Étudier les déplacements animaux avec des réseaux

La multiplication des outils de traçage automatisés permet aujourd’hui d’obtenir facilement des données de déplacement à haute résolution pour un grand nombre d’espèces animales. Au niveau le plus élémentaire, il est possible de visualiser la séquence des positions de l'animal en joignant celles-ci par une ligne, c'est-à-dire tracer la trajectoire de l'animal. La vitesse, la distance parcourue entre deux positions successives, le temps de séjour dans une position spécifique et les changements de direction, sont quelques-uns des principaux paramètres qui peuvent être extraits de cette trajectoire. La variation de ces paramètres tend à être corrélée avec les changements de comportement d'un individu. Cependant, jusqu’à présent, ces variations ne fournissaient que peu d'information sur la dimension temporelle des trajectoires.

Pour pallier ce problème, l’équipe toulousaine a fait appel à la théorie des graphes développée pour l’analyse des systèmes complexes. Les chercheurs ont transformé les trajectoires animales en réseaux spatiaux dans lesquels les nœuds sont les positions des animaux et les liens sont les mouvements entre ces différentes positions. Pour illustrer la validité et la généralité de la méthode, les scientifiques ont analysé les déplacements de différentes espèces : un insecte en exploration (bourdon cherchant des fleurs à butiner), un oiseau en migration (milan noir rejoignant son site d’hivernage) et deux mammifères (chevreuil et loup exploitant leurs territoires) suivis avec différentes technologies. Dans chacun des cas, l’analyse réseau a révélé des comportements répétés dans le temps qui sont la signature de stratégies de recherche ou d’interactions avec l’environnement jusqu’alors inconnues, ou difficiles à identifier.

Ces travaux démontrent que des analyses réseau relativement simples peuvent être utilisées pour étudier les mouvements complexes des animaux dans l’espace et le temps et en extraire de nouvelles informations sur les prises de décision de l’animal au cours de son déplacement. En principe, ces analyses peuvent être appliquées à tous types de données de mouvements dans lesquelles les individus sont régulièrement relocalisés et pourraient donc être étendues à l’analyse des populations où plusieurs individus interagissent lors d’un déplacement.