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

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