Modélisation individu-centrée pour aider à la détection et à l'interprétation des effets des polluants chimiques sur la dynamique de population d'un poisson, la gambusie, en écosystème expérimental

Individual-based modelling of the population dynamics of the mosquitofish (Gambusia holbrooki) in experimental ecosystem to help detecting and interpreting effects of chemicals

• Auteur / Autrice : Rémy Beaudouin
• Direction : Gilles Monod
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Rennes 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles écologiques

Poissons -- Populations

Gambusies

Méthodes statistiques

Écotoxicologie

Résumé

L’évaluation expérimentale des effets des polluants chimiques chez le poisson au niveau de la population constitue la problématique de cette étude. L’utilisation d’écosystèmes expérimentaux (cosmes) a été proposée pour étudier les effets des polluants au niveau de la population. La gambusie (Gambusia holbrooki) est une espèce de poisson qui permet de telles études. Cependant, lors des expériences en cosme, le nombre de réplicats étant limité et la variabilité inter-réplicat étant importante, la puissance statistique des comparaisons entre populations témoins et exposées aux polluants est très faible. Pour améliorer la situation, nous proposons de compléter les données témoins réelles en simulant, à l'aide d'un modèle individu-centré probabiliste, l’ensemble des populations attendues en conditions témoins. Les traits d’histoire de vie de la gambusie nécessaires pour paramétrer le modèle ont été caractérisés. Ensuite, le modèle a été programmé, calé et validé. Enfin, deux études de cas ont permis de montrer que l’utilisation du modèle permet d’augmenter la puissance statistique des comparaisons entre les populations témoins et celles exposées.

The experimental assessment of the chemicals effects on fish at the population level is the context of this study. The use of outdoor experimental ecosystems (cosm) has been proposed as a tool to study the effects of chemicals at the population level. The mosquitofish (Gambusia holbrooki) is a convenient fish species for such studies. Nevertheless, studies conducted in cosm are limited to a few numbers of replicates. This, together with the high variability characterizing the population level, are limiting factors for detecting significant responses other than strong effects. An alternative could be the modelling of the probabilistic distributions of the variables of the control populations, in order to virtually increase the number of replicates. Experiments were conducted to determine the life history traits of the mosquitofish required to establish the parameters of the model. Then, an individual-based model of the population dynamics of the mosquitofish was build, calibrate and validate. Finally, from two case studies, the model was shown to improve the statistical power of the comparisons between the control and the chemical-exposed populations.