# Contexte général
Le fonctionnement des réseaux trophiques ainsi que leurs dynamiques est principalement est principalement expliqué par des combinaisons d’effets top-down et bottom-up liés aux interactions trophiques (Hairston et al., 1960 ; Hunter et Price, 1992 ; Power, 1992). Les contrôles top-down et bottom-up déterminent directement la distribution de biomasse entre proies et prédateurs, créant ainsi des effets de cascades trophiques (Oksanen et al., 1981 ; Carpenter et al., 1985). Ces interactions trophiques directes créent des interactions indirectes entre organismes du même niveau trophique avec la compétition entre consommateurs pour une même ressource (couplage bottom-up) et la compétition apparent entre proies partageant un prédateur commun (couplage top-down)(Amarasekare, 2008). Ainsi, dans les modèles de réseaux trophiques, la entre organismes de mêmes niveaux trophiques (compétition intra-guilde) émerge principalement des interactions trophiques alors que les interactions non-trophiques directes restent largement négligées (e.g. territorialité). Ce manque d’attention se reflète particulièrement dans la paramétrisation des modèles mathématiques qui bénéficient de nombreuses données empiriques sur les interactions trophiques (Rall et al., 2012 ; Pawar et al., 2012 ; Li et al., 2018) alors que les paramètres liés à la compétition directe sont définis arbitrairement pour assurer la stabilité du réseau (e.g. mortalité densité-dépendante dans Brose et al., 2006 ; Quévreux et al., 2021).
Les modèles mathématiques ont depuis longtemps pointé l’importance de telles interactions pour les dynamiques et le fonctionnement des réseaux trophiques (May, 1972). En particulier, Barbier et Loreau (2019) ont montré avec un modèle de type Lotka-Voltera que la distribution de la biomasse dans une chaine trophiques étaient contrôlée par le ratio de l’intensité des interactions inter- sur intra-spécifiques. Ce ratio détermine l’abondance relative entre proies et prédateurs avec soit une distribution de la bio- masse en pyramide ou en cascade trophique. Les données empiriques sur la distribution de biomasse entre proies et prédateurs confirment ces intuitions théoriques (Barbier et al., 2021 ; Hatton et al., 2024) et les mécanismes sous-jacents commencent à être clairement explorés comme l’interférence entre prédateurs lors de l’acquisition de ressources ou l’agressivité entrainant une surmortalité (Mazzarisi et al., 2025). Cependant, la valeur de l’intensité de telles interactions, leurs paramètres ainsi que leur distribution entre
les différentes espèces du réseau trophique restent énigmatiques.
Une approche éco-évolutives semble alors prometteuse pour estimer l’intensité de la compétition intra-guilde directe. En effet, les paramètres des interactions trophiques étant fixés car bien connus à partir de données empiriques, il est alors possible de laisser la compétition directe évoluer au gré des effets trophiques top-down et bottom-up. Il serait ensuite possible de comprendre comment le contrôle trophique impacte la sélection de cette compétition directe et donc tirer des prédictions sur la distribution des paramètres entre les espèces en fonction de leur niveau trophique. En effet, la compétition directe est un mécanisme limitant la compétition par les ressources en contrôlant de façon horizontale la biomasse au sein d’un même niveau trophique. Il en résulte alors une diminution de la biomasse générale de prédateurs, ce qui limite le contrôle top-down sur les niveaux trophiques inférieurs. On s’attend donc à de potentiels effets en cascade sur la pression de sélection s’appliquant à compétition direct au sein des niveaux inférieurs, entrainant ainsi des feedbacks évolutifs entre niveaux trophiques.
# Objectifs du stage
— Construire un modèle de chaîne trophique de type Lotka-Volterra implémentant les mécanismes identifiés par (Mazzarisi et al., 2025) pour comprendre les couplages entre contrôles top-down, contrôle bottom-up et compétition directe.
— Étude écologique et éco-évolutive d’un système à deux niveaux trophiques pour comprendre les mécanismes à petite échelle et permettre une approche analytique.
— Implémentation du modèle de chaine trophique sous Julia, Python, C++ ou autres langages informatiques pour des simulations numérique de l’évolution dans une chaîne trophique.
— Rédaction d’un rapport scientifique synthétisant et interprétant les résultats obtenus.
— Présentation des résultats au reste du laboratoire et à des collaborateurs extérieurs.
— Préparer la candidature à une bourse de thèse à l’école doctorale de l’Université de Lorraine si le stage se passe bien.
# Profile recherché
— Connaissances de la théorie sur les dynamiques éco-évolutives et trophiques.
— Expérience en informatique et goût pour la programmation (R à minima), intérêt pour apprendre un nouveau langage si besoin (Julia par exemple).
— Connaissances en mathématiques, sur les systèmes dynamiques en particulier.
— Capacités de rédaction et compétences en anglais.
— Souhait de poursuivre en thèse après le stage.
# Encadrement
Dr. Pierre QUÉVREUX, maître de conférence è l’Université de Lorraine.
Page institutionnelle : https://liec.univ-lorraine.fr/presentation/membres/quevreux-pierre
Site web : https://sites.google.com/cri-paris.org/pierre-quevreux/home?authuser=0
E-mail : pierre.quevreux@univ-lorraine.fr
# Lieu du stage
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC)
Université de Lorraine
Campus Bridoux, Bâtiment IBISE
Rue Claude Bernard, 57070 Metz
Metz est une ville universitaire dynamique à taille humaine (120 000 habitants, agglomération de 300 000 habitants dont 20 000 étudiants) disposant d’un centre-ville historique vivant et d’une vie culturelle riche. A seulement 1h20 de Paris en TGV, la ville offre une belle qualité de vie (bords et coteaux de Moselle, pistes cyclables, offres d’alimentation locale, centre-ville animé…) et un coût de la vie abordable comparé à la plupart des métropoles françaises.
# Candidature
Envoyer un CV et une lettre de motivation par e-mail à Pierre Quévreux. Les candidatures seront
examinées jusqu’à ce que le stage soit pourvu.
Fiche de stage pdf : https://bul.univ-lorraine.fr/index.php/s/nnE3XefCGZ9XQDY
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