Offre de thèse : Modélisation et inférence des dynamiques éco-évolutives à l’origine de la biodiversité végétale des forêts tropicales humides

Sujet de thèse : Modélisation et inférence des dynamiques éco-évolutives à l’origine de la biodiversité végétale des forêts tropicales humides
Type de mission : Thèse de doctorat (PhD)
Lieu géographique : France, Lyon (Rhône, département 69)
Durée : 36 mois
Date de début : automne 2025
Date limite de candidature : 30 juin 2025
Langue requise : Français, anglais
Contact : François Munoz (francois.munoz@univ-lyon1.fr)
Université : Université Claude Bernard Lyon 1
Laboratoire : Laboratoire de Biométrie et de Biologie Evolutive (LBBE)
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Contexte scientifique
L’objectif de cette thèse est de comprendre les dynamiques éco-évolutives des forêts tropicales humides, en explorant la manière dont des facteurs écologiques et évolutifs ont façonné la biodiversité végétale actuelle. La biodiversité dans ces écosystèmes complexes peut être expliquée par des différences adaptatives entre espèces, mais aussi par des dynamiques neutres liées à la dispersion dans l’espace et aux fluctuations démographiques. À cet égard, la théorie neutre fournit un cadre permettant d’expliquer la coexistence d’espèces écologiquement similaires. Le projet proposera une approche éco-évolutive intégrée, qui combine les processus de spéciation et d’extinction à l’échelle régionale avec des dynamiques écologiques locales, telles que la migration et la dérive génétique.
La phylogéographie, qui analyse l’impact des changements environnementaux passés (oscillations climatiques, orogenèse, activités anthropiques) sur la dispersion et la démographie des populations, constitue un élément clé de cette étude. À travers la modélisation du coalescent, représentant la généalogie complète des individus d’un assemblage, nous chercherons à reconstituer les généalogies des espèces actuelles en prenant en compte les fluctuations de taille et de connectivité des populations au cours du passé.
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Objectifs de la thèse
1. Modélisation éco-évolutive par coalescence multispécifique : Le projet visera à modéliser les dynamiques éco-évolutives des communautés végétales tropicales à l’aide du coalescent multispécifique. Une bibliothèque Python récemment développée, ecophylo (https://github.com/thegreatlizzyator/ecophylo), sera utilisée pour simuler ces dynamiques selon différents scénarios paléoenvironnementaux (variations climatiques, changements dans la taille des forêts et fragmentation des habitats, dérive des continents, etc.).
2. Étude des forêts tropicales : La thèse se concentrera sur les forêts tropicales d’Amérique, d’Afrique et d’Asie, en analysant comment les phénomènes tectoniques et les changements climatiques ont affecté l’extension et la fragmentation de ces forêts au cours du temps. Cela permettra de définir des scénarios réalistes pour modéliser la dynamique des populations végétales, en intégrant des paramètres tels que les dates de fragmentation des forêts, les variations de taille des habitats et les taux de migration entre régions.
3. Simulation de la diversité génétique et phylogénétique : La simulation du coalescent avec des valeurs variées pour ces paramètres permettra d’étudier les diversités génétiques, taxonomiques et phylogénétiques de communautés actuelles. Une approche d’Approximate Bayesian Computation (ABC) et/ou de Machine Learning (avec différentes options possibles) sera utilisée pour comparer les patrons de diversité observés dans les forêts tropicales avec les modèles simulés, afin d’inférer la plausibilité des scénarios alternatifs.
4. Intégration de l’évolution des traits : Un modèle éco-évolutif plus complexe intégrera l’évolution des traits fonctionnels, permettant de mieux comprendre comment la composition des forêts tropicales varie en fonction des paramètres bioclimatiques (quantité et saisonnalité des précipitations) et des niches écologiques des espèces.
L’importance relative des différents objectifs pourra être discutée et modulée après discussion et accord avec le ou la candidat.e retenu.e.
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Profil recherché
• Formation requise : Master ou diplôme équivalent en écologie/évolution, biostatistiques, écoinformatique.
• Compétences nécessaires :
o Connaissances solides en écologie et en évolution.
o Intérêt marqué pour la modélisation bioinformatique des processus écologiques et évolutifs.
o Expérience dans le traitement de données complexes et dans l’utilisation d’outils statistiques, notamment Python et R.
o Autonomie dans la gestion de projets de modélisation.
o Bonnes capacités de communication en français et en anglais, tant à l’écrit qu’à l’oral.
• Qualités recherchées : Curiosité scientifique, rigueur méthodologique, capacité à travailler de manière indépendante et en collaboration avec des chercheurs de diverses disciplines.
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Conditions du contrat
• Lieu de travail : Université Lyon 1, laboratoire LBBE (Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive), Lyon.
• Rémunération : Minimum environ 1687 euros par mois, reste à préciser.
• Durée du contrat : 36 mois.
• École doctorale : ED E2M2, Université Lyon 1.
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Modalités de candidature
Les candidats sont invités à envoyer les documents suivants à francois.munoz@univ-lyon1.fr :
1. Lettre de motivation détaillant les intérêts de recherche, les compétences et l’expérience en lien avec le projet.
2. CV à jour.
3. Coordonnées de 1 ou 2 personnes référentes.
4. Copies des diplômes et relevés de notes (pas nécessaire au premier contact).
Rappel – Date limite de dépôt des candidatures : 30 juin 2025.
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Références utiles
Avise, John C. Phylogeography: the history and formation of species. Harvard university press, 2000.
Barthelemy, E., C. Fortunel, M. Jaunatre, et F. Munoz. « Imprints of Past Habitat Area Reduction on Extant Taxonomic, Functional, and Phylogenetic Composition ». Frontiers in Ecology and Evolution 9 (2021): 332. https://doi.org/10.3389/fevo.2021.634413.
Barthelemy, E., R. M. O. Ranaivosoa, N. K. Zoelinirina, et F. Munoz. « Diversification and divergence of rainforest woody plants in South India and Madagascar relate to geomorphological history ». Journal of Biogeography, 49(9) (2022): 1662-1669.
Bose, R., B. R. Ramesh, R. Pélissier, et F. Munoz. « Phylogenetic diversity in the Western Ghats biodiversity hotspot reflects environmental filtering and past niche diversification of trees ». Journal of Biogeography 46 (22 janvier 2019): 145‑57. https://doi.org/10.1111/jbi.13464.
Csilléry, K., M. G. B. Blum, O. E. Gaggiotti, et O. François. « Approximate Bayesian computation (ABC) in practice ». Trends in Ecology & Evolution 25 (2010): 410‑18.
Hubbell, S. P. The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography. 1 vol. Princeton and Oxford: Princeton University Press, 2001.
Manceau, M., A. Lambert, et H. Morlon. « Phylogenies support out-of-equilibrium models of biodiversity ». Ecology Letters 18 (2015): 347‑56.
Wakeley, John. Coalescent Theory – An Introduction. Roberts & Company Publishers, 2004.