Rapport Scientifique UMR 7625 - Ecologie & Evolution - Université ...

UMR 7625 UPMC/ENS/AgroParisTech/CNRS
Ecologie & Evolution
Vol. 2
II – Dossier Scientifique
III – La Formation Permanente
IV – L’Hygiène et la Sécurité

UMR 7625 UPMC/ENS/AgroParisTech/CNRS
Ecologie & Evolution
II – DOSSIER SCIENTIFIQUE 3
II.1a – UMR 7625 : RAPPORT SCIENTIFIQUE 4
II.1a.1. Evolution structurelle de l'Unité 4
II.1a.2. Fonctionnement de l'Unité 8
II.1a.3. Conclusions générales 17
II.1a.4. Bilan scientifique par équipe 18
Equipe Biodiversité et Fonctionnement des Systèmes Ecologiques 18
Equipe Ecologie du Comportement 18
Equipe Eco-Evolution Mathématique 23
II.1b – UMR 7103 : RAPPORT SCIENTIFIQUE 32
II.1b.1 Vue globale 33
II.1b.2 Bilan scientifique par équipe 34
Equipe Coévolution Expérimentale 34
Equipe Immunologie evolutive 44
II.1b.3. - Utilisation des crédits 51
II.2 – PRODUCTION SCIENTIFIQUE 2004–2007 52
II.2a. UMR 7625 « Fonctionnement des Systèmes Ecologiques » 52
OUVRAGES DE VULGARISATION 82
AUTRES PUBLICATIONS 83
2006 84
II.2b. UMR 7103 « Parasitologie Evolutive » 84
II.3 — PROJET SCIENTIFIQUE 2009-2012 100
II.3.1. Nouvelle structure interne 100
II.3.2. Projets détaillés des équipes 103
Equipe Changements Globaux et Processus Adaptatifs 103
Equipe Evolution des Sociétés Animales 110
Equipe Eco-Evolution Mathématique 114
Equipe Interactions Hôtes-Parasites 119
Equipe Ecologie des Populations et des Communautés 122
II.3.3. Mise en oeuvre du projet de l'Unité 124
II.3.4. Conclusions générales 126
II.3.5 Annexes 127
III – LA FORMATION PERMANENTE 129
IV – L'HYGIENE ET LA SECURITE 133
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UMR 7625 UPMC/ENS/AgroParisTech/CNRS
Ecologie & Evolution
II – DOSSIER SCIENTIFIQUE
Depuis sa création, l’UMR 7625 poursuit le projet d’intégrer, au sein d’une même unité de recherche,
l’étude des systèmes écologiques à tous leurs niveaux d’organisation – du gène à l’écosystème. Ses
performances scientifiques (mesurées par le nombre de publications dans les meilleures revues
internationales), ses recrutements récents, son positionnement dans les programmes nationaux et
internationaux de financement de la recherche, le “grand projet” d’Ecotron à la Station biologique de
l'ENS à Foljuif dont elle porte la responsabilité scientifique – l’ensemble de ces données tracent pour
l’UMR 7625 les perspectives d'une riche activité scientifique au plus haut niveau d'excellence.
L‘UMR 7103 « Parasitologie Evolutive » fut créée à partir de l‘équipe « Interactions Hôtes-Parasite » de
l'UMR 7625 pour concentrer les efforts dans ce domaine de recherche et ouvrir des nouveaux axes de
recherche vers l'épidémiologie et la santé publique. La considération de la production de cette UMR
pendant la période de référence démontre que scientifiquement elle fut un succès éclatant. Le départ
d’une partie significative de ses effectifs qu’elle a néanmoins atteint sa viabilité en tant qu’UMR
indépendante. Depuis quelques années l’UMR 7625 et 7103 sont donc en voie de réunification, ce qui
résulte de ce rapport joint des deux UMR.
11 octobre 2007
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UMR 7625
Minus van Baalen, directeur
Régis Ferrière, directeur-adjoint
UMR7103
Oliver Kaltz, directeur
Claire Tirard, directeur-adjoint

II.1a – UMR 7625 : RAPPORT SCIENTIFIQUE
Au cours des dix dernières années, l’UMR 7625 fut le pivot des principales opérations de
structuration de la recherche et de l’enseignement de l’écologie et de l’évolution en région
parisienne : la création au MNHN des Départements d’Ecologie (Robert Barbault) et
d’Evolution (Michel Veuille), et le profond renouvellement, sous l’impulsion de Luc Abbadie,
de l’UMR 7618 de Biogéochimie des Ecosystèmes Continentaux. A ces opérations franciliennes
s’est ajouté un nombre important de mouvements de chercheurs vers les universités et centres
de recherche de province. Dans le même temps, l’UMR 7625 réalisait des recrutements de très
grande qualité ; assurait le financement de ses activités en remportant sept contrats de
recherche importants ; se positionnait au premier plan parmi les laboratoires d’accueil de son
Ecole Doctorale de rattachement ; endossait la responsabilité scientifique, technique et
administrative du développement des “grands équipements” de recherche écologique à la
Station biologique de l'ENS à Foljuif. L'UMR a donc connu une période quadriennale
particulièrement dynamique, marquée dans sa deuxième moitié par l'amorce d'une opération
de fusion avec l'UMR 7103 Parasitologie évolutive, par le rapprochement de l'équipe Ecologie
des Populations et des Communautés de l'AgroParisTech, et par l'essor du nouveau Centre de
Recherche en Ecologie Expérimentale et Prédictive (CEREEP) à la Station de Foljuif.
II.1a.1. Evolution structurelle de l'Unité
L’UMR 7625 « Fonctionnement et Evolution des Systèmes Ecologiques » est une Unité Mixte de
Recherche de l’Université Pierre et Marie Curie, du CNRS et de l’Ecole Normale Supérieure.
Au 1er octobre 2007, l’UMR 7625 compte 31 personnes statutaires (11 ITA/ITARF, 8
chercheurs CNRS, 12 enseignants-chercheurs (relevant de nos trois tutelles mais également
d’autres établissements d’enseignement supérieur) et gère, avec les étudiants en thèse, postdoctorants
et visiteurs un peu plus de 50 personnes au total.
Au cours de la période quadriennale de référence, deux équipes d’égale importance
structurent l’Unité : Ecologie du Comportement et Éco-Évolution Mathématique. L’Unité est,
de plus, dotée d’un ensemble de services généraux mutualisés avec l'UMR 7103 Parasitologie
Evolutive.
L'UMR est bilocalisée, une partie se situant au Département de Biologie de l’École Normale
Supérieure (rue d'Ulm), l’autre partie, sur le campus Jussieu de l’Université Pierre et Marie
Curie (quai Saint-Bernard).
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Orientations scientifiques des équipes
Pendant la période 2004-2007, le fonctionnement de l'UMR 7625 s'est organisé autour de ses
deux grandes équipes (voir organigramme 2004-2007) :
• L’équipe Ecologie du Comportement, comprend 9 chercheurs et enseignants-chercheurs
permanents (2 CR2, 1 CR1, 1 DR2, 5 MC), 1 ingénieur d’étude et 3 techniciens CNRS, et 1 ATER
post-doctorant.
• L’équipe Eco-Evolution Mathématique, comprend 8 chercheurs et enseignants-chercheurs
permanents (2 CR2, 1 CR1, 3 MC, 1 PR2, 1 PR1 membre IUF), 1 ingénieur de recherche et 1
ingénieur d’étude CNRS, 1 technicienne UPMC.
Les travaux de l’équipe Ecologie du Comportement visent à élucider les causes proximales et
ultimes de la variabilité phénotypique chez l’individu au cours de son développement, entre
individus au sein d’une population, entre populations au sein d’une espèce, et entre espèces
dans leur contexte phylogénétique. Les caractères étudiés sont naturellement soumis à de fortes
pressions sélectives: comportement social, dispersion, stratégie de reproduction, choix du
partenaire. La variabilité de ces caractères fait l’objet d’approches expérimentales en conditions
contrôlées, au laboratoire ou en milieu semi-naturel, d’analyses observationnelles (suivis
individuels à long terme en conditions naturelles), et d’analyses comparatives à base
phylogénétique. Les modèles biologiques utilisés incluent le lézard vivipare Lacerta vivipara et
plusieurs espèces d’insectes sociaux (fourmis, guêpes).
L’équipe Eco-Evolution Mathématique associe mathématiciens et biologistes dans l’étude des
interactions de la stochasticité des processus individuels et de la non-linéarité des processus
populationnels. La variabilité démographique et génétique des individus influence
profondément la structure et la dynamique de leur environnement – de la population aux
communautés d’espèces en interaction ; en retour, des propriétés dynamiques de
l’environnement émanent les signaux perçus par les individus au cours de leur vie et les
pressions sélectives subies par les générations phénotypiques successives. Cette rétroaction
individus-environnement fait l’objet d’approches mathématiques nouvelles. Les techniques de
modélisation ainsi développées ont un vaste champ d’applications que l’équipe EEM explore
dans plusieurs directions : évolution des stratégies biodémographiques et de leur plasticité,
évolution de la coopération et des mutualismes interspécifiques, évolution des interactions
hôtes-pathogènes, dynamiques non-linéaires des invasions et des épidémies, dynamiques des
petites populations et analyse prévisionnelle des risques d’extinction.
Opération de fusion des UMR 7625 et 7103
La dynamique de l’UMR 7625 donna lieu, en 1998, à la création de l’équipe Parasitologie
Evolutive. La croissance de cette équipe et ses perspectives de développement dans le contexte
“parasitologique” de l’UPMC conduisirent à son indépendance, concrétisée en 2000 par la
naissance de l’UMR 7103. Regroupant des chercheurs de premier plan international, cette
UMR n’a pourtant pas pu atteindre ses objectifs de fonctionnement – se heurtant notamment
aux obstacles que son installation matérielle rencontra. Ces difficultés se sont soldées par les
départs de Jacob Koella, professeur UPMC, vers le Royaume-Uni ; de Christine Müller-Graf,
maitre de conférences UPMC, vers l’Allemagne ; de Gabriele Sorci, alors chargé de recherches
CNRS, vers l’Université de Dijon.
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L'évolution de l’UMR 7103 nous a naturellement conduit à reconsidérer la place de la
parasitologie évolutive au sein d’une seule UMR réunifiée. Ainsi la fusion proposée
s’imposa-t-elle comme une nécessité structurelle portée par une forte convergence thématique,
dont témoignent les principales directions de recherche poursuivies par les équipes des deux
UMR. La production scientifique de l’UMR 7625 au cours des trois dernières années, les
recrutements effectués en 2005 et 2006 et les dix programmes de recherche financés par l’ANR
qui y sont développés, ont fait apparaitre l’importance de l’étude des interactions hôtesparasites
dans l’activité scientifique de l’Unité – étude développée en quatre volets principaux:
+ l’évolution de la virulence et de la résistance dans un contexte écologique explicite,
+ les dynamiques de populations pathogènes dans le contexte des changements climatiques,
+ l’influence du parasitisme sur l’évolution des comportements sociaux,
+ l’origine et l’évolution des interactions symbiotiques et des stratégies parasites ou
mutualistes.
S’appuyant sur ces orientations thématiques communes, les équipes des UMR 7625 et 7103
apportent à l’Unité fusionnée une capacité unique d’intégration théorie/expériences dans
l’analyse écologique et génétique des processus de coévolution.
Accueil de l'Equipe Ecologie des Populations et des Communautés (AgroParisTech)
La capacité de recherche de l’UMR en écologie des interactions multispécifiques s’est vue
renforcée depuis le premier trimestre 2007 par l’accueil de l’équipe Ecologie des Populations
et des Communautés, dirigée par Roger Arditi et associée à AgroParisTech (ex INA-PG). Les
travaux de cette équipe portent notamment sur la structure et la dynamique des réseaux
trophiques, et les conséquences des interactions trophiques sur la dynamique et les risques
d’extinction des populations. Nicolas Loeuille, recruté en 2006 par l’UMR 7625, rejoindra cette
équipe dès que l'installation de celle-ci dans les locaux de l'UMR 7625 sera achevée. D’autres
éléments de reconfiguration seront envisagés, dans le but de favoriser les synergies entre toutes
les équipes de l’UMR ainsi agrandie. Afin de mieux accueillir l’équipe Dynamique des
Populations et des Communautés, l’UMR propose que AgroParisTech soit rajouté au collège
des tutelles.
La Station biologique de l'ENS à Foljuif
Depuis janvier 2006, l’UMR 7625 assume la pleine responsabilité du développement du
Centre de Recherche en Ecologie Expérimentale et Prédictive (CEREEP) à la Station
biologique de l’ENS à Foljuif (Seine-et-Marne). Cette structure d’ampleur internationale est
destinée à mettre à la disposition de la communauté scientifique francilienne un “grand
instrument” d’écologie expérimentale. Certains plateaux techniques (métapopulations
expérimentales, tentes à pollinisateurs) sont déjà opérationnels ; la qualité et la portée des
travaux expérimentaux qu’ils permettent ont été matérialisées depuis 2003 par une série de
publications de haut niveau (Nature, PNAS, PLoS, Proceedings B). Le nouveau plateau
écotronique, dont le prototype est en cours de construction, est destiné à étudier
expérimentalement les réponses écologiques et évolutives d’écosystèmes artificiels soumis à
des changements environnementaux rigoureusement contrôlés. Ainsi l’Ecotron du CEREEP
positionnera-t-il l’UMR sur le front international de la recherche expérimentale en écoévolution.
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II.1a.2. Fonctionnement de l'Unité
Les moyens de l’Unité sont résumés ci-après en trois catégories: moyens financiers (dotation,
ressources sur contrats), moyens humains (“démographie” de l’Unité) et moyens techniques
(présentation des services communs).
Moyens financiers
• Evolution de la dotation
L'UMR 7625 reçoit des dotations de deux de ses tutelles, le CNRS et l'Université Pierre et Marie
Curie-Paris6. Depuis le 1er janvier 2005, date d’officialisation du rattachemement de l'équipe «
Biodiversité et Fonctionnement des Systèmes Ecologiques » à l’UMR 7618, la dotation de
l'UPMC, qui est fixée dans son plan quadriennal, n'a pas varié (101k€). La dotation du CNRS,
révisée annuellement, s'est modifiée légèrement, en réponse à la réduction du nombre des
chercheurs (120 k€ en 2006). La dotation de l’ENS est beaucoup plus faible et ne couvre
essentiellement que les charges locales.
• Financements sur contrats
Au cours des quatre dernières années, l’UMR a bénéficié de ressources sur contrats au titre de
plusieurs programmes d’ACI : Jeunes Chercheurs, Biodiversité, Invasions Biologiques, Bioinformatique.
L’activité du laboratoire est soutenue, depuis 2005, par dix contrats ANR.
+ Le projet MAEV (Modèles Aléatoires pour l’Evolution du Vivant, ANR “Blanche” 2006)
associe l’équipe EEM à quelques unes des meilleures équipes nationales de mathématiques en
théorie des probabilités et analyse numérique. Le projet vise au développement de nouvelles
méthodes de modélisation et à leurs applications dans les domaines de l’évolution moléculaire
(phylogénie, coalescence), de la dynamique des populations (quasi-stationnarité, extinction) et
de l’adaptation (dynamiques éco-évolutives).
+ TRANSBIODIV (Biodiversité Transpécifique Neutre et Fonctionnelle, ANR 2005) réunie
les unités de génétique évolutive de Gif-sur-Yvette, Orsay, Lille, Montpellier et l’équipe EEM
au sein d’un projet destiné à quantifier la biodiversité trans-spécifique, c’est-à-dire la part de la
biodiversité génétique (polymorphisme nucléotidique) partagée entre espèces fortement
apparentées. La composante dominante du projet est méthodologique, et les applications
portent sur des espèces modèles, animales (souris, drosophile) et végétales (Arabidopsis, chêne
et plusieurs espèces domestiques).
+ GMBIOIMPACT (Flux de Transgènes et Impact sur la Biodiversité, ANR 2005) positionne
l’UMR dans un axe de recherche en génétique écologique des plantes, en partenariat avec
l’UPS, l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier et plusieurs unités INRA. Focalisé
sur l’évaluation et la prévision des flux de gènes dans les paysages agricoles, le projet intègre
expérimentation, méthodologie statistique, modélisation mathématique et applications à la
gestion.
+ Le réseau BIOSCOPE (L’Observatoire du Vivant en Méditerranée) associe INSERM, CNRS,
INRA, IRD, CIRAD et Universités autour de l’observation, de l’interprétation et de la prévision
des dynamiques épidémiologiques d’agents infectieux émergents chez l’homme et plusieurs
espèces animales de référence, dans le contexte des changements climatiques et des
déplacements d’espèces. Ce projet s’articule autour des pôles santé, environnement et
modélisation ; il propose un rapprochement d’envergure internationale entre virologie,
microbiologie, écologie des invasions, épidémiologie mathématique et modélisation des
processus de coévolution hôtes-parasites.
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+ Le projet REMIGE (ANR 2005) se propose d’analyser et de prédire comment la variabilité de
l’environnement, à différentes échelles spatiales et temporelles, influence la structure et la
dynamique des écosystèmes marins. Les prédateurs marins supérieurs sont utilisés comme
bioindicateurs, et la dynamique des niveaux trophiques inférieurs est reconstruite à partir du
couplage de modèles d’écosystèmes et de circulation océanique.
+ Le projet FISSION, coordonné par Thibaud MONNIN (ANR 2007), porte sur l’origine
évolutive, la signification adaptive et les conséquences écologiques de la diversité des stratégies
de reproduction dans les sociétés animales. Chez les espèces eusociales, où seul un ou quelques
membres de la société se reproduisent, les mécanismes individuels qui déterminent la
production de nouvelles colonies forment un trait d’histoire de vie crucial, directement lié à la
valeur sélective des individus puisque la colonie est l’unité de reproduction. Ce projet propose
une approche intégrative, écologie comportementale, écologie chimique, modélisation
mathématique et analyse phylogénétique, de la reproduction des groupes sociaux par fission.
+ Le projet INFORMATION (ANR 2005) relève l’un des grands défis de la biologie de
l’évolution: comprendre les mécanismes informationnels sous-tendant l'héritabilité. Des
travaux récents ont souligné la place prépondérante, mais négligée, de l'apprentissage dans
l'héritabilité du comportement – l'information non génétiquement acquise peut rendre héritable
certains comportements que l'on croyait uniquement codés génétiquement. Cette découverte
majeure souligne la nécessité d'une théorie générale de l'information en biologie. Le but de ce
projet est d'analyser théoriquement et expérimentalement le rôle de l'information en évolution
et ses conséquences écologiques et évolutives.
+ Le projet EXTINCTION (programme ANR Jeunes Chercheurs 2007), coordonné par Jean-
François LE GALLIARD, rassemble des chercheurs de plusieurs équipes de l’UMR, auxquels
s’associent François ROUSSET (CNRS UMR 5554, Montpellier) et Alexandre ROBERT (MNHN
UMR 5173, Paris) autour d’un projet intégré expérimentation/modélisation visant à évaluer
l’effet des interactions entre principaux facteurs de l’extinction des petites populations sexuées
(stochasticité démographique et environnementale, effets de Allee). Les ressources de ce projet
sont complétées par une financement Région Ile-de-France, dans le cadre du Réseau de
Recherche sur le Développement Soutenable (R2DS), qui autorisera le recrutement d’un
doctorant et d’un chercheur post-doctorant.
+ Le projet « Impact du changement climatique sur les ectothermes terrestres » (programme
ANR Jeunes Chercheurs 2007), coordonné par Olivier LOURDAIS (CEBC, CNRS) associe
Sandrine MEYLAN comme partenaire direct.
+ Le projet « Vers un nouveau fonctionnement des méta-populations » (programme ANR
Blanche 2007), coordonné par Jean CLOBERT (SBEX - USR 2936) associe Manuel MASSOT,
Michel BAGUETTE (UMR 7179), Xavier BONNET (CEBC CNRS), Luc ABBADIE (UMR 7618).
Depuis septembre 2006 et pour cinq ans, l’UMR est directement impliquée, avec quatre
partenaires nord-américains, dans un programme de recherche Frontiers in Integrative
Biological Research financé par la NSF. Ce programme est dédié à l’étude des feedbacks écoévolutifs,
du gène à l’écosystème, par la combinaison d’approches théoriques et expérimentales
en conditions naturelles. Le système-modèle est un réseau trophique en milieu aquatique,
localisé sur l’île de Trinidad au large des côtes vénézueliennes, et dont les principaux acteurs
sont des poissons (guppys et Rivulus), des invertébrés aquatiques et terrestres et des
producteurs primaires. L’équipe EEM est en charge du développement du volet théorique du
projet, dont l’un des enjeux concerne le développement de modèles d’évolution rapide des
traits d’histoire de vie dans un contexte écosystémique explicite : intensité de l’activité
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photosynthétique, dynamique de décomposition de la matière organique, recyclage des
nutriments, stoechiométrie.
L’UMR est également soutenue par l’Institut Fédératif de Recherche Ecologie – Biodiversité –
Evolution – Environnement (IFR 101) dirigé par Robert BARBAULT. L’IFR 101 nous a permis
d’acquérir des équipements de laboratoire coûteux, autour de projets communs favorisant les
interactions entre chercheurs de l’Unité et entre équipes de l’IFR. Parmi les aides les plus
importantes figure le soutien (critique) pour l’installation d’un laboratoire sécurisé (niveau P2)
à Jussieu. D’autres aides de l’IFR étaient pour la climatisation de certains laboratoires à Jussieu
et, plus récemment, l’IFR a promis une aide substantielle pour le remplacement du séquenceur
vieillissant de l’UMR.
Ces contrats et soutiens témoignent de la vitalité des projets de l’ensemble du laboratoire ;
ils soulignent cinq domaines d’excellence de l’UMR :
+ une approche intégrative des réponses biologiques des systèmes écologiques aux
changements climatiques,
+ l’étude des mécanismes de régulation des comportements sociaux et des flux
d’information dans les populations,
+ l’analyse et la prévision des dynamiques épidémiques et des invasions biologiques,
+ la modélisation des processus moléculaires et écologiques de l’évolution adaptative,
+ l’évolution expérimentale, au laboratoire et en conditions naturelles.
Moyens humains: politique et succès des recrutements
Depuis son renouvellement en 2004, l'effectif de l'UMR a connu de grandes fluctuations. Le
départ de l'équipe « Biodiversité et Fonctionnement des Systèmes Ecologiques » dirigée par
Luc Abbadie vers l'UMR 7618 Bioemco se solda par une première baisse substantielle, en 2005,
de l’effectif et la perte de tout l’accompagnement administratif et financier du pôle ENS de
l’Unité. Un nombre significatif de chercheurs associés ont quitté l'UMR pour des raisons
diverses (Thierry Boulinier, Jean Clobert, Etienne Danchin). Une tendance analogue affectait
l’UMR 7103 « Parasitologie Evolutive » avec le départ, notamment, de son directeur (Jacob
Koella).
Cette tendance négative a pu être redressée par le recrutement, de 2005 à 2007, de sept jeunes
chercheurs de très grande valeur : Jean-François LE GALLIARD (CNRS 29, 2005), Thomas
TULLY (IUFM, 2005), Silvia DE MONTE (CNRS 44, 2006), Nicolas LOEUILLE (UPMC, 2006),
David CLAESSEN (ENS, 2006), Adrien FRANTZ (UPMC, 2007), Jean-Baptiste ANDRE (CNRS
29, 2007) et l’arrivée de l'équipe Ecologie des Populations et des Communautés dirigée par
Roger ARDITI (3 enseignants-chercheurs AgroParisTech).
Le recrutement par l’UPMC d’un Maître de Conférences au deuxième mouvement 2007, s’il se
confirme, permettra de consolider l’opération de fusion de l’UMR et l’ouverture du nouveau
parcours Interactions Hôtes-Parasites & Epidémiologie en master M2. Le déficit de
recrutement au niveau des professeurs reste néanmoins inquiétant et complique
considérablement la gestion de l’Unité et les rapports qu’elle entretient avec sa tutelle
principale. Depuis les départs de Jacob KOELLA et Michel LOREAU et la mutation de Régis
FERRIERE à l'ENS, notre tutelle principale, l'UPMC, ne compte plus qu'un seul professeur
(Bernard CAZELLES) pour représenter l’écologie évolutive et fonctionnelle dans les UMR 7625
et 7103.
Il convient aussi de souligner ici l'impact immédiat de la réforme LMD sur le nombre de
bourses doctorales pour des projets de recherche de l'UMR, qui chuta dès 2005. Le nouveau
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dispositif pénalise très lourdement les chercheurs appartenant à des équipes de grande taille.
Cette baisse doit être compensée par un effort accru de recherche de financements alternatifs
(CNRS, ANR, EU, etc.).
Moyens techniques: évolution des laboratoires et de l'informatique
• Secrétariat central & ressources documentaires
L’Unité a dû faire face pendant plus de deux ans à une situation extrêmement précaire de son
secrétariat central. Le poste laissé vacant par le départ (en mobilité interne au CNRS) de Karine
PENALBA ne fut pas immédiatement remplacé. Mathieu KANDAROUN lui succéda en CDD
pendant une année. Son excellent travail nous permit de gérer au mieux, mais hélas
temporairement, le quotidien administratif de l’Unité ; la fin de son contrat replongea l’Unité
dans une situation critique, dont le caractère provisoire devait perdurer jusqu’en mars 2007,
lorsque Chantal CUISINIER prit ses fonctions au poste de secrétaire de l’UMR.
Dans le même temps, le secrétariat comptable devait émerger d’une période “de flottement” à
la suite du départ de Marie-Bernadette TESSON, qui était responsable, avec Nathalie
GUILLORY, de la gestion financière des UMR 7625 et 7103. La gestion de deux grandes UMR
était une charge trop lourde pour une seule personne peu initiée, avec comme résultat
l’accumulation pendant plusieurs années de retards importants dans la gestion des Unités.
Avec l’arrivée de Sophie GARGAN la situation s’est stabilisée et a permis à la nouvelle
direction d’obtenir une vue synthétique sur l’état financier de l’UMR.
Dans le contexte créé par les départs, en 2005, des deux directeurs des UMR 7625 et 7103 (Jean
CLOBERT et Jacob KOELLA) et par l’accroissement exponentiel des tâches administratives et
financières induites, depuis mi-2006, par le projet CEREEP à la Station de Foljuif, l’activité de
gestion administrative et financière de l’Unité demeure problématique à bien des égards. De
nombreuses tâches administratives échoient fréquemment à Monique AVNAIM et Clarisse
COQUEMONT, dont le dévouement et l’assistance précieuse méritent ici d’être soulignés. La
contribution de Beatriz DECENCIERE, coordinatrice scientifique et administrative du projet
CEREEP, recrutée comme ingénieur d’études en CDD sur les ressources propres de ce projet,
est aussi considérable. Mais l’investissement dans l’administration centrale de l’Unité de
collaborateurs extérieurs est révélateur d’une situation qui reste à améliorer.
• Informatique
L’intense activité de recherche théorique de l’Unité se traduit par des besoins informatiques
importants, qui se voient satisfaits localement par le développement d’un équipement
approprié : serveurs dédiés à la modélisation numérique et au stockage de données, logiciels de
calcul symbolique.
Environnement technique. Sur le site de Jussieu, la gestion du réseau est assurée au niveau du
département des Sciences de la Nature et du Vivant (SNV) par l’Atelier de Ressources
Informatiques (ARI-SNV), et en amont par le Centre de Calcul et de Recherche (CCR). Sur le
site de l’ENS, la gestion du réseau est assurée par l’équipe d’informatique du Département de
Biologie, et en amont par le Service de Prestations Informatiques (SPI) et le Centre de
Ressources Informatiques (CRI). Il faut noter que le service informatique d’accueil est beaucoup
plus proche des utilisateurs à l’ENS qu’à Jussieu, ce qui facilite la résolution des problèmes sur
ce site.
Serveurs, site Jussieu. Tous ces serveurs ont été mis en place par Jean-Marc ROSSI :
- Serveur dédié au logiciel de gestion XLAB sous Windows Server.
- Installation des logiciels Jefyco et Nabucco sur les machines des gestionnaires.
- Trois serveurs DHCP pour accueil des étudiants et invités n’ayant pas d’adresse IP au SNV.
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- Serveur du site Web du labo + miroir de celui-ci (en cours).
- Serveur de calcul sous Linux.
Serveurs, site Ens. Ces serveurs ont été mis en place par Stéphane LEGENDRE:
- Deux serveurs de calcul sous Linux pour l’équipe EEM (lopc15, un peu ancien, et lopc42,
récent).
- Un serveur sous Linux pour la Station de Foljuif (foljuif, hébergé par le SPI).
Il existe également des machines partagées sur chaque site, avec accès à un scanner
Wifi. Le site ENS bénéficie d’un réseau wifi. Sur le site Jussieu, les réseaux wifi, gérés par le
CCR, sont réservés aux étudiants. Il n’y a pas d’ouverture possible aux chercheurs prévue à
court terme.
Connectivité entre les sites Jussieu et ENS. Pour des raisons de sécurité, la transparence réseau est
limitée entre les 2 sites. Des demandes spécifiques d’ouverture de ports doivent être faites
pour, par exemple, accéder à un serveur de calcul de l’ENS depuis Jussieu. La présence
nouvelle d’un serveur de calcul sur Jussieu devrait pallier à ce problème.
• Service d’Ecologie Moléculaire
Le service d'écologie moléculaire permet de développer et d’utiliser des marqueurs
moléculaires afin de répondre à diverse questions d'écologie évolutive : dynamique des
populations, génétique des populations, écologie comportementale, évolution des systèmes de
reproduction...
Le service est assuré par
+ Pierre FEDERICI : encadrement technique, fonctionnement du séquenceur, mises au points
de protocoles, réalisation de manips en routine pour les projets « insectes sociaux » et « lézard
vivipare »);
+ Murielle RICHARD : gestion – entretien, suivi des stocks, commandes consommables et
matériel, contrats – entretien, achats, suivi des projets “moineau domestique” et “lézard
vivipare” – lecture des données, bases de données, analyses, encadrement des étudiants.
Durant ces quatre dernières années, plusieurs projets majeurs impliquant les deux Unités se
sont appuyés sur le Service d’Ecologie Moléculaire. Les résultats occupent une place centrale
dans dans huit thèses soutenues ou en cours :
Projet "Forêt d’Orient". Dirigé par Etienne DANCHIN et Anders P. MØLLER sur la mésange
bleue, avec les thèses de Clotilde BIARD et Amélie DREISS.
Moineau domestique. Ce projet était dirigé par Gabriele SORCI, produisant les thèses de Camille
BONNEAUD (collaboration toujours en cours) et Claire LOISEAU (collaboration avec le
CRBPO au MNHN) : diversité génétique de marqueurs neutres (microsatellites) et sélectionnés
(MHC, collaboration avec Villejuif).
Lézard vivipare à la Station de Foljuif et en Lozère (Manuel MASSOT, Jean-François LE
GALLIARD, Jean CLOBERT). Projet faisant suite à la thèse de Julien COTE : choix de
partenaire, apparentement et dispersion (Julien COTE, Amélie DREISS). Les travaux de thèse
de Virginie LEPETZ concernent le suivi à long terme des populations et l’analyse des effets
démographiques du réchauffement climatique (collaboration avec la station de Moulis,
USR 2936).
12

Insectes sociaux (Claudie DOUMS, Thibaud MONNIN). Less projets s’inscrivent notamment
dans le cadre des thèses de Johanna CLEMENCET et de Blandine CHERON.
• Service d’Immunologie
Mis en place et assuré par Claudy HAUSSY (AI CNRS), le Service répond aux demandes de
toutes les équipes en matière d’analyses immunologiques, hormonologiques et
hématologiques. Le Service participe à l’élaboration des projets et à la mise au point des
protocoles. Il met au point les techniques d’analyse spécifiques aux projets, détermine les
limites de détection des méthodes, et assure la transmission des compétences.
Les techniques utilisées ou développées incluent
+ En immunologie : les dosages ELISA d’immunoglobulines totales ou spécifiques pour
étudier la réponse immunitaire induite ou naturelle chez différentes espèces d’oiseaux
+ En hématologie : la lecture des frottis sanguins, des formules leucocytaires, des parasites et de
la mesure des composants sanguins (caroténoïdes, protéines…).
+ En endocrinologie : les dosages de testostérone, progestérone, corticostérone, principalement par
méthodes ELISA.
Les projets suivants font ou ont fait appel aux Service d’Immunologie durant la période de
référence :
Interactions hôtes-parasites chez les oiseaux (oiseaux de mer et petits passereaux). Projet impliquant
Ander P. MØLLER, Thierry BOULINIER, Gabriele SORCI.
Fourmis Cataglyphis. Etude de la variation des défenses immunitaires en relation avec la
division du travail dans les sociétés. Projet impliquant Claudie DOUMS, Claire TIRARD.
Lézard vivipare. Effets maternels et du stress sur le système immunitaire. Projet impliquant
Sandrine MEYLAN.
Claudy HAUSSY est titulaire du niveau II de l'expérimentation animale. Elle a participé à
l’encadrement d’etudiants en missions entomologiques à Banyuls (reconnaissance, marquage et
cartographie des sites de récolte ; collecte de nids de fourmis ; prélèvements d’échantillons
biologiques).
• Service de Microbiologie
Au début de la période de référence, le Service de Microbiologie des Unités 7625 et 7103
s’organisait autour d’un laboratoire de niveau 1. Dans le but d’accompagner l’opération de
fusion des UMR 7625 et 7103, nos infrastructures, sur le campus de Jussieu, se sont étoffées au
cours de l’automne 2006 d’un nouveau laboratoire de niveau de sécurité P2, où s’est ouvert en
mars 2007 un programme de coévolution expérimentale portant sur des systèmes hôtespathogènes
microbiens. La mise en place de ce nouvel équipement fut rendue possible par le
soutien de l’IFR 101 Ecologie, Evolution, Biodiversité et du CNRS. L’ouverture de ce laboratoire
a été officiellement autorisée en juillet 2007 par les services compétents de l’UPMC et du CNRS.
Le Servie de Microbiologie, s’appuyant désormais sur ces deux laboratoires de niveau 1 et 2, est
placé sous la responsabilité de Sandrine ADIBA, Ingénieur d’Etudes CNRS.
Le Service de Microbiologie a permis d’engager les projets d’évolution d’expérimentale de la
dispersion sur le système-modèle Tetrahymena thermophila (responsable : Jean Clobert), et de
conduire trois projets importants sous la responsabilité d’Oliver Kaltz (UMR 7103) :
13

+ Conséquences sur la fitness et la résistance après l’élimination du parasite obligatoire
Holospora undulata : Afin de comprendre les rôles biologiques de parasites intimement liés à
leur hôte, l’élimination du parasite nous a permis de mesurer les dommages engendrés sur son
hôte par des mesures de fitness. Le modèle biologique utilisé est le protozoaire Paramecium
caudatum et son parasite bactérien Holospora undulata. Une seconde infection après élimination
du parasite nous a permis de mesurer la résistance de l’hôte après une première infection puis
une guérison.
+ Evolution expérimentale d’adaptation locale sur un système microbien hôte-parasite : Ce
projet consistait en l’étude du pattern d’adaptation locale du parasite bactérien Holospora
undulata et de son hôte Paramecium caudatum. Des expérimentations de co-évolution ont permis
de détecter la structure hiérachique d’adaptation locale du parasite sur son hôte.
+ Virulence du parasite Holopora undulata sur son hôte Paramecium caudatum :
Conséquences de l’infection du parasite sur son hôte : étude de la virulence en fonction de
différentes souches de parasites et d’hôtes. Plusieurs paramètres de la fitness de l’hôte ont pu
être analysés : taux de croissance, capacité de charge, survie, longévité.
Plusieurs projets récemment initiés s’appuient sur le Service de Microbiologie :
+ Etude expérimentale de la dérive génétique. Responsable : Frantz Depaulis. L’objectif de ce
projet est de quantifier et analyser la dérive sur un grand nombre de générations. Le modèle
choisi est bactérien (E. coli). Une fois les conditions expérimentales définies, l’estimation de la
variance des fréquences alléliques (marqueurs neutres utilisés) nous permettra d’analyser les
variations dues à des phénomènes aléatoires ou à des effets sélectifs.
+ Sélection naturelle et dérive génétique : son effet sur le polymorphisme génétique.
Responsables : Minus Van Baalen, Frantz Depaulis. Influence de la sélection naturelle et de la
dérive génétique sur le polymorphisme : étude expérimentale sur le modèle biologique
Escherichia coli & Dictyostelium discoideum. L’étude expérimentale est couplée à une approche
théorique : un modèle mathématique permet de tester in silico les effets de la sélection et de la
dérive sur le polymorphisme génétique.
+ Co-évolution expérimentale de l’amibe social Dictyostelium discoideum (souches
axéniques AX2 et AX3) et des bactéries pathogènes Legionella pneumophila et L. longbeachae
(γ-proteobacteria). Responsable : Régis Ferrière. Ce projet comprend trois volets : (1) Etude du
système expérimental (virulence, infectivité, switch du parasite bactérien, mortalité induite,
résistance de l’hôte). (2) Co-évolution du système (évolution des traits d’histoire de vie des
organismes au cours d’une interaction à long terme, transition vers le mutualisme). (3) Effet du
parasite sur la multicellularité de l’hôte (relation entre individus infectés et non infectés au
cours du cycle multicellulaire, transmission du parasite via les spores).
Plusieurs pièces d’équipement s’avèrent indispensables à la conduite des programmes de
recherche de l’Unité en microbiologie ; elles devraient être acquises avant la fin de l’année
2007 : microscope à fluorescence, loupe binoculaire à fluorescence, pompes péristaltiques. Nous
utiliserons le service de cytométrie de flux du Campus de Jussieu pour les mesures de
fréquences alléliques.
Enfin, au CEREEP de Foljuif, la certification P2 (voire P3) des laboratoires de l’Ecotron offrira
aux équipes de parasitologie évolutive de l’UMR et à leurs partenaires un outil de recherche
unique en France. Ces aménagements matériels permettront d’accroître la visibilité et
14

l’attractivité du laboratoire dans son programme de recrutement à l’interface
écologie/parasitologie.
Locaux
L’UMR est installée sur deux sites (nonobstant les laboratoires situés à Foljuif et les espaces
d'enseignement à l’AgroParisTech). La localisation principale est située sur le campus de
Jussieu. Nous souhaitons insister ici sur l’état de dégradation avancé qui affecte ce site : depuis
plus de 10 ans, quasiment aucun effort de maintenance n’a été engagé dans ces locaux, à la
différence de plusieurs autres étages de ce même batiment (A) ou des batiments B et C voisins.
Le laboratoire a pu installer (grâce à une aide de l'IFR 101 « Ecologie, Biodiversité, Evolution,
Environnement » dirigé par Robert BARBAULT) des climatisations dans certains laboratoires
pour permettre le travail de laboratoire dans des conditions standardisées. Dans le même ordre
d’idée, le laboratoire a dû investir une partie de ses ressources propres dans l’amémagement
d’un local climatisé pour héberger les réfrigérateurs destinés au stockage des échantillons
biologiques (des accidents ayant déjà causé la destruction de l’ensemble d'échantillons d'un
doctorant en thèse…). L’état du couloir central, qui dessert bureaux et laboratoires, est tout
simplement inadmissible. Le réseau d’électricité à l'étage subit des coupures régulières,
demandant le redémarrage des serveurs et appareils scientifiques et entraînant des risques de
dégel des échantillons congélés (que l’UMR est sous l’obligation de conserver !).
Comment nos tutelles peuvent-elles se satisfaire d’une situation qui ne peut que nuire à leur
image – de la misère matérielle dans laquelle elles maintiennent les équipes de recherche
qu’elles sont censées servir et encourager ? Un tel immobilisme est incompréhensible, même
dans le contexte des perspectives de déménagement à un horizon au demeurant supérieur à
cinq ans. L’UMR prévoit d'investir une partie de ses propres moyens pour traiter les urgences
qui affectent le plus directement la sécurité des personnes et l’intégrité même de son activité
scientifique, mais c’est avec force que nous demandons ici aux instances concernées d’apporter
des solutions concrètes et cohérentes pour que les locaux de l’Unité retrouvent un niveau de
fonctionnalité en accord avec son rayonnement scientifique, ses projets, et les conditions de
sécurité dues à leurs personnels.
Sur le site de l'Ecole Normale Supérieure, l’UMR occupe un espace de 90 m2 distribué sur deux
étages différents du Département de Biologie, où elle cohabite avec deux autres UMR. Cet
espace exigü est hélas insuffisant pour le fonctionnement optimal de notre Unité. L’idéal d’une
mutualisation spatiale avec l’UMR 7618, installée elle aussi pour partie au 6ème niveau du
Département, est difficile à concrétiser notamment par manque d’un espace susceptible
d’accueillir un personnel administratif qui pourrait gérer le fonctionnement local de notre
UMR. Au 1er octobre 2007, l’UMR compte sur le site de l’ENS 9 statutaires, 2 ingénieurs
d’études en CDD, 3 post-doctorants, 3 doctorants et un professeur-invité, soit un total de 18
personnes, hébergées dans une promiscuité qui ne laisse aucune marge de manœuvre pour
l’installation d’une personne-relai de la gestion administrative centrale de l’Unité, ni à l’accueil
sur site d’étudiants en stage de recherche de Master. Ce problème spatial demande à être
urgemment reconnu et traité par nos tutelles.
Animation scientifique et enseignement
Depuis de nombreuses années, l'UMR organise (avec l'UMR 7103 «Parasitologie Evolutive») les
« Séminaires en Ecologie & Evolution » (SEE). Chaque semaine un invité (français ou
étranger) présente un séminaire de portée générale, sur une thématique représentée dans nos
Unités. Les séminaires sont accessibles à tous et les annonces sont largement diffusées par voie
électronique. Le laboratoire réserve un budget pour la prise en charge des frais des
intervenants, que chaque membre du laboratoire peut suggérer. Les UMR 7625 et 7103 «
15

Parasitologie Evolutive » organisent aussi annuellement des Journées Scientifiques internes, où
l’ensemble des membres des deux Unités se retrouvent, en présence de quelques inivités
extérieurs prestigieux, pour s’informer mutuellement des dernières avancées et des nouvelles
directions de leurs travaux.
Deux ateliers internationaux ont été organisés par l’UMR 7625 en 2005:
+ Mathematical Models for Structured Populations. ENS Paris, 7-10 juillet 2005. Conférence
financée par l’ACI Nouvelles Interfaces des Mathématiques et co-organisée par Amaury
LAMBERT avec Sylvie MELEARD, Ecole Polytechnique, et Laurent DESVILLETTES, ENS
Cachan).. Principaux invités: Nick BARTON, Odo DIEKMANN, Hans METZ, Anton
WAKOLBINGER.
+ Mathematics in the Life Sciences. UPMC, 21-23 septembre 2005. Conférence financée par
l’UFR de Mathématiques, co-organisée par Régis FERRIERE avec Benoît PERTHAME (UPMC)
et Sylvain SORIN (UPMC). Principaux invités: Avner FRIEDMAN, Josef HOFBAUER, David
KINDERLEHRER, Sergio RINALDI, Shripad TULJAPURKAR.
L'UMR reçoit un flux régulier de visiteurs de réputation internationale. Ainsi a-t-elle accueilli,
en séjours sabbatiques, Sylvie MELEARD, mathématicienne et directrice du Laboratoire de
Modélisation Aléatoire de l’Université Paris 10, depuis nommée Professeur à l’Ecole
Polytechnique, et Richard E. MICHOD, directeur du Department of Ecology and Evolutionary
Biology à l’Université d’Arizona (USA); ainsi que, pour des visites de plusieurs mois,
Mercedes PASCUAL, professeur à l’Université du Michigan, et Hans METZ, directeur de
l’Institut de Biologie Théorique de l’Université de Leyde (Pays-Bas). Le rayonnement de l’UMR
est également visible au travers des fortes relations, exprimées par un ensemble de
collaborations actives, qu’elle entretient avec les universités de Londres, York, Amsterdam,
Leyde et Oslo, avec l’Ecole Polytechnique de Milan, et aux Etats-Unis, avec les universités du
Michigan et d’Arizona.
L’UMR 7625 est toujours présente avec plusieurs activités à la Fête de la Science, un
événément annuel pour présenter la science au grand public.
L'UMR 7625 est fortement impliquée dans les enseignements de Licence, de Master et de
Doctorat, à l'UPMC, à l'ENS et à l'AgroParisTech. Ces trois établissements, en partenariat avec
l'Université de Paris-Sud, sont co-responsables de la Spécialité Ecologie - Biodiversité -
Evolution (EBE), qui relève de la Mention Sciences de l'Univers - Environnement - Ecologie
(SDUEE) du Master Sciences de l'UPMC.
A l’ENS, l’UMR assure la responsabilité et la coordination des enseignements d’Ecologie en
Licence et en première année de Master. Elle supervise l’organisation des stages de Licence en
Ecologie et leur évaluation. L’équipe Eco-Evolution Mathématique assurent l’enseignement de
deux unités transdisciplinaires : le cours de mathématiques de Licence de Biologie, et le cours
de Modélisation des Systèmes Complexes, inscrit au Diplôme de l’ENS.
Il est important de noter que la mise en place des nouvelles structures LMD, les flux
considérables d’étudiants dans nos filières, un déficit criant de cadres de l’enseignement
(professeurs) et d’accompagnement administratif : ces éléments ont fait peser sur les
enseignants-chercheurs de l’UMR un poids considérable en termes de responsabilités
d’organisation et de gestion des formations.
16

II.1a.3. Conclusions générales
Comme nous l’avons déjà souligné, l'UMR 7625 et son « descendant », l’UMR 7103 «
Parasitologie évolutive » ont connu de grands changements pendant la période de référence. Si
on considère l'effectif des deux UMR en 2003 (en terme de statutaires : chercheurs, enseignantschercheurs
et ITA-ITARF) on s'aperçoit que près de 60 % n’est plus présent dans la
configuration actuelle. Non seulement deux équipes ont quitté l'UMR en bloc, mais un nombre
significatif de chercheurs des équipes restantes ont choisi de continuer leurs carrières ailleurs.
Le fait que l'UMR fonctionne toujours, et fonctionne bien, est largement due aux recrutements
de jeunes chercheurs capables et enthousiastes que l'UMR a pu faire. Le turnover qui en résulte
rend la comparaison de la situation actuelle avec la situation antérieure quelque peu délicate.
L'objectif de l'UMR 7625, tel qu’il était défini en 2003, était très ambitieux : étudier le
fonctionnement des systèmes écologiques à tous les niveaux d'organisation. Les changements
structurels survenus depuis ont obligé l'UMR à revoir ses objectifs, et pendant quelques années
l‘effort de recherche se concentra sur les niveaux centraux (individu, population). Les
recrutements que l'UMR a pu faire depuis permettent à ses thématiques de s'élargir à nouveau,
tant vers l’échelle moléculaire (génomique des populations) que vers l’échelle globale (biologie
des écosystèmes). Il convient d’insister ici sur l’émergence de thèmes transversaux, à fort
potentiel structurant au sein de l’UMR et dans ses relations avec son environnement
scientifique local, national et international:
+ l’écologie et l’évolution des traits d’histoire de vie, du vieillissement et de la sénescence,
+ l’écologie et l’évolution de la coopération et de la facilitation, et les niveaux de sélection,
+ la coévolution expérimentale, in vitro et in silico.
Au plan matériel, l’Unité a fait des efforts financiers considérables pour permettre l’installation
du laboratoire sécurisé, qui lui ouvre de nouveaux horizons scientifiques. Des développements
significatifs sur le site de Foljuif sont en voie de concrétisation. Ces avancées matérielles, fruits
de notre dynamique interne, contrastent avec l’état déplorable des locaux des sites principaux,
en particulier à Jussieu, dont le caractère persistant est des plus préoccupants.
En conclusion, l’évolution de l’Unité, résumée ci-dessus, démontre clairement sa capacité :
+ à réorganiser ses axes de recherche en fonction de ses points forts et des faiblesses
conjoncturelles auxquelles elle dut faire face ;
+ à susciter en son sein et à accueillir des activités de recherche exploratoires, notamment
expérimentales et mathématiques ;
+ à développer en son sein une politique forte de recherches interdisciplinaires – c’est une
caractéristique essentielle de l’UMR 7625;
+ à jouer un rôle de premier plan dans l'université et dans l’environnement scientifique du site
universitaire et dans le contexte régional et économique, ainsi qu’en témoignent l’implication
de l’Unité dans les formations universitaires, sa place dans les réseaux scientifiques nationaux,
son rôle dans le développement du CEREEP et de l’Ecotron Ile-de-France à la Station de Foljuif;
+ à attirer de jeunes chercheurs et enseignants-chercheurs à très fort potentiel ;
+ à tisser un réseau de collaborations actives, contribuant au rayonnement international des
équipes.
L’UMR évolue mais son contexte aussi. Au sein de l’Université Pierre et Marie Curie, des
réorganisations importantes de la recherche prennent place à l’occasion de ce nouveau
quadriennal. La création d’une nouvelle fédération de recherche (« Fédération Ile-de-France de
Recherche en Environnement » dirigée par Josette Garnier), le regroupement des sciences
écologiques et « environnementales » dans le « pôle 3 », la création d'une nouvelle UFR « Terre,
Environnement, Biodiversité » sont des développements qu’on peut juger encourageants, et qui
auront en tout cas des conséquences importantes pour le fonctionnement de l’UMR. La
17

décision de ne pas renouveler l’IFR 101 « Ecologie, Biodiversité, Evolution, Environnement »
est déplorée par l’UMR, car la place de l’écologie de la biodiversité et de l’évolution n’est pas
évidente dans les structures qui lui succèdent. Il n’y aura pas de recherche appliquée possible à
haut niveau, franchissant les vastes distances disciplinaires de la géophysique à l’écologie des
organismes – la stratégie des « sciences environnementales » que l’Université semble
poursuivre avec la restructuration de son « Pôle 3 » – si l’on ne nourrit pas l’interdisciplinarité
qui naît au cœur même des champs scientifiques dans lesquels se cultive la recherche
fondamentale active d’aujourd’hui et de demain! Par sa vocation transdisciplinaire essentielle,
l’écologie de la biodiversité et de l’évolution est en position idéale pour contribuer à la
fédération d’efforts intégratifs de la recherche biologique, du gène à l’écosystème. Il est
hautement souhaitable que les grands remaniements des structures de la recherche intègrent et
reflètent cette réalité, en en faisant une priorité pour le bien commun de son rayonnement
national et international.
II.1a.4. Bilan scientifique par équipe
Equipe Biodiversité et Fonctionnement des Systèmes Ecologiques
Responsable Isabelle Dajoz
Cette équipe n'a fait partie de l'UMR 7625 que pendant un an après son renouvellement en
2004. Nous n'avons pas jugé utile d'inclure un bilan de cette équipe dans ce rapport ; le bilan et
les perspectives de cette équipe peuvent être trouvés dans le rapport de l’UMR qui a accueilli
cette équipe, l’UMR 7618 Bioemco dirigée par Luc Abbadie.
Equipe Ecologie du Comportement
Responsables : Etienne Danchin (jusqu’en 2005), Thibaud Monnin (après 2005)
Les thèmes principaux d’étude de l’équipe en 2004 portaient sur l’évolution de la socialité, les
réponses phénotypiques aux variations spatiales et temporelles de l’environnement, la sélection
sexuelle, ainsi que sur les conséquences des réponses individuelles aux échelles d’organisation
plus large (populations, communautés). Etant donnés les importants changements dans la
composition de l’équipe au cours des quatre années écoulées (Départs dans d’autres unités: T.
Boulinier, E Danchin, M de Fraipont ; Départs en retraite: M-L Célérier, J Coatmeur ;
Recrutements: J-F Le Galliard, N Loeuille), nous décrivons ici les recherches effectuées par les
membres actuels de l’équipe. Dans les conditions de cette évolution rapide de l'équipe, trois
axes ont émergé : (i) Impact du réchauffement climatique sur les individus et les populations,
(ii) Réponses phénotypiques et adaptatives aux variations environnementales (axe incluant
l’analyse de la sélection sexuelle), (iii) Etude de la coopération et de l’organisation des sociétés
animales. Les travaux sur les deux premiers axes ont porté essentiellement sur le lézard
vivipare (Lacerta vivipara), par des études de populations naturelles (Cévennes) et
expérimentales (station biologique de l'ENS à Foljuif). Le troisième axe est développé par des
approches expérimentales, comportementales et génétiques sur plusieurs espèces de fourmis et
de guêpes eusociales.
A. Impact du réchauffement climatique sur les individus et les populations. Ce thème est un
enjeu de premier ordre pour la communauté scientifique. Il s'est imposé comme une priorité de
nos travaux de recherche, dans la mesure où nous avons déjà montré des effets très importants
et variés du réchauffement climatique (Figure 1). Nos analyses portent sur les mécanismes des
réponses individuelles (réponses phénotypiques et adaptatives) et des réponses
populationnelles ; elles combinent de manière originale des études à long terme et des
approches expérimentales à l'échelle populationnelle.
18

B. Réponses phénotypiques et adaptatives aux variations environnementales. Nous nous
sommes intéressés aux capacités des individus à répondre aux variations spatiales et
temporelles de l’environnement, en considérant à la fois les facteurs ultimes et proximaux qui
contraignent le développement du phénotype. Les aspects individuels pris en compte ont
touché tout autant au comportement qu’à la physiologie et la morphométrie.
C. Etude de la coopération et de l’organisation des sociétés animales. L’origine et la persistance
de la coopération et des comportements sociaux constituent l’une des “grandes questions” de
l’écologie du comportement et de la biologie évolutive. Nous cherchons à mettre en évidence
les bases génétiques et environnementales des mécanismes de régulation et de variation des
interactions sociales, en utilisant différentes espèces de fourmis et de guêpes eusociales. Ces
facteurs génétiques et environnementaux sont analysés à l'échelle individuelle, coloniale et
populationnelle - échelles dont l’intégration est indispensable pour appréhender l’évolution de
l’organisation sociale. Au niveau individuel, l’accent est mis sur l’étude des systèmes de
reproduction, ainsi que sur les changements morphologiques associés à des dispersions
différentielles chez les reproductrices. A l’échelle de la colonie, nous étudions le partage du
travail reproductif entre les membres de la colonie, en considérant les intérêts de chacun des
membres de la colonie dans le contexte de la théorie de la sélection de parentèle, et la
communication sociale (honnête/manipulation).
A. Impact du réchauffement climatique sur les individus et les populations
Des effets du réchauffement climatique sur tous les types d’organismes (des plantes aux
vertébrés) ont déjà été clairement observés. Il est maintenant prioritaire de disposer de
prédictions sur le devenir des espèces. Ceci ne peut passer que par la compréhension des
mécanismes par lesquels les populations vont répondre à l’élévation des températures, en
s’appuyant sur des études suffisamment intégrées afin de tester et contrôler la multiplicité des
conséquences du changement climatique. Nos suivis à long terme de populations naturelles de
lézards vivipares (depuis 1984, Mont Lozère, Cévennes) nous ont d’ores et déjà permis de
montrer des réponses importantes et variées au réchauffement climatique ( Figure). En
parallèle avec un fort réchauffement de la région d’étude, et avec des corrélations très
marquées avec les températures, le lézard vivipare a répondu tant pour sa phénologie (ms en
préparation), sa morphologie (Chamaillé-Jammes et al. 2006, Vercken et al., soumis, Lepetz et
al. en préparation) que ses paramètres de valeur sélective et de démographie (Chamaillé-
Jammes et al. 2006, Massot et al., sous presse, Lepetz et al. en préparation). Pour tester la
généralité et la variabilité de ces réponses, nous avons commencé à élargir notre suivi à une
vingtaine de populations naturelles du sud de la France. Ce travail se fait en collaboration de
Jean Clobert (Station d'Ecologie Expérimentale du CNRS de Moulis, USR 2936).
Dans la mesure où les réponses observées sont corrélatives, on ne peut les attribuer à des effets
directs de la température, de facteurs associés (humidité, nourriture, compétiteurs, prédateurs,
pathogènes, etc.) et/ou à des effets en cascade (interdépendance des réponses). Pour
approfondir notre compréhension des mécanismes, nous réalisons des expériences à échelle
populationnelle à la station biologique de Foljuif. Ainsi, nous avons montré la possibilité de
vortex d’extinction par un déséquilibre du sex-ratio dans les populations (Le Galliard et al.
2005b), déséquilibre du sex-ratio que nous prédisons dans le scénario d’une poursuite du
réchauffement climatique.
19

B. Réponses phénotypiques et adaptatives aux variations environnementales
L’étude des contraintes et aptitudes des individus à répondre aux variations spatiales et
temporelles de l’environnement sont au cœur des problématiques de l’écologie évolutive. Ces
quatre dernières années, nous nous sommes principalement intéressés aux thèmes suivant dans
le cadre de nos études sur le lézard vivipare:
+ Système de reproduction : nous avons montré la présence commune de multipaternité et de
polygynie dans nos populations (Laloi et al. 2004, Richard et al. 2005). L’étude du
polymorphisme des stratégies de reproduction, ainsi que des caractéristiques individuelles et
environnementales qui y sont liées (Eizaguirre et al. 2007), nous permet d’intégrer le rôle
potentiel de ces stratégies dans l’évolution des populations (Fitze et al. 2006).
20

+ Ontogénie du phénotype par des estimations de normes de réaction et d’héritabilité des
traits bio-démographiques (morphométrie, comportement, colorations, système
d’appariement) (Le Galliard et al. 2004). Nous étudions également les médiations hormonales
dans l’expression des phénotypes (Cote et al. 2006, Meylan et Clobert 2005) et les contraintes
liées au système immunitaire. Nos travaux ont montré la grande influence des effets maternels
(Belliure et al 2004, Meylan et Clobert 2004, Uller et al. 2004, Meylan et al. 2004, 2007).
+ Dispersion : Les déterminismes, les conséquences populationnelles et les rétro-actions
sociales du comportement de dispersion ont été l’objet de multiples étude de notre équipe
(Meylan et al. 2004, Le Galliard et al. 2005a, Aragon et al. 2006a,b, Massot et al. sous presse).
C. Etude de la coopération et de l’organisation des sociétés animales
L’analyse de l’organisation socio-génétique de la fourmi Cataglyphis cursor a révélé un système
de reproduction inédit, à savoir l’utilisation conditionnelle par la reine de la reproduction
sexuée pour la production d’ouvrières et asexuée pour la production des nouvelles reines. La
reine transmet ainsi tout son génome aux nouvelles reines, tout en maintenant une diversité
génétique élevée des ouvrières ! Ce d’autant plus qu’elle s’accouple avec 5 à 10 mâles, ce qui est
extrêmement élevé pour des fourmis (collaboration avec S. Aron et son étudiant de thèse M.
Pearcy, Université Libre de Bruxelle). Le taux de polyandrie ainsi que le taux de production de
nouvelles reines par parthénogenèse restent très élevés dans deux autres populations étudiées,
même s’il existe une certaine variabilité entre les colonies concernant le taux de parthénogenèse
(thèse de J. Clémencet). Nous avons également mis en évidence l’importance de facteur
écologique (profondeur de la nappe phréatique) pour comprendre la variation de taille des
colonies, un paramètre majeur déterminant l’évolution de l’organisation sociale et pouvant
affecter les stratégies de fission des colonies (thèse de J. Clémencet).
L’influence des pathogènes sur l’organisation sociale est une question d’actualité scientifique.
Nous n’avons pas pu identifier de pathogènes dans notre espèce système, C. cursor, malgré une
recherche intense par dissections (macroparasites) ainsi que par screening à l’aide de
marqueurs moléculaires de différents groupes de microorganismes (post-doc d’Hélène
Magalon). Aussi avons-nous utilisé des pathogènes généralistes et une approche plus
immunologique, en collaboration avec Claire Tirard (laboratoire de parasitologie évolutive).
Cette approche s’est révélé fructueuse, notre étudiante en thèse, Aurélie Bocher, a par exemple
démontré pour la première fois l’existence d’un coût des conflits sociaux au niveau individuel.
Les ouvrières soumises à des conflits sociaux liés à l’absence de la reproductrice, suite à une
fission de la colonie, présentent une capacité de résistance amoindrie face à une infection par
une bactérie généraliste (E. coli).
Les colonies représentent une ressource importante, avec de nombreuses ouvrières, du
couvain, un nid et parfois un territoire. Nous avons montré, à l’aide d’un modèle allélique
simple, qu’un allèle mutant induisant un remplacement précoce de la reine pour hériter de la
colonie envahirait, sous un large panel de conditions, une population où les individus
attendent la mort naturelle de la reine ( Figure). Ce remplacement précoce de la reine allant à
l’encontre de l’intérêt des ouvrières, qui ne peuvent pas devenir reine et hériter, celles-ci
l’empêchent par des comportements de « police » (collaboration avec Adam Hart, University of
Sheffield, Angleterre).
21

Probabilité de devenir reine
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
a) haplo-diploïdes b) diploïdes
0,4 0,6 0,8 1,0 0,4 0,6 0,8 1,0
Productivité relative des colonies avec l’allèle mutant
L’allèle mutant induisant un remplacement précoce de la reine, ou de la femelle reproductrice chez les diploïdes,
envahit à droite des courbes (fine pour un accouplement unique, large pour un accouplement double). L’allèle
mutant peut envahir même s’il diminue fortement la productivité relative de la colonie, pour autant qu’il augmente la
probabilité que ce soit un individu porteur de l’allèle qui devienne la prochaine reine. Ceci serait possible si l’allèle
augmente l’agressivité des porteurs.
La phylogénie des fourmis montre qu’il y a eu des transitions répétées de la formation d’une
nouvelle colonie par une reine ailée seule (fondation indépendante) à sa formation par une
reine aptère aidée par des ouvrières (reproduction par fission). Nous avons étudié l’évolution
de reproductrices aptères dans quatre espèces du genre Mystrium, à Madagascar : une espèce
avec des reines ailées (la condition ancestrale) et trois espèces ayant perdu la caste reine et
présentant des femelles aptères, aussi nombreuses que les ouvrières mais plus petites. Nos
analyses morphométriques et allométriques ont montré que ces femelles sont des
intermorphes, une caste de morphologie fixe présentant un mélange de caractères reine et
ouvrière. Quelques intermorphes se reproduisent dans chaque colonie, et les intermorphes
assurent aussi certains travaux normalement fait par les ouvrières, tels les soins au couvain et
le nettoyage du nid (thèse de Mathieu Molet et collaboration avec Brian Fisher, California
Academy of Science, San Francisco).
La théorie de la sélection de parentèle (théorie d’Hamilton) est cruciale pour comprendre
l'évolution des comportements altruistes et des conflits d’intérêts dans les sociétés animales.
Généralement, les ouvrières ne se reproduisent pas en présence d’une reine fertile alors qu’elles
pourraient produire des œufs vierges se développant en mâles. Nous avons montré que cette
stérilité est régulée par la combinaison d’informations olfactives émises par la reine et
d’agressions des ouvrières vers les ouvrières qui tentent de pondre (comportements de
« police ») (thèse de Vincent Dietemann en codirection avec Bert Hölldobler, Université de
Würzburg, Allemagne). Les ouvrières se reproduisent indirectement par le biais de la
reproductrice qu’elles aident. Elles empêchent son remplacement précoce tant qu’elle est fertile,
et le facilitent quand elle ne l’est plus. Il est donc essentiel pour les ouvrières d’estimer la
qualité de la reine en se basant sur des indices honnêtes. Nous avons montré
expérimentalement que chez la guêpe Polistes dominulus les ouvrières utilisent l’abondance de
couvain comme indice de fertilité de la reproductrice : les ouvrières détectent un manque de
couvain et y réagissent en pondant fortement (figure 2). L’abondance de couvain n’est pas
manipulable, de sorte que c’est un indice honnête de fertilité (collaboration avec Jürgen Liebig,
Arizona State University, et Stefano Turillazzi, Florence).
22

Ponte des ouvrières dans des colonies où une partie du couvain a été répétitivement enlevé (blanc) et des colonies
contrôles (noire). Le manque de couvain, qui traduit le déclin reproducteur de la reine, induit une forte augmentation
de la ponte des ouvrières, qui ne pondent quasiment pas dans les colonies contrôles.
Equipe Eco-Evolution Mathématique
Responsable : Régis Ferrière
Lors de sa création en 2001, l’équipe Eco-Evolution Mathématique (EEM) affichait un double
objectif : favoriser l’articulation des travaux théoriques de l’UMR 7625 avec la recherche
mathématique pure ; favoriser l’interaction théorie-expérimentation et en valoriser les
bénéfices, tant au plan biologique qu’au plan mathématique. Ces deux objectifs ont été
activement poursuivis au cours de la période de référence : d’une part, en dégageant et en
explorant des questions mathématiques nouvelles, enracinées dans le problème général de
l’interaction des processus écologiques et des processus évolutionnaires ; et d’autre part, en
développant de nouvelles approches théoriques et en construisant des modèles spécifiques,
inspirés par et appliqués à l’analyse de données écologiques générées par l’observation ou
l’expérimentation.
Forte d’un effectif soudé, l’équipe EEM s’est affirmée comme une structure dynamique et
attractive. Elle s’est vue renforcée par le recrutement de deux jeunes chercheurs de très grande
valeur :
+ Silvia DE MONTE, recrutée en 2006 comme Chargée de Recherche par la section
interdisciplinaire 44 du CNRS ;
+ David CLAESSEN, recruté en 2006 comme Maître de Conférences par l’ENS, détaché comme
représentant des sciences écologiques au sein du Centre d’Enseignement et de Recherche sur
l’Environnement et la Société (CERES), structure d’échanges transdisciplinaires de l’ENS.
L’équipe EEM a bénéficié de l’appui de six chercheurs post-doctoraux, dont deux financés sur
contrats européens Marie-Curie (Nathan PIKE, Silvia DE MONTE), un financement du
Ministère de la Recherche (Margaret EVANS), des financements de l’ANR (Marc SENNERET,
Miguel DE NAVASCUES) et un financement Ville de Paris (Concetta BURGARELLA).
L’équipe fut choisie par deux professeurs reçus en séjour sabbatique : Richard MICHOD,
directeur du Department of Ecology and Evolutionary Biology de l’Université d’Arizona
(Tucson, USA), soutenu financièrement par une bourse Fulbright ; et Sylvie MELEARD,
directrice du laboratoire Modèles Aléatoires de l’Université Paris X (aujourd’hui professeur à
l’Ecole Polytechnique). EEM a reçu, pour des séjours de quelques semaines à quelques mois, un
ensemble de professeurs invités par l’UPMC et l’ENS : Mercedes PASCUAL (University of
Michigan), Hans METZ (Leiden University), Goggy DAVIDOWITZ et Judith BRONSTEIN
(University of Arizona), entre autres.
23

Rattachée à l’Ecole Doctorale Diversité du Vivant (ED 374), EEM salue ses six jeunes docteurs,
dont elle fut l’équipe d’accueil jusqu’aux soutenances pendant la période de référence :
Guillaume CHAPRON (2004), Thomas TULLY (2004), Nicolas CHAMPAGNAT (2004, thèse de
mathématiques co-encadrée avec le Laboratoire Modèles Aléatoires, Université Paris X),
Samuel ALIZON (2006), Mathias GAUDUCHON (2006), Chi VIET TRAN (2006, thèse de
mathématiques co-encadrée avec le Laboratoire Modèles Aléatoires, Université Paris X),
Sébastien LION (2007). Six thèses sont en cours : Sébastien BALLESTEROS (EDDV, directeur :
Bernard CAZELLES), Dominique CARVAL (EDDV) et Arnaud POCHEVILLE (EDIFV)
(directeur : Régis FERRIERE), Sandrine ADIBA (EDIFV, directeur : Frantz DEPAULIS), Vincent
BANSAYE (ED Mathématiques) et Robin AGUILEE (EDIFV) (directeur : Amaury LAMBERT).
L’implication de l’équipe EEM dans la formation doctorale passe également par plusieurs coencadrements
et co-tutelles de thèses, ainsi que la participation des membres de l’équipe à de
nombreux comités de thèses hors UMR.
Illustrant l’enjeu de l’interface modélisation-expérimentation, EEM réunit le personnel en
charge de conduire le projet du CEREEP et de l’ECOTRON ILE-DE-FRANCE : Bruno VERDIER
(IR CNRS), Isabelle JOUANNEAU et Beatriz DECENCIERE (recrutées en CDD comme
Ingénieurs d’Etudes CNRS et ENS, respectivement), Régis FERRIERE (PR ENS, directeur du
projet).
C’est la qualité collective de l’équipe EEM qui est attestée par l’ensemble des contrats de
recherche nationaux (ACI, ANR) et internationaux (NSF) qu’elle remporta au cours de la
période écoulée, et par la nomination de son responsable à l’Institut Universitaire de France.
Conformément à son projet fondateur, les travaux de l’équipe s’organisent en trois grands
volets : modélisation mathématique des processus populationnels élémentaires ; application
à l’étude théorique de l’évolution des interactions écologiques intra et inter-spécifiques ;
évolution expérimentale et analyse des données moléculaires de polymorphisme.
A. Biologie mathématique des populations
Deux axes principaux ont été développés au cours de la période écoulée :
+ L’étude des dynamiques auto-organisées dans les grandes populations, produite par
synchronisation sous l’effet d’interactions internes (par exemple une sensibilité à la densité) ou
externes (par exemple les facteurs climatiques).
+ La construction et l’analyse de modèles probabilistes de la dynamique des populations
« discrètes », c’est-a-dire composées d’entités reproductives dont les caractères individuels sont
décrits explicitement.
• Synchronisation des grandes populations
(Bernard CAZELLES, Silvia DE MONTE)
Dans une population dont les individus ont une dynamique “interne” propre, par exemple
oscillatoire, des propriétés collectives sont susceptibles d’émerger. Les mécanismes
microscopiques et macroscopiques doivent alors être combinés pour comprendre comment les
caractéristiques individuelles se répercutent sur la dynamique des différent niveaux
d’organisation du système. La théorie mathématique de la synchronisation des systèmes
dynamiques permet d’aborder ce problème de manière générale.
Cette approche est à la base des travaux de l’équipe EEM utilisant des populations cellulaires
de la levure Saccharomyces cerevisiae comme système-modèle pour l'étude de la densitédépendance
des oscillations synchrones. En collaboration avec F. D’OVIDIO (LMD, ENS,
Paris), S. DANO et P.G. SORENSEN (Université de Copenhague), la combinaison d’un
24

programme expérimental sur la densité-dependence des oscillations glycolitiques avec
l’analyse de modèles d'oscillations collectives a permis d’expliquer le fait, connu depuis 40 ans
mais demeuré incompris, que les suspensions cellulaires perdent leurs propriétés oscillatoires
lorsqu’elles sont diluées. La confrontation modèle-expérience identifie un nouveau mécanisme
baptisé “quorum-sensing dynamique”. Ainsi, l'état dynamique intracellulaire est déterminé par
la concentration des cellules ; les changements d’état sont synchronisés entre toutes les cellules
de la population. On croyait au contraire que la disparition des oscillations à faible densité était
l'effet macroscopique d'une désynchronisation des oscillateurs cellulaires, qui auraient
maintenu leur dynamique intrinsèque indépendamment du nombre de cellules constituant la
population.
A grande échelle spatiale, les fluctuations climatiques et les changements globaux sont
susceptibles d’influencer la synchronisation de systèmes naturels (pêcheries, épidémies).
Les facteurs climatiques oscillatoires, cependant, sont peu corrélés et ces corrélations ne sont
pas stables au cours du temps. Les approches usuelles de la dynamique de tels systèmes sont
inadaptées, car elles supposent la stationnarité des processus analysés. L’équipe EEM a donc
entrepris de développer des approches quantitatives nouvelles : (i) analyse de phases ; (ii)
analyse symbolique ; (iii) ondelettes ; chacune de ces approches ayant donné lieu à des articles
méthodologiques et des articles d’applications. Un des résultats marquant concerne le lien
entre El Niño et les épidémies de dengue en Thaïlande. On croyait que les épidémies de
dengue en Thaïlande étaient insensibles aux facteurs climatiques (par exemple El Niño), malgré
l’influence certaine du climat sur la biologie des vecteurs de cette maladie. Une analyse par
ondelettes nous a permis de montrer que les évènement El Niño marqués généraient une forte
épidémie de dengue. Nos travaux suggèrent que les relations transitoires entre oscillations
climatiques et dynamiques épidémiques sont répandues, mais qu’elles ont échappé aux outils
classiques de l’analyse des séries temporelles. ( Figure)
In the Mathematical Eco-evolutionary Biology team, we study the impact of environmental variability on nonlinear
population dynamics. We develop general methematical models to guide the analysis of real data of global
significance. The figure illustrates our analysis of the effect of climate variability on epidemics of dengue – the world's
most important viral vector-borne disease. Wavelet analysis was performed on monthly data for Thailand from 1983
to 1997. Wavelet analysis can be seen as a modern extension of Fourier analysis to deal with nonstationary
phenomena – a critical performance for investigating the effect of global change on ecological systems. Wavelet
analysis also allows for quantifying nonstationary associations between time series. Our work reveals a strong
association between monthly dengue incidence in Thailand and the dynamics of El Niño for the 2–3-y periodic mode.
The association is nonstationary, seen only from 1986 to 1992, and appears to have a major influence on the
synchrony of dengue epidemics in Thailand. From Cazelles et al. (2005) PLoS Medecine 2:313-318.
Ces travaux ont donné lieu à
+ deux co-directions de thèses : Ana Corbineau avec F. Ménard (CR IRD), et Tamara Ben Hari
avec Nils Stenseth (co-tutelle UPMC-Oslo University),
+ la participation à quatre comités de thèse avec des étudiants encadrés pour les aspects
méthodologiques de leur travaux,
+ la participation à l’ANR « REMIGE »,
25

+ des collaborations nationales (IRD Sète, CNRS-IRD Montpellier, CNRS Chizé) et
internationales (Nils STENSETH, Mercedes PASCUAL, Simon HALES, Tony MCMICHAEL).
• Modèles probabilistes en biologie des populations discrètes
(Amaury LAMBERT)
Depuis la dynamique et la génétique des populations jusqu'à la modélisation de l'évolution, en
passant par l'étude fine des généalogies aléatoires, la modélisation probabiliste joue un rôle
fondamental en biologie des populations. Dans ce domaine, le dénominateur commun des
travaux de l’équipe est le processus de branchement.
La majorité des travaux en génétique des populations fait l’hypothèse que la taille de la
population est constante. En nous inspirant des modèles utilisés en écologie, nous cherchons à
construire une « génétique des populations branchantes », basée notamment sur les processus
de branchement à espace d'états continu, dits CB-processus. Pour cela, nous avons établi deux
manières de modifier les arbres branchants afin d'en obtenir des versions stationnaires : en
introduisant des interactions de type compétitif entre les individus, de manière à réguler la
taille de la population (« processus de branchement logistique »); en conditionnant à la nonextinction
des CB-processus ainsi que des CB-processus avec interactions, sous leur forme
diffusion.
Nous construisons des arbres branchants dits « arbres de ramification », sur lesquels se voient
directement les deux généalogies associées aux CB-processus, découvertes par J. F. Le Gall
(ancien directeur du département de mathématiques de l’ENS) et ses collaborateurs. Nous
décrivons de façon « rétrospective » la structure généalogique des CB-processus, puis celle des
arbres de ramification, comme le fait une des méthodes phares de la génétique des populations
moderne, dite théorie de la « coalescence ».
Nos travaux les plus récents concernent le contour des arbres de ramification, c’est-à-dire où les
individus se reproduisent indépendamment, ont des durées de vie de même loi, et donnent
naissance à taux constant. Ces résultats nous permettront de définir la généalogie d’une
population à temps fixe ainsi que sa structure allélique (pour des mutations arrivant à taux
constant), et leur décomposition en épines dorsales (individus ayant une descendance infinie vs
finie).
B. Feedbacks et dynamiques éco-évolutives
Les outils non-linéaires et probabilistes de modélisation des populations que développe
l’équipe sont conduit à une unification des modèles d’évolution des caractères quantitatifs dans
des populations asexuées. A partir d’un même processus individuel stochastique de naissance,
mutation, interactions (potentiellement locales) et mort, nous avons montré que différentes
renormalisations, sur la taille du sytème et les échelles de temps des processus individuels,
conduisaient à différentes approximations macroscopiques de la dynamique des caractères :
modèle de Kimura étendu à la sélection fréquence- ou densité-dépendante, modèle de diffusion
de Fisher (idem), modèle de « trait substitution sequence », modèle de dynamiques
adaptatives, ainsi qu’un type de modèles nouveaux, correspondant à la convergence des
échelles de temps de l’écologie et de l’évolution, et donc adaptés à l’étude des phénomènes
d’évolution rapide. (Régis FERRIERE en collaboration avec Sylvie MELEARD et Nicolas
CHAMPAGNAT).
Ces approches générales – en particulier les modèles de dynamiques adaptatives – ont été
appliquées à l’étude des dynamiques éco-évolutives d’interactions intra et interspécifiques :
26

évolution de la coopération et des structures sociales d’une part, évolution des interactions
mutualistes et hôtes-parasites d’autre part.
• Eco-évolution de la coopération et des structures sociales
(Minus VAN BAALEN, Régis FERRIERE)
L’évolution de la coopération est fortement marquée par son contexte et ses impacts
écologiques, dont les approches traditionnelles font abstraction pour se concentrer sur les
interactions directes entre individus (théorie des jeux). En utilisant des approches analytiques
de la modélisation des interactions locales (équations de corrélations), nous avons cherché à
préciser la structure et l’importance relative des pressions de sélection qui s’exercent sur
l’altruisme. Afin de cerner en particulier l’impact de la sélection de parentèle, nous avons
construit et analysé un modèle dans lequel la composante sélective qu’elle représente
potentiellement est repérable sans ambiguité dans le bilan des pressions de sélection; il s’agit
d’un modèle d’interactions entre adultes et juvéniles. Nos résultats montrent que sans
structure, la sélection favorise l’intérêt privé des adultes (cannibalisme) ; avec structure une
forme d’altruisme intergénérationnel peut être sélectionnée (soins parentaux). Techniquement
la nouveauté est l’analyse d’un modèle à structures d’âge et d’espace (thèse de Sébastien Lion).
La spatialisation d’un système écologique est aussi susceptible d’affecter profondément la
structure et la dynamique des pressions sélectives sur les stratégies de communication. La
sélection de parentèle émanant de la structure locale des interactions peut favoriser la
communication honnête même s’il existe des bénéfices importants associés à l’exploitation du
système de communication par des phénotypes “tricheurs”. En collaboration avec Vincent
JANSEN (Royal Holloway College London), nous avons montré comment l’évolution des
stratégies de communication dans le contexte d’interactions locales permettait d’envisager la
théorie pour l’altruisme dite des « barbes vertes » sous un jour nouveau. Hamilton lui-même
avait déjà perçu qu’un mécanisme de reconnaissance des altruistes pourrait leur conférer un
avantage sélectif, mais aussi les exposer au risque d’une exploitation par des tricheurs. Nous
avons demontré que les altruistes peuvent conserver un avantage s’ils disposent d’une gamme
suffisamment diversifiée de systèmes de communication (ou de couleurs de barbes) – une
forme d’hétérogénéité sociale qui n’avait jusqu’à présent pas été considérée.
The evolution of altruism, a behaviour that benefits others at one's own fitness expense, poses a darwinian paradox.
Our team has discovered several mechanisms that can solve the paradox. One such mechanism is based on
recognition of altruists. Arguably the simplest recognition system is a conspicuous, heritable tag, i.e. the expression
of a ‘green beard’ gene. The 'green beard effect', however, has often been dismissed because it is unlikely that a
single gene can code for altruism and a recognizable tag. We have developed mathematical models of the green
beard effect to find that if recognition and altruism are always inherited together, the dynamics are unstable indeed,
leading to the loss of altruism. But if the effect is caused by loosely coupled separate genes, altruism is facilitated
through ‘beard chromodynamics’ in which many beard colours co-occur. To illustrate this, the figure shows a
27

snapshot of the spatial dynamics of a population in which individuals with different beard colors and degrees of
altruism coexist (darker is more altruistic). Given the generality of our model, we now expect green beard genes to
be found in a wide range of social taxa. From Jansen & van Baalen (2006) Nature 440:663-666.
• Eco-évolution de la virulence et épidémiologie évolutive
(Bernard CAZELLES, Minus VAN BAALEN)
L’évolution de la virulence réprésente un cas que l’on ne peut comprendre sans prendre en
compte la dynamique écologique (épidémiologie). Les thèses de Samuel ALIZON et Sébastien
LION nous ont permis d’explorer plusieurs aspects de ce problème, qui touche à des processus
fondamentaux des dynamiques éco-évolutives. L’analyse évolutive théorique typique repose
sur une hypothèse de trade-off entre deux (ou plus) de caractères phénotypiques; les résultats
sont donc aussi arbitraires que le choix du trade-off… Avec Samuel ALIZON nous avons
exploré la possibilié d’expliquer l’émergence du profil de ces trade-offs à partir d’un niveau de
modélisation sous-jacent, dans une approche type « modèles emboîtés. » Notre analyse suggère
que la forme de trade-off classiquement supposée émerge naturellement de l’interaction
physiologique entre la densité intra-hôte des parasites et la dynamique du système
immunitaire de l’hôte. La thèse de Sébastien LION prolonge ces travaux, en s’intéressant
notamment aux conséquences éco-évolutives de la manipulation par les parasites des stratégies
de dispersion de leurs hôtes. Dans le cadre de la thèse de Mathias GAUDUCHON, nous avons
émis l’hypothèse “Partner Competition” pour expliquer la stabilité écologique et
évolutionnaire des mutualismes exposé au risque d’invasions par des phénotypes ou espèces
“tricheuses”. Cette hypothèse implique un trade-off entre compétition et coopération, dont
nous explorons actuellement les conséquences sur la dynamique de diversification adaptative
des partenaires ( Figure).
Mutualisms play a key role in ecosystem functioning and the delivery of major ecological services. The evolutionary
stability of mutualisms, however, is under constant ecological jeopardy due to parasites. To solve the puzzle of
mutualism long-term persistence, our team develops and analyses models of coevolution between mutualist species.
The figure displays the evolution through time of a character measuring one of the species’ investment in mutualistic
behavior. In a given panel, the color code indicates the character’s frequency (red-high, blue-low); panels differ in the
underlying environmental conditions. Our analysis reveals that the coevolutionary process can drive the gradual
divergence and long-term coexistence of ‘good’ and ‘bad’ mutualists. Ecological mechanisms working on the
‘microscopic’ scale of the individuals lifetime turn out to strongly influence macroevolutionary dynamics and patterns,
like the speed of evolutionary diversification, the breadth of evolved polymorphism, and long-term phenotype
diversity. Our findings yield predictions for mechanistic links between individual ecology and macroevolutionary
dynamics and patterns ; they emphasize that empirically documenting variation in influential organismal traits will
prove critical for a process-based understanding of macroevolution in mutualistic communities. See Ferriere et al.
(2002) Proceedings R. Soc. Lond. B 269:773-780 and Ferriere et al. (2007) Ecology Letters 10:115-126.
28

Nos travaux ont commencé à explorer le rôle potentiel des aspects évolutionnaires dans les
processus de compétition entre différentes souches d’un pathogène dans un cadre épidémique
où l’accent est mis sur les aspects transitoires et non les échelles de temps évolutives. Ce travail
a commencé par la recherche de modèles minimaux d’épidémie de type SIR pour décrire la
récurrence des épidémies de grippe humaine dans les pays des zones tempérées. Un autre
aspect important de ces travaux concerne l’utilisation d’approches stochastiques. Des
approches basées sur la théorie de van Kampen ont été développées dans ce but et devraient
permettre de pouvoir prédire l’évolution des principaux moments (moyenne, variance) des
trajectoires du modèle et ainsi facilité l’analyse des facteurs qui influencent fortement la
variabilité des dynamiques.
Cette nouvelle thématique a donné lieu à différentes collaborations avec Elisabeta VERGU
(INRA) et Antoine FLAHAULT (UPMC et INSERM U707), une participation à l’ANR
« BIOSCOPE », la thèse de Sébastien BALLESTEROS et un post-doc de 12 mois Marc
SENNERET, partagé avec Elisabeta VERGU.
C. Eco-évolution : analyses rétrospectives de données moléculaires
(Frantz DEPAULIS, Amaury LAMBERT)
La distribution actuelle de la variabilité génétique d’une population est le reflet de son histoire.
De véritables “signatures moléculaires” peuvent être associées aux différentes perturbations
dans l’histoire des populations. L’analyse de données de polymorphisme moléculaire est à la
base des travaux de l’équipe EEM visant à l’inférence statistique sur l’histoire des populations,
tant démographique, génétique qu’adaptative. Le cadre théorique est celui de la théorie de la
coalescence -- théorie d’échantillonnage qui représente l’histoire d’un échantillon génétique par
des généalogies suivant des modèles probabilistes. Nos travaux d’application de la théorie
portent sur l’analyse de données hétérochroniques et la détection de la sélection pour des
données de type SNPs.
Excès de gènes homologues sélectionnés à la fois chez les mammifères et les poissons.
Résultats de tests de permutation (n = 5479), avec le score de recouvrement en ordonnée (échelle log) en fonction
du seuil de signification choisi en abscisse (mesuré en rapport de vraisemblance, échelle log).
Vert : P > 0.05. Orange: 0.01 < P ≤ 0.05. Rouge : P ≤ 0.01.
Bleu: score moyen et intervalle de confiance à 95% en l’absence de recouvrement.
29

• Génétique des populations de données hétérochroniques
Le premier type d’applications à longue échelle de temps concerne l’ADN fossile. Il implique
des collaborations (réseau thématique “Paléogénétique”) sur l’histoire de l’ours des cavernes
(éteint il y a plus de 10,000 ans) avec l’ENS de Lyon (L. ORLANDO et C. HANNI) et sur
l’histoire de la domestication des bovidés à partir des populations d’aurochs avec l’Institut
Jacques Monod (M. PRUVOST et E.M. GEIGL). Il s’agissait dans un premier temps de
déterminer dans quelle mesure l’hétérochronie affectait les analyses de polymorphisme
moléculaire et de les corriger pour ce type d’effets. Il s’avère que les effets peuvent être
substantiels même si l’hétérochronie concerne une partie apparemment réduite de la
généalogie de la population. On note en particulier un polymorphisme surestimé et des
différenciations génétiques entre échantillon qui peuvent mimer artefactuellement celles dues à
la différenciation géographique des populations. D’où l’importance de tenir compte de ce type
d’effet dans les analyses. Dans le cas des courtes échelles de temps, nous avons développé des
estimateurs du taux de mutation adaptés à des données d’évolution expérimentale. Les
applications publiées à ce jour portent sur les microsatellites de gestion dynamique de
populations de blé (collaborations avec A.L. RAQUIN et I. GOLDRINGER, INRA Orsay).
• Scan génomique de la sélection
Il s’agit de développer des méthodes empiriques de détection de la sélection à des échelles
génomiques adaptées aux données de type SNPs, qui permettent de distinguer ces effets locaux
de ceux dûs au processus mutationnel. Ces tests ont été appliqués en particulier sur les
données du génome de tétraodon, un des deux premiers poissons entièrement séquencés
(équipe de H. Roest Crollius). Une découverte majeure concerne l’existence d’un véritable
« adaptome », fraction substantielle du génome sélectionnée de façon récurrente au cours de
l’évolution à l’échelle des vertébrés ( Figure).
30

II.1b – UMR 7103 : RAPPORT SCIENTIFIQUE
31

II.1b – UMR 7103 : RAPPORT SCIENTIFIQUE
Organigramme UMR 7103 : Parasitologie Evolutive (été 2007)
Equipe Immunologie Evolutive
Chercheurs & enseignants-chercheurs:
Anders Pape MOLLER (DR2 CNRS, chef
d’équipe)
Claire TIRARD (MC UPMC).
ITA-ITARF:
Claudy HAUSSY (AI CNRS).
Postdoc:
Elena ARRIERO
Doctorants:
Aurélie BOCHER (Alloc. Couplée)
Claire LOISEAU (région IDF).
Etudiants Master:
Anne-Laure DEVES (M1)
Joshka KAUFMANN (M1)
Directeur: Oliver KALTZ (CR1 CNRS)
Directeur-adjoint: Claire TIRARD (MC UPMC)
Equipe Coévolution Hôtes-Parasites
Chercheurs & enseignants-chercheurs:
Loïc ELARD (MC UPMC)
Oliver KALTZ (CR1 CNRS, chef d’équipe)
Postdoc:
Hélène MAGALON
Doctorants:
Simon FELLOUS (MR)
Olivier LIST (Lavoisier)
Thibault NIDELET (MR)
Fabien RAZAKANDRAINIBE
Etudiants Master:
Anna BIZARD (M1)
Corinne BATMAN (M1)
Solène BÉLANGER (M1)
Patrycja FLÜGEL (DES)
Services généraux (*mutualisé avec UMR 7625)
Gestion:
Nathalie GUILLORY (Tcn CNRS)
Documentation & secrétariat pédagogique:
Clarisse COQUEMONT (AST UPMC)
Informatique:
Jean-Marc ROSSI (Tcn CNRS)*
Laboratoire Commun de Génétique:
Pierre FEDERICI (Tcn CNRS)*, Murielle RICHARD (IE2 CNRS)*
Hygiène & Sécurité:
Murielle RICHARD (IE2 CNRS)*, Pierre FEDERICI (Tcn CNRS)*
Entretien:
Fatiha CHEKROUN (AGT UPMC)*
32

II.1b.1 Vue globale
En 1998, l’équipe Parasitologie Evolutive a été créée au sein de l’UMR 7625. La
croissance de cette équipe et ses perspectives dans le contexte “parasitologique” de
l’UPMC conduisirent à son indépendance, concrétisée en 2000 par la naissance de
l’UMR 7103. Regroupant des chercheurs de premier plan international, notre UMR a
été évaluée très favorablement lors du dernier renouvellement en 2004. Depuis, nous
avons subi des profonds changements de personnels, avec les départs de Jacob Koella
(PR UPMC) et Solveig Schjørring (MdC UPMC) vers le Royaume-Uni ; de Christine
Müller-Graf (MdC UPMC) vers l’Allemagne ; de Gabriele Sorci (CR1 CNRS) vers
l’Université de Dijon. Nous constatons que le laboratoire a perdu sa masse critique
nécessaire pour assurer son bon fonctionnement. Donc, en 2009, le cercle se fermera et
notre laboratoire disparaîtra pour re-fusionner avec l'UMR 7625.
Depuis 2006, l’UMR 7103 est dirigée par Oliver Kaltz (directeur) et Claire Tirard
(directeur-adjoint). Du fait d’une politique de soutien limitée, le secrétariat, la gestion,
l’espace et les équipements de l’UMR 7103 sont restés, depuis sa création, mutualisés
avec l’UMR 7625. Actuellement, l’UMR 7103 est structurée en deux équipes :
Immunologie Evolutive, comprenant un chercheur CNRS (DR), une enseignantchercheur
UPMC (MC) et une technicienne CNRS.
Coévolution Expérimentale, comprenant un chercheur CNRS (CR) et un
enseignant-chercheur UPMC (MC).
Malgré sa courte durée, l'histoire de l'UMR a néanmoins fait preuve d'une production
scientifique de très haut niveau international. Pour la période 2004 –2007 nous avons
maintenu notre production scientifique à un niveau élevé. En total, les membres du
laboratoires ont publié 177 articles (ACL), 11 chapitres d'ouvrages (OS) et deux
ouvrages (DO, AP). Ci-dessous, nous présenterons les résumés de nos travaux effectués
au sein des deux équipes.
33

II.1b.2 Bilan scientifique par équipe
Equipe Coévolution Expérimentale
Responsable : Oliver Kaltz
Personnel permanent
Nom Grade Organisme Période
Loïc ELARD MdC UPMC 2001-présent
Oliver KALTZ CR1 CNRS 2001-présent
Jacob KOELLA PR2 UPMC 2001-2005
Laurence MILLOT AT UPMC 2003-2007
Christine MÜLLER-GRAF MdC UPMC 2001-2006
Solveig SCHJØRRING MdC UPMC 2003-2005
Personnel non-permanent
(> 6 mois)
Nom Grade Période
Jérémie BRUSINI DES 2004-2005
Simon FELLOUS DEA/Doctorant 2004-présent
Daniel FELS Postdoc 2003-2005
Patrycja FLÜGEL DES 2006-présent
Romain GALLET Doctorant 2002-2006
Louis LAMBRECHTS DEA/Doctorant 2001-2006
Mathieu LEGROS DEA/Doctorant 2000-2006
Olivier LIST DEA/Doctorant 2004-présent
Hélène MAGALON Postdoc 2007
Thibault NIDELET Doctorant 2004-présent
Fabien RAZAKANDRAINIBE DEA/Doctorant 2000-présent
Cette équipe étudie les dynamiques épidémiologiques et évolutives des systèmes hôteparasite
au sein des microcosmes expérimentaux. En particulier, on cherche à
comprendre comment des facteurs épidémiologiques et écologiques (structure spatiale,
hétérogénéité environnementale) influencent l'évolution des caractères d'attaque et de
défense (e.g., virulence et résistance).
La recherche est située à l'interface entre théorie et expérimentation; le but est de tester
des concepts de base en écologie évolutive plutôt que simuler la nature en laboratoire.
Afin d'obtenir une idée de la potentielle complexité des patterns évolutifs, nous avons
généré des modèles théoriques d'évolution hôte-parasite. Ces modèles ont étudié, e.g.,
l'impact de l'infection multiple sur l'évolution de la virulence, ou le rôle de la
contribution simultanée des gènes d'hôte et de parasite à l'expression de virulence (ou
résistance) dans le processus coévolutif (J. Koella).
Le rationnel de notre approche expérimentale est de créer des populations artificielles
d'hôte et de parasite, pour lesquelles nous modifions des paramètres épidémiologiques
et écologiques, sans intervenir directement dans les processus de sélection. Nous avons
utilisé différents systèmes : le moustique Aedes aegyptii et un parasite microsporidien (J.
Koella), la bactérie Pseudomonas fluorescens et une bactérie parasitoide (C. Müller-Graf)
et le protozoaire Paramecium caudatum et un parasite bactérien (O. Kaltz). Avec ces
modèles, nous avons, par exemple, étudié les conditions pour l'évolution des patterns
34

d'adaptation locale dans des populations spatialement structurées ou l'impact de la
variabilité environnementale (ressources nutritives, température) sur l'épidémiologie et
l'évolution de virulence et résistance (ACI O. Kaltz).
Loïc Elard (MC) et O. List (PhD) représentent le outgroup dans l'équipe. Chez la
drosophile D. melanogaster, ils s'intéressent tout particulièrement aux mécanismes de
résistance au stress oxydatif, le stress oxydatif (accumulations d’agents oxydants avec
l’âge) étant considéré comme une cause majeure du vieillissement.
Les systèmes microbiologiques
Nous présenterons les résultats de nos travaux sur la microcosmologie expérimentale dans
deux systèmes microbiologiques, menés par Oliver Kaltz (CR), Thibault Nidelet (PhD),
Romain Gallet (PhD) et Christine Müller-Graf (MdC), avec un postdoc (Daniel Fels) et
plusieurs étudiants en master M1 ou en DES. Ces projets ont été financés par un ACI
Jeunes Chercheurs attribué à O. Kaltz.
(1) Sélection réciproque, spécialisation et adaptation locale.
Dans notre modèle biologique, Paramecium/Holospora, une série d’expériences ont
exploré les changements coévolutifs grâce à des cultures infectées dérivantes de
différents fonds génétiques. Ces expériences ont mis en évidence que le parasite
pouvait s’adapter à différents génotypes d’hôte. De plus, elles ont permis de mettre en
évidence que certaines de ces spécialisations étaient dues à des effets pléiotropiques où
le gain en performance sur un hôte s’accompagne d’une baisse de performance sur les
autres (Fig. 1 ; Nidelet & Kaltz 2007).
Prevalence relative to ancestor
(allopatric)
= Correlated response to selection
0.6
0.4
0.2
0
K4
-0.2
-0.2 0 0.2 0.4 0.6
Prevalence relative to ancestor (sympatric)
= Direct response to selection
Fig. 1. Relation entre réponse direct (DR) et corrélée à la sélection pour des lignées de Holospora
undulata ayant co-évoluées avec trois génotypes de son hôte Paramecium caudatum (K3, K4, K8). Une
DR positive indique adaptation du parasite à son génotype. Une corrélation négative indique un coût de
l'adaptation. Un point correspond à une lignée de sélection du parasite. (Nidelet & Kaltz 2007)
De même, les hôtes infectés ont répondu aux pressions sélectives exercées par les
parasites en devenant plus résistants que les hôtes cultivés sans parasite. De plus, ses
hôtes infectés ont un taux de division plus faible que les hôtes non-infectés, ce qui
indique un coût de la résistance (Fig. 2 ; Lohse et al 2006)).
35
K8
K3

Proportion of infected paramecia
(evolved minus naive hosts)
0,05
0
-0,05
-0,1
-0,15
K3 K6 K8 K9 O3
Host clone
a)
Fig. 2. a) Différénce entre la résistance des hôtes co-évolués et des hôtes naifs de différents fonds
génétiques. Les valeurs négatives indiquent que la présence du parasite a sélectionné pour une
résistance plus accrue. b) Différénce entre les taux de croissance des hôtes co-évolués et des hôtes naifs
des différents fonds génétiques, mesurés pour des individus non-infectés. Les valeurs négatives
indiquent que la sélection pour une résistance plus accrue était accompagnée par une réduction de
fécondité et donc par un coût de résistance (Lohse et al 2006).
Globalement, suite à cette coévolution émergent des patterns d’adaptation locale où le
parasite est maladapté. En effet, les parasites ont plus de difficulté à infecter leur hôte
sympatrique que les hôtes allopatriques (Fig. 3). Ces résultats similaires à ceux qui sont
obtenus dans d’autres expériences avec des modèles bactérie/phage, vont à l’opposé
des prédictions communes qui estiment que le parasite s’adapte plus vite que l’hôte et
devrait être adapté localement.
Fig. 3. Différence de succès d'infection des parasites évolués sur leurs hôtes sympatriques et les hôtes
allopatriques, testée pour différentes origines des parasites. Valeurs négatives = maladaptation locale du
parasite.
L’ensemble des résultats démontre que le parasitisme peut faire diverger des
populations géographiquement isolées. Cette divergence dépend à la fois des
interactions génotype x génotype, mais aussi des traits d’histoire de vie de l’hôte.
(2) Evolution de la virulence : le rôle de mortalité extrinsèque et mode de transmission
Les variations environnementales peuvent affecter le taux de survie et de division des
hôtes ce qui peut se répercuter sur l’évolution des traits d’histoire de vie des parasites
et leur virulence. Dans une expérience de passages successifs (‘serial passage
experiment’) nous avons manipulé la mortalité des hôtes en tuant à différentes dates
36
Log-transformed number of
paramecia (evolved minus
naive)
1
0
-1
-2
-3
-4
K3 K6 K8 K9 O3
Host clone
b)

l’ensemble des hôtes d’une population. Tuer plus tôt les hôtes conduisait à une
diminution du temps de latence et à une augmentation de la virulence (Fig. 4).
Fig 4. a) Temps de latence des parasites des deux traitements de mortalité extrinsèque de l'hôte ("early"
vs. "late killing"). La latence est le temps jusqu'à ce que le parasite commence à produire les propagules
de transmission. b) Mortalité des individus infectés avec des parasites issus des deux traitements.
Ces résultats sont en accord avec la théorie qui prévoit un accroissement de la rapidité
de division des parasites et une transmission précoce quand la transmission future est
compromise par une grande mortalité des hôtes.
Dans une autre expérience, nous avons soumis les hôtes à deux traitements de
croissance différents : dans le premier, proche d’une stratégie r, les taux de division des
hôtes sont importants et les populations subissent des dilutions fortes et fréquentes.
Dans l’autre traitement, s’apparentant à une stratégie K, les populations sont gardées à
la capacité limitante et les dilutions y sont moins fréquentes et moins fortes. Ces
traitements devraient modifier la contribution des deux types de transmission du
parasite verticale et horizontale. Les parasites du traitement r, où la transmission
verticale est favorisée, ont évolué vers moins de virulence et vers plus d’efficacité dans
la transmission verticale. Alors que les parasites du traitement K ont produit plus de
formes infectieuses dédiées à la transmission horizontale. Pourtant, de façon
surprenante ce sont les parasites du traitement r qui produisent les formes infectieuses
les plus efficaces (Fig. 5).
a
)
K parasites
a) b
Early killing
r parasites
Late killing
Fig. 5. a) Virulence et fidelité de transmission verticale des parasites des traitement r ou K. Virulence
calculée par rapport aux témoins non-infectés. Valeurs négatives indiquent un effet négatif du parasite.
b) Production des formes infectieuses (sqrt-transformation des dimensions du micronoyau infecté) et
infectivité (proportion d'individus infectés par forme infectieuse dans l'inoculum).
L’ensemble de ces résultats montre que les prédictions théoriques tiennent en grande
partie quand elles sont testées sur notre modèle expérimental plus complexe que ceux
37
)
r parasites
K parasites
b
)

des autres expériences dans le domaine, mais aussi avec un protocole expérimental
moins contraignant.
(3) Hétérogénéité temporelle et spatiale de l’environnement
Holospora obtusa, une autre espèce infectant le macronoyau du notre hôte, améliore la
survie en cas de stress de température. Thibault Nidelet a confirmé ces résultats avec H.
undulata en montrant de plus que cet effet est génotype spécifique (Fig. 6a). D'autres
résultats montrent que cet effet ne favorise pas nécessairement l’invasion ou même le
maintien du parasite à haute température. Daniel Fels avait déjà montré qu’une
température moyennement élevée réduisait le taux de survie des formes infectieuses
dans le milieu et donc réduisait le succès de la transmission (Fels & Kaltz 2006). Nous
avons de plus montré que malgré l’avantage d’être infecté à haute température, la
prévalence y diminue (Fig. 6b).
a) b)
Fig. 6. a) Effet de l'infection sur les densités des paramécies à 23°C et 35°C, pour 6 génotypes d'hôte.
Valeurs calculées par rapport aux témoins non-infectés; valeurs positives indique un effet positif du
parasite. b) Changement de prévalence dans des populations initalement assemblées à une fréquence
égale d'individus infectés et non-infectés. Moyennes calculées sur six génotypes d'hôte. Valeurs
négatives indiquent une perte d'infections.
Il est donc possible que l’infection ait un effet indirect en induisant une réponse au
stress qui augmente la résistance de l’hôte à la température. Les parasites eux-mêmes
n’étant pas résistants aux hautes températures, ils peuvent donc être éliminés des hôtes
infectés qui eux survivront grâce à la réponse au stress. Ces expériences montrent
l’impact important de l’environnement, mais aussi la nécessité de prendre en compte
les effets génotypiques et physiologiques ainsi que le cycle d’infection dans son entier
pour vraiment comprendre les dynamiques épidémiologiques.
Patrycja Flügel a exploré l’effet des fluctuations temporelles des conditions
environnementales sur l'épidémiologie. Sur plusieurs générations, des populations
infectées et non-infectées furent soumises à des températures soit constante soit
variable allant de 23°C à 35°C. L’effet d’une température variable ou constante a abouti
à des patterns de prévalence très différents. Pour les températures moyennes les plus
élevées la prévalence dans les environnements fluctuants était supérieure à la
prévalence en environnement constant (Fig. 7). Cela suggère que des conditions
environnementales positives, même occasionnelles, permettent le maintien plus facile
des parasites à haute température. De façon plus générale, cela souligne l’intérêt de
prendre en compte en plus de la moyenne environnementale la variance
environnementale, pour étudier la dynamique et l’évolution des populations.
38

Prevalence
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
prevalence_day 12
0
2
4
6
8
23 25 27 29 31 33 35
Mean temperature
Fig. 7. Prévalences au bout de 16 jours (≈ 10-20 générations) en fonction de la température moyenne.
Dans le traitement 'constant' la température était constante ; dans le traitement 'variable', les moyennes
étaient obtenues en imposant des flucutations randomisées d'un différent nombre de jours à 23°C ou à
35°C. Le nombre de jours à 35°C est indiqué dans le graph.
Romain Gallet et Christine Müller-Graf ont étudié les processus écologiques et évolutifs
de l’interaction prédateur-proie entre les bactéries Bdellovibrio bacteriovorus et
Pseudomonas fluorescens. Dans une expérience d’évolution à long terme (Gallet et al.
2007), ils ont évalué non seulement l’impact de la prédation et des perturbations sur la
diversité des proies, mais également les processus coévolutifs entre les deux
organismes. Cette expérience a montré que la présence de prédateurs est indispensable
à l’apparition de la diversité chez la proie, et que les perturbations modulent l’impact
de la prédation sur cette diversité. A haute fréquence de perturbation les proies
résistantes à la prédation se sont fixées dans les populations, toutefois la diversité peut
être maintenue à long terme lorsque les populations sont peu fréquemment et peu
intensément perturbées (Fig. 8). Cette interaction entre les deux facteurs écologiques est
due à l’existence d’un trade-off chez la proie entre résistance à la prédation et
l’exploitation des ressources.
39
12
16
constant
variable

Fig. 8. Evolution des densités des trois types de proies (Pseudomonas fluorescens) au cours du temps,
en fonction de différents traitement de perturbations, et en présence ou absence du prédateur
(Bdellovibrio bacteriovirus).
Par ailleurs, les prédateurs ont permis la selection de proies de plus en plus
résistantes. En revanche, les prédateurs n’ont pu s’adapter, et donc coévoluer qu’à un
seul type de proies (appelé FS), l’autre devenant complètement résistante à la prédation
(SM), sans toutefois permettre la coévolution du prédateur (Fig. 9).
40

Fig. 9. Comparaison d’efficacité de prédation des souches évoluées et ancestrales de Bdellovibrio
bacteriovirus) sur différents types de proie (Pseudomonas fluorescens) : évolué ou non-évolués et deux
morphs (SM, FS).
Interactions moustiques-parasites
Jacob Koella (Pr), ses doctorants Fabien Rakanzandribe et Louis Lambrechts et
collaborateurs ont publié 4 résultats principaux sur la malaria et les moustiques.
(1) Mosquitoes et malaria.
A. Les parasites de la malaria rendent-ils les humains plus attractifs pour leurs
vecteurs ? Puisqu’une telle manipulation aurait des implications pour l’épidémiologie
de la maladie, la question à été débattue pendant de nombreuses années. Nous avons
comparé l’attractivité d’enfants sains, infectés par différents stades de la maladie et
soignés de la maladie. Cette expérience a montré que le parasite Plasmodium falciparum
rend ses hôtes humains plus attractifs pour les moustiques lorsqu’il il est au stade
gamétocyte, le stade transmissible au moustique (Lacroix et al 2005).
B. De précédentes études indiquaient que le parasite P. falciparum, le principal agent de
la malaria en Afrique, se reproduit de façon clonale là ou la maladie est peu infectieuse.
Il est supposé se reproduire de façon panmictique quand la maladie est plus
infectieuse. Nous avons extrait et analysé les oocystes du parasite des tubes digestifs de
145 moustiques infectés de 11 régions du Kenya. Cette étude montre un fort taux de
reproduction clonale du parasite, en partie due à de l’autofécondation (25%) et à une
distribution non-aléatoire des parasites parmi les moustiques étudiés (35%). Cela a des
conséquences importantes pour l’évolution et l’épidémiologie de la maladie, en
particulier en ce qui concerne l’invasion de résistances aux traitements anti-paludéens
et aux vaccins (Razakandrainibe et al. 2005).
C. Comment les parasites de la malaria peuvent-ils échapper au système immunitaire
de leur hôte moustique ? Nous montrons que le parasite P. gallinaceum inhibe
directement le système immunitaire de son hote Aedes aegypti. De plus ce parasite
active le système immunitaire de son hote mammifère de manière à ce que le plasma
du sang consommé par le moustique inhibe le système immunitaire du moustique
(Boëte et al 2004).
D. La plupart des études portant sur la résistance des moustiques au paludisme testent
une souche de parasites de laboratoire sur une de moustiques. De façon à étudier la
présence d’interactions entre les génotypes de parasites paludéens et ceux de leurs
hôtes moustiques, nous avons infecté les descendants directs de femelles capturées
41

dans la nature par des parasites isolés du sang d’enfants kenyans. Nous avons trouvé
qu’aucune lignée d’hôtes ne pouvait résister à toutes les lignées de parasites et
qu’aucune lignée de parasite pouvait infecter toutes les lignées d’hôtes. Cela montre
l’existence d’importantes interactions entre les génotypes des moustiques et du parasite
de la malaria et souligne l’importance de prendre en considération les variabilités
génétiques dans ce système (Lambrechts et al 2005).
(2) Moustiques-microsporidies
Simon Fellous (PhD) et Mathieu Legros (PhD) ont travaillé les interactions entre
moustiques et des parasites microsporidiens ou ascogregariens.
A. Simon Fellous étudie les effets de l’environnement sur des interactions hôte –
parasite, en utilisant le moustique Aedes aegypti et trois de ses parasites, les
microsporidies Edhazardia aedis, Vavria culicis et le gregarine Ascogregarina culicis.
a1) Il a trouvé que A. culcis investissait différemment ses propagules dans ses deux
modes de transmission selon le sexe de son hôte (Fig. 10). Cela soutient l’hypothèse
d’une stratégie adaptative d’allocation du parasite car les oportunités pour ses
différents modes de transmission sont différentes d’un sexe d’hôte à l’autre.
Fig.10. Le parasite Ascogregarina culicis alloue plus de ressources à la transmission locale quand il est
dans un male que dans une femelle.
a2) Une expérience avec E. aedis à montré que la virulence dépendait d’une interaction
entre dose infectieuse et génotype de l’hôte.
a3) Une étude sur les conséquences de l’infection de la mère de l’hôte par différentes
souches du parasite Vavraia culicis à montré l’existence d’effets transgénérationnels
spécifiques interagissant avec la lignée de parasites de l’enfant (Fig.11). Ceux-ci
pourraient être induits par une mémoire spécifique du système immunitaire.
Fig.11. L'âge à la nymphose du moustique Aedes aegypti infecté par Vavraia culicis dépend de la
combinaison d'isolats entre mère et enfant.
42

a4) Une étude sur les coinfections par A. culicis et V. culicis a montré que les effets des
deux parasites l’un sur l’autre et sur leur hôte dépendait grandement d’interactions
entre facteurs environnementaux, à savoir les doses de chaque parasite ainsi que la
nourriture disponible pour l’hôte.
B. Mathieu Legros a étudié l'évolution des parasites spécialistes et généralistes par une
approche d'évolution expérimentale. Dans une expérience de passage sérielle, le
parasite XY a été sélectionné sur quatre lignées iso-femelle de moustique, soit en
répétant la même famille à chaque cycle (traitement spécialiste), soit en alternant ou
mélangeant les familles (traitements spécialistes). Comme attendu, les parasites du
traitement spécialiste se sont adaptés localement à leurs familles. Les parasites
généralistes étaient inférieurs aux spécialistes sur leurs propres familles, mais en
moyenne, sur toutes les familles, il y avait un léger avantage des généralistes (Fig. 12).
Cela implique que, malgré l'évolution vers l'adaptation locale au sein d'une famille, une
stratégie généraliste pourrait envahir dans un système en métapopulation ou les
différentes sous-populations (ici : les familles iso-femelles) sont connectées par la
migration.
Local Genera
list
Fig. 12. Succès d'infection des parasites issus des traitements spécialiste (local, foreign) et généraliste.
43
Foreign

Equipe Immunologie evolutive
Responsable : Anders Pape Møller
Personnel permanent
Nom Grade Organisme Période
Claudy HAUSSY AI CNRS 2001-présent
Anders Pape MØLLER DR1 CNRS 2001-présent
Gabriele SORCI CR1 CNRS 2001-2006
Claire TIRARD MdC UPMC 2001-présent
Personnel non-permanent
(> 6 mois)
Nom Grade Période
Carlos ALONSO-ALVAREZ Postdoc 2002-2004
Elena ARRIERO Postdoc 2006-présent
Sophie BERTRAND Doctorante 2003-2006
Clotilde BIARD DEA/Doctorante 2001-2004
Aurélie BOCHER DEA/Doctorante 2003-présent
Camille BONNEAUD Doctorante 2001-2004
John EWEN Postdoc 2002-2005
Claire LOISEAU Doctorante 2004-présent
Adéline LOYAU Doctorante 2001-2005
Jérémie MAZUC DEA/Doctorant 2000-2004
Joël MEUNIER Doctorant 2004-2007
Cette équipe étudie les interactions entre la pression sélective imposée par les parasites
et l'évolution des traits d'histoire de vie, de la dispersion ou des interactions sociales.
L’équipe développe un intérêt particulier pour les pressions évolutives déterminant la
réponse immunitaire et pour les liens entre le système immunitaire et d’autres
caractères d’importance évolutive.
En particulier, sont étudiés :
-d’éventuels compromis entre les besoins physiologiques, la reproduction et le système
immunitaire (compromis prédits sur la base de coûts de la reproduction et du système
immunitaire et d’un pool d’énergie ou de ressources communes aux différentes
fonctions);
- les relations entre réponses immunitaires et sélection sexuelle et évolution des traits
sexuels secondaires. (L’immunité joue un rôle important dans l’évolution de caractères
impliqués dans la sélection sexuelle, la coloration et le chant des oiseaux, par exemple);
- les effets maternels sur l’immunité des descendants. Chez beaucoup d’oiseaux, il y a
une allocation maternelle de défenses immunitaires aux œufs, ce qui a un effet sur la
survie et la performance des descendants. Des études permettent de voir comment
cette transmission maternelle est modulée par exemple en relation avec la mortalité
induite par les parasites;
- les relations entre parasitisme et signaux et l’évolution de la fiabilité de ces signaux.
Les descendants émettent souvent des signaux visuels ou acoustiques exagérés à
l’adresse des parents et les parents répondent par une allocation de soins parentaux
ajustée aux variations individuelles de signalement. Le parasitisme affecte fortement
44

l’expression de ces signaux. Cependant très peu est connu sur le rôle de tels signaux en
tant qu’indicateurs de viabilité et de valeur selective;
- les relations entre immunité et dispersion des hôtes. Une hypothèse serait qu’une plus
grande dispersion devrait être associée à une immunité plus grande, car la diversité de
parasites à laquelle l’hôte est exposé devrait augmenter;
- les relations entre réponses immunitaires et le degré de socialité. Plusieurs études
comparatives ont démontré des liens entre l’immunité et des caractères
biodémographiques chez des oiseaux. On s’attend à ce que les oiseaux coloniaux aient
de fortes réponses immunitaires pour se défendre contre l’abondance et la virulence de
parasites exploitant une densité locale importante d’hôtes.
Toutes ces questions sont étudiées sur une grande diversité d'espèces d'oiseaux, par
des approches expérimentales et comparatives (Anders Pape Møller) et certaines
d’entre elles par des approches expérimentales chez des fourmis (Claire Tirard). Des
problématiques spécifiques se posent aussi chez les espèces sociales concernant
l’évolution de l’immunité. Des paramètres de l’organisation sociale peuvent influencer
la résistance de la colonie, et réciproquement, l’organisation sociale est modulée par la
nécessité de développer des défenses immunitaires efficaces. Nous avons développé en
collaboration avec Claudie Doums (UMR 7625, équipe « Evolution des sociétés
animales ») un projet visant à comprendre différents aspects de l’interaction entre
défenses immunitaires et socialité chez les fourmis. L’originalité des modèles « insectes
sociaux » tient au fait que la valeur sélective des ouvrières, qui ne se reproduisent
généralement pas, s’exprime au travers de leur capacité de travail et de leur survie, qui
permet une meilleure productivité des colonies. Dans ce contexte, l’investissement
immunitaire peut être extrêmement important en tant que paramètre affectant la survie
individuelle et le travail, ou en tant que protection contre l’invasion de parasites au
niveau de la colonie
Détails de 5 sujets de recherche sélectionnés :
(1) l’immunologie écologique et ses conséquences (Anders Pape Møller).
Nous avons montré que la richesse spécifique des Mallophages (Fig. 13 ; Møller &
Rozsa 2005) et des puces augmentait avec l’intensité de l’immunité des oiseaux hôtes.
D’autre part, la spécialisation parasitaire des puces augmente elle aussi avec
l’immunité de l’hôte. Ces effets sont en partie modulés par la relation positive existant
entre distance de dispersion de l’hôte et immunité de l’hôte. Dans une méta-analyse
nous avons montré que l’immunité était le meilleur prédicteur de la survie de l’hôte.
Finalement, la taille du cerveau chez les oiseaux est étroitement liée à l’immunité, ceci
étant probablement à mettre en relation avec les effets du parasitisme sur les capacités
cognitives et d’apprentissage.
45

Fig. 13. Number of genera of Amblycera (a) and Ischnocera (b) in relation to T-cell mediated immune
response (mm) of nestlings in different bird species. From Møller & Rozsa (2005).
(2) Effets maternels (Anders Pape Møller).
Les oiseaux sont d’excellents modèles pour l’étude des effets maternels car les oeufs
contiennent un mélange de substances d’origine maternelle ayant différentes fonctions
et faciles à amplifier et manipuler. L’environnement externe affecte directement
l’investissement maternel dans les oeufs au travers de l’effet de la température sur la
disponibilité en nourriture. Dans une série de publications sur les profils
intraspécifiques et interspécifiques de facteurs antioxydants et immunes et d’hormones
nous avons montré comment ces composants sont liés à l’histoire de vie, à la socialité et
à la sélection sexuelle. Il existe des effets directs du contenu en testostérone du jaune
d’oeuf sur l’évolution de la taille du cerveau, mais aussi des effets de la testostérone sur
l’évolution du chant (Fig. 14 ; Garamszegi et al. 2007). Des manipulations
expérimentales ont montré les effets des parasites et de la stimulation du système
immunitaire sur le contenu des oeufs en testostérone.
46

Fig. 14. Interspecific relationship between mean duration of song (s) and yolk concentration of
testosterone in different species of birds. From Garamszegi et al. (2007).
(3) Effets des changements climatiques sur les interactions biologiques (Anders Pape
Møller).
Les oiseaux migrateurs vivent dans des environnements différents selon le moment de
l’année et les interactions entre différents sytèmes climatiques, le moment de la
migration, la reproduction, la dispersion et la fécondité s’avèrent très complexes. Nous
avons montré que le changement climatique a remarquablement augmenté la distance
de dispersion chez un oiseau de mer, avec un effet important sur le mélange de
populations et donc sur l’adaptation locale et la réponse micro-évolutive à la sélection
(Fig. 15 ; Møller et al. 2006). Le changement climatique peut aussi avoir de forts effets
sur les interactions hôte-parasite en affectant la capacité des hôtes à se défendre et la
capacité des parasites à exploiter leurs hôtes, comme l’ont révélé des études sur des
parasites de ponte et leurs hôtes.
Fig. 15. Relationship between dispersal distance of Arctic terns and four indicators of climate conditions in
the European breeding areas and the Antarctic winter quarters (SOI). From Møller et al. (2006).
47

(4) Effets des radiations de Tchernobyl sur les interactions biologiques (Anders Pape
Møller).
L’accident de Tchernobyl représente la perturbation environnementale la plus
importante du genre avec la libération de grandes quantités de substances radioactives
avec de longues demi-vies. Les taux de mutation ont augmenté de façon dramatique,
avec des effets sur la fréquence des anomalies phénotypiques. Nous avons pu montrer
également l’existence d’effets directs des radiations sur la physiologie et en
conséquence sur les effets maternels et les performances de la descendance. Les espèces
d’oiseaux diffèrent de façon drastique dans leur susceptibilité aux radiations, les
espèces montrant la plus grande réduction d’abondance étant les espèces migratrices,
les espèces avec une coloration à base de caroténoïde, les espèces qui se dispersent sur
de longues distances et les espèces avec de gros oeufs relativement à leur taille
corporelle (Fig. 16; Møller & Mousseau 2007). Finalement, la richesse spécifique et
l’abondance des oiseaux et des autres organismes est sévèrement réduite, avec des
effets potentiels sur le fonctionnement de l’écosystème.
Fig. 16. Relationship between the slope of abundance in relation to level of radiation around Chernobyl
and carotenoid based plumage coloration in different species of birds. From Møller & Mousseau (2007).
(5) Immunologie écologique et socialite (Claire Tirard)
Nous détaillons ici deux études développées dans la thèse de doctorat d’Aurélie
Bocher. Dans ces deux études ont été analysées les variations de défenses
immunitaires :
- en relation avec la division du travail et en lien avec les pressions parasitaires
associées
- à la suite de conflits sociaux engendrés par le partage de la reproduction.
Investissement immunitaire en lien avec la division du travail
En conditions naturelles, la collecte de nourriture chez les fourmis va impliquer une
exposition à des parasites et des risques de blessures, voies d’entrée de pathogènes. On
devrait donc s’attendre à ce que les fourrageuses aient des défenses immunitaires
importantes, entre autres pour limiter les risques de contamination de la colonie. Mais
d’un autre côté, la théorie de sénescence prédit que l’investissement dans les traits liés à
la survie diminue d’autant plus rapidement que cette survie devient peu probable pour
des raisons extrinsèques. Or, la transition vers le fourragement est associée à une
augmentation considérable de la mortalité extrinsèque. Les résultats obtenus chez une
formicine sont en fait en accord avec la première hypothèse d’une augmentation des
48

défenses immunitaires en lien avec l’exposition accrue aux pathogènes pour les
fourrageuses (Fig. 17). Dans tous les cas, la mesure d’immunité est plus forte chez les
fourrageuses et l’augmentation se situe au moment de la transition vers le
fourragement suggérant l’existence d’une plasticité phénotypique adaptative.
Fig. 17. Relation pour 4 colonies de laboratoire de Cataglyphis velox (A, B, C et D) entre l’activité
Phenoloxydase (PO), une enzyme majeure du système immunitaire des insectes, et la taille du tibia chez
les fourrageuses (croix et lignes en pointillés) et les ouvrières internes (cercles et lignes pleines).
L’existence d’une plasticité phénotypique des défenses immunitaires liées aux
contraintes environnementales a également été observée au sein de la caste
reproductrice chez une espèce proche, Cataglyphis cursor. En effet, les jeunes reines qui
elles aussi vont devoir quitter le nid pendant la période d’accouplement puis de
fondation d’une nouvelle colonie vont être plus exposées à ce moment particulier de
leur vie. Des résultats préliminaires montrent que si l’investissement dans les défenses
est plus fort chez les reproductrices que chez les ouvrières, une activation particulière
de l’immunité existe chez les jeunes reines en période d’accouplement; les
accouplements, multiples chez l’espèce étudiée, s’effectuent à la sortie du nid. Les
mêmes résultats sont retrouvés chez de jeunes reines prélevées sur le terrain ou
produites en laboratoire ce qui suggère de nouveau l’existence d’une plasticité
phénotypique adaptative plutôt que d’une simple régulation physiologique liée à une
modification environnementale.
49

Investissement immunitaire en lien avec les conflits sociaux
Il existe chez les fourmis une grande diversité dans les modes de division du travail
reproducteur. Dans certaines espèces, le partage de la reproduction peut faire l’objet de
conflits, dont les implications évolutives sont encore mal connues.
Le coût même de ces conflits a été peu estimé et essentiellement sur le travail au sein de
la colonie. Nous avons choisi d’étudier l’impact des conflits non seulement sur le
travail mais aussi sur les défenses immunitaires, deux paramètres affectant la valeur
sélective inclusive des ouvrières chez une fourmi dont les caractéristiques permettent
de manipuler le niveau de conflit à l’intérieur d’une colonie. L’analyse
comportementale a montré un taux plus faible de travail et en particulier de soin au
couvain dans les groupes affectés par les conflits. Mais nous avons également observé
une immunosuppression qui ne dépendait pas du niveau d’agressivité mais touchait
tous les individus de la colonie quelle que soit leur implication dans les agressions. Ces
conflits induisent donc un coût sur les défenses immunitaires, coût qui, en retour,
influence probablement l’évolution des traits d’histoire de vie en particulier les
stratégies de reproduction en modulant l’occurrence et le niveau de ces conflits.
50

II.1b.3. - Utilisation des crédits
Crédits récurrents
Fonctionnement
Equipement
2004 2005 2006 2007 Total
CNRS 32,947.00 € 36,634.00 € 46,994.00 € 12,828.00 € 140,264.00 €
UPMC 23,039.00 € 18,742.00 € 34,178.00 € 36,041.00 € 116,213.00 €
CNRS 1,676.00 € 4,090.00 € 12,891.00 € 11,913.00 € 30,570.00 €
UPMC 5,831.00 € 2,825.00 € 27,300.00 € 41,427.00 €
Total 328,474.00 €
Contrats nationaux et internationaux
ACI Microbiologie. 2003-2006. The population genetics of interactions between malaria
parasites and their mosquito vectors. Responsable : J. Koella. 60 k€.
ACI Jeunes Chercheurs. 2003-2007. Coévolution expérimentale dans des sytèmes hôtesparasites
spatialement séparés. Responsable : O. Kaltz. 75 k€.
Norwegian Research Council. 2002-2005. Demographic processes and conservation in
relation to climatic change. Responsable : BE Saether. 4000 kNkr.
National Science Foundation, USA. 2002-2005. Mutation in birds in Chernobyl.
Responsable : TA Mousseau. 35 k$.
ACI Jeunes Chercheurs. 2001-2004. Résistance aux parasites au sein des populations
naturelles : mécanismes génétiques, expression phénotypique, maintien de la
variabilité et risques liés aux perturbations anthrophiques. Responsable : G. Sorci. 1010
kF.
ACI Jeunes Chercheurs. 2001-2004. Eusocialité et parasitisme. Responsable : C. Doums.
88,5 k€.
(Les responsables appartenant à l'UMR 7103 sont marqués en gras)
51

II.2 – PRODUCTION SCIENTIFIQUE 2004–2007
II.2a. UMR 7625 « Fonctionnement des Systèmes Ecologiques »
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Rostock, Allemagne (27-30 oct. 2004).
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donné à l'invitation de Cyrille D'Haese, Muséum National d'Histoire Naturelle
(Paris) (30 mars 2004).
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constraints or syndromes? Workshop on Vital Age-Trajectories, Max Planck Institute
for Demographic Research, Rostock, Allemagne (27-30 oct. 2004).
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Invited Plenary communication. Annual EGI conference for students, Groningen,
Holland January 2006.
INV31 De Monte, S. 2006. Conférence de clôture de la Chaire Blaise Pascal de Albert
Goldbeter, Orsay, Juin 2006.
INV32 De Monte, S. 2006. Ecole thématique interdisciplinaire: Le temps en biologie:
Évolution, rythmes, cycles, développement et dynamique des processus
biologiques, Berder, Gulf of Morbihan, Mars 2006.
INV33 De Monte, S. 2006. Otto Warburg International Summer School and Workshop on
Evolutionary Genomics, Berlin, September 2006.
INV34 Ferrière, R. 2006. Adaptive dynamics in ecology. Workshop on Mathematical
Population Genetics, Edimborough (UK), 26-30 mars 2006 (invited by Nick Barton
and Allison Etheridge).
INV35 Ferrière, R. 2006. Eco-evolutionary dynamics of cooperation on spatial graphs,
Department of Population Studies, Stanford University, CA, 24 avril 2006 (Invited
by Prof Shripad Tuljapurkar).
INV36 Ferrière, R. 2006. Mathematical biology: advances and new directions in ecology
and evolution. Annual Workshop of the Graduate Program in Mathematics and
Computational Sciences, University of Marseille, France, 24 mars 2006 (Invited by
Prof Etienne Pardoux).
INV37 Ferrière, R. 2006. Mathematical models in ecology and evolution. Workshop on
Mathematical Methods and Modeling of Biophysical Phenomena (organized by the
Instituto Nacional de Matematica Pura e Aplicada), Rio de Janeiro (Brazil), 5-11 mars
2006.
INV38 Ferrière, R. 2006. Theory and models for gene-to-ecosystems integrative biology.
NSF Annual Workshop: Frontiers in Integrative Research Biology - From Genes to
Ecosystems, University of California at Riverside, USA, 17-19 novembre 2006
(Invited by Prof David Reznick, University of California at Riverside).
INV39 Ferrière, R. 2006. Timescales of population rarity and abundance, Institute of
Zoology, Bern University, Switzerland, 13 juin 2006 (Invited by Prof Heinz
Richner).
INV40 Ferrière, R. 2006. Unifying evolutionary dynammics: From microscopic processes
to macroscopic models. Evolution Conference, SSE Symposium on Alternative
Perspectives on Evolutionary Dynamics, Stony Brook, NY, 23-27 juin 2006 (Invited By
Stephen Proulx and Richard Gomulkiewicz).
INV41 Lambert, A. 2006. 31st Conference on Stochastic Processes and their Applications,
session random trees and Lévy processes, Paris, jul 17--21 2006.
INV42 Lambert, A. 2006. Conférence plénière au Rhein-Main Kolloquiums Stochastik,
68

Francfort, 25 janvier 2006.
INV43 Lambert, A. 2006. IMS (Institute of Mathematical Statistics Annual Meeting),
session measure-valued processes in ecology and evolution, Rio de Janeiro, jul 30aug
4, 2006.
INV44 Lambert, A. 2006. Journées ACPA (Arbres, Chemins : Probabilités et Algorithmes),
Inst. Élie Cartan, Nancy, may 31-jun 1, 2006.
INV45 Lambert, A. 2006. Journées MAS (Modélisation Aléatoire et Statistique), session
coagulation and fragmentation, Lille, sep 4-6, 2006.
INV46 Lambert, A. 2006. Population dynamics and Random Genealogies (mini cours). IX
Simposio de Probabilidad y Procesos Estocasticos, Guanajuato (Mexique), nov 20-24,
2006.
INV47 Lambert, A. 2006. Workshop on Stochastic Models of the Evolution of Life, project
MAEV of the French National Research Agency (ANR), Institut Albert Bonniot,
Grenoble, oct 19-20, 2006.
INV48 Le Galliard, J. F. 2006. Adaptive evolution of social traits, Hasli Field Station,
University of Bern, Switzerland.
INV49 Le Galliard, J. F. 2006. Sexual conflicts, life history decisions and population
dynamics in a lizard, University of Bern, Switzerland.
INV50 Loeuille, N. 2006. Groupe de travail Fishace, Oregrund, Suède.
INV51 Loeuille, N. 2006. Symposium "Ecologie des communautés". GDR Meeting,
Montpellier.
INV52 Molet, M., Fisher, B. L. and Peeters, C. 2006. Dwarf wingless reproductives
improve colony economy in Mystrium ants from Madagascar. Congress of the
International Union of the Study of Social Insects, Washington D.C., USA, 30 jul - 4
aug, 2006.
INV53 Peeters, C. 2006. Evolution of wingless reproductives and the new ant phylogeny.
15th IUSSI (International Union for the Study of Social Insects), Washington DC, USA,
30 juillet - 4 août 2006.
INV54 Tran, V. C. 2006. Une approximation particulaire pour l'équation de Navier-Stokes
2D avec condition initiale aléatoire. Colloque " sur l'approximation numérique des
processus stochastiques ", organisé par D. Talay, INRIA Sophia-Antipolis, 23-24
janvier 2006.
INV55 van Baalen, M. 2006. Parasitoid fitness: from simple idea to intricate concept,
Conférence «Behavioural Ecology of Insect Parasitoids», Sophia-Antipolis,
Antibes, 25-28 septembre 2006.
2007
INV56 Carval, D. and Legendre, S. 2007. Interactions hôte-parasite : cas des parasites à 2
69

stades. Séminaire EvolExp, ENS, Paris, et Séminaire à l'Ecole Polytechnique, Palaiseau.
INV57 Carval, D. and Legendre, S. 2007. Unicellular eukaryote and biphasic intracellular
bacteria: an individual-based model. 3èmes Rencontres Ecologie et Comportement,
Montpellier.
INV58 Cazelles, B. 2007. Dynamics with multiple attractors in population biology: A tale
of weak transverse stability. Euro Mediterranean Conference on Biomathematics,
French University in Egypt, Cairo, June 2007.
INV59 Cazelles, B. 2007. Infectious diseases, climate influences and nonstationary.
Mathematical Biology and BioComplexity in Africa 2007, Cape Town University, Cape
Town, January 2007.
INV60 Cazelles, B. 2007. Non-stationary influence of climate oscillations on infectious
diseases. Changing World Changing Pathogens, 14th Symposium of the Netherland
Academy of Medicine and Microbiology,, Koninklijke Nederlandse Academie van
Wetenschappen, Amsterdam, February 2007.
INV61 De Monte, S. 2007. Inaugural symposium for the FT-Orange CRI Chair, Paris, July
2007.
INV62 Ferrière, R. 2007. Eco-evolutionary feedbacks: Concepts and models. NSF Annual
Workshop: Frontiers in Integrative Research Biology - From Genes to Ecosystems,
University of North Carolina, USA, 9-11 novembre 2007 (Invited by Prof David
Reznick, University of California at Riverside).
INV63 Ferrière, R. 2007. From individual stochastic processes to macroscopic models in
biology. International Conference on Theory and Modelling in Systems Biology, Institut
des Hautes Etudes Scientifiques, Bures-sur-Yvette, France, 13-15 novembre.
INV64 Ferrière, R. 2007. Résilience et durabilité des écosystèmes. CNRS Workshop:
Evaluation de la Durabilité, Paris, France, 13 juin 2007.
INV65 Lambert, A. 2007. Workshop on Stochastic Approaches to Evolution, Chalmers
(Göteborg), may 26-30, 2007.
INV66 Le Galliard, J. F. 2007. Plastic social structures: friends, enemies and kin, Natural
History Museum, Madrid, Spain.
INV67 Le Galliard, J. F. 2007. Plastic social structures: friends, enemies and kin, Max
Planck Institute for Ornithology, Munich, Germany.
INV68 Le Galliard, J. F. 2007. Processes in animal dispersal patterns. Benelux Zoology
Congress, Amsterdam, Netherlands.
INV69 Loeuille, N. 2007. groupe de travail "Evolution dans les métacommunautés",
NCEAS, Santa Barbara, CA, USA.
INV70 Loeuille, N. 2007. Symposium "Flexible foragers in food webs". Ecological Society of
America Meeting, San Jose, CA, USA.
70

Communications avec actes
2004
ACT1 Bertraux, D., Cazelles, B. and Klvana, I. 2004. Les ondelettes : une nouvelle
méthode d'analyse des séries temporelles et un exemple d'utilisation avec les
porcs-épics et le cycle solaire. Nouvelles Approches Statistiques en Biologie du
Comportement, 29ième Congrès Annuel de la Société Québécoise pour l'Etude Biologique
du Comportement (SQÉBC), Université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec,
November 2004. Book of Abstracts p. 12.
ACT2 Cazelles, B. 2004. Complex dynamics generating by weak transverse stability :
Some application in population dynamics. SANUM 2004 (South African Society for
Numerical and Applied Mathematics), Stellenbosch, South Africa, April 2004.
2005
ACT3 Cazelles, B., Chavez, M., McMichael, A. J. and Hales, S. 2005. Nonstationary
influence of El Niño on epidemics, the case of dengue in Thailand. The Seventeenth
Conference of the International Society of Environmental Epidemiology, Johannesburg,
September 2005.
ACT4 Constantin de Magny, G., Cazelles, B. and Guégan, J. F. 2005. Regional-scale
synchrony of cholera epidemics in the Equatorial Atlantic Coast (gulf of Guinea).
VIBRIO 2005 : The Biology of Vibrios : Biodiversity, Genomics, Disease, Epidemiology,
Ecology and Applications in Ghent, Belgium, November 2005.
ACT5 Constantin de Magny, G., Cazelles, B., Petit, M. and Guégan, J. F. 2005. Synchrony
of choléra epidemics in the equatorial atlantic coast (gulf of Guinea). 15th European
Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Copenhagen, April 2005.
ACT6 Constantin de Magny, G., Cazelles, B., Petit, M. and Guégan, J. F. 2005. Trophic
cascades and disease : modelling cholera cases population dynamics. International
Conference on Health and Biodiversity in Galway, Ireland, August 2005.
ACT7 Depaulis, F., Lambert, A., Raquin, A. L., Galic, N., Brabant, P. and Goldringer, I.
2005. Coalescent related methods to assess mutation rates from unknown partial
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In:Annals of Human Genetics 69: 767-767.
ACT8 Lambert, A. 2005. European Mathematical Genetics Meeting, Kremlin-Bicêtre, avr
2005.
ACT9 Saitoh, T., Cazelles, B., Vik, J. O. and Stenseth, N. C. 2005. Effects of the regime
shift of climate on population dynamics of the Hokkaido vole. IMC9, IX
International Mammalogical Congress, Symposium on the effects of large-scale climatic
variability on mammalian populations, Sapporo, Japan, August 2005.
2006
ACT10 Constantin de Magny, G., Guégan, J. F., Petit, M. and Cazelles, B. 2006. Regional-
71

scale synchrony of cholera epidemics in Western Africa. The Eighteenth Conference
of the International Society of Environmental Epidemiology, Paris, September 2006.
Book of Abstracts p 329.
ACT11 Guégan, J. F., Constantin de Magny, G., Petit, M. and Cazelles, B. 2006. Regionalscale
synchrony of cholera epidemics in Western Africa with climate variability.
EcoHealth One : Forging Collaboration Between Ecology and Health, University of
Wisconsin-Madison, Wisconsin, October 2006.
ACT12 Ménard, F., Marsac, F., Bellier, E. and Cazelles, B. 2006. Climatic oscillations and
tuna catch rates in the Indian Ocean : a wavelet approach to time series analysis.
Ocean Sciences Meeting, Honolulu Hawaii, February 2006.
ACT13 Monnin, T. 2006. Les stratégies de reproduction chez la guêpe sociale Polistes
dominulus: estimation de la fertilité et conflits d’intérêts lors de l’héritage de la
colonie. Annales de la Fondation Fyssen 21: 114-123.
ACT14 Pascual, M., Cazelles, B., Koelle, K. and Chaves, L. F. 2006. Shifting patterns :
Malaria dynamics and climate variability in an East African highland. EcoHealth
One : Forging Collaboration Between Ecology and Health, University of Wisconsin-
Madison, Wisconsin, October 2006.
ACT15 Pascual, M., Chaves, L. F., Ahumada, J., Rodó, X., Cazelles, B., Bouma, M. and
Abeku, T. 2006. Biological amplification, climate trends, and malaria resurgence in
African highlands. 91th ESA Meeting, Memphis, Tennessee, August 2006.
ACT16 White, J., Helfenstein, F., Danchin, E., Hatch, S. A. and Wagner, R. H. 2006. Sperm
age and reproductive performance in a strictly monogamous bird - an
experimental study, Journal of Ornithology 147: 88-88, Suppl. 1.
In press, 2007
ACT17 Champagnat, N. and Lambert, A. Adaptive dynamics in logistic branching
populations. In:Banach Center Publ. (in press 2007).
Communications sans actes (orales ou avec posters)
2004
COM1 Alizon, S. 2004. Conférence Jacques Monod Écologie et évolution des relations
hôte-parasite (poster), CNRS, Roscoff (France), 9 avril 2004.
COM2 Alizon, S. 2004. École d’été Mathématiques en biologie et médecine Institut
Gulbenkian de Ciência, Oieras (Portugal), 20 septembre 2004.
COM3 Alizon, S. 2004. Journées scientifiques du Laboratoire 2004, Laboratoire d'Ecologie
UMR 7625, ENS, Paris, 18-20 oct 2004.
COM4 Baratte, S., Cobb, M., Deutsch, J. and Peeters, C. 2004. Gene expression during the
ontogeny of 'gemmae' in the queenless ant Diacamma ceylonense (poster). Integrated
72

Studies of Social Evolution, EU Research Network, Helsingor, Danemark (2-6
septembre 2004).
COM5 Cote, J. 2004. Experimental enhancement of corticosterone levels positively affects
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October 2004.
COM6 Dreiss, A. N., Richard, M., Moyen, F., White, J., Møller, A. P. and Danchin, E. 2004.
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Conférence ISBE (International Society for Behavioral Ecology), Jyväskylä. Finlande
(10-15 juillet 04).
COM7 Ferrière, R. 2004. The eco-evolutionary dynamics of cooperation. Evolution
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COM8 Lambert, A. 2004. Ecole d'été du GDR 2250 GRIP, Dourdan (Essonne), jul 2004.
COM9 Lambert, A. 2004. Journées scientifiques du laboratoire d'Ecologie UMR 7625, ENS
Paris, oct 2004.
COM10 Le Galliard, J. F. 2004. Facultative sex allocation in the common lizard. Fifth World
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COM11 Le Galliard, J. F. 2004. Sexual harassment by male lizards sets the conditions for
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COM12 Loeuille, N. and Loreau, M. 2004. Evolutionary emergence of size structured food
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COM13 Molet, M. and Peeters, C. 2004. From independent colony foundation to colony
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Symposium of the INSECT network, Helsingør, Denmark, 2 - 6 sept 2004.
COM14 Monnin, T., Liebig, J. and Turillazzi, S. 2004. Direct assessment of queen fertility
and lack of worker suppression in a paper wasp. Integrated Studies of Social
Evolution, meeting du réseau européen INSECTS, Helsingør, Danemark, 2-6
septembre 2004, p 39.
COM15 Monnin, T., Liebig, J. and Turillazzi, S. 2004. Estimation directe de la fertilité de la
reine et absence de contrôle royal chez la guêpe Polistes dominulus. Congrès annuel
de la section française de IUSSI, Rennes, France, 6-9 septembre 2004, p 38.
COM16 Tully, T. 2004. Egg and clutch size plasticity and heritability in Folsomia candida.
Séminaire au Département de Zoologie, Université Libre d'Amsterdam, à l'invitation
de Jacintha Ellers (5 février 2004).
COM17 Tully, T. 2004. Reproduction and senescence: plasticity and evolution in the
springtail Folsomia candida. 2nd European Conference on Behavioural Biology,
Groningen, Pays-Bas (28-31 août 2004).
COM18 Tully, T., Cassey, P. and Ferrière, R. 2004. Functional response: rigorous estimation
and test of robustness (poster). 10th International Behavioural Ecology Congress ISBE,
73

Université de Jyväskylä, Finlande (10-16 juillet 2004).
COM19 Tully, T., D'Haese, C. A., Richard, M. and Ferrière, R. 2004. Genetic diversity,
phylogeny and life history evolution in the springtail Folsomia candida. XIth
International Congress on Apterygota, Université de Rouen, Mont Saint Aignan (6-8
sept. 2004).
COM20 Tully, T. and Ferrière, R. 2004. Population dynamic and life-history of Orchis
pallens. International Orchid Symposium : "New perspectives on the systematics &
ecology of orchids", Université Paul Sabatier (18-20 nov. 2004).
COM21 Tully, T. and Ferrière, R. 2004. Survivre ou se reproduire ? Diversité des stratégies
de survie et de reproduction chez un collembole (poster). Journées "ENS - Collège de
France", Collège de France, Paris (4 oct. 2004).
COM22 van Baalen, M. 2004. Altruism via Beard Chromodynamics. Royal Holloway,
University of London, 25 mai 2004.
COM23 van Baalen, M. 2004. Altruism via Beard Chromodynamics, University of
Warwick, 13 juillet 2004.
COM24 van Baalen, M. 2004. Sélection d'apparentement dans les républiques d'insectes.
Université de Montpellier-1, 26 janvier 2004.
COM25 White, J. F., Danchin, E., Helfenstein, F., Wagner, R. H. and Hatch, S. A. 2004.
Female choice of "young sperm" in a genetically monogamous bird: an
experimental test. Journées scientifiques du Laboratoire d'Ecologie et de Parasitologie
Evolutive de Paris VI, 20-22 october 2004, Paris (France).
2005
COM26 Alizon, S. 2005. Euroconférences: Maîtrise des agents anti-infectieux (poster),
Institut Pasteur (Paris), 20 octobre 2005.
COM27 Cote, J. 2005. Public information and emigration: Take a look at immigrants.
Meeting “Ecology and Behaviour”, Chizé, France, March 2005.
COM28 Danchin, E., Giraldeau, L. A., Valone, T. J. and Wagner, R. H. 2005. Inadvertent
Social Information use and cultural evolution. Animal Social Learning, Saint
Andrews, June 2005.
COM29 De Monte, S. 2005. 1st FEBS Advanced Lecture Course SysBio2005, Systems
Biology: from molecules & models to cells (talk and posters). Gosau, Austria,
March 2005.
COM30 De Monte, S. 2005. Colloquium "Mathematics in Life Sciences" (poster), UPMC,
Paris, France, September 2005.
COM31 De Monte, S. 2005. Fourth European Workshop on Glycolysis. Free University of
Amsterdam, the Netherlands, February 2005.
COM32 Dreiss, A. N., Navarro, C., de Lope, F. and Møller, A. P. 2005. Immune challenge
74

influences song performance in barn swallows Hirundo rustica. International
Ethological Conference, Budapest, Hongrie (20-27 août 05).
COM33 Lambert, A. 2005. First Cornell Summer School in Probability (Cornell University,
NY), jul 2005.
COM34 Loeuille, N., Brännström, A., Dieckmann, U. and Loreau, M. 2005. Emergence of
complex size-structured food webs out of repetitive radiation. Diversitas meeting.
Oaxaca, Mexico.
COM35 Loeuille, N. and Leibold, M. A. 2005. Evolution of plant defenses in
metacommunities. Annual meeting of the Ecological Society of America, Montreal,
Canada.
COM36 van Baalen, M. 2005. Altruism via Beard Chromodynamics. Université de Berne,
30 novembre 2005.
COM37 van Baalen, M. 2005. Altruism via Beard Chromodynamics, University College
London, 16 novembre 2005.
COM38 Varela, S. A. M., Danchin, E. and Wagner, R. H. 2005. Predation as a selective force
against avian coloniality: A comparative study. XXIX International Ethological
Conference, Budapest, Hungary, August 20-27, 2005.
COM39 White, J. F., Danchin, E., Helfenstein, F., Wagner, R. H. and Hatch, S. A. 2005.
Female choice of "young sperm" in a genetically monogamous bird: an
experimental test. 1st Conference of the French GDR 2155 Ecologie Comportementale,
Chizé, Mars 2005.
2006
COM40 Alizon, S. 2006. Journées scientifiques du Laboratoire 2006, Laboratoire d'Ecologie
UMR 7625, INAPG, Paris, 20-22 mars 2006.
COM41 Cote, J. 2006. Kin competition promotes colonisation success. 11th International
Behavioural Ecology Congress (ISBE 2006), Tours, France, July 2006.
COM42 Danchin, E. 2006. An Information driven framework for the study of animal
behaviour. 2nd conference of the Fench GDR 2155 écologie Comportementale,
Strasbourg, Mars 2006.
COM43 Dreiss, A. N., Silva, N., Richard, M., Moyen, F., Théry, M., Møller, A. P. and
Danchin, E. 2006. Condition dependent pursuit of differential genetic benefits by
female blue tits. Annual EGI conference for students, Groningen, Holland January
2006.
COM44 Dreiss, A. N., Silva, N., Richard, M., Moyen, F., Théry, M., Møller, A. P. and
Danchin, E. 2006. Condition dependent pursuit of differential genetic benefits by
female blue tits. Conférence ISBE (International Society for Behavioral Ecology), Tours,
France (23-29 juillet 06).
COM45 Gobin, B., Ito, F., Peeters, C. and Billen, J. 2006. Queen-worker dimorphism in the
75

sperm reservoir of poneromorph ants (poster). 15th IUSSI (International Union for
the Study of Social Insects), Washington, DC, USA, 30 juillet - 4 août 2006.
COM46 Laloi, D., Eizaguirre, C., Richard, M. and Massot, M. 2006. Condition-dependence
in a mating system: polyandry in a viviparous lizard. 11th International Behavioral
Ecology Congress. International Society for Behavioral Ecology, Tours, France, July 23-
29, 2006.
COM47 Lambert, A. 2006. Journées scientifiques du laboratoire d'Ecologie UMR 7625, ENS
Paris, mar 2006.
COM48 Lambert, A. 2006. Second Cornell Summer School in Probability (Cornell
University, NY), jul 2006.
COM49 Le Galliard, J. F. 2006. Adaptive dynamics of social traits. Adaptive dynamics
Workshop, Tvarminne, Finland.
COM50 Le Galliard, J. F. 2006. Experimental Metapopulation Plateform. Metapopulation
Workshop, ESF, Montpellier, France.
COM51 Le Galliard, J. F. 2006. Lifetime and intergenerational fitness consequences of male
aggression. Journées du Laboratoire d’Ecologie, Paris, France.
COM52 Le Galliard, J. F. 2006. Research Centre for Experimental and Predictive Ecology
(RECEPEE). Poster. Metapopulation Workshop, ESF, Montpellier, France.
COM53 Lion, S and van Baalen, M. 2006. The evolution of parasite manipulation of host
dispersal. Poster. 11ème Congrès ISBE (International Society of Behavioural Ecology),
Tours, France, Juillet 2006.
COM54 Loeuille, N. 2006. Review of empirical food-web datasets (and possible modelling
implications). Fishace workshop, Oregrund, Sweden.
COM55 Loeuille, N., Loreau, M., Brännström, A. and Dieckmann, U. 2006. Predator prey
coevolution in harvested food webs. GDR meeting, community ecology, Montpellier,
France.
COM56 Massot, M. 2006. Le réchauffement climatique: quels bouleversements pour le
vivant? Conférence dans le cadre des séminaires de l’ENS, Cachan - 26 janvier 2006.
COM57 Molet, M. and Peeters, C. 2006. Evolutionary shifts in the mode of colony founding
in ants (poster). Winter Meeting of the British Section of the International Union for the
Study of Social Insects, London, UK, 8 dec 2006.
COM58 Molet, M. and Peeters, C. 2006. Loss of independent colony foundation associated
with a tropical-temperate gradient in ants of the Rhytidoponera impressa group.
Colloque de l'Union Internationale pour l'Etude des Insectes Sociaux section française,
Avignon, France, 24 - 26 avril 2006.
COM59 Monnin, T. 2006. Brood abundance, colony size and reproductive monopoly in the
wasp Polistes dominulus. XV congrès international de IUSSI, Washington, USA, 30
juillet - 4 août 2006, p 28.
76

COM60 Monnin, T. 2006. Indices de fertilité et division de la reproduction chez la guêpe
Polistes dominulus. Congrès annuel de la section française de IUSSI, Avignon, France,
24-27 avril 2006, p 42.
COM61 Mulard, H., Danchin, E., Aubin, T. and Hatch, S. 2006. Parent-offspring
recognition in the Black-legged kittiwake (Rissa tridactyla). International Society for
Behavioural Ecology, Tours 2006 (Poster).
COM62 Mulard, H., Danchin, E., Aubin, T. and Hatch, S. A. 2006. Parent-offspring vocal
recognition in the Black-legged kittiwake. 2nd conference of the French GDR 2155
écologie Comportementale (SERL), Strasbourg, Mars 2006.
COM63 Mulard, H., Danchin, E., Aubin, T. and Hatch, S. A. 2006. Parent-offspring vocal
recognition in the Black-legged kittiwake. Journées scientifiques du Laboratoire
d’écologie et de Parasitologie évolutive de Paris VI, 20-22 mars 2006, Paris (France).
COM64 Parejo, D., White, J. F., Clobert, J. and Danchin, E. 2006. The relative role of two
components of public information in breeding habitat selection. Poster
presentation. Eleventh International Behavioural Ecology Congress of the ISBE
(International Society of Behavioural Ecology), Tours, Juillet 2006.
COM65 Peeters, C. and Molet, M. 2006. Evolution des reproductrices sans ailes et la
nouvelle phylogénie des fourmis. Colloque annuel section francaise UIEIS, Avignon,
avril 2006.
COM66 Tran, V. C. 2006. A stochastic model for a population structured by a continuous
age. Colloque du Collège Doctoral Franco-Allemand, Université de Potsdam,
Allemagne, 27-29 septembre 2006.
COM67 Tully, T., Gins, A. and Ponge, J. F. 2006. What determines the differences in
collembola communities of a heathland and an open pasture? An experimental
approach. XIIth International Congress on Apterygota, Texel Université libre
d'Amsterdam, Pays-Bas, Septembre 2006.
COM68 Vercken, E. 2006. Female colour variants in the common lizard: are there
alternative strategies? Symposium “Speciation: from phenotypic to diversification
reproductive isolation, Université de Lund, Suède, 27 septembre 2007.
COM69 White, J., Helfenstein, F., Danchin, E., Hatch, S. A. and Wagner, R. H. 2006. Age du
sperme et performance de reproduction chez un oiseau strictement monogame -
étude experimentale. 3ème journées du Comité National Français pour les Recherches
Arctiques et Antarctiques (CNFRA), Paris, 4-5 octobre 2006.
COM70 White, J. F., Wagner, R. H., Helfenstein, F., Hatch, S. A., Naves, L. and Danchin, E.
2006. Sperm choice by monogamous females: experimental "condoms" show that
old sperm cause reproductive failure. Eleventh International Behavioural Ecology
Congress of the ISBE (International Society of Behavioural Ecology), Tours, 23-29 Juillet
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K., Thomas, R., Moksnes, A., Møller, A. P., Roskaft, E. and Soler, M. 2007. Host
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Conférences invitées
INV-1 Møller, A. P. 2004. ESF Workshop Tokaj, Hungary.
INV-2 Møller, A. P. 2004. KLIVV, Austria.
INV-3 Møller, A. P. 2004. MEEGID VII, Valencia.
INV-4 Møller, A. P. 2004. Rotary Denmark.
INV-5 Møller, A. P. 2004. SEO, Madrid.
INV-6 Møller, A. P. 2005. Biology 2005, Basel, Switzerland.
INV-7 Møller, A. P. 2005. ICO 30 Years Anniversary, Girona, Spain.
INV-8 Kaltz, O. 2006. Coévolution expérimentale dans un système hôte-parasite: coûts
directs et indirects de résistance. Journées Jean Chevaugeon (Société Française de
Phytopathologie), Aussois, France.
Communications sans actes (orales ou avec posters)
National :
COM-1 Kaltz, O. 2004. Coévolution expérimentale dans le système Paramecium-Holospora.
Groupe de Travail 'Interactions des microbes' du REID, Université de Lyon.
COM-2 Nidelet, T. and Kaltz, O. 2004. Interaction entre environnement et parasitisme, une
approche d'évolution expérimentale. Groupe de discussion évolution expérimentale.
COM-3 Nidelet, T. and Kaltz, O. 2005. Interaction GxGxE. Groupe de discussion évolution
expérimentale.
COM-4 Bocher, A., Doums, C., Millot, L. and Tirard, C. 2006. Reproductive conflicts affect
labour and immune defenses in the queenless ant Diacamma sp. (Nilgiri, south
India). Colloque IUES - section française, Avignon.
COM-5 Kaltz, O. 2006. Evolution expérimentale du mode de transmission: effets sur les
traits d'histoire de vie et de la virulence du parasite Holospora undulata. Réunion
Groupe de Travail 'Interactions prokaryotes-Eukaryotes' du REID, IPE, Université de
Brest, France.
96

COM-6 Nidelet, T. and Kaltz, O. 2006. Effet de la mortalité extrinsèque de l'hôte sur
l'évolution expérimentale d'un parasite sur l'âge à la maturité et la virulence. Groupe
de discussion évolution expérimentale.
COM-7 Devès, A. L., Doums, C., Haussy, C. and Tirard, C. 2007. Reproduction and immune
defenses in workers of the ant Cataglyphis cursor. Colloque IUES- section française,
Toulouse, septembre 2007.
COM-8 Kaltz, O., Batman, C., Bélanger, S. and Nidelet, T. 2007. Comportement de
dispersion de Paramecium caudatum en présence de son parasite bactérien Holospora
undulata. Groupe de Travail 'Interactions prokaryotes-Eukaryotes' du REID, Université
de Poitiers, France.
COM-9 Nidelet, T., Magalon, H. and Kaltz, O. 2007. Effet de la mortalité extrinsèque de
l'hôte sur l'évolution expérimentale d'un parasite sur l'âge à la maturité et la
virulence. Groupe de Travail 'Interactions prokaryotes-Eukaryotes' du REID, Université
de Poitiers, France.
International :
COM-10 Bocher, A., Doums, C., Millot, L. and Tirard, C. 2004. Impact of social conflicts on
some fitness components in a queenless ant, Diacamma sp. from Nilgiri. Symposium "
EU Research Training Network Insects, integrated studies of social evolution ", Helsingor,
Danemark, septembre 2004 (poster)
COM-11 Gallet, R. 2004. Impact of Predation on Prey Species Diversity (poster). Conférence
Jacques Monod, Roscoff, France.
COM-12 Kaltz, O. 2004. Patterns of adaptation and evolution of genotype-by-genotype
interactions in Paramecium caudatum and its bacterial parasite Holospora undulata.
Conférence Jacques Monod, Roscoff, France.
COM-13 Kaltz, O. and Nidelet, T. 2004. Experimental evolution of host x parasite genotype
interactions (poster). Symposium on Experimental Evolution, University of Fribourg,
Suisse.
COM-14 McCoy, K. and Tirard, C. 2004. Comparative population sturcture and gene flow of
the tick Ixodes uriae and its colonial seabird hosts. Conférences Jacques Monod, CNRS,
Roscoff.
COM-15 Gallet, R. 2005. Predation and Disturbance Interact to Shape Prey Species Diversity.
Diversitas OSC1, Oaxaca, Mexico.
COM-16 Kaltz, O., Gutierrez, A. and Lohse, K. 2005. Experimental evolution of resistance and
local adaptation in a host-parasite system. ESEB conference, Krakow, Poland.
COM-17 Restif, O. and Kaltz, O. 2005. Virulence, horizontal and vertical transmission -
menage à trois in a microbial host-parasite system (poster). ESEB conference, Kracow,
Poland.
COM-18 Bocher, A., Doums, C., Millot, L. and Tirard, C. 2006. Reproductive conflicts affect
labour and immune defenses in the queenless ant Diacamma sp. (Nilgiri, south
India). XV congress IUSSI (International Union for the Study of Social Insects),
Washington, DC.
COM-19 Cote, J. 2006. Kin competition promotes colonisation success. Meeting “Ecology and
Behaviour”, Strasbourg, France, March 2006.
COM-20 Gallet, R. 2006. Coevolution between the predatory bacterium B. bacteriovorus and its
prey P. fluorescens. Meeting of the American Society for Microbiology, Orlando, USA.
97

COM-21 Gallet, R. 2006. Coevolution between the predatory bacterium B. bacteriovorus and its
prey P. fluorescens. ISME-11, Vienna, Autriche.
COM-22 Kaltz, O., Brusini, J., Alamara, A. A. and Nidelet, T. 2006. Hosts and parasites and
geographical range limits: Experimental epidemiology and coevolution along a
productivity gradient. ESF workshop on Experimental metapopulations, Montpellier,
France.
COM-23 Nidelet, T. and Kaltz, O. 2006. Natural dispersal between experimental microcosms
of Paramecium caudatum: effects of abiotic and biotic factors (poster). ESF workshop on
Experimental metapopulations, Montpellier, France.
COM-24 Adiba, S. and Kaltz, O. 2007. Experimental evolution of local adaptation in a
microbial host-parasite system (poster). Conférence Jacques Monod, Roscoff, France.
COM-25 Fellous, S. 2007. A parasite's response to the presence in its host of another parasite
with a different mode of transmission,. ESEB XI, Uppsala, Suède.
COM-26 Fellous, S. 2007. Transgenerational interactions between parasite isolates. Conférence
Jacques Monod, Roscoff, France.
COM-27 Nidelet, T. and Kaltz, O. 2007. Effects of host background mortality on the
experimental evolution of parasite latency and virulence (poster).. Conférence Jacques
Monod, Roscoff, France.
COM-28 Ruel, C., Doums, C., Haussy, C. and Tirard, C. 2007. How investment in immunity
can be shaped by division of labour. Colloque IUES, Toulouse, septembre 2007.
Ouvrages scientifiques (ou chapitres)
OS-1 Berthold, P., Møller, A. P. and Fiedler, W. 2004. Preface. In:Birds and climate change.
(Møller, A. P., Fiedler, W. and Berthold, P. Eds), vii-viii, Elsevier, Amsterdam.
OS-2 Møller, A. P. 2004. Sexual selection. In:Principles of animal behavior (Bolhuis, J. J. and
Giraldeau, L.-A. Eds), Blackwell.
OS-3 Møller, A. P., Berthold, P. and Fiedler, W. 2004. The challenge of future research on
climate change and avian biology. In:Birds and climate change. (Møller, A. P., Fiedler,
W. and Berthold, P. Eds), 237-245, Elsevier, Amsterdam.
OS-4 Møller, A. P. and Merilä, J. 2004. Analysis and interpretation of long-term studies
investigating responses to climate change. In:Birds and climate change. (Møller, A. P.,
Fiedler, W. and Berthold, P. Eds), 111-130, Elsevier, Amsterdam.
OS-5 Møller, A. P. 2005. Parasitism and the regulation of host populations. In:Parasitism
and ecosystems (Thomas, F. and Guégan, J. F. Eds), 43-53, Oxford University Press,
Oxford.
OS-6 Møller, A. P. and Danchin, E. 2005. Ecologie comportementale et l'espèce humaine.
In:Ecologie comportementale (Danchin, E., Giraldeau, L.-A. and Cézilly, F. Eds), 523-
545, Dunod, Paris.
OS-7 Møller, A. P., Danchin, E. and Giraldeau, L.-A. 2005. Ecologie comportementale et
biologie de la conservation. In:Ecologie comportementale (Danchin, E., Giraldeau, L.-A.
and Cézilly, F. Eds), 505-521, Dunod, Paris.
OS-8 Møller, A. P. and Saino, N. 2005. Carotenoid biochemistry, transformation and
function. In:Proceedings of the International Ornithological Congress, Beijing 2002. Acta
Zoologica Sinica.
98

OS-9 Szép, T. and Møller, A. P. 2005. Using remote sensing data to identify migration and
wintering areas, and to analyze effects of environmental conditions during
breeding, migration and in winter on survival and phenotype of migratory birds.
In:Birds of two worlds (Marra, P. and Greenberg, R. Eds), Johns Hopkins Press,
Washington, D.C.
OS-10 Marzal, A., Reviriego, M. I., Navarro, C., Diaz, S., De Lope, F. and Møller, A. P. 2006.
Ecological interactions among protozoan parasites and their avian hosts: an
approach. In:Recent Research Developments in Multidisciplinary Applied Microbiology:
60-63, Wiley.
OS-11 Møller, A. P. Sex and sexual selection. In:Foundations of evolutionary psychology: Ideas,
issues, applications and findings. Second edition (Crawford, C. and Krebs, D. Eds),
Erlbaum, Lawrence, KS (in press 2007).
Direction d'ouvrages
DO-1 Møller, A. P., Berthold, P. and Fiedler, W., Eds. 2004. Effects of climate change on birds.
- Advances in Ecological Research 35, 259 p., Elsevier, Amsterdam.
Autres publications
AP-1 Meyerstein, F. W., Brisson, L. and Møller, A. P. 2006. LifeTime: The quest for a
definition of life, 165 p., Georg Olms Verlag, Hildesheim, Germany
99

II.3 — PROJET SCIENTIFIQUE 2009-2012
Depuis Haeckel et Darwin, les sciences de l'écologie et de l'évolution ont, en dépit d'une même
orientation, suivi des voies parallèles, que sépare l'incommensurabilité supposée de leurs
échelles de temps et d’espace. Cependant, les observations se sont accumulées qui remettent en
cause cette distinction. Les invasions biologiques, l'émergence et la propagation de pathogènes,
le développement et le vieillissement des organismes multicellulaires, les réponses aux
changements climatiques – ces phénomènes impliquent tous, à des niveaux biologiques très
différents, des mécanismes écologiques et évolutionnaires étroitement imbriqués. A tous les
niveaux d'organisation du vivant, les pressions de sélection qui s'exercent sur la variabilité
héritable d'une population trouvent leur origine dans le tissu écologique des interactions
individuelles, dont la trame se voit en retour modifiée par les effets de la sélection naturelle. La
dynamique des interactions hôte-parasite est emblématique des enjeux primordiaux, tant
fondamentaux qu’appliqués, qui s’inscrivent à cette interface de l’écologie et de l’évolution:
évolution des agents infectieux et dynamiques des épidémies; écologie de la transmission et coévolution
virulence-résistance; écologie des interactions-hôtes et évolution de nouveaux
pathogènes; écologie et évolution des symbioses et leurs conséquences sur le fonctionnement et
la dynamique des écosystèmes…
L'analyse des processus éco-évolutifs et l’étude de leurs effets sur la structure
et la dynamique des réseaux écologiques constituent
l’axe central de recherche de l’UMR 7625, dont l’intitulé devient :
Ecologie & Evolution.
II.3.1. Nouvelle structure interne
L’intégration des UMR 7625 et 7103 est accomplie en regroupant les deux équipes de l’UMR
7103, et en réorganisant les équipes de l’actuelle UMR 7625 pour une meilleure articulation des
interactions des chercheurs au sein de l’unité fusionnée. Le nouvel organigramme s’entend
structuré en cinq équipes :
Equipe Changements Globaux et Processus Adaptatifs, comprenant 7 chercheurs et
enseignants-chercheurs permanents (1 CR2, 1 CR1, 5 MC), 1 ingénieur d’étude, 3 techniciens ,
et 2 doctorants. Les travaux de l’équipe portent sur les changements globaux (réchauffement
climatique, altération des habitats), les processus évolutifs qui y répondent (adaptations,
processus sélectifs, plasticité phénotypique), et leurs conséquences sur la dynamique des
populations. L’équipe met en oeuvre des approches intégratives combinant morphométrie,
comportement, physiologie, génétique, démographie et modélisation. L’organisme-modèle
principal est le Lézard vivipare, mais des études expérimentales sont aussi menées sur le
campagnol Microtus oeconomus, le cafard et la drosophile.
Equipe Evolution des Sociétés Animales, comprenant 3 chercheurs et enseignants chercheurs
permanents (1 CR1, 1 DR2, 1 MC) et 1 technicien CNRS. Spécialisée dans l’étude des sociétés
d’insectes, l’équipe cherche à mettre en évidence les bases génétiques et environnementales des
mécanismes de régulation de la socialité, impliquant notamment les processus de
communication chimique entre individus et entre espèces.
Equipe Eco-Evolution Mathématique, comprenant 8 chercheurs et enseignants-chercheurs
permanents (2 CR2, 1 CR1, 3 MC, 1 PR2, 1 PR1 membre IUF), 1 ingénieur de recherche et 1
ingénieur d’étude CNRS, 1 technicienne UPMC. L’équipe est spécialisée dans la modélisation
100

mathématique et informatique de processus stochastiques et de systèmes non-linéaires motivés
par et appliqués aux dynamiques écologiques et évolutives: dynamiques de populations en
environnement variable, épidémiologie, coalescence et arbres phylogénétiques, dynamiques
adaptatives.
Equipe Interactions Hôtes-Parasites, comprenant 3 chercheurs CNRS (1 DR2, 2 CR1), deux
enseignants-chercheurs UPMC (MC) et une technicienne CNRS. Cette équipe cherche à mettre
en évidence et à analyser les conséquences de l'évolution entre espèces antagonistes, en
particulier entre les parasites et leurs hôtes, mais aussi prédateurs et proies. L’étude des aspects
évolutifs des l’immunologie est basée sur une approche corrélative (mais aussi expérimentale),
avec des oisaux avec leurs macroparasites comme système-modèle. Un volet plus expérimental
de l’étude des interactions hôte-parasites on des microbiens comme organismes-modèles –
paramécies, amibes, bactéries – et les approches relèvent de la biologie des systèmes, croisant
génomique, biologie cellulaire et modélisation mathématique. Cette équipe vient de recruter
deux nouveaux chercheurs (1 CR1 CNRS, 1 MC UPMC) alors que le directeur de l’équipe a
annoncé son départ l’été 2008, donc la thématique de cette équipe va certainement évoluer.
Equipe Ecologie des Populations et des Communautés, comprenant trois enseignantschercheurs
(1 PR CE, 1 MC AgroParisTech, 1MC UPMC) ainsi qu’un poste de professeur en
Entomologie écologie dont le recrutement est prévu en décembre 2007. Les travaux de cette
équipe portent sur les réseaux d’interactions écologiques au sein des populations et des
communautés : leur structure, leurs conséquences sur la stabilité et la diversité des populations
et des communautés écologiques. Les approches fondamentales sont déclinées en deux volets
d’applications : contrôle des bioagresseurs et conservation des petites populations.
101

102

II.3.2. Projets détaillés des équipes
Equipe Changements Globaux et Processus Adaptatifs
Responsable : Manuel Massot
La nouvelle équipe ‘Changements Globaux et Processus
Adaptatifs’ (CGPA), forte de 7 chercheurs et enseignantschercheurs
est en grande partie issue de l’équipe ‘Ecologie
du comportement’ via sa composante travaillant sur le
modèle ‘Lézard vivipare’ (D Laloi, J-F Le Galliard, M
Massot, S Meylan). Les travaux de ce groupe sur les
processus de vieillissement s’étant récemment développés,
d’autres chercheurs du laboratoire travaillant pour
beaucoup sur cette thématique (L Elard sur la drosophile
Drosophila melanogaster et T Tully sur le collembole Folsomia
candida) se sont logiquement joints à l’équipe CGPA.
Les centres d’intérêt de l’équipe concernent d’une part l’étude de l’impact des changements
globaux sur les individus et les populations, et d’autre part celle des processus évolutifs.
L’étude des changements globaux (changements climatiques ; fragmentation, altération et
destruction des habitats) est un enjeu critique de la recherche en écologie. Nos travaux sur les
processus évolutifs (mécanismes d’adaptation, processus sélectifs, systèmes d’appariement et
plasticité phénotypique) sont un atout pour appréhender pleinement l’impact des changements
globaux. A l’inverse, nos études des modifications majeures de l’environnement induites par
les activités humaines (pressions sélectives unidirectionnelles récentes auxquelles les
populations ne sont pas adaptées) nous donnent des possibilités particulièrement puissantes
d’appréhender les processus évolutifs. Comme on peut le voir, les deux thématiques de
l’équipe sont très complémentaires et s’enrichissent mutuellement. Cette double approche s’est
pour l’instant tout particulièrement appliquée à nos travaux sur le lézard vivipare, mais elle
concerne aussi les études sur les collemboles (T Tully) et sur le campagnol Microtus oeconomus
(collaboration de J-F Le Galliard avec des chercheurs norvégiens).
L’interdisciplinarité est au cœur de nos travaux. La démarche générale de nos travaux relève en
effet de l’Ecologie Intégrative par la réalisation d’études qui combinent les disciplines
(comportement, physiologie, génétique, démographie), les échelles d’organisation (réponses
individuelles, populationnelles et méta-populationnelles) et les outils d’étude (suivis de
populations naturelles sur le long terme, mesures physiologiques et comportementales en
laboratoire, approches expérimentales, modélisation). L’emploi de multiples voies et niveaux
d’approches sur nos thèmes d’étude est pour nous le moyen d’assurer une portée maximale à
nos travaux. Dans le cadre de notre étude de l’impact des changements climatiques, c’est
également le meilleur moyen d’obtenir des conclusions fiables en raison des nombreuses
réponses attendues à des facteurs aussi importants que la température et l’humidité.
A. Impacts du réchauffement climatique sur les individus et les populations
Le réchauffement climatique est considéré comme une menace majeure pour la biodiversité. De
nombreuses études ont abouti au constat clair que la totalité des organismes, des plantes aux
vertébrés, ont déjà réagi grandement à la première phase du réchauffement climatique actuel.
Les conséquences montrées ou attendues du réchauffement climatique s’inscrivent dans une
chaîne d’effets en cascade (Figure 1) dont les points de départ pour les espèces sont soit des
effets physiologiques liés à la température (effets directs), soit des effets liés au cortège de
conditions environnementales associées à la température (effets indirects). Les effets directs
trouvent leur origine dans des modifications physiologiques qui influencent à leur tour les
caractéristiques des individus au travers ou non d’altérations comportementales ou d’activités
saisonnières. La modification des caractéristiques des individus peut engendrer des
103

changements pour leur reproduction, survie ou dispersion. Ces modifications altèrent le
fonctionnement des populations au travers des paramètres démographiques. Cette altération
peut changer les relations entre les populations au travers des flux de dispersants, amener à la
création de nouvelles populations ou conduire à des extinctions. A une échelle plus large, l’aire
de répartition des espèces elle-même peut alors s’en trouver modifiée, la menace ultime du
réchauffement pour toute espèce étant l’extinction. Du point de vue multispécifique, les
communautés locales d’espèces pourront donc à leur tour répondre au changement climatique,
conduisant à des modifications du fonctionnement même des écosystèmes.
A côté de tous ces effets directs en cascade, le réchauffement peut aussi avoir des effets
indirects (du point de vue d’une espèce donnée) qui sont liés (i) au cortège de conditions
environnementales associées à l’augmentation des températures via les corrélats abiotiques tel
que l’humidité, l’enneigement, … (ii) aux rétroactions dues à l’altération d’autres espèces via la
compétition, la prédation, les ressources trophiques, les agents pathogènes, … A mi-chemin
entre effets directs et indirects, il est également important de considérer les rétroactions
évolutives dues à des changements génétiques répondant à des pressions de sélection ou à de
la dérive. La cascade d’effets directs et indirects du réchauffement amenant à des altérations de
la valeur sélective des individus tout comme à des changements populationnels peuvent
aboutir à des évolutions génétiques. Pour finir, la rétroaction ultime est que des réponses
biologiques au réchauffement influencent la dynamique climatique elle-même.
Figure 1. Contexte à l’étude des effets du réchauffement climatique
________________________________________________________________________
Evolution
Ecosystèmes
Communautés
Comportement
Disparition
d’espèces
Réchauffement climatique
humidité, neige, gel, …
Physiologie
Caractéristiques des individus
Aire de répartition
des espèces
Activités saisonnières
reproduction, survie, dispersion
Effets directs de la température Effets indirects et rétroactions
! Pour la clarté du schéma, il n’a pas été indiqué toutes les rétroactions et
effets indirects qui peuvent être attendus entre les différents niveaux d’organisation
104
Fonctionnement
des populations
A.1. Effets du réchauffement sur des populations de lézards vivipares (M Massot, S Meylan,
M Richard)
Parmi la cascade d’effets du réchauffement climatique qui vient d’être décrite, les aspects les
mieux étudiés et connus révèlent des effets importants pour un réchauffement climatique
encore modéré. Bien que cruciales, ces simples descriptions de réponses généralisées
(organismes, milieux, zones géographiques) au réchauffement ne sont malheureusement pas

suffisantes pour extrapoler sérieusement les conséquences à plus long terme (conséquences à
long terme des effets actuels, réponses à un réchauffement plus prononcé), ni pour envisager
des mesures de conservation qui soient appropriées et opérationnelles. Pour aller au delà de
ces constats dans nos travaux sur le lézard vivipare, nous étudions les effets du réchauffement
depuis la physiologie des individus au fonctionnement des populations, en passant par les
changements évolutifs (Figure 1). Le socle de notre étude est constitué de nos suivis à longterme.
Ces suivis ont déjà montré que le lézard vivipare a réagi de manière importante et variée
au réchauffement climatique (cf. bilan de l’équipe ‘Ecologie du comportement’). Nous
élargissons nos suivis à de nombreuses populations naturelles du sud de la France pour juger
de la généralité des effets trouvés et pour déterminer leur échelle de variation spatiale. Nous
réalisons aussi des approches expérimentales afin de rechercher la causalité des effets observés
en nature. Pour ces travaux, nous disposons de nombreux atouts dont les plus importants sont
nos suivis de populations naturelles débutées depuis 1984, la large expertise dans différentes
disciplines des chercheurs impliqués (projet avec de nombreuses collaborations), ainsi que nos
infrastructures expérimentales au CEREEP de Foljuif.
A.2. Impact du réchauffement climatique sur la physiologie des squamates (S Meylan)
Un pré-requis essentiel pour prédire l’impact du réchauffement sur le devenir des espèces est
de comprendre les mécanismes proximaux par lesquels les espèces vont répondre aux
changements environnementaux. Les ectothermes comme les squamates que nous allons
étudier ne peuvent pas produire de chaleur et leur physiologie est particulièrement sensible
aux changements de conditions thermiques ambiantes. Ils sont caractérisés par un niveau
extrême de plasticité phénotypique et des possibilités de dispersion généralement limitées. Une
augmentation de la température devrait affecter tous les aspects de leur budget énergétique et
de leur cycle de vie à différentes étapes depuis le développement embryonnaire, la croissance
jusqu’à la vie adulte. Les vertébrés ectothermes sont donc des modèles particulièrement
pertinents pour étudier les effets des changements climatiques. Dans le cadre d’une ANR
jeunes chercheurs (ECTOCLIM avec O Lourdais et G Blouin-Demers), S Meylan va étudier
l’impact du changement de température ambiante sur le métabolisme de reptiles squamates
(Lézards, Couleuvres, Vipères). Ceci sera fait au moyen d’une approche comparative
considérant des espèces proches qui diffèrent dans leur biogéographie et leurs affinités
climatiques. Le postulat de base de l’étude est que les changements climatiques vont produire
des effets contrastés en influençant positivement l’activité et négativement le budget
énergétique.
A.3. Effets du réchauffement sur des populations naturelles d'orchidées (T. Tully)
Afin d'étudier à long terme les effets du changement climatique sur la démographie d'espèces
sauvages rares, nous avons mis en place et mené un suivi démographique complet (marquage
individuel et biométrie de tous les individus) depuis 1999 de deux espèces d'orchidées : deux
populations d'Orchis pallens (Orchidaceae) situées sur le Mont Ventoux (Vaucluse) et d'une
population d'Ophrys bertolonii située sur le Mont Gros (Alpes-Maritimes). Ces études menées
depuis 9 ans en collaboration avec l'Observatoire de la Côte d'Azur et le Conservatoire des
Écosystèmes de Provence ont pour but de mieux connaître le cycle de vie de ces espèces
menacées, de préciser au moyen de modèles démographiques le devenir de ces populations
(dynamique, probabilité d'extinction, sensibilité des paramètres démographiques), d'étudier
leurs dynamiques sur le long terme et la manière dont celles-ci sont liées aux paramètres
météorologiques annuels et aux tendances pluriannuelles. Ces études ont aussi pour but de
proposer des mesures de gestion afin de favoriser leur persistance.
105

B. Mécanismes d’extinction dans les petites populations (J-F Le Galliard, D Laloi, S
Meylan, M Mugabo, T Tully)
L’extinction massive d’espèces et/ou de populations est l’une des préoccupations
environnementales majeures. Pour combattre cette érosion de la biodiversité, un effort mondial
de conservation est dirigé vers la préservation de petites populations qui sont particulièrement
susceptibles de s’éteindre. Ces programmes de conservation sont encadrés par des outils
théoriques et méthodologiques qui relèvent de l’Analyse de Viabilité de la Population (AVP).
L’AVP est un outil de modélisation reposant sur des modèles stochastiques de la dynamique
des populations que l’on utilise pour prédire le risque d’extinction de populations menacées.
Cependant, nous connaissons mal la capacité prédictive de ces modèles pour des programmes
de conservation et notre compréhension de la dynamique des petites populations est encore
très partielle. Certains auteurs ont même critiqué la méthode AVP du fait que les modèles
stochastiques simples seraient inappropriés pour décrire le fonctionnement de populations
structurées complexes. C’est pourtant le cas de nombreuses populations où les attributs
physiologiques, comportementaux et démographiques des individus varient en fonction de
l’âge, du sexe, des caractéristiques génétiques ou de la localisation spatiale. Notre projet est ici
de coupler des études empiriques de dynamiques d’extinction et des travaux théoriques pour
l’analyse de viabilité de petites populations. Nous étudierons spécifiquement quatre
mécanismes clés de l’extinction de petites populations, à savoir (1) les fluctuations de densité
causées par la stochasticité démographique, (2) l’effet Allee dû à des fluctuations du sex-ratio
des populations, (3) la dérive génétique dans les populations de petite taille et (4) la
dégradation de l’habitat. Pour étudier ces mécanismes, nous combinerons des expériences sur
les dynamiques d’extinction de petites populations de lézards vivipares (expériences au
CEREEP) avec des travaux de modélisation.
Un projet a également été initié sur le collembole Folsomia candida afin de tester les effets de la
variance climatique sur la dynamique et les probabilités d'extinction de petites populations de
collemboles. Cette étude sera basée sur un système expérimental de microcosmes et l’utilisation
de clones (un banque de 15 clones est d’ors et déjà constituée).
C. Etude multispécifique du vieillissement (L Elard, O List, L Millot, M Massot, S Meylan,
M Richard, T Tully)
L’étude des évolutions des performances selon l’âge touche aux travaux d’une bonne partie de
l’équipe, et ce tant pour notre espèce suivie in natura (lézard vivipare) que pour trois modèles
de laboratoire (drosophile, collembole, nématode parasite de la blatte). Comme pour nos autres
axes de recherche, priorité est donnée à une démarche intégrative. Ceci est notamment illustré
par le cadre général de notre étude sur le lézard vivipare (Figure 2). Nous faisons ainsi porter
nos efforts sur la prise en compte des principales composantes de la valeur sélective tout en
106

contrôlant leurs possibles déterminismes physiologiques et comportementaux. Nous prenons
aussi en compte les variabilités individuelles, environnementales et populationnelles pour nous
intéresser à la plasticité des processus de vieillissement.
Figure 2. Schéma du contexte de l’étude des processus de vieillissement sur le lézard vivipare. Pour
tester les mécanismes à l’origine de différents patterns de vieillissement (les flèches indiquent la direction
des réponses Age-spécifiques), nous développons une approche intégrative qui aux différentes mesures
de valeur sélective combine des mesures physiologiques et comportementales. Une autre originalité de
l’étude est le contrôle et le test de la variabilité des évolutions selon l’âge en fonction de variabilités
environnementales et inter-individuelles.
Chez la drosophile D. melanogaster (L Elard et O List en collaboration avec J-M Jallon et T
Aigaki) et une oxyure (nématode parasite de la blatte), nous nous intéressons tout
particulièrement aux mécanismes de résistance au stress oxydatif et aux effets de restrictions
caloriques, c’est-à-dire deux des déterminants majeurs du vieillissement. Par ailleurs, une
étude évolutive et écologique de l’impact d’agents pathogènes et commensaux sur les
processus de vieillissement est initiée tant sur la drosophile que sur le lézard vivipare.
Des études sont également menées sur le collembole Folsomia candida. En comparant les patrons
de vieillissement de différents clones soumis à différents régimes de nourrissage (restriction
calorique versus nourriture ad libitum), nous avons déjà démontré l'existence chez cette espèce
d'un fort effet interactif des facteurs génétiques et de l'environnement sur le déterminisme de la
longévité : les divers clones de F. candida diffèrent non seulement par leur longévité moyenne,
mais aussi par leur capacité à ralentir leur vieillissement en condition de restriction calorique.
Malgré les nombreuses études menées actuellement dans ce domaine, c'est la première fois que
l'on a pu mettre en évidence une aussi forte composante génétique à la plasticité de la survie.
La poursuite de cette étude est donc prometteuse en ouvrant la possibilité d'utiliser ce modèle
pour rechercher des gènes pouvant être impliqués directement dans la régulation de la durée
de vie. En relation avec nos travaux sur les changements globaux (parties A et B), nous
considérerons tout particulièrement l'effet de changements de conditions environnementales
(température, disponibilité en nourriture) sur les patrons de reproduction et de vieillissement
de petites populations.
D. Réponses phénotypiques et adaptatives aux variations environnementales
La question des contraintes et aptitudes des individus à répondre aux variations spatiales et
temporelles de l’environnement est au cœur des problématiques de l’écologie évolutive et de
l’étude des réponses aux changements globaux. Les réponses des organismes aux conditions
environnementales peuvent être de natures très diverses. Dans les années à venir, notre équipe
privilégiera deux axes: (i) Etude de l’interface Physiologie-Ecologie (ii) Etude du système de
reproduction et de la sélection sexuelle. Ces deux axes sont des pièces maîtresses développées
dans l’ensemble de nos thèmes de recherche.
D.1. Etude de l’interface Physiologie-Ecologie (S Meylan)
Au moyen d’approches écophysiologiques qui, de manière originale, sont résolument tournées
vers l’étude de la variabilité inter-individuelle, nous nous intéressons aux déterminants
physiologiques des phénotypes (comportement, traits d’histoire de vie), que ce soit aux travers
des contraintes liées au système immunitaire, aux médiations hormonales ou au métabolisme.
Ces études sont principalement développées par S Meylan, avec un recours privilégié à la voie
expérimentale. Nous avons également des collaborations avec le laboratoire d’Ostéologie
comparée (FRE 2696 de l’UPMC) pour les études du métabolisme (G Cubo-Garcia, L Montes).
D.2. Etude du système de reproduction et de la sélection sexuelle (D Laloi, J-F Le Galliard, M
Massot, M Richard)
Nous avons montré la présence conjointe de multipaternité et de polygynie dans les
populations de lézards vivipares. L’étude du polymorphisme des stratégies de reproduction,
107

ainsi que des caractéristiques individuelles et environnementales qui y sont liées, doit nous
permettre d’intégrer le rôle potentiel de ces stratégies dans l’évolution des populations. De ce
fait, ces travaux constituent un axe transversal aux thèmes de recherche de l’équipe. C’est
notamment un élément important de l’ANR « Mécanismes d’extinction dans les petites
populations ». En effet, la variabilité comportementale dans les stratégies d’appariement est
très probablement un facteur clé de la dynamique des petites populations qui sont soumises à
des effets forts en termes de perte de diversité génétique et de consanguinité. Cet aspect est
sans doute à considérer davantage dans les programmes de conservation des espèces.
Mise en œuvre et accompagnement du projet scientifique
Pour la période à venir, notre équipe à deux grandes priorités en terme de recrutement. La
première est d’assurer un soutien technique indispensable à la pleine réalisation de nos travaux
au CEREEP. La seconde concerne notre ambition d’affirmer notre interdisciplinarité par le
recrutement d’un chercheur ou enseignant-chercheur s’intégrant dans notre approche
d’écologie intégrative en renforçant nos compétences en éco-physiologie. Du point de vue de
l’évolution de l’équipe à court terme, il faut noter que 2 des membres actuels de l’équipe sont
sur le point de partir à la retraite (R Vernet et M Avnaim). Le rapport actuel de 4 agents
techniques pour 7 chercheurs de l’équipe CGPA peut sembler assez favorable. Mais, outre un
départ en retraite, il faut considérer que nos agents techniques sont impliqués à au moins 50 %
de leur temps dans les services communs du laboratoire. Par ailleurs, par rapport à notre
limitation actuelle de fonctionnement, nous ne disposons d’aucun soutien technique dans le
cadre de nos activités au CEREEP.
• Recrutement pour un soutien technique au CEREEP
Le recrutement d’un technicien serait pour l’équipe un important gage de succès pour assurer
la pleine réalisation de nos travaux planifiés au CEREEP dans le cadre de notre axe de
recherche « Mécanismes d’extinction dans les petites populations » (ANR Jeunes Chercheurs et
Financement Île de France R2DS). Nos travaux au CEREEP sur le lézard vivipare étant planifiés
pour le long terme, ce besoin dépasserait très largement le cadre de l’ANR. En effet, nos
systèmes expérimentaux (30 enclos de 100 m², serres aux conditions contrôlées, laboratoire
d’élevage et d’expériences) sont prévus pour être utilisés pendant de nombreuses années. Ces
installations demandent un effort considérable de maintenance qu’il est de plus en plus difficile
d’assurer via les chercheurs et étudiants sans que cela se fasse au détriment du suivi des
expériences. De plus, la participation d’un technicien au suivi même des expériences
(échantillonnages, prélèvements, mesures sur les organismes) nous permettrait de faire des
suivis encore plus poussés (plus grand nombre de variables mesurées, fréquences plus
importantes des mesures,…).
• Recrutement d’un chercheur en éco-physiologie
L’interdisciplinarité est devenue une priorité scientifique largement reconnue afin de faire
émerger de nouveaux champs de connaissances. Dans notre démarche générale et novatrice
d’écologie intégrative, notre principale limitation tient à ce que l’axe éco-physiologique n’est
représenté que par un seul enseignant-chercheur (S Meylan). De ce fait, notre priorité en termes
de recrutement est clairement pour un chercheur ou enseignant-chercheur renforçant nos
compétences en éco-physiologie. Les travaux de ce chercheur relèveraient d’une approche
physiologique dans l’étude des processus écologiques et évolutifs avec des thématiques liées
aux conséquences des changements globaux (changement climatique ou/et altération des
habitats). Ces travaux pourraient être menés de manière privilégiée au CEREEP. Nous n’avons
pas d’a priori quant au(x) modèle(s) biologique(s) étudié(s) dans la mesure où ce poste vise à
développer l’approche multispécifique de l’équipe et du CEREEP.
108

Collaborations
• Autres équipes du laboratoire:
Roger ARDITI: Étude des effets d'un changement environnemental sur la structuration des
communautés de la faune du sol
Carmen BESSA GOMES: Mécanismes d’extinction dans les petites populations
David CLAESSEN: Mécanismes d’extinction dans les petites populations
Pierre FEDERICI: Etudes génétiques sur le lézard vivipare
Régis FERRIERE: Modélisation sur les effets du réchauffement climatique
Amaury LAMBERT : Étude l'évolution de la ménopause
Stéphane LEGENDRE: Mécanismes d’extinction dans les petites populations
Thierry SPATARRO : Étude des effets d'un changement environnemental sur la structuration
des communautés de la faune du sol
• Station d'Ecologie Expérimentale du CNRS à Moulis, USR 2936, Moulis:
Jean CLOBERT (DR1 CNRS): Etude du lézard vivipare
Virginie LEPETZ (Doctorante Paris 6): Suivi de populations de lézards vivipares
• Laboratoire Biogéoscience, UMR 5561, Equipe Ecologie:
Julien COTE (ATER Université de Bourgogne): Physiologie, Syndromes comportementaux
• Laboratoire Origine, Structure et Évolution de la Biodiversité, UMR 5201, Muséum
National d'Histoire Naturelle:
Louis DEAHVENG: Études morphoanatomique des collemboles
Cyrille D'HAESE: Biogéographie des collemboles
• Laboratoire de Paléobotanique et Paléoécologie, UMR5143, & Département Systématique
et Évolution, USM 0602, Muséum d'Histoire Naturelle:
Jean-Yves DUBUISSON : Biogéographie des îles tropicales océaniques
Christine ROLLARD : Biogéographie des îles tropicales océaniques
• Laboratoire Ecologie des Hydrosystèmes, UMR 5023, Université Claude Bernard - Lyon I,
Villeurbanne:
Yann VOITURON (Professeur Lyon): Etudes physiologiques sur le lézard vivipare
• Centre d’Etudes Biologiques de Chizé, UPR 1934, Villiers en Bois:
Olivier LOURDAIS (CR2 CNRS)
• Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier, UMR 5554, Université de Montpellier
II:
François ROUSSET (DR CNRS)
• Laboratoire Ostéologie Comparée, FRE 2696, Université P. et M. Curie, Paris:
Jorge CUBO-GARCIA (MCF Paris UFR 927): Etudes physiologiques sur le lézard vivipare
Laëtitia MONTES (Doctorante Paris 6): Etudes physiologiques sur le lézard vivipare
• Institut de Biochimie et Biophysique Moléculaire et Cellulaire, UMR 8619, Université
Paris 11, Orsay:
Jean-Marc JALLON (Professeur Paris 11): Etude de la sénescence chez la drosophile
• Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California, USA:
Barry SINERVO (Full Professor): Suivi de populations de lézards vivipares
• Department of Biological Sciences, Ohio University, USA:
Donald B. MILES (Associate Professor): Evolution des performances physiologiques chez le
lézard vivipare
• Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis, University of Oslo, Norvège:
Nils C. Stenseth (Full Professor): Etude expérimentale sur le campagnol
Gry Gundersen (Post-Doc): Etude expérimentale sur le campagnol
Torbjorn Ergon (Post-Doc): Etude expérimentale sur le campagnol
• Hedmark University College, Evenstad, Norvège:
Harry P Andreassen (Full Professor): Etude expérimentale sur le campagnol
109

• University of Aberdeen, Ecosse:
Xavier Lambin (Full Professor): Suivi de populations fragmentées
• Université d’Ottawa, Canada:
Gabriel Blouins-Demers (Full Professor): Eco-physiologie chez les reptiles
• Tokyo Metropolitan University, Japon:
Toshiro AIGAKI (Full Professor): Etude de la sénescence chez la drosophile
• Moscow State Pedagogical University, Zoology Department, Russie:
Mikhail POTAPOV : Études morphoanatomique de Folsomia candida
Equipe Evolution des Sociétés Animales
Responsable : Thibaud Monnin
L’équipe Évolution des sociétés animales continue de
poursuivre l’étude des stratégies de reproduction des
sociétés animales, au niveau des individus, des colonies et
des populations, en utilisant des sociétés d’insectes
(fourmis et guêpes) comme sujet d’étude. La théorie de la
sélection de parentèle est cruciale pour comprendre
l'évolution des comportements altruistes, ainsi que les
conflits d’intérêts dans les sociétés animales. Mais elle
reste peu puissante pour expliquer la grande diversité
d'organisation sociale observée, en particulier en termes
de stratégies de reproduction. Pour comprendre cette diversité il est nécessaire de prendre en
compte les traits d’histoire de vie. Nous nous intéresserons particulièrement à l’origine
évolutive, à la signification adaptive et aux conséquences écologiques des diverses stratégies de
production de nouvelles colonies. Nous souhaitons, dans le projet, mettre l’accent sur les
stratégies de reproduction des colonies par fission (voir ci-dessous). Ces stratégies sont des
traits d’histoire de vie cruciaux, directement liés à la valeur sélective des individus puisque la
colonie est l’unité de reproduction. L’équipe utilisera donc diverses approches
complémentaires permettant de combiner sélection de parentèle et traits d’histoire de vie.
L’une des priorités thématiques de l’équipe Évolution des sociétés animales concerne les modes
de fondation des colonies. Chez les insectes sociaux, en particulier les fourmis, la fondation des
colonies peut se faire soit par une reine seule (fondation indépendante) soit par une reine aidée
d’une partie des ouvrières (fondation par fission). La fondation indépendante se caractérise par
la production de nombreuses nouvelles reines ailées, qui peuvent disperser loin en volant mais
souffrent d’une très forte mortalité. Au contraire, la fondation par fission est caractérisée par la
production de peu de nouvelles reines, souvent aptères, qui dispersent à pied avec les
ouvrières, donc à courte distance, et ont une faible mortalité. Notre objectif est de comprendre
comment s’organisent les pressions de sélection qui s’exercent sur l’une et l’autre de ces deux
modalités de reproduction des colonies. Nous utiliserons une approche comparative intra- et
inter-spécifique pour étudier les mécanismes et les conséquences écologiques de la fondation
par fission aux niveaux des individus, des colonies et des populations. Ces travaux
s’appuieront sur une ANR blanche qui implique tous les membres de l’équipe, ainsi que nos
collaborateurs « locaux » (Minus van Baalen et Claire Tirard). Les axes de recherche suivants
seront plus particulièrement développés :
Nous chercherons à développer une approche théorique, en modélisant les stratégies de fission
des colonies pour déterminer les facteurs affectant le compromis entre nombre et qualité des
propagules produits lors d’une fission (collaboration en cours avec Minus van Baalen de
l’équipe Eco-Évolution Mathématique). Nous utiliserons aussi une approche expérimentale,
par exemple pour déclencher et observer des fissions de colonies au laboratoire, en conditions
110

semi-naturelle contrôlées à Banyuls-sur-mer et en condition naturelle à la réserve biologique de
Doñana (Andalousie). Ces expériences chercheront entre autre à tester les prédictions des
modèles. Des approches analytiques seront nécessaires pour étudier l’évolution morphologique
des reproductrices, analyser les indices et signaux chimiques impliqués dans la communication
sociale (chromatographie en phase gazeuse en collaboration avec Stefano Turillazzi, Florence),
et étudier le coût immunologique des conflits sociaux (collaboration en cours avec Claire Tirard
de l’équipe Parasitologie Évolutive). La biologie moléculaire restera un outil essentiel,
l’utilisation de marqueurs microsatellites et d’ADN mitochondrial permettant de déterminer la
structure génétique des colonies et des populations étudiées. Cette diversité d’approches
pluridisciplinaires et intégratives reflète la diversité et la complémentarité des compétences
rassemblées dans l’UMR 7625, et les collaborations nationales et internationales dans lesquelles
l’équipe se trouve fortement impliquée.
A. Transition de la reproduction par fondation indépendante à la reproduction par
fission
La phylogénie des fourmis montre qu’il y a eu des transitions répétées de la reproduction par
fondation indépendante à la reproduction par fission. Cette transition est associée à l’évolution
de trois types de reproductrices aptères : des reines aptères (ergatoïdes), des gamergates
(ouvrières fertiles), ou des intermorphes (individus morphologiquement intermédiaires entre
reines ailées et ouvrières). Nous analyserons les pressions de sélection qui favorisent cette
transition par une approche de macroévolution combinant des données phylogénétiques,
morphologiques et physiologiques, et comparant des espèces phylogénétiquement proches
ayant soit des reines ailées soit des reproductrices aptères. Pour ce faire nous avons besoin de
recruter un post-doctorant compétent en macroévolution, et nous avons déjà des contacts avec
Roberto Keller, un spécialiste de la phylogénie des fourmis (Université de Cornell).
• Processus de fission
Nous étudierons en détail le processus de fission et les traits d’histoire de vie relatifs à la fission
chez Cataglyphis cursor et Aphaenogaster senilis: quels facteurs déclenchent la fission (taille de la
colonie, densité de nids aux alentours, abondance des ressources, etc.), combien de nouvelles
colonies sont produites, quelle est leur taille et leur viabilité ? Ces travaux seront faits pour
partie au laboratoire à Paris (en cours), en conditions semi-naturelles contrôlées à Banyuls-surmer
(en projet), et en conditions naturelles à la station biologique de Doñana (Andalousie,
collaboration en cours avec Xim Cerdá et Raphaël Boulay).
• Choix des reines dans les espèces se reproduisant par fission
Dans de nombreuses espèces se reproduisant par fondation indépendante la colonie meure
avec la reine, qui n’est pas remplacée. Ceci n’est pas le cas chez les espèces se reproduisant par
fission, où la reine est remplacée par une reine filles (par exemple chez Apis mellifera). La
colonie produit quelques reines de remplacement, dont une seule survivra et héritera de la
colonie et de ses ressources. Il y a donc un conflit potentiel entre les reines de remplacement,
mais peut-être aussi entre les différentes lignées d’ouvrières quand l’espèce est polyandre.
Nous étudierons expérimentalement ce choix de la reine chez A. senilis qui est monandre et
chez C. cursor qui est polyandre, afin de déterminer la nature exacte des conflits et leurs coûts
au niveau de la colonie.
Des données préliminaires obtenues chez A. senilis (thèse de Blandine Chéron) suggèrent que
les reines de remplacement s’agressent et que les ouvrières prennent alors partie pour l’une
d’elle. La reine née la première hérite de la colonie, ce qui suggère que la production de reines
surnuméraires correspond à une garantie plutôt qu’à la sélection de la reine de meilleure
qualité. Nous projetons de tester si les ouvrières choisissent la reine en fonction de sa qualité en
111

la manipulant par injection d’hormones (analogue et antagoniste de l’hormone juvénile) ou par
un challenge immunitaire (injection de bactéries).
Ce conflit potentiel entre reines existe probablement aussi dans le contexte de la fission de la
colonie, pour peu que la colonie produise plus de nouvelles reines qu’elle ne produira de
nouvelles colonies. Ceci est particulièrement vrai pour C. cursor, dont certaines colonies
peuvent produire plus de 50 nouvelles reines.
B. Évolution des systèmes de reproduction
Cataglyphis cursor est un modèle particulièrement attractif pour analyser l’évolution des
systèmes de reproduction, en particulier de la reproduction parthénogénétique. Nous avons
montré dans cette espèce que la reine utilise la reproduction sexuée pour produire les ouvrières
et la reproduction asexuée par parthénogenèse pour produire les nouvelles reines. Ainsi, la
reine allie le bénéfice d’une force ouvrière génétiquement diversifiée, d’autant plus qu’elle
s’accouple avec de nombreux mâles, avec la transmission de tout son patrimoine génétique à la
reine suivante ! Le type de parthénogenèse utilisé conduit au fil des générations à une perte
d’hétérozygotie, avec des conséquences similaires à l’autofécondation, en particulier en termes
de dépression de consanguinité. Par ailleurs, les ouvrières également capables de produire des
femelles par parthénogenèse. Elles ont donc un potentiel reproducteur indéniable qui ajoute
une dimension supplémentaire aux conflits reproducteurs qui pourraient exister.
Plusieurs questions semblent particulièrement pertinentes pour comprendre l’évolution de la
parthénogenèse chez cette espèce et plus généralement, apporter des pistes nouvelles sur
l’évolution du sexe. (i) Chez cette espèce, la parthénogenèse a-t-elle évolué chez la reine pour
augmenter la transmission de ses gènes, ou chez les ouvrières pour pérenniser la colonie en se
substituant transitoirement à la reine lorsqu’elle meure ? (ii) Quels sont les facteurs (e.g. densité
des nids, fréquence de fission, dépression de consanguinité ) qui pourraient affecter de façon
proximale mais aussi ultime l’évolution de la parthénogenèse? (iii) Pourquoi une
parthénogenèse stricte n’a-t-elle pas évolué chez cette espèce, puisque non seulement la reine
utilise la reproduction sexuée mais en plus elle s’accouple avec plusieurs mâles ? Les mâles
n’auraient-ils pas un rôle à jouer dans un tel système ?
C. Immunologie écologique et socialité
Nous souhaitons également continuer à développer les interactions entre parasitisme et
socialité, en particulier avec une approche d’immunologie écologique en collaboration avec
Claire Tirard. Cet aspect est principalement développé dans le projet de recherche de l’équipe
Parasitologie Évolutive. Nous soulignons ici les points qui nous apparaissent importants dans
le cadre des différentes thématiques posées précédemment, à savoir l’évolution des stratégies
de fission et des systèmes de reproduction.
Tout d’abord, la reproduction des colonies par fission va augmenter les potentialités de
transmission des parasites. En augmentant la similarité génétique des colonies voisines, comme
nous l’avons montré dans nos études, la fission peut favoriser localement la transmission
horizontale des pathogènes. Par ailleurs, la fission peut augmenter la transmission verticale.
Lors de la fission les parasites peuvent être emportés par des ouvrières infestées, alors que lors
de la fondation indépendante les parasites doivent obligatoirement infecter la reine pour être
transmis. Différentes stratégies ont pu être sélectionnées pour contrebalancer ces effets, d’où
l’importance de prendre en compte le rôle des parasites pour comprendre l’évolution des
stratégies de fission.
112

Deux hypothèses non exclusives expliquent l’évolution de la polyandrie chez les insectes
sociaux : un avantage de la diversité génétique face aux pathogènes et un avantage de la
diversité génétique en termes de spécialisation comportementale des ouvrières (exemple
Brown & Schmid-Hempel 2003). Nous proposons de considérer la compétence immunitaire des
individus comme une division du travail, analogue aux soins au couvain ou au fourragement,
et d’étudier s’il existe des corrélations génétiques négatives entre la défense contre les
pathogènes (composantes comportementales et/ou physiologiques) et les autres tâches
effectuées par les ouvrières. Dans ce cas, maintenir une diversité génétique élevée permettrait
d’avoir à la fois des ouvrières efficaces pour la défense contre les parasites et des ouvrières
efficaces pour les autres tâches, tel le fourragement ou le soin au couvain. Une approche de
génétique quantitative et d’analyse comportementale permettrait de vérifier les bases de cette
hypothèse, qui n’a pas encore été envisagée malgré le grand nombre d’études menées pour
comprendre l’évolution de la polyandrie.
Conclusions
Nous avons au sein de l’équipe Évolution des sociétés animales et plus généralement de l’UMR
7625 les capacités tant humaines que techniques de mener à bien la plus grande part de ce
projet de recherche, qui poursuit plus avant les axes de recherche développés dans l’équipe.
Ainsi la partie technique de la biologie moléculaire est assurée par un technicien de l’équipe, et
la partie immunologie est assurée par le laboratoire de Parasitologie évolutive avec lequel nous
fusionnons.
La mise en oeuvre et l’accompagnement du projet scientifique supposent un effort de
recrutement approprié et le deploiement d’un réseau de collaborations efficaces.
• Plan de recrutement
CNRS : l’équipe souhaite vivement recruter Vincent Dietemann qui est actuellement en stage
post-doctoral en Afrique du Sud et a été classé 2ème sur la liste complémentaire du concours
CR1 en section 29.
Chercheur associé : l’équipe souhaite aussi recruter Roberto Keller comme chercheur associé
CNRS. R. Keller est un spécialiste de la phylogénie des fourmis. Il vient de soutenir sa thèse à
l’Université de Cornell et serait une aide indispensable à la réalisation du projet d’étude des
transitions de la reproduction des colonies par fondation indépendante à la reproduction par
fission.
Université : le recrutement d’un Maître de Conférences est prévu en 2008 (évaluation favorable
du CS de l’UPMC) sur le profil « Écologie des comportements sociaux » que le laboratoire a
proposé en 2007. La demande d’un poste MC au titre de l’Ecologie intégrative n’a cependant
pas été retenue, ni celle d’un poste MC en génomique des populations.
Post-doctorants ANR : nous allons recruter d’ici quelques mois un post-doc de 18 mois pour
travailler expérimentalement sur la fission des colonies (ARN blanche FISSION)
• Collaborations
+ Doñana (Andalousie) – Fission des colonies :
Nous collaborons avec Xim CERDÁ et Raphaël BOULAY pour étudier l’effet de la
densité de colonies sur le nombre et la taille des nouvelles colonies produites par fission chez
A. senilis. Notre contribution à cette coopération est financée par l’ANR blanche FISSION. Une
première expérience à été réalisé cet été et selon les résultats nous chercherons à pérenniser
cette collaboration.
+ Banyuls-sur-Mer – Fission des colonies :
Nous avons initié des contacts avec la station de Banyuls-sur-mer dans le but de faire
des expériences de fission des colonies en conditions naturelles contrôlées au mas de la Serre.
113

Nous comptons y réaliser des expériences impossibles à faire à Doñana, qui est une réserve
biologique.
+ Thaïlande – Reproduction coloniale :
Une collaboration est en cours avec Decha WIWATWITTAYA de l’université Kasetsart
(Department of Forest Biology) à Bangkok. La grande diversité des fourmis thaïlandaises (plus
de 400 espèces, dont la plupart n’ont jamais été étudiées) permet une analyse comparative des
stratégies de reproduction coloniale (fondation indépendante ou fission). Dans un premier
temps nous avons sélectionné une douzaine d’espèces pour lesquelles des données sur la
démographie coloniale et le dimorphisme des castes vont être obtenues. À plus long terme,
nous essayerons de déterminer les corrélats écologiques du passage à la fission.
+ Madagascar – Morphologie des reproductrices :
Nous travaillons depuis 2005 avec Brian FISHER (California Academy of Sciences) qui
est très bien implanté à Madagascar. Une proportion importante des espèces endémiques y ont
perdu les reines ailées, ce qui indique que la fission est devenue obligatoire. Chez Cerapachys,
nos résultats préliminaires montrent que selon les espèces, les reines ailées n’ont pas été
remplacées par le même type de reproductrice. On trouve ainsi des espèces avec une seule
reproductrice sans aile qui est spécialisée dans la reproduction (reproductrice « dédiée »), et
une espèce avec plusieurs petites reproductrices sans ailes qui participent aux tâches
normalement assumées par les ouvrières (reproductrices « polyvalentes »). D’autres projets
similaires sont prévus sur Adetomyrma, Metapone et Terataner.
+ Grenade – reproductrices sans ailes :
En collaboration avec Alberto TINAUT (Université de Grenade) nous allons étudier les
modifications morphologiques liées à la perte des ailes chez Monomorium algiricum, dont les
colonies ont plusieurs reproductrices sans ailes avec un abdomen volumineux.
Equipe Eco-Evolution Mathématique
Responsable : Régis Ferrière
Les grandes lignes du projet de l’équipe EEM s’inscrivent dans la
continuité de son bilan :
+ développer les concepts et les outils mathématiques pour la
modélisation des processus écologiques et évolutionnaires en
interaction,
+ développer les outils statistiques nécessaires à la confrontation des
modèles aux données observationnelles, écologiques et moléculaires,
+ développer les approches expérimentales permettant de tester les
hypothèses des modèles et leurs prédictions en réponse aux variations
des paramètres.
Le projet EEM est marqué par l’approfondissement du travail mathématique fondamental et
l’intensification des couplages modélisation-expérimentation. L’accent est mis, dans la
présentation ci-dessous, sur ces inflexions. Le projet reflète également l’évolution du contexte
structurel de l’équipe. Ainsi, la fusion des UMR symbolise les interactions étroites qui n’ont
cessé d’exister entre les équipes des Unités ; les projets d’EEM marquent la continuité et le
renforcement de ces interactions. Deux évènements majeurs du « contexte ENS » de l’équipe
sont suceptibles d’en influencer l’activité scientifique : le lancement de la « Fondation de
Recherche Transdisciplinaire sur le Vivant », un RTRA piloté par l’ENS, l’ESPC et l’Institut
Curie ; et la mise en service prochaine de l’Ecotron Ile-de-France à la Station de l’ENS à Foljuif.
114

Ces évènements sont propices, notamment, au renforcement des interactions entre l’équipe et
d’autres laboratoires du Département de Biologie de l’ENS :
+ l’équipe DYOGEN dirigée par Hugues ROEST-CROLLIUS, sur le thème de l’évolution
expérimentale des génomes ;
+ l’équipe de génétique moléculaire de l’adaptation des organismes photosynthétiques, dirigée
par Chris BOWLER, avec l’objectif de contribuer à l’émergence d’une biologie globale des
systèmes écologiques ;
+ le laboratoire de Claude JACQ, spécialisé dans l’étude de la régulatique génétique de
l’activité cellulaire de la levure, afin d’approfondir sur ce modèle nos travaux sur l’écologie et
l’évolution des rythmes biologiques ;
+ plusieurs équipes et compétences techniques du Département, dans le but de favoriser
l’émergence d’une approche intégrative, de la molécule à l’écosystème, en biologie du
vieillissement.
A. Biomathématique des populations
• Biodémographie et dynamique des petites populations : modélisation & expérimentation
(Stéphane LEGENDRE, David CLAESSEN, Régis FERRIERE)
L’utilisation de modèles numériques pour des populations fragmentées a permis d’analyser la
variabilité des effectifs locaux et les taux d’extinction locale pour des populations sujettes à des
évènements d’extinction et de recolonisation répétés. Ce travail en collaboration avec Jean
CLOBERT (Station d’écologie expérimentale de Moulis), Tom SCHOENER et Dave SPILLER
(University of California at Davis) a démontré une relation négative entre taux d’extinction et
variation, confirmée par la confrontation des résultats théoriques à l’analyse de données
expérimentales.
Nous poursuivrons ces investigations dans le cadre du contrat ANR 2007 « Extinction »,
coordonné par Jean-François LE GALLIARD (équipe CGPA) et nous associant à plusieurs
équipes hors UMR (collaboration avec François ROUSSET, UMR 5554, Montpellier, et
Alexandre ROBERT, UMR 5173, Muséum). Il s’agit d’entreprendre l’étude expérimentale et
théorique exhaustive des mécanismes d’extinction des petites populations ; le lézard vivipare
Lacerta vivipara servira d’organisme-modèle. Un logiciel totalement individu-centré sera mis au
point et alimenté par la base de données de captures-marquages-recaptures, issues des
expériences conduites en populations semi-naturelles à la Station de Foljuif. Il sera ainsi
possible d’augmenter la puissance des analyses des données expérimentales en s’appuyant sur
les prédictions de modèles très réalistes du système étudié.
• Modélisation des oscillations bio-écologiques
(Bernard CAZELLES, Silvia DE MONTE)
Nos travaux sur l’émergence des rythmes bio-écologiques s’appuyant sur le couplage
modélisation-expérimentation se poursuivront sur le modèle levure. Nous souhaitons ainsi
approfondir notre compréhension des mécanismes densité-dépendants des oscillations
collectives dans les populations cellulaires. Les systèmes d'oscillateurs couplés par diffusion
dans le milieu de suspension, représente une classe de modèles jusqu’à présent peu étudiés;
aussi entreprendrons-nous l’analyse des bifurcations des dynamiques microscopiques et
macroscopiques de modèles simples mais généraux. On s'attend à repérer, hors des conditions
de diffusion rapide correspondant au “quorum sensing dynamique”, d’autres phénomènes
induits par la densité-dépendance, y compris la désynchronisation. Grâce aux collaborations
que nous engageons avec le Laboratoire de Génétique Moléculaire de l’ENS, nous étendrons
notre approche modélisation-expérimentation à d'autres phénomènes oscillatoires chez la
levure : oscillations métaboliques ultradianes, oscillations de l'expression génétique et leur
couplage avec le cycle de duplication cellulaire.
115

Au niveau des grandes échelles écologiques, nous poursuivrons l’étude du rôle des oscillations
climatiques sur la synchronisation de la dynamique de populations (pêcheries et épidémies) ; et
plus généralement le rôle de ces oscillations sur la dynamique de populations soumises à des
changements globaux de leur environnement. Autour de la théorie des ondelettes pour les
séries temporelles multiples, nous développerons de nouvelles approches méthodologiques
adaptées au cas des données écologiques. Après la mise en évidence, par techniques
d’ondelettes, de cohérence transitoire entre séries temporelles, nous entreprendrons la
modélisation de ces interactions transitoires entre dynamiques endogènes et forçages
environnementaux. Dans ce but, nous mettrons en œuvre des méthodes bayésiennes. Des
travaux applicatifs suivront, portant notamment sur l’influence des oscillations climatiques sur
les pêcheries de thon de l’Océan Indien (thèse d’Ana CORBINEAU), et sur les épidémies de
peste (thèse de Tamara BEN HARI). Ces travaux observationnels seront complétés par des
approches expérimentales en microcosmes, dans le cadre d’une collaboration déjà engagée avec
Andrew GONZALEZ (McGill University).
B. Eco-évolution des systèmes multispécifiques
• Eco-évolution des réseaux trophiques
(Régis FERRIERE, Stéphane LEGENDRE, Minus VAN BAALEN)
Les études des réseaux trophiques sur la base de groupes fonctionnels sont limitées par la
complexité des interactions trophiques, la richesse en espèces et l’importance de l’omnivorie
dans un grand nombre d’écosystèmes. Une approche alternative consiste à faire une analyse
topologique des réseaux fondée sur la présence ou l’absence d’une relation mangeur-mangé
entre les taxons pris deux à deux. Cette démarche permet de dégager des caractéristiques
structurales, comme la connectance, le degré d’omnivorie, la longueur des chaînes, ou la
compartimentalisation. Cependant dans cette approche, les liens trophiques sont considérés
comme équivalents. Or, les réseaux trophiques réels sont caractérisés par un grand nombre
d’interactions faibles et un faible nombre d’interactions fortes. La connaissance précise des
forces d’interactions trophiques liant les espèces deux à deux est peu accessible à l’échelle d’un
réseau trophique complexe. Une alternative est d’associer une valeur à chaque lien trophique.
Par exemple, l’utilisation des comportements de prédation (chasse à vue versus filtration peu
sélective) et de la taille relative [proie:prédateur] permet d’estimer une probabilité de
consommation.
En collaboration avec l’équipe Biodiversité de l’UMR 7618 Bioemco, notre objectif est de
développer de tels outils d’analyse des réseaux trophiques valués, de les appliquer sur des
réseaux trophiques aquatiques modèles bien étudiés, pour lesquels des bases de données
importantes existent ; et de croiser ces approches à un programme expérimental. Trois modèles
de réseaux ont été retenus : (1) un modèle lacustre tempéré (lac de Créteil, banlieue parisienne,
UMR 7618), (2) un modèle de rivière (CEMAGREF Aix-Marseille), (3) un modèle lacustre
tropical (réservoir de Dakar-Bango, Sénégal, UR Cyroco, IRD Dakar).
Au sein de notre UMR, en collaboration avec l’équipe de Roger Arditi, nous mettrons en
oeuvre une approche de type « dynamiques adaptatives » comme modèle nulle de
l’assemblage de ces réseaux trophiques sous le seul effet du processus d’évolution adaptative
des paramètres des réseaux. Nous souhaitons ainsi évaluer l’importance de facteurs
géochimiques, tels que le recyclage des nutriments, et biologiques, tels que l’immigration
d’espèces extérieures, sur l’assemblage structurel et fonctionnel des réseaux trophiques en
évolution.
• Dynamiques éco-évolutives en milieux fluides turbulents
(Silvia DE MONTE, Régis FERRIERE)
116

Les dynamiques écologiques et évolutives des communautés d’espèces en interaction sont
profondément influencées par la structure spatiale et temporelle de leur environnement. En
connexion avec le thème précédent, nous entreprenons l’étude des dynamiques éco-évolutives
des communautés marines en milieu turbulent, dont on mesure encore très mal, en partie faute
d’un cadre théorique approprié, la structure et la dynamique de la diversité génétique et
spécifique.
Notre approche mathématique générale se fonde sur l’intégration d’un modèle écologique
standard de type NPZ, d’un modèle de variabilité génétique et de sélection faibles (hypothèse
des dynamiques adaptatives) sur des caractères écologiques (taille, métabolisme, mobilité) et
d’un modèle de fluide turbulent. Depuis peu, les données satellite haute résolution (SeaWiFS,
jusqu'à 1 km) et les mesures détaillées in situ (collectées par gliders) et in vitro, permettent une
intégration écologique des communautés planktoniques depuis l’échelle d’un microréacteur
jusqu’à celle des macrostructures océaniques. Nous tirerons partie de la disponibilité de ces
nouvelles bases de données pour tester nos prédictions générales relatives à l'importance des
phénomènes de transport passif en milieu turbulent sur la dynamique et la structure de la
diversité génétique et spécifique des communautés marines. Nous utiliserons une approche
lagrangienne pour analyser les phénomènes de fragmentation dans les populations
planktoniques en phase de bloom. Ces travaux feront l’objet de collaborations avec l’équipe de
Chris BOWLER au Département de Biologie de l’ENS, plusieurs équipes du Département
Terre-Atmosphère-Océan de l’ENS (y compris le CERES dirigé par Michaël GHIL), et
Antonello PROVENZALE (CNR, Turin), régulièrement accueilli à l’ENS en tant que professeur
invité.
• Epidémiologie éco-évolutive : théorie, observation, expérimentation
(Bernard CAZELLES, Minus VAN BAALEN, Frantz DEPAULIS)
En matière d’épidémiologie mathématique, l’équipe EEM fera porter ses efforts sur
l’intégration des niveaux écologiques (démographie, processus de transmission, dynamiques
populationnelles) et évolutionnaires (diversité génétique, structure et dynamique des pressions
de sélection) dans l’étude de la dynamique des systèmes hôtes-pathogènes. La confrontation
modèles-observations tirera partie des bases de données gérées dans le cadre du projet ANR
BIOSCOPE auquel l’équipe est associée, ainsi que d’autres bases de données de l’INSERM. Nos
approches éco-évolutives nouvelles, développées dans le cadre de la thèse de Sébastien
BALLESTEROS, seront appliquées au cas des épidémies de grippe humaine, puis déclinées sur
d’autres maladies à vecteur comme la dengue (bases de données de Thaïlande et du Brésil).
Trois projets pourraient se voir concrétisés par de nouveaux contrats :
+ Un projet INRIA « Epidémiologie Mathématique » auquel l’équipe EEM est associée comme
partenaire (coordinateur principal : Gauthier SALLE, Université de Nancy-INRIA).
+ Un projet ANR sur la mise au point et les applications de méthodes bayésiennes. L’objectif
essentiel ici (qui dépasse d’ailleurs le cadre de l’éco-évolution des systèmes hôtes-pathogènes)
est de développer des méthodes statistiques qui fournissent des estimateurs de paramètres
temporellement variables d’un système écologique en environnement changeant. Dans ce but,
nous nous intéresserons tout particulièrement aux méthodes bayésiennes telles que le filtrage
particulaire et les développements récents des filtres de Kalman. Un sous produit de ces
travaux pourrait être la mise à la disposition de la communauté de nouveaux logiciels de
traitement de données, dont la portée pourrait atteindre la séparation des contributions directes
et indirectes de facteurs écologiques et de facteurs évolutionnaires dans la dynamique d’un
signal écologique.
+ Un projet collaboratif France-Brésil, dédié à l’intégration d’une perspective évolutionnaire
dans les modèles de synchronisation de populations, appliqués à l’analyse des dynamiques des
maladies transmissibles à vecteurs.
117

Au plan expérimental, en partenariat avec la nouvelle équipe Interactions Hôtes-Parasites du
laboratoire, nous lançons un projet d’évolution expérimental sur populations microbiennes qui
vise à établir l’impact des interactions biotiques (hôtes/parasites) sur le polymorphisme
génétique. Ce type d’interactions omniprésentes dans la nature s’écarte singulièrement des
hypothèses classiques de la génétique des populations. Dans le cadre général de la thèse de
Sandrine ADIBA, sur le système-modèle Dyctiostelium/Escherichia, nous articulerons donc
modélisation mathématique et analyses de données cellulaires et moléculaires.
C. Ecologie et macroévolution: spéciation et fusions évolutives
• Ecologie de la spéciation
(Amaury LAMBERT, David CLAESSEN)
Nous poursuivrons l’étude de la probabilité de fixation d'un mutant, question centrale en
génétique des populations. En utilisant la théorie des diffusions, nous avons proposé un cadre
unifié permettant de comparer deux modèles classiques et le modèle de branchement
logistique. En munissant les individus d'un trait quantitatif soumis à des mutations,
l’application d’une approche de renormalisation « micro-macro » nous a permis d’établir, pour
l'évolution du trait résident dans une population finie, la « diffusion canonique de la
dynamique adaptative ». En collaboration avec Nicolas CHAMPAGNAT (INRIA, Sophia-
Antipolis), nous approfondirons l’étude de la diffusion canonique et tenterons de déterminer ce
que devient cette diffusion dans le cas de branchements évolutifs. L’objet final devrait être une
diffusion branchante. Ces avancées théoriques devraient nous permettre de mieux comprendre
les patterns de « spéciation lente » prédits sous l’effet de facteurs écologiques dans les
populations de petites tailles.
Les phénomènes de branchements prédits par la théorie de la dynamique adaptative sont à la
base de modèles de spéciations qui prennent en compte l’action diversifiante de gradients
géographiques environnementaux, mais reposent sur l’hypothèse que la population étudiée est
isolée. Les modèles de spéciation allopatrique, eux, mettent l’accent sur la séparation, ou fission,
des populations (vicariance) et leur réunion, ou fusion (contact secondaire). La recomposition
répétée des paysages, leur fragmentation, les dynamiques de (re-)colonisation et d’extinction
locale, suggèrent que le facteur géographique ne se résume pas à l’existence de gradients
environnementaux ou de vicariance, mais que les populations locales subissent, avant, pendant
et après l’émergence de l’isolation reproductive, de multiples évènements de fission et de fusion qui
influencent la spéciation. Nous chercherons donc à comprendre l’impact sur la spéciation de la
dynamique des métapopulations et des paysages. Nous analyserons comment le rythme des fusions
et des fissions de populations détermine la diversification adaptative d’un système, et
confronterons les prédictions de la théorie à trois types de données empiriques : radiations
d’espèces insulaires, contacts postglaciaires, et invasions répétées de lacs.
• Fusions évolutives et dynamiques adaptatives des génomes
(Régis FERRIERE, Stéphane LEGENDRE, Amaury LAMBERT)
Sous quelles conditions écologiques la coévolution d’un visiteur parasite et de son hôte peutelle
conduire à une symbiose mutualiste ? L’évolution de stratégies mutualistes chez les
espèces partenaires en est-elle une conséquence ? Ces questions sont au coeur de la thèse de
Dominique CARVAL, sous la direction de Régis FERRIERE et Stéphane LEGENDRE. Une
triple approche est mise en oeuvre. (1) Un logiciel individu-centré permet de simuler les
interactions des visiteurs et des hôtes en termes de ressources échangées, ainsi que l’évolution
par mutation-sélection des traits associés (Fig. 2). (2) Les résultats de ces simulations sont
appliqués au pilotage d’un programme expérimental impliquant l’eucaryote unicellulaire
Dictyostelium discoideum comme espèce hôte et la bactérie Legionella pneumophila comme
visiteur. (3) Les conséquences d’une coévolution hôte-visiteur vers la symbiose mutualiste sont
118

évaluées, grâce à des modèles relativement simples de dynamiques adaptatives, dans le
contexte de l’émergence de nouveaux niveaux de sélection.
Le problème de la coévolution hôte-visiteurs est source de multiples questions mathématiques
simples à énoncer mais de résolution coriace. Ainsi, la thèse de doctorat de mathématiques de
Vincent BANSAYE (co-dirigée par Jean BERTOIN, UPMC, et Amaury LAMBERT) est-elle
partiellement dévolue à l’étude du comportement asymptotique de populations de parasites
dans des cellules en division. Avec Sylvie MELEARD, professeur de théorie des probabilités à
l’Ecole Polytechnique, nous recherchons les renormalisations d’un système hôtes-visiteurs qui
permettraient d’en construire les équations des dynamiques éco-évolutives de caractères
écologiques. Dans le cadre du réseau MAEV financé depuis 2006 par l’ANR, un effort
collaboratif impliquant EEM et le Laboratoire de Probabilités de l’UPMC porte sur l’analyse de
l’aspect multifractal des populations de parasites dans les arbres binaires de leurs celluleshôtes.
Branchement évolutif d’un “visiteur” au sein de son hôte en deux souches de virulences contrastées. Un
premier pas vers la fusion évolutive?
• Analyse des données moléculaires
(Frantz DEPAULIS)
Dans le cadre d’un contrat ANR 2007, piloté par M.L. CARIOU (CNRS, Gif-sur-Yvette), nous
cherchons à mettre au point de nouvelles méthodes d’analyse de données moléculaires pour
l’évaluation du polymorphisme transpécifique. Il s’agit, à partir du polymorphisme
nucléotidique, à distinguer (a) les hybridations récentes du (b) polymorphisme de l’espèce
ancestrale qui persiste dans les populations filles et (c) des mutations récurrentes survenant
indépendamment dans les différentes espèces sœurs. Cette dernière alternative représente une
des perspectives ouverte par nos travaux antérieurs sur les modèles mutationnels.
Equipe Interactions Hôtes-Parasites
Responsable : Oliver Kaltz (par interim)
Les recherches de cette équipe suivent deux axes principaux : l'immunologie évolutive et la coévolution
expérimentale. Cette situation reflète les axes de recherche des deux équipes actuelles
de l'UMR 7103 « Parasitologie Evolutive ». Vu les recrutements récents qui doivent renforcer
119

cette équipe et le départ annoncé du chef d'équipe Oliver Kaltz, il est très probable, en effet
encouragé, que les axes de recherche de l‘équipe évoluent.
A. Immunologie évolutive
• Analyses comparatives
(Anders Pape Møller)
Dans les quatre années à venir, nous avons l’intention de
développer une grande base de données interspécifiques chez
les oiseaux sur des mesures d’immunité standardisées (taille de
la bourse de Fabricius, de la rate et du thymus, réponse
cellulaire (lymphocytes T) chez les jeunes et les adultes,
réactions du complément et d’agglutination également chez les
jeunes et les adultes, contenu en lysosyme des oeufs, jeunes et
adultes.
L’objectif principal sera d’étudier les pressions de sélection qui
ont amené des différences dans la réponse immunitaire entre les
espèces. Pour cela, nous étudierons l’impact sur la fécondité et
la survie des parasites sanguins, bactéries et ectoparasites
(principalement des poux et des puces) et la relation avec la réponse immunitaire. Nous allons
aussi regarder comment la fonction immunitaire a pu affecter la spécialisation et la
diversification des parasites.
De plus, nous allons étudier comment la description complexe de l’immunité des différents
hôtes peut être mise en relation avec la prévalence de maladies émergentes comme la grippe
aviaire ou le virus du Nil. Ceci sera fait en utilisant des bases de données déjà établies sur les
prévalences des maladies et collectées dans la littérature.
Enfin, nous étudierons les relations entre immunité et traits d’histoire de vie (fécondité, survie
et sénescence), migration et sélection sexuelle afin de déterminer comment des espèces
différentes d’hôtes ont pu échanger l’immunité contre d’autres investissements coûteux.
• Analyses expérimentales : Evolution des défenses immunitaires individuelles chez les
espèces sociales
(Claire Tirard)
Une sorte de « système immunitaire social » propre à compenser les effets néfastes de la vie en
groupe a été mis en évidence plusieurs fois chez des Insectes sociaux. Il s’agit d’un ensemble de
stratégies de coopération, comme par exemple le transfert d’immunité entre membres d’un
groupe chez les termites, qui permet de lutter efficacement contre l’invasion et/ou la
propagation d’une infection au sein de la colonie. On sait peu de choses sur la façon dont
l’immunité individuelle a pu évoluer dans un contexte de vie sociale. Il est clair par exemple
que les reproductrices bénéficient d’une protection renforcée mais qu’en est-il de leurs propres
aptitudes immunitaires? L’analyse du génome d’Apis a révélé une diminution notable du
nombre de gènes impliqués dans l’immunité par rapport à la Drosophile ou à l’Anophèle.
L’évolution des systèmes sociaux de protection aurait-il conduit à des insectes
individuellement moins armés?
Nous voulons essayer de cerner au mieux l’efficacité de la réponse immunitaire d’un individu
(fourmi) face à un challenge immunitaire, en fonction de divers aspects de sa vie sociale (tâche
réalisée au sein de la colonie, participation ou non à la reproduction, niveau d’activité,
d’interactions..). Pour cela, nous cherchons maintenant à combiner plusieurs mesures
complémentaires de l’immunité (cellulaire et humorale). En effet, le système immunitaire des
120

insectes s’est révélé être complexe et extrêmement efficace. Ainsi, l’immunité chez les fourmis
doit passer par une mosaïque complexe de processus et la mesure d’une efficacité immunitaire
à l’échelle de l’individu ne peut-être estimée à l’aide d’une approche unique. Une collaboration
établie en 2006 avec Virginie Cuvillier-Hot (Université de Lille, FRE 2933, Laboratoire de
Neuroimmunologie des Annelides) va nous permettre d’utiliser des mesures
d’immunocompétence chez les fourmis autres que celles couramment utilisées dans notre
laboratoire. En effet, la caractérisation des peptides antimicrobiens principaux produits par une
de nos espèces modèles est en cours grâce à cette collaboration. Parmi ces peptides, une
défensine a récemment pu être identifiée et partiellement séquencée. Les dosages préliminaires
de l’expression de ce peptide nous montrent une nette expression différentielle selon l’activité
reproductrice et selon le type de travail réalisé par les individus au sein du nid.
En combinant plusieurs mesures sur un même individu, nous allons pouvoir tester l’existence
de compromis éventuels entre les différents composants du système immunitaire. Sont-ils
positivement liés, ou y a -t-il des indications de « trade-off » entre les différents composants
(humoraux, cellulaires) qui pourraient indiquer des problèmes d’optimisation du système
général de défense?
S’il s’avère, comme les premiers résultats le laissent penser, que tous les individus ne sont pas
équivalents en terme d’immunité nous pourrons tester les conséquences d’une hétérogénéité
plus ou moins grande du groupe sur l’efficacité des défenses de la colonie contre les
pathogènes que ce soit en termes d’immunité sociale ou individuelle.
B. Coévolution expérimentale
Le recrutement de Jean-Baptiste André (CNRS 29, 2007) a rétabli nos ressources propres de
modélisation. Son projet de recherche sera centré sur l'évolution de la coopération et sera donc
parfaitement à l'interface entre notre recherche sur les interactions intra-hôte et les recherches
sur le mutualisme de l'équipe EEM, ainsi que celles de l'équipe Evolution des sociétés animales
sur la division du travail. Adrien Frantz joindra le groupe travaillant sur le système
Paramecium/Holospora. Les deux dernières années ont montré que ce système permettait
d'aborder les "grandes questions" par une approche d'évolution expérimentale. Pour le futur,
nous étudierons des scénarios plus complexes, et potentiellement, plus réalistes.
Rôle de la structuration spatiale et de l’hétérogénéité environnementale. Nous aborderons cette
thématique dans un contexte explicite de métapopulation, avec des microcosmes
interconnectés et soumis à différents taux d'extinction et de recolonisation. Par exemple, cela
nous permettra d'étudier plus profondément les conditions de l'évolution des stratégies
'spécialiste' ou 'généraliste' chez l’hôte ou chez le parasite. En permettant la migration naturelle
entre microcosmes nous pourrons même envisager d'étudier l’évolution des taux de migration
en présence du parasite.
Dans notre système, l'hôte et le parasite sont sensibles à des conditions de stress abiotique.
Nous proposons un projet dans le cadre du programme EC2CO portant sur la coévolution
hôte-parasite sous l'impact de stress multiples. Le but de ce projet sera de comprendre
comment la présence du parasite influence l'adaptation de l'hôte à différents environnements et
comment ces environnements influencent les trajectoires coévolutives. Par exemple, une
caractéristique des changements climatiques globaux est une forte variabilité temporelle des
conditions environnementales. L'effet de ce type de fluctuations sur les systèmes biologiques
est encore mal connu. En collaboration avec Andrew Gonzales (McGill University, Montréal)
nous testerons l’impact des différents types de fluctuations temporelles de stress (constant vs.
fluctuant randomisé ou autocorrélé).
121

Interactions plus complexes. Pour cela, nous créerons des microcosmes composés de plusieurs
espèces d'hôte et/ou de parasite. Selon la théorie, les infections multiples représentent un des
déterminants les plus importants de l'évolution de la virulence, mais des tests expérimentaux
sont très rares. Nous pourrons aborder cette thématique en utilisant différentes espèces du
genre Holospora qui peuvent infecter la même espèce hôte de Paramecium, dans le même ou
différents compartiments à l'intérieur de l'hôte.
D'un point de vue 'communauté’, il sera intéressant de rajouter différentes espèces de
paramécies, hôte ou non-hôte pour le parasite, ou même d’autres types d’organismes
unicellulaires (bactéries, prédateur des paramécies, algues..). Cela nous permettra, par exemple,
d'étudier les contributions relatives des compétitions directe et indirecte entre différentes
espèces, générées par le parasite. A l'heure actuelle, nous ne savons que très peu de choses sur
la stabilité écologique ou évolutive de ces systèmes multidimensionnels, même les plus
simples.
Ces nouvelles pistes de recherche vont nécessiter une nouvelle étape dans notre approche
expérimentale. Pour le proche avenir, il sera indispensable de développer des marqueurs
génétiques permettant de caractériser et tracer différents génotypes ou différentes espèces
d’hôte et de parasite. La mise en place des techniques moléculaires se fera en collaboration avec
HD Görtz (Université Stuttgart, Allemagne).
Equipe Ecologie des Populations et des Communautés
Responsable : Roger Arditi
Les recherches de l’équipe Ecologie des Populations et des Communautés (membres : Carmen
Bessa-Gomes, Nicolas Loeuille, Thierry Spataro ; reconnue comme Equipe sous contrat [USC]
par l’INRA pour la période 2004–2009) portent sur la dynamique des populations, la
dynamique des interactions trophiques et la dynamique des communautés. Les systèmes
biologiques auxquels nous nous intéressons sont extrêmement variés (micro-organismes,
insectes, avifaune, grands mammifères). Nos travaux sont organisés autour de trois axes de
recherche.
Théorie de la dynamique des populations en interaction trophique, théorie des réseaux
trophiques.
La réponse fonctionnelle est le pivot de l’étude de l’interaction proie-prédateur car, selon son
type et la nature de la dépendance, elle peut (ou non) avoir une influence déstabilisante sur la
dynamique du système. Depuis de nombreuses années, Roger ARDITI et collaborateurs
travaillent sur cette question, ce qui les a notamment conduits à proposer l’hypothèse de la
ratio-dépendance. Cette problématique continue d’être étudiée au sein de l'équipe, qui réfléchit
en particulier à la relation entre les aspects comportementaux individuels et leurs conséquences
sur la réponse fonctionnelle, ainsi que la caractérisation de la réponse fonctionnelle à partir de
données expérimentales.
L'équipe s'est récemment impliquée dans des projets d'écologie microbienne qui sont en train
de démarrer. L'objectif est d'utiliser des expérimentations sur différents types de systèmes
microbiens pour tester certaines hypothèses théoriques ayant trait aux interactions trophiques
et non trophiques et à la dynamique des communautés.
Des projets combinant des aspects expérimentaux et théoriques sur l’écologie des
communautés de la faune du sol sont également en développement. Ils visent à mieux
comprendre les relations entre richesse d’un milieu et stabilité des communautés qui l’occupent
d’une part, et impact de l’hétérogénéité spatiale sur les fonctions de prédations d’autre part.
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Ecologie des populations de bioagresseurs.
L'équipe est partie prenante dans plusieurs programmes dédiés à l'étude de bioagresseurs.
L'un de ces programmes concerne la pyrale du maïs. Ainsi, des modèles démo-génétiques et
démographiques ont été développés pour évaluer l'efficacité de la méthode haute-dose – refuge
pour la lutte contre le développement de la résistance au maïs Bt. Un autre est consacré à
l'utilisation de parasitoïdes pour la lutte contre les pucerons dans les serres de melons du midi
de la France. Dans les deux cas, ces problématiques appliquées servent également de support à
des questionnements plus fondamentaux, concernant notamment l'impact de l'hétérogénéité
spatiale sur les interactions et les manières de l'intégrer dans les modèles. Ils rejoignent ainsi les
aspects présentés dans le point précédent.
Evolution des interactions
Une partie des recherches de l'équipe s'intéresse au rôle de l'interaction entre évolution et
écologie dans l'émergence et le maintien des structures des communautés et du fonctionnement
des écosystèmes. Ces travaux s'appuient principalement sur des modèles de type dynamique
adaptative. Ils impliquent également des collaborations internationales (McGill University au
Canada et l'International Institute for Applied Systems Analysis en Autriche). Ces travaux sont
axés sur trois thèmes principaux:
-Comment cette interaction écologie-évolution modifie la réaction d'un écosystème à une
perturbation (par exemple enrichissement en nutriment).
-Comment la coévolution entre proies et prédateurs affecte la structure des réseaux trophiques.
-Dans un contexte spatialisé (métacommunauté), comment l'interaction entre la dispersion et
l'évolution affecte la diversité locale et régionale des communautés ainsi que leur structure.
Dynamique des populations d’espèces menacées.
Nos recherches concernant le devenir et la gestion d’espèces menacées sont étroitement liées à
nos travaux théoriques. Grâce au développement de modèles comportementaux de dynamique
de population, nous nous intéressons à l'effet Allee et à ses conséquences pour la conservation.
Actuellement, nous continuons d’exploiter le potentiel de ces modèles en écologie de la
conservation au travers de deux projets de recherche qui ont récemment été financés dans le
cadre de l’ANR (programme Blanc 2007 et programme Jeune Chercheur 2007). Le premier de
ces projets, intitulé SoFTPoP (From Social Foraging To Population Processes: an integrated
approach to population dynamics) est développé en collaboration avec le MNHN et porte sur
les liens entre l’approvisionnement social et la conservation, tant du point de vue des
nécrophages sociaux que de celui du service écologique d’équarrissage qu’ils peuvent rendre.
Une thèse est déjà en cours dans le cadre de ce projet.
Le second projet est le projet « Jeune Chercheur » de Jean-François LE GALLIARD (Extinction -
Mécanismes d’extinction dans les petites populations), dans lequel est impliqué C. Bessa-
Gomes. Cette collaboration transversale entre équipes au sein de notre unité permet de mettre
en valeur nos recherches concernant les modèles comportementaux de viabilité
populationnelle. Notre équipe développe également des collaborations internationales,
notamment avec l’Institute of Zoology (IoZ, Londres, RU), une institution de référence en
sciences de la conservation. Avec l’IoZ, nous sommes impliqués dans l’analyse de la viabilité
des populations de grues en Afrique du Sud (coord. Richard PETTIFOR) et dans la mise en
place d’indices d’exploitation durable pour des espèces sociales dans les systèmes à viande de
brousse.
Rayonnement National et International
L’équipe est fortement impliquée dans l’animation de la Société Française d’Ecologie
(présidence, trésorerie), et devra organiser le symposium « From individual behaviour to
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population ecology » lors du prochain congrès international de zoologie, qui aura lieu en 2008 à
Paris. En outre, l’équipe est aussi responsable de la rédaction-en-chef du journal Acta
Oecologica, que sera dans le futur basée au sein de l’UMR 7625. L’équipe est également
représentée dans l’Editorial Board du journal « Animal Conservation ».
II.3.3. Mise en oeuvre du projet de l'Unité
Moyens humains
Les recrutements récents montrent que l'UMR attire des candidats enthousiastes et prometteurs
pour des postes qui s'ouvrent au niveau de Maître de Conférences et de Chargé de Recherche
au CNRS. Par contre, au niveau des professeurs à l'Université (et dans un moindre mesure au
niveau des Directeurs de Recherche au CNRS) la situation reste précaire. Avec les départs
recents de Jacob Koella et Michel Loreau, le contigent des professeurs en sciences écologiques
s'est affaibli de façon significative. Les UMR 7625 et 7103 demandent déjà depuis plusieurs
années l'ouverture d'un poste de Professeur en Parasitologie évolutive, pour renforcer et
redynamiser l'équipe « Parasitologie Evolutive ». Cette demande a été classée assez
favorablement par le Conseil Scientifique de l'UFR 927 « Sciences de la Vie » mais elle n'a pas
été honorée par la direction scientifique de l'Université Pierre et Marie Curie-Paris6. Nous
devons redoubler nos efforts, à la fois pour soutenir notre demande et pour la recherche des
candidats intéressés et intéressants.
Moyens techniques
• Biologie moléculaire
L'UMR dispose d'un séquenceur et d'un équipement de base complet pour assurer les analyses
génétiques. Cependant, à court terme l'UMR devrait acquérir des hottes chimiques (BET,
extractions d’ADN), et le séquenceur et matériels liés devraient être remplacés (la capacité de
l'appareil vieillissant est trop petit).
Le laboratoire a la volonté de répondre à la demande des membres du service souhaitant de se
voir plus impliqués dans les projets, dès leur conception, en particulier pour une meilleure
évaluation des besoins (conception de protocoles originaux, plan d'échantillonnage, besoins en
matériel et consommables), et des difficultés éventuelles de réalisation.
• Informatique
Si les capacités de gestion de données et de calcul scientifique sont excellentes, le
fonctionnement informatique de l'Unité se heurte à plusieurs problèmes d'installation ou
d'utilisation, internes pour certains, liés à nos infrastructures d'accueil pour d'autres.
Site WEB du laboratoire. Jean-Marc Rossi a mis en place un serveur dédié au site Web du
laboratoire, ainsi qu’un serveur miroir (en cours d’installation) pour pallier à tout arrêt. Le site
Web actuel est la somme des pages personnelles déposées. Il n’a pas d’unité esthétique et
fonctionnelle. Un tel travail demande des compétences particulières. Comme ce site est l’image
de notre unité pour le monde extérieur, sa qualité est importante. On pourrait envisager le
recrutement d’une personne qualifiée en CDD pour construire un site de bonne qualité,
suffisamment souple pour pouvoir évoluer.
Problèmes électriques, site Jussieu. La vétusté de nos infrastructures à Jussieu fait gravement
obstacle à tous nos développements technologiques : équipement des laboratoires, matériel
informatique. Les problèmes électriques sont récurrents, et concernent souvent la pièce où sont
logés les serveurs.
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Moyens structurels
• Evolution du contexte fédératif
L’avenir de l’IFR 101 semble compromis. L’UMR est rattachée à la structure fédérative mise en
place par l’UPMC autour de la “recherche en environnement”. La place scientifique que tiendra
l’UMR, et la biologie des systèmes écologiques en général, demeure incertaine, tant la
dominance de la géochimie de l’environnement est forte dans la stratégie affichée par cette
fédération.
Par son implantation au Département de Biologie de l’ENS, l’Unité est associée à la Fondation
de Recherche Transdisciplinaire sur le Vivant. Ce sont au moins trois lignes-forces du projet de
recherche de l’Unité qui s’inscrivent en pleine cohérence avec les priorités scientifiques de la
Fondation :
+ intéraction des mécanismes physiologiques, cognitifs et comportementaux dans l’adaptation
aux changements environnementaux,
+ interactions GGE et déterminisme de la longévité et du vieillissement,
+ évolution de la virulence, de la résistance et de l’immunité.
• Création de l'UMS CEREEP
L'UMR 7625 accompagne actuellement le projet de création d’une Unité Mixte de Service,
fixant le cadre administratif du fonctionnement du CEntre de Recherche en Ecologie
Expérimentale et Prédictive (CEREEP). La date prévue de création de l’UMS est fixée au 1er
janvier 2008. L’UMS associe le CNRS comme EPST et l’ENS comme établissement de
rattachement principal.
Le CEREEP se définit comme une plateforme de recherche, d’enseignement et d’observation
écologique d’ambition internationale, dont le développement s’inscrit dans le contexte
stratégique national de création et de promotion de « grandes infrastructures » et de « grands
équipements » de recherche en écologie. Les infrastructures de recherche du CEREEP sont
implantées principalement à la Station Biologique de l’Ecole Normale Supérieure, située sur la
commune de Saint-Pierre-lès-Nemours (Seine et Marne), à 20 km de Fontainebleau et à 80 km
de Paris. La Station possède un domaine de 76 ha. Elle est constituée d’un ensemble bâti de
1100 m2 SHON environ (bureaux, laboratoires, hébergement, locaux techniques), d’espaces
forestiers et d’espaces de prairies. Ces espaces naturels et les installations techniques de la
Station sont actuellement utilisés par des programmes de recherche expérimentale initiés, pour
les plus anciens, en 1994. Dans le cadre du plan quadriennal 2005-2008 de l’UPMC, la
plateforme est soutenue par un Plan Pluri-Formations que porte l’Institut Fédératif de
Recherche Ecologie – Biodiversité – Evolution – Environnement (IFR 101).
L’ENS, le CNRS, le Ministère de la Recherche et la Région IDF se sont associés en 2004 pour le
développement des infrastructures du CEREEP. La communauté écologiste d’Ile-de-France
ambitionne ainsi de mettre ses moyens au niveau de la compétition scientifique internationale,
niveau illustré par des installations telles que l’Ecotron de l’Imperial College à Silwood Park, en
Grande-Bretagne (www.cpb.bio.ic.ac.uk/ecotron/ecotron.html), ou le pôle de recherche de
Reno (Nevada) du Desert Research Institute (www.dees.dri.edu/facil_north.htm). Au terme
prévu du développement des infrastructures, en 2010, le CEREEP offrira un ensemble intégré
de six plateaux techniques: Ecotron, mésocosmes terrestres, mésocosmes aquatiques, serres
expérimentales, parcelles expérimentales, et laboratoire de modélisation et de simulation
numérique. Ces nouvelles infrastructures accueilleront les équipes responsables des
programmes de recherche et des activités d’enseignement, et les personnels techniques et
administratifs nécessaires au fonctionnement d’un centre de recherche de niveau international.
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Dans le contexte de ce plan de développement, de nouveaux espaces de bureaux ont été
aménagés au printemps 2007. Le plateau technique « Mésocosmes terrestres », créé en 1999, est
en cours d’extension. Les premières tranches des plateaux « Mésocosmes aquatiques » et «
Serres de recherche » seront mises en construction fin 2007, pour une livraison prévue au
printemps 2008. Le prototype de l’Ecolab, cellule expérimentale de l’Ecotron, fut présenté en
juin 2007 et sa période d’essai débutera en décembre 2007. L’ensemble des dispositifs de
recherche actuellement fonctionnels, et la mise en service progressive, sur la période 2008-2010,
des nouvelles infrastructures de recherche et d’enseignement, rendent nécessaire la mise en
place, dans les meilleurs délais, du cadre administratif d’une UMS.
L’UMS CEREEP ENS/CNRS aura vocation à structurer « l’écologie à Paris » autour de grands
programmes de recherche expérimentaux, observationnels et prévisionnels. Les quatre
laboratoires associés au projet et utilisateurs de la plateforme, dont la liste est fixée par
convention entre l’ENS et le CNRS, sont des acteurs majeurs de la dynamique scientifique de
l’écologie en région parisienne. Outre l'UMR 7625, il s'agit des Unités :
+ Biogéochimie et écologie des milieux continentaux (UMR 7618, première tutelle : UPMC),
+ Conservation des espèces, restauration et suivi des populations (UMR 5173, première tutelle:
MNHN),
+ Ecologie-Evolution-Systématique (UMR 8079, première tutelle : UP-Sud).
Impact sur les formations
Une révision de la maquette EBE, en septembre 2007, est marquée par création d'un parcours
Recherche de M2 (spécialité Ecologie-Biodiversité-Evolution), Ecologie évolutive - milieux
terrestres & marins, fruit de la fusion des parcours Ecologie adaptative et moléculaire et
Biologie évolutive des organismes marins. Ce nouveau parcours conserve une forte
connotation marine, exprimant ainsi au niveau des formations l'intérêt de l'UMR pour des
interactions renforcées avec l'écologie des systèmes marins.
De plus, le recrutement de deux Maîtres de conférences en Ecologie parasitaire /
Epidémiologie évolutive permet d'annoncer l'ouverture en septembre 2008 du parcours
Recherche de M2 (spécialité EBE) Interactions Hôtes-Parasites & Epidémiologie.
Les équipes de l'UMR demeurent au coeur de l'animation des formations de l'Ecole doctorale
Diversité du Vivant. Par ses activités de recherche multidisciplinaires, ses équipes sont aussi
idéalement positionnées pour accueillir des stagiaires de l'ED internationale Frontières du
Vivant.
II.3.4. Conclusions générales
La réorganisation de nos laboratoires a donné une nouvelle dimension à l’unité “Ecologie &
Evolution” (conservant l’identifiant 7625). L’activité de recherche de l’UMR ainsi redessinée se
veut à la fois résolument fondamentale et en prise avec ses champs d’applications. Elle entend
jouer un rôle moteur, au plan national et international, dans l’essor des interfaces
biologie/environnement et biologie/santé.
La place de l’UMR à l’interface biologie/environnement est assurée par le maintien d’étroites
interactions et collaborations avec nos proches partenaires: UMR 7618 (BioEmCo) à l’UPMC et
à l’ENS, UMR 7153 (Conservation) au MNHN, UMR 8079 (Ecologie, Systématique, Evolution) à
l’UPS. En multipliant l’éventail des directions de recherche dans lesquels les interactions
parasitaires et les dynamiques infectieuses, du niveau cellulaire au niveau écosystémique,
seront étudiés, l’UMR se positionne fortement à l’interface biologie/santé.
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C’est par essence que l’exploration du fonctionnement éco-évolutif des systèmes biologiques
requiert une approche intégrative, rapprochant génétique moléculaire et cellulaire, physiologie
et sciences du comportement dans une synthèse cimentée par la modélisation mathématique. A
cet égard, les compétences en biologie cellulaire et physiologie déjà présentes dans nos
laboratoires, et renforcées par leur fusion et la mise en oeuvre de nouveaux équipements
(laboratoire P2), devront être consolidées. De plus, l’UMR souhaite augmenter rapidement son
potentiel de recherche pour l’étude des mécanismes génétiques et biochimiques de
l’adaptation, qui sont au coeur des interactions écologie/évolution. Enfin, muni de forces
théoriciennes déjà conséquentes, l’UMR devra valoriser ce capital pour favoriser les synergies
internes et continuer d’accroitre son rayonnement conceptuel et méthodologique.
Pour atteindre ces objectifs de fonctionnement, l’UMR s’appuiera sur des collaborations
existantes et sur une politique de recrutement active, menée dans cinq directions
correspondant aux projets scientifiques et pédagogiques des cinq équipes :
+ Microbiologie évolutive – Mécanismes moléculaires, cellulaires et écologiques de la
coévolution entre microorganismes.
+ Immunologie évolutive – Comportement, cycle de vie, et évolution de l’immunité et des
stratégies biodémographiques.
+ Biologie du comportement – Développement ontogénique, régulation chimique et génétique
de la reproduction et des conflits sociaux.
+ Ecologie intégrative – Etude de l’impact des changements globaux et des processus évolutifs
par des approches intégrant physiologie, comportement, génétique, modélisation et
démographie.
+ Modélisation mathématique – Génomique évolutive, coalescence, phylogénie mathématique;
modélisation intégrative individu-communauté-écosystème, “biologie des systèmes globaux”,
écoinformatique, modèles aléatoires.
II.3.5 Annexes
Annexe Enseignements
L'UMR 7625 est fortement impliquée dans les enseignements de Licence, de Master et de
Doctorat, à l'UPMC, à l'ENS et à l'AgroParisTech. Ces trois établissements, en partenariat avec
l'Université de Paris-Sud, sont co-responsables de la Spécialité Ecologie - Biodiversité -
Evolution (EBE), qui relève de la Mention Sciences de l'Univers - Environnement - Ecologie
(SDUEE) du Master Sciences de l'UPMC. Cette Annexe présente les principaux parcours et
modules placés sous la responsabilité d'enseignants-chercheurs de l'UMR.
Master de Sciences UPMC
Mention Sciences de l'Univers, Environnement, Ecologie (cohabilitation UPMC - Université
Paris-Sud - AgroParisTech - ENS)
Parcours Recherche Ecologie Evolutive – Milieux Terrestres & Marins
La gestion de la biodiversité exige qu’on comprenne les mécanismes écologiques et
évolutionnaires qui expliquent son origine et sa dynamique, dans le contexte d’environnements
complexes et changeants. Le parcours Ecologie Evolutive – Milieux Terrestres & Marins offre
une formation unique à l’étude de ces mécanismes. L’ensemble des UE proposées dans le cadre
de ce parcours reflète la variété des approches mises en œuvre dans les laboratoires de
recherche des établissements partenaires : modélisation, expérimentation, observation multiéchelles,
sur des systèmes terrestres et marins (animaux vertébrés et invertébrés, plantes,
micro-organismes). Les compétences ainsi acquises relèveront de l’écologie comportementale,
la biologie des cycles de vie et des stratégies démographiques, la génétique évolutive, la
dynamique des populations structurées, les dynamiques adaptatives, la coévolution. Au
travers de ces enseignements seront abordées des questions fondamentales de la recherche
127

actuelle en écologie évolutive : Comment expliquer la diversité des cycles de vie et des
comportements sociaux des organismes, dans des environnements plus ou moins variables et
prédictibles ? Quels rôles jouent le comportement individuel, la plasticité phénotypique et
l’évolution génétique dans l’adaptation des organismes aux changements environnementaux ?
Comment facteurs écologiques, démographiques et génétiques se combinent-ils pour
déterminer la structure et la dynamique des populations et l’évolution adaptative des
caractères phénotypiques ? On introduira les outils nécessaires à l’analyse des données et à la
modélisation des systèmes adaptatifs : méthodes fréquentistes et bayésiennes, analyse des
données spatiales, modèles matriciels pour les populations structurées, théorie des jeux et
dynamiques adaptatives pour l’évolution des comportements, des cycles de vie et des
stratégies biodémographiques. Avec les UE Evolution des cycles de vie et Ecologie moléculaire
& génétique évolutive, les étudiants particulièrement intéressés par les écosystèmes marins
trouveront une formation adaptée aux spécificités de la recherche sur ces systèmes.
Master de Sciences UPMC
Mention Sciences de l'Univers, Environnement, Ecologie (cohabilitation UPMC - Université
Paris-Sud - AgroParisTech - ENS)
Parcours Recherche Interaction Hôtes-Parasites & Epidémiologie
L'influence du parasitisme sur les réseaux d’interactions écologiques est telle qu'on ne peut
comprendre l’origine et le maintien de la biodiversité sans reconnaître le rôle des organismes
parasites ou pathogènes dans le fonctionnement, la dynamique et l’évolution des ces réseaux.
Le parcours Interactions hôte-parasite & épidémiologie offre une formation de haut niveau à la
recherche, ancrée à l’interface de la parasitologie, de l’écologie et de l’évolution. Le parcours
aborde des questions d'importance majeure, pour lesquelles les notions d’interactions gènes x
environnement, de sélection et de coévolution interviennent de façon récurrente : parasitisme
et régulation des populations hôtes, parasitisme et sélection sexuelle, parasitisme et évolution
des cycles de vie, écologie évolutive de la réponse immunitaire, parasitisme et spéciation,
émergence de nouveaux pathogènes, analyse, modélisation et contrôle dynamiques
épidémiques. Les applications des thèmatiques du parcours IPE ont une portée fondamentale
et sociétale considérable, à l’interface des domaines de la santé publique et de la gestion de la
biodiversité et des agroécosystèmes.
Master de Sciences UPMC
Mention Sciences de l'Univers, Environnement, Ecologie (cohabilitation UPMC - Université
Paris-Sud - AgroParisTech - ENS)
Parcours Recherche Ecologie théorique et modélisation
L'écologie est une discipline scientifique qui progresse par la confrontation d'observations en
milieu naturel, de données expérimentales, et de concepts théoriques, ces derniers étant
généralement formalisés par des modèles mathématiques. Etre capable de manipuler et
développer ces modèles est donc indispensable pour entretenir le dynamisme de la discipline.
Cela requiert une connaissance approfondie des théories existantes (origine et histoire de la
construction des concepts, compréhension de leurs fondements) d'une part, et une certaine
maîtrise des outils méthodologiques nécessaires à tout développement théorique d'autre part.
C'est dans cette optique qu'est proposé le parcours "Ecologie théorique et modélisation". Il
comprend aussi bien l'acquisition de connaissances fondamentales que leur mise en oeuvre
dans divers domaines d'application.
128

III – LA FORMATION PERMANENTE
Correspondant formation : Chantal CUISINIER
III.1. PRÉSENTATION DU LABORATOIRE
L’UMR 7625 “ FONCTIONNEMENT ET ÉVOLUTION DES SYSTÈMES ÉCOLOGIQUES ” est
une Unité Mixte de Recherche de l’Université Pierre et Marie Curie, du CNRS et de l’Ecole
Normale Supérieure.
À ce jour, l’UMR compte 28 personnes statutaires (11 ITA/ITARF, 7 chercheurs CNRS, 10
enseignants chercheurs (appartenant à nos trois tutelles mais également à d’autres
établissements d’enseignement supérieur) et gère, avec les étudiants en thèse, post-doctorants
et visiteurs un peu plus de 60 personnes.
Elle est structurée en 3 équipes thématiques d’égale importance : Evolution des Sociétés
d'Insectes, Changements Globaux et Processus Adaptatifs et Éco-Évolution Mathématique. Elle
est, de plus, dotée d’un ensemble de services généraux mutualisés avec l'UMR 7103
Parasitologie Evolutive.
Elle est bilocalisée, une partie se situant au n° 46 de la rue d’Ulm à l’École Normale Supérieure,
l’autre partie, sur le campus de l’Université Pierre et Marie Curie (Jussieu), au bâtiment A, 7
quai Saint Bernard.
III.2. PRÉSENTATION SCIENTIFIQUE DU LABORATOIRE
Le terme « écologie » décrit la science qui cherche à comprendre les interactions entre les êtres
vivants et leur milieu. Pour se faire, elle doit autant s’attacher à comprendre ce qui fait
l’individualité, ce qui organise sa diversité et la manière dont celle-ci est influencée par ou
influence son environnement. Bien que fort jeune au regard des autres sciences de la vie,
l’Écologie se retrouve en position centrale pour répondre aux problèmes sociétaux qu’ont
engendré les activités de l’Homme dans un passé très récent. En effet, deux changements
majeurs de l’environnement se produisent actuellement et nécessitent que l’on en mesure les
conséquences afin de réduire celles-ci pour l’homme et, plus généralement, pour les êtres
vivants. Le premier concerne la réduction et la fragmentation des habitats naturels en faveur
d’espaces peuplés par l’homme ou consacrés à des monocultures d’espèces strictement
contrôlées voir manipulées par l’homme. Le deuxième, conséquence en partie indirecte du
premier, est le changement de climat qu’est en train d’induire une croissance des rejets
polluants dans l’atmosphère et qui provoque déjà des changements notables dans la biosphère.
S’il est déjà difficile de prédire quels vont être les changements climatiques même à mésoéchelle,
cette difficulté, devient quasi insurmontable dans l’état actuel de nos connaissances
lorsqu’il s’agit d’en connaître les retombées sur l’environnement biologique de la planète. Seul,
un investissement massif dans les sciences de l’écologie et de l’évolution permettra d’acquérir
une connaissance suffisante dans ces domaines pour être à même de relever un tel défi.
Notre laboratoire s’est donc impliqué dans cette dynamique et espère contribuer à la réponse à
des questions comme : quelles sont les conséquences potentielles de la diminution et la
fragmentation des habitats naturels sur la réduction tant du nombre d’espèces (biodiversité)
que du nombre d’individus et de variants par espèce ? Quelles sont les conséquences de la
banalisation de certains habitats sur les invasions par des espèces exogènes et la prolifération
des effectifs des espèces profitant des activités humaines ? De la même manière, à quelle vitesse
les modifications climatiques vont-elles entraîner une modification des aires de répartition des
129

grands biomes ? Comment les espèces vont-elles s’y adapter (par sélection et/ou par plasticité
phénotypique) ? Le pourront-elles ? Quels impacts ces changements vont-ils avoir sur la
diversité et le fonctionnement des écosystèmes ? Il est évident que la réponse à ces questions
nécessite la connaissance des processus qui sont à la base de la réponse du vivant à son
environnement, et nécessite donc, au moins en partie, une approche purement fondamentale.
L’établissement des lois qui gouvernent le maintien et l’évolution de la diversité ainsi que de
leur domaine de validité à différents niveaux de complexité de l’organisation du vivant est
donc le préalable indispensable qui permettra à terme de répondre aux questions soulevées
précédemment.
Après une phase de diversification des modèles biologiques, nous recentrerons nos efforts sur
les modèles biologiques qui nous apparaîtront les plus prometteurs. Outre les modèles
biologiques où nous disposons d’une forte expertise disponible en interne, trois principes vont
guider notre choix : 1) les modèles biologiques qui nous permettent d’étudier plusieurs niveaux
d’organisation à la fois (gènes, phénotypes, espèces, communautés, fonctions), 2) ceux qui
permettent d’expérimenter avec un niveau important de réplication, et 3) les modèles
biologiques permettant d’atteindre plusieurs niveaux de généralisation (modèles théoriques, de
laboratoire, en conditions semi-naturelles, en conditions naturelles).
III.3. ÉLABORATION DU PLAN DE FORMATION
Un questionnaire a été établi par le correspondant formation puis validé par la direction du
laboratoire et diffusé à l’ensemble des personnels. La majorité des réponses obtenues
proviennent des personnels permanents.
Sciences du vivant
Formation à l'expérimentation animale de niveau I : Plusieurs chercheurs CNRS ont suivi cette
formation lors du précédent quadriennal. Compte tenu du caractère obligatoire de cette
formation pour tout travail expérimental sur les animaux, il serait important que les doctorants
puissent être à même de suivre une telle formation.
Cultures cellulaires : initiation et perfectionnement : Comme plusieurs chercheurs, ITA et
étudiants font des recherches en microbiologie, dont certains avec des organismes
potentiellement nuisibles, il faut que le laboratoire puisse proposer une formation en matière
de culture cellulaire.
Hygiène et Sécurité
Ce domaine intéresse plusieurs personnes et notamment les doctorants pour ce qui est des
différents risques professionnels dans un laboratoire : produits chimiques, manipulation
d'organismes potentiellement pathogènes, etc. mais également des risques liés au terrain en
conditions isolées. Dans cette catégorie on peut compter aussi la formation pour utiliser les
autoclaves.
D'ailleurs, le laboratoire a un nouveau ACMO, pour qui une formation ACMO est obligatoire.
Informatique et Bureautique
Statistique et analyse des données : Le traitement statistique des données expérimentales était
déjà l’un des points forts de notre précédent plan de formation. Nous retrouvons cette
demande à la fois pour des personnes souhaitant s’initier à cette technique mais également
pour un approfondissement des connaissances via le logiciel SAS (proc mixed, analyses
spatiales) ceci soit afin d’acquérir une certaine autonomie dans le traitement des données, ou
130

ien afin d’analyser toujours plus finement toutes les données. Malheureusement, en raison à la
fois d'un manque de places ou par manque de participants, les modules proposés par le CNRS
en 2003 n'ont pu être organisés dans leur totalité.
Des formations aux logiciels de statistiques et de programmation « R » (r-project.org) et "BUGS"
(statistiques Bayésiennes) ont été demandées par plusieurs étudiants et enseignants chercheurs.
Ces logiciels sont très souples et puissants et présentent l'avantage d'être gratuits.
Une formation au logiciel Mac Clade ou Mesquite est demandée pour l'analyse de données
comparatives concernant le comportement des oiseaux et pour effectuer des tests de validation
de prédictions théoriques (biologie de la reproduction chez les plantes).
Gestion de bases de données : Une demande concerne la création et la gestion de bases de
données relationnelles et la gestion des grands volumes de données. Au laboratoire, plusieurs
logiciels de gestion de bases de données relationnelles sont utilisés (Microsoft ACCESS,
VisualDbase, PostGresQL), qui utilisent tous le langage SQL (Structured Query Language",
standard international de manipulation de bases de données). Une formation à plusieurs
niveaux (initiation ou perfectionnement) est nécessaire (comment utiliser des propriétés
avancées pour gérer la cohérence entre tables, l'interfaçage avec un serveur web via par
exemple XML, la structuration la mieux adaptée à une base évolutive, etc.).
Utilisation de logiciels et de systèmes d'exploitation : Il y a eu plusieurs demandes pour
conception et mise en place des sites web.
Management et organisation : Une formation aux Outils du Management est demandée par la
personne en charge de l'administration générale du laboratoire par souci d'une meilleure
efficacité dans le cadre de ses missions auprès de la direction du laboratoire.
L’encadrement et le suivi d’étudiants ou la prise de responsabilités dans des conseils, comités
ou commissions, font que l’animation d’équipe et la conduite, animation de réunions, et gérer
les conflits sont des formations utiles pour les chercheurs et enseignants chercheurs.
Préparation aux concours : Cette formation va être proposée notamment aux personnel ITA.
Langues : Notre laboratoire étant très impliqué au niveau international, les formations en
anglais sont très demandées : la compréhension et l’expression orale en anglais (scientifique ou
non), la compréhension et l’expression écrite en anglais (scientifique ou non), la communication
scientifique, la tenue de réunion et la rédaction d'un article scientifique. Les deux derniers
points intéressent surtout les jeunes doctorants soucieux de la rédaction de leurs articles et de
la présentation de leurs travaux.
III.4. TRANSFERT DE SAVOIR FAIRE
Enseignement et Formation
Le laboratoire est centre d'accueil et participe notamment largement à l'enseignement du :
- Magistère de Biologie de l'ENS,
- Master EBE (Universités Paris Sud 11 et Paris 6, AgroParisTech, Muséum National de
l'HistoireNaturelle)
- Master AIV (ENS),
et accueille à ce titre de nombreux stagiaires.
Ajoutons que plusieurs membres du laboratoire sont tout particulièrement impliqués dans la
mise en place des masters.
131

L'équipe Éco-Évolution Mathématique organise la désormais traditionnelle École d'Hiver de
Biologie Quantitative (septième édition en décembre 2002). En accueillant de nombreux
doctorants et jeunes chercheurs français et étrangers, cette école contribue à la visibilité de
l'équipe et du laboratoire sur la scène internationale. Elle s’inscrit désormais dans un cursus
mixte Mathématiques-Biologie développé à l’ENS et prolongé depuis 2002 par une formation
interuniversitaire étendue à l’ENS Lyon et aux universités d’Aix-Marseille.
Développement de logiciels
Par ailleurs cette équipe a entrepris de développer un logiciel de simulations de dynamiques
éco-évolutives en collaboration avec une équipe de l'Université de Montpellier. Ainsi est né le
programme ZEN. Ce programme permet de simuler une grande variété de modèles écoévolutifs
en profitant d’une interface conviviale. Ainsi mis à la portée de tous les écologistes, le
programme est accessible librement sur Internet à l’URL :
http://www.biologie.ens.fr/ecologie/ecoevolution/legendre/legendre/zen.html.
Il faut souligner qu'un autre logiciel ULM qui sert à l'étude de modèles de dynamique de
populations a également été développé par cette équipe et est utilisé par une grande partie de
la communauté internationale. Il est également en accès libre à l'adresse suivante :
http://www.biologie.ens.fr/ecologie/ecoevolution/legendre/legendre/ulm.html
Insertion internationale
Le laboratoire organise régulièrement des séminaires, conférences ou congrès participe
activement à l'encadrement de doctorants (français et étrangers) et accueille très régulièrement
des post docs et visiteurs/stagiaires étrangers pour des durées variant de 1 à plusieurs mois.
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IV – L'HYGIENE ET LA SECURITE
IV.1. Bilan des accidents et incidents survenus dans l’Unité et mesures prises
Juillet 2005: Chute de 4m d'un stagiaire encadré par un doctorant à la station d'écologie de
Foljuif.
“Pendant que tout le monde dormait, le stagiaire a décidé de monter sur un toit pour téléphoner. Puis il
s'est endormi sur ce toit et a chuté sur la mâchoire. Les pompiers ont été appelés et le stagiaire fut
conduit aux urgences de l'hôpital le plus proche.”
Par décision de l'ENS, aucun étudiant non accompagné par un titulaire n'a l'autorisation de
rentrer sur le site de Foljuif. Le stagiaire et le doctorant impliqués ont été interdits d'accès au
site.
IV.2. Fonctionnement des structures d’hygiène et de sécurité propre à l’Unité
La précédante ACMO, Michèle Huet, ayant quitté l'unité7625 début 2007, Murielle Richard
(Ingénieur d'étude, responsable du service d'Ecologie moléculaire) la remplace et suivra les
formations nécessaires en Octobre et Novembre. Elle prendra officiellement ses fonctions
d'ACMO en 2008. Etant donnée la variété des approches expérimentales du laboratoire, nous
avons décidé de former une équipe autour de l'ACMO : Loïc Elard (MC, UMR7103), Pierre
Fédérici (T, UMR 7625) et Jean-François Le Galliard (CR, UMR 7625, pour le site de Foljuif et
pour les aspects concernant l'élévage des animaux).
Personne radio compétente
Nous n'avons plus de radioactivité dans le laboratoire depuis le mois de mai 2003 et les pièces
de laboratoire qui servaient au stockage et aux manipulations de la radioactivité (P33) ont été
déclassées par un organisme agréé (SGS), le 3 octobre 2005.
Secouristes
Site Jussieu : JM. Rossi.
Site ENS pour l'UMR 7625: A. Lambert.
Comité H et S
C’est le conseil de laboratoire qui remplit cette fonction.
IV.3. Risques Rencontrés dans les UMR 7625 et 7103
Risques chimiques : Des problèmes comme la mise en place de l’élimination des déchets sont
bien résolus. Les expérimentateurs doivent penser à transmettre systématiquement aux
ACMOs la liste des produits utilisés. Cette recommandation est peu suivie.
Nouveau : Afin de mieux isoler les différents types d’expérimentations, qui se sont multipliés
ces dernières années, de nouveaux espaces de manipulation ont étés mis en place et seront très
prochainement équipés de hôtes chimiques.
De plus, afin de limiter l’exposition des expérimentateurs à d’importants volumes de solvants,
l’utilisation de Kits est privilégiée quand cela est possible, en particulier en Biologie
moléculaire (Kit d’extraction et de purification d’ADN).
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Risques biologiques : De nouvelles expérimentations demandant l’utilisation de souches
bactériennes de niveau 2, un laboratoire L2 a été mis en place sous la responsabilité de Michèle
Huet. Il a obtenu l’autorisation de mise en fonction cet été (voir pdf : aménagemtL2_2007.pdf).
Les dernières recommandations notifiées dans ce rapport ont été suivies ou sont en cours de
mise en place.
Pour les autres types d’expérimentation en biologie cellulaire, chacun doit rester vigilant. En
particulier, les recommandations quant à la fréquence d’évacuation des déchets doivent être
mieux suivies.
Elevages : Des demandes de mises en conformité avaient été demandées. Les recommandations
ont été suivies et les agréments sont en cours d’obtention.
Gaz comprimés : Aussi bien à P6 qu’à l’ENS les bouteilles de gaz comprimé ont été chaînées.
Leur utilisation a par ailleurs diminué.
Risque incendie : Les extincteurs sont vérifiés tous les ans et remplacés le cas échéant. Il y a des
couvertures anti-feu sur les portes de chaque laboratoire. Sur chaque site, il y a une douche,
dans les toilettes qui sont situées au bout du couloir.
Risques liés au terrain : Il est demandé à chaque responsable envoyant un stagiaire ou étudiant
sur le terrain de vérifier si ce dernier est bien en possession d’une assurance responsabilité
civile. Chacun doit avoir toutes les vaccinations nécessaires à jour. Il est demandé de se munir
d’une trousse de premier secours en règle. Il est fortement recommandé que personne
(permanent ou étudiant) ne se déplace seul sur le terrain, ni sans moyen de communication.
IV.4. Dispositions mises en œuvre pour la formation des personnels et des
nouveaux entrants
Contrairement aux pratiques passées, les nouveaux entrants doivent toujours être présentés à
l’ACMO.
Pour chaque nouvel entrant, nous effectuons une visite guidée des différentes pièces à risque
du laboratoire. De plus, aussi bien pour les nouveaux entrants que pour le personnel en place,
nous faisons auprès d’eux un travail de sensibilisation, de prévention, d’aide à la recherche
concernant des informations, comme par exemple sur le risque animal, le risque
bactériologique, le risque chimique et biologique, aide à l’installation de nouveaux laboratoires
etc.., des mails sont envoyés régulièrement sur les règles à respecter, des rappels de consignes
de sécurité et nous restons disponibles pour toute demande concernant l'hygiène et la sécurité.
Nous incitons toutes les personnes voulant commencer un nouveau projet à venir nous voir
afin réfléchir aux conditions de travail et aux risques encourus lors de futures manipulations.
Cette recommandation est très peu suivie.
Il est demandé aux futurs manipulateurs de suivre les différentes formations en rapport avec
leurs besoins.
Une version mise à jour du règlement intérieur devrait prochainement être remise à tout
nouvel entrant avec signature d’un accusé de réception.
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