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Reconstructing physiological history from growth, a method to invert DEB models

Authors :
Eric Rannou
Jonathan Flye-Sainte-Marie
Romain Lavaud
Fred Jean
Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Mathématiques de Bretagne Atlantique (LMBA)
Université de Brest (UBO)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Fisheries and Oceans Canada (DFO)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-10-STRA-0010,COMANCHE,Interactions écosystémiques et impacts anthropiques dans les populations de Coquilles St-Jacques de la Manche(2010)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-11-LABX-0020,LEBESGUE,Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation(2011)
Source :
Journal Of Sea Research (1385-1101) (Elsevier Science Bv), 2019-01, Vol. 143, P. 183-192, Journal of Sea Research, Journal of Sea Research, Elsevier, 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩, Journal of Sea Research (JSR), Journal of Sea Research (JSR), Elsevier, 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩, Journal of Sea Research (JSR), 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
Elsevier Science Bv, 2019.

Abstract

International audience; Dynamic Energy Budget (DEB) models rely on measurements of food availability to describe the rates at which organisms assimilate and use energy from food for maintenance, growth, maturation and reproduction. Although crucial, the determination of appropriate and accurate energy input variables can be problematic. We developed an inverted DEB model to reconstruct the food intake from temperature and growth trajectories. The method makes use of a reformulation of the DEB model dynamics into a second order linear equation. This formula not only allows the reconstruction of the scaled functional response but also gives access to reserve dynamics, mobilization, and somatic maintenance fluxes. The shell of the great scallop, Pecten maximus, providing high resolution records of incremental growth, was used to explore the potential of this approach to reconstruct the functional response from daily shell growth rates data. In a theoretical case, we investigated the resolution and sensitivity limits of the method. In a validation process, predictions were used to re-simulate growth that was compared to the initial growth trajectory. Moreover, as growth data used in the reconstruction process usually show high-frequency variability, we also developed a smoothing method, based on DEB theory assumptions, to filter growth data time series.

Details

Language :
English
ISSN :
13851101 and 18731414
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal Of Sea Research (1385-1101) (Elsevier Science Bv), 2019-01, Vol. 143, P. 183-192, Journal of Sea Research, Journal of Sea Research, Elsevier, 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩, Journal of Sea Research (JSR), Journal of Sea Research (JSR), Elsevier, 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩, Journal of Sea Research (JSR), 2019, 143, pp.183-192. ⟨10.1016/j.seares.2018.07.007⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3c2757618e88f274c1e69a87d48fb46d
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.seares.2018.07.007⟩