Annuaire IPHC

DEPE | Thèses & stages au DEPE » Proposition de thèse 2016-2019 » "Ecophysiologie comparée de la cistude d’Europe Emys orbicularis le long d’un (...)

"Ecophysiologie comparée de la cistude d’Europe Emys orbicularis le long d’un gradient latitudinal"

Dernière mise à jour : jeudi 17 mars 2016, par Catherine Berger

CONTEXTE :

Les zones humides sont des milieux naturels dynamiques et productifs à forte valeur socio-économique du fait des services écosystémiques qu’ils fournissent. Toutefois, les zones humides sont des habitats particulièrement affectés par l’intensification des activités humaines et le changement climatique. Ces hydrosystèmes font l’objet de nombreuses actions de restauration, habituellement localisées et ponctuelles, dont la pertinence et l’efficacité à long terme restent floues. En Alsace, le programme européen "Restauration des milieux humides rhénans et préservation de la biodiversité dans les environs de la Lauter", initié en 2009 par le Conseil Départemental du Bas-Rhin (CD67), a permis de recréer la trame bleue transfrontalière franco-allemande en vue de l’établissement et/ou du renforcement d’espèces emblématiques des zones humides rhénanes, comme la cistude d’Europe Emys orbicularis. Au-delà de son caractère emblématique, cette petite tortue d’eau douce occupe une niche écologique originale : elle présente une vaste distribution géographique, c’est un consommateur opportuniste allant de la nécrophagie à la prédation (macro-invertébrés essentiellement), et sa physiologie ectotherme la soumet à l’influence directe de la température ambiante (et donc du changement climatique) dont elle est tributaire pour assurer sa thermorégulation (notamment lors d’épisodes d’insolation). Depuis 2011, l’IPHC et le LIVE coopèrent pour évaluer (1) l’efficacité des actions de restauration des habitats sur la biodiversité et (2) le rôle de la cistude dans le fonctionnement des milieux restaurés, ce (3) afin d’apporter une base scientifique d’aide à la gestion raisonnée des espaces et des espèces.

OBJECTIFS ET HYPOTHESES :
Nous évaluerons l’écologie fonctionnelle de la cistude dans des milieux naturels et restaurés et ses capacités d’adaptation en lien avec les conditions environnementales le long d’un gradient latitudinal à travers l’Europe. Nous testerons 2 hypothèses : _H1_ : Du fait de son comportement opportuniste, le régime alimentaire de la cistude est supposé suivre la phénologie des espèces-proies les plus abondantes. En lien avec les activités du LIVE, le candidat mènera un suivi écologique de la diversité spécifique et de la biomasse en macro-invertébrés de mares naturelles et récemment restaurées, dont la dynamique est encore peu étudiée, pour proposer des indicateurs de qualité des milieux, d’efficacité des actions de restauration et de disponibilité alimentaire pour les cistudes. Parallèlement, le régime alimentaire et la croissance individuelle des cistudes permettront d’estimer la pression de prédation exercée sur les ressources, et inversement l’impact de la qualité du milieu sur l’état de santé des individus. _H2_ : Du fait de sa physiologie, la cistude est supposée ajuster son comportement thermorégulateur le long d’un gradient latitudinal. Par une approche écophysiologique, nous étudierons le budget-temps et les bilans thermique/énergétique saisonniers d’individus soumis à des conditions climatiques actuellementfavorables (Aquitaine, Roussillon), médianes (Alsace) et extrêmes (Lettonie). Ces approches complémentaires permettront d’identifier les déterminants environnementaux et individuels de la survie et de la croissance chez des cistudes confrontées à des conditions environnementales contrastées, et ainsi de proposer des scenarii de dynamique de population dans le contexte du changement climatique. Enfin, ces résultats contribueront à orienter des programmes de conservation similaires développés en France et en Europe.

FAISABILITE DU PROJET :
Les approches proposées ont déjà été validées et ont fourni un jeu de données couvrant plusieurs années qui constituera l’état de référence. Le candidat bénéficiera des collaborations actuelles et les renforcera en particulier lors de missions de terrain. Ce projet bénéficie de financements récurrents (CD67, CNRS, label Site d’Etude en Ecologie Globale).

COMPETENCES SOUHAITEES :
Connaissances en écologie et physiologie animale, biologie des organismes et des populations ; connaissances naturalistes en entomologie et/ou herpétologie ; maîtrise des analyses du signal (MATLAB), analyses de données et statistiques (R) ; expérience de terrain ; maîtrise de l’anglais écrit et parlé.

EXPERTISES QUI SERONT ACQUISES AU COURS DE LA FORMATION :
Ecologie : suivi des hydrosystèmes (caractérisation de la qualité abiotique et biologique, taxonomie des macro-invertébrés) ; suivi de populations (zootechnie, biométrie, démographie) ; analyse du signal et traitements statistiques ; modélisation des réseaux trophiques. Ecophysiologie : Suivi comportemental de la faune sauvage (systèmes d’acquisition de données embarqués, tracking) ; physiologie (biochimie, thermographie, respirométrie). Général : Gestion de projet et de calendrier ; gestion et analyses de bases de données, rédaction scientifique ; consolidation du réseau international.

DIRECTEUR DE THESE : GEORGES Jean-Yves
CO-ENCADRANT  : GRAC Corinne


INTRODUCTION :

Wetlands are highly dynamic and productive ecosystems of high socioeconomical values due to ecosystemic services they provide. Yet wetlands are threathened by increasing human activities and climatic change. Restoration of these hydrosystems typically occurs on small scales, both in time and space. Thus, the relevance and the efficiency of such conservation actions are difficult to assess. The European program "Restoring Rhine wetlands and preserving the biodiversity in the vicinity of the Lauter River", initiated in 2009 by the local council (CD67), has re-created trans-bordering water connectivity between France and Germany in order to enhance the establishment and/or the reinforcement of emblematic species of Rhine wetlands, such as the European pond turtle Emys orbicularis. Beyond its emblematic value, this small-sized freshwater turtle fills an original ecological niche : Emys is widely distributed throughout Europe, it is an opportunistic consumer feeding from scavenging to predation (mostly on macro-invertebrates), and as an ectotherm, it is directly impacted by ambient temperature (and thus by climate change) to thermoregulate (e.g. though sun-basking events). Since 2011, our laboratories IPHC & LIVE cooperate to assess (1) the efficiency of habitat restoration on local biodiversity and (2) the functional contribution of Emys on ecosystem functioning, in order to (3) provide a scientific-based frame for sustainable management of landscapes and wildlife.

OBJECTIVES :
We will assess the functional ecology of Emys in natural and restored habitats, and its ability to adapt to climate changes affecting wetlands throughout Europe. We will test the following two hypotheses :_H1_ : Due to its opportunistic behaviour, Emys’ diet is supposed to show seasonality related to the phenology of the most abundant prey species. The candidate will implement a seasonal monitoring of biological diversity and biomass of macro-invertebrates in natural and restored ponds, in order to define new indexes of ponds’ quality, efficiency of restoration actions, and food resources evailability for turtles. Concurrently, monitoring of Emys’ individual diet and growth will permit to estimate the predatory pressure of Emys on natural resources, but also the effects of habitat quality on individual health. _H2_ : Due to its physiology, Emys is supposed to adjust its thermoregulatory behaviour throughout a latitudinal gradient over its natural distribution. Using an eco-physiological approach, we will study seasonal time-budgets and thermal/energetic balances of individuals living under favourable (Aquitaine, PACA, Roussillon), average (Alsace) et extrem (Latvia) climatic conditions. These complementary approaches will allow to identity the environmental and individual determinants of survival and growth in Emys, such that we can predict future population dynamics in the context of global warming. Expected results will be shared with similar conservation programmes currently led in France and Europe.

FEASABILITY :
All proposed approaches have already been validated by our teams and have provided a first dataset that can be considered as the reference baseline. This new project benefits recurrent budgets from CD67 and CNRS through the label of Site d’Etude en Ecologie Globale.

WISHED SKILLS :
Knowledge in ecology, animal physiology and behaviour ; entomology and/or herpetology ; signal analysis (MATLAB), data analysis and statistics (R) ; field experience ; written and spoken English.

EXPERTISES WHICH WILL BE ACQUIRED DURING THE TRAINING :
Ecology : hydrosystems monitoring (abiotic and biological quality, macro-invertebrates taxonomy) ; animal population monitoring (zootechny, biometry, demography) ; foodweb modelling. Ecophysiology : Wildlife behavioural monitoring (animal-borne electronics, tracking) ; animal physiology (plasmatic biochemistry, IR thermography, respirométry). General Skills : project management, time management ; database management, data analysis, scientific publication ; consolidating an international network, grant application.ly