Démogénétique Prédictive Des Dynamiques écologiques Et évolutives de Populations Dulçaquicoles Et Côtières Invasives

35042 RENNES _

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**Présentation INRAE**:
L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

**Environnement de travail, missions et activités**:
**Description de l’unité et de l’équipe d’accueil**:
L'UMR DECOD (Dynamique et durabilité des écosystèmes : de la source à l’océan) rassemble plus d’une centaine de chercheurs, ingénieurs et techniciens de laboratoires situés à Brest (IFREMER), Lorient (IFREMER), Nantes (IFREMER) et Rennes (INRAE et L’INSTITUT AGRO). Elle a pour ambition de contribuer à produire des connaissances pour anticiper les changements liés aux différentes pressions exercées par les activités humaines sur la biodiversité liée aux réseaux aquatiques continentaux et aux biomes côtiers et marins. Les résultats de ces recherches sont utilisés pour développer des outils et des méthodes d’évaluation de l’état des écosystèmes et des ressources exploitées, et donc d’aide à la décision pour la gestion. La thèse se déroulera sur le site INRAE Rennes de l’UMR.

**Missions et activités confiées**:
**_ Contexte_**

Les invasions biologiques sont des opportunités uniques pour étudier les processus d’évolution rapide face à des changements environnementaux soudains. Elles peuvent profondément perturber les écosystèmes, affectant chaînes alimentaires, fonctions écologiques et activités humaines. Ces espèces sont souvent surveillées par les gestionnaires et scientifiques, qui collectent des données sur leur biologie, diversité génétique et abondance. C’est notamment le cas des écrevisses invasives, des jussies, de certaines algues dulçaquicoles et côtières, des champignons pathogènes ou encore des truites introduites à Kerguelen. Ces suivis visent à comprendre les facteurs favorisant l’apparition, le maintien ou la disparition de ces populations invasives. Ils permettent par ailleurs de fournir des leviers d’action aux gestionnaires d’espaces naturels et d’éclairer les politiques publiques.

La démogénétique est un outil de choix dans ce contexte. Elle combine démographie et génétique du paysage pour modéliser et prédire les trajectoires des populations dans le temps et l’espace. Elle surmonte les limites des modèles de génétique des populations traditionnels face à des changements rapides de composition génétique et de fortes variations démographiques dans le temps et l’espace. Elle permet de suivre l’évolution des génotypes, des phénotypes et des dynamiques démographiques, en lien avec les données environnementales. Au-delà des invasions, la démogénétique éclaire les mécanismes d’adaptation rapide des populations. En permettant formellement d’exploiter les séries temporelles de suivis de populations, elle a pour but d’affiner les prédictions, de contribuer aux connaissances des processus évolutifs et écologiques impactant une ou quelques populations cibles, et d’améliorer la planification et la gestion écologique. La démogénétique présente l'intérêt de combler les écarts entre les différents objectifs du suivi de populations (e.g., comprendre les dynamiques écologiques et évolutives en cours, évaluer les stratégies de gestion, identifier les réponses biologiques des populations face aux nouvelles contraintes environnementales) et d'agréger les différentes questions dans un cadre commun adapté aux objectifs de suivi, à leurs échelles (populations contemporaines) et aux spécificités de leurs spatialités.

Dans ce contexte, notre équipe a développé un modèle mathématique formel de démogénétique spatiale sous forme de chaine de Markov et d’équations différentielles stochastiques, dont le calcul numérique est optimisé dans des algorithmes parallélisés (approche simplifiée exploitée déjà utilisées dans deux publications). Notre hypothèse principale est que les suivis de populations, dont une partie est génotypée, fournissent plus qu’une succession d’états mais bien des séries spatio-temporelles dont on peut tirer des inférences de vitesse et de direction (dynamiques) des processus biologiques, démographiques et écologiques en cours. En ce qui concerne les dynamiques de diversité génétique dans les populations changeant d’aires de répartition, notre hypothèse de travail est que ces populations se différencient des natives par les effets synergiques ou antagonistes de fondations répétées, des démographies locales, des flux migratoires et de la variabilité des succès reproducteurs locaux, en particuliers lors des premièr