Soutenance de thèse de Joséphine Broussin : « Amélioration des modèles de niche écologique : pseudo-absences et intégration du biotique. Cas d’étude de la morue de l’Atlantique (Gadus morhua) », jeudi 19 décembre 2024, à 14 H

Le changement climatique modifie les patrons de distribution des espèces, en entraînant une disparition des populations vivant à leurs limites chaudes et une augmentation des populations vivant à leurs limites froides. En fonction des espèces, ces mouvements de distribution n’agissent pas à la même vitesse ni aux mêmes endroits, ce qui entraîne un remaniement de la composition des écosystèmes et de leurs interactions biotiques. Pour permettre la mise en place de plans de conservation pro-actifs et efficaces, il est essentiel de prendre en compte, et donc d’anticiper, ces bouleversements. Les modèles de niche écologique permettent une prédiction des futures distributions d’espèces en apprenant des relations passées et actuelles des présences et des absences de l’espèce avec leur environnement. Malgré une simplicité théorique, ces modèles sont encore confrontés à une multitude de défis méthodologiques. Cette thèse en aborde deux principaux, en utilisant la morue de l’Atlantique (Gadus morhua) comme modèle d’étude. Le premier défi vient du manque de données d’absences des espèces, poussant les utilisateurs à générer des « pseudo-absences » dans l’espace géographique. Cet espace est hétérogène dans sa représentation, biaisant les pseudo-absences et les résultats de modélisation. Pour éviter cet écueil, une nouvelle méthode est proposée, générant les pseudo-absences dans l’espace écologique. Le deuxième défi vient de la non-intégration des interactions biotiques dans les modèles, liée à l’idée que les variables climatiques sont suffisantes pour expliquer les distributions d’espèces à l’échelle globale. Cependant, cette idée est remise en cause et l’ajout du biotique dans les modèles de niche contribue à leur amélioration. Je propose ici de filtrer le modèle de la morue par celui de ses proies principales afin de voir si l’intégration des relations trophiques d’une espèce très généraliste peut tout de même améliorer les modèles. La prise en compte de ces deux défis, pseudo-absences et biotique (trophique), a grandement affiné le modèle de niche écologique de la morue de l’Atlantique, offrant ainsi un outil plus robuste pour projeter l'évolution de sa distribution face au changement climatique.

Summary:

Climate change is altering the distribution patterns of species, leading to the disappearance of populations living at their warmer limits and an increase in populations living at their colder limits. Depending on the species, these distribution movements do not act at the same speed or in the same places, resulting in a reshuffling of the composition of ecosystems and their biotic interactions. To enable pro-active and effective conservation plans to be put in place, it is essential to take account of, and therefore anticipate, these upheavals. Ecological niche models enable us to predict future species distributions by learning from past and present relationships between species' presence and absence in their environment. Despite their theoretical simplicity, these models still face a multitude of methodological challenges. This thesis tackles two of the main ones, using the Atlantic cod (Gadus morhua) as a study model. The first challenge arises from the lack of species absence data, leading users to generate “pseudo-absences” in geographic space. This space is heterogeneous in its representation, biasing pseudo-absences and modeling results. To avoid this pitfall, a new method is proposed, generating pseudo-absences in the ecological space. The second challenge arises from the non-integration of biotic interactions in models, linked to the idea that climatic variables are sufficient to explain species distributions on a global scale. However, this idea is being challenged and the addition of biotics to niche models is helping to improve them. Here, I propose to filter the cod model through that of its main prey species, to see whether integrating the trophic relationships of a very generalist species can still improve models. Taking into account these two challenges, pseudo-absence and biotic (trophic), has greatly refined the ecological niche model of Atlantic cod, providing a more robust tool for projecting the evolution of its distribution in the face of climate change.

Mots clés : Modélisation de niche écologique, méthode, changements climatiques, hindcasting, forecasting, plateau Nord-Ouest Européen