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Dynamique des populations : pallier le manque de données


É. Auclair, N. Peyrard & R. Sabbadin

Dans certains domaines, les données sont peu nombreuses. Pas question d'utiliser la statistique descriptive ! Les mathématiques proposent alors d'autres outils : la topologie et les probabilités aident l'écologue à prévoir l'évolution de groupes d'espèces.


Afin de comprendre le fonctionnement d’un écosystème, les écologues observent les espèces qui y cohabitent. Ils collectent ainsi des données de présence / absence des espèces sur plusieurs années. Comment extraire de l’information de ces suites de 0 et de 1, en particulier pour apprendre quelles espèces influencent la survie d’autres (par prédation, parasitisme, mutualisme…) ? Ici, on est loin du « Big Data », car obtenir ces données est coûteux… Elles sont donc rares ! Il faut surveiller la zone considérée suffisamment longtemps pour être (à peu près) sûr que les espèces sont présentes ou absentes.
L’idée est donc d’aider l’apprentissage des interactions au sein d’une communauté d’espèces grâce au formalisme des graphes et à l’incorporation de connaissances « expertes » dans un modèle de la dynamique des espèces.

 

Graphes et probabilités


Un graphe d’interactions écologiques est un outil topologique de modélisation qui recense, pour chaque espèce, l’ensemble des autres espèces dont elle influence la survie, positivement ou négativement, d’un instant donné à l’instant suivant. Informellement, les sommets de ce graphe représentent les espèces et une arête dirigée de ce graphe, l’influence d’une espèce sur une autre. Ce graphe d’interaction peut être utilisé pour modéliser la dynamique de la ... Lire la suite