comme l'évolution temporelle d'une structure de paysage ou la variabilité temporelle de la diversité spécifique du paysage). De tels indicateurs d'évolution seraient adaptés pour analyser des scénarios alternatifs de gestion de l'environnement, pour évaluer la viabilité et la résilience du système dans de tels scénarios, et pour concevoir des protocoles de gestion adaptative

Dynamique des écosystèmes, inférence statistique et cohérence

Ce mémoire recense une part essentielle de mes travaux de recherche. Ces travaux se sont intéressés initialement, et jusqu’à encore récemment, à l’étude de motifs statiques en écologie. Le but de ces travaux était de tirer de ces motifs, du sens sur la dynamique des systèmes étudiés. J’ai fait dans ce contexte largement appel à des modèles individus-centrés, et utilisé des méthodes d’inférence variées. Parmi ces méthodes d’inférence, les techniques ABC (Approximate Bayesian Computation) ont été souvent mobilisées. J’ai également effectué des travaux méthodologiques algorithmiques pour étendre le champ d’application de ces méthodes à des modèles coûteux en temps de calcul. D’un point de vue thématique, mes travaux se sont intéressés à des écosystèmes variés – forêt tropicale, prairies, forêt gérée, mais aussi dans une moindre mesure aux biofilms bactériens et aux communautés de poissons lacustres. La trame de fond de ces études était de comprendre comment les différences fonctionnelles entre individus influaient sur la dynamique des communautés qu’ils formaient. Plus récemment, mes travaux se sont davantage portés sur l’étude directe des dynamiques écologiques, via l’analyse de données temporelles de communautés. Les perspectives de recherche qui en découlent consistent à faire le lien entre des descriptions fines des processus biologiques ayant lieu à des petites échelles spatio-temporelles – qui peuvent être paramétrés à l’aide de données de terrain de type traits fonctionnels, et la dynamique des communautés qui en résulte à plus large échelle