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"Fonctionnement des colonies de manchots"

Dernière mise à jour : vendredi 18 mars 2016, par Catherine Berger

PROJET :

Le système de reproduction colonial est une forme de reproduction sociale qui se caractérise par l’agrégation plus ou moins dense d’individus d’une population au sein de territoires qui ne contiennent d’autres ressources que celle des sites de nidification. Ce phénomène, largement répandu chez les animaux, est relativement fréquent chez les oiseaux (ca. 15-20% de l’avifaune qui nichent en colonies). Cependant, malgré plusieurs décades d’investigations, la colonialité reste toujours à ce jour une énigme évolutive. Classiquement, on pense que des individus se reproduisant au centre d’une colonie ont une valeur sélective plus élevée. Notre équipe a cependant montré que la structure d’une colonie d’oiseaux marins, tels que les manchots, est le fruit de nombreux facteurs dont les interactions conduisent à une réalité plus complexe et à la genèse de tactiques et stratégies de reproduction multiples et alternatives au sein des populations. L’exploration du fonctionnement d’une colonie aussi bien dans le temps que dans l’espace est donc cruciale à plus d’un titre. Ce type d’étude devrait permettre de comprendre la structuration d’une telle organisation, mais également de déterminer les pressions de sélections qui s’exercent sur ce mode de reproduction colonial.
De nouvelles approches méthodologiques ajustées à la biologie de chaque espèce ont été développées par notre équipe pour pourvoir travailler sur ces questions. Ces approches, qui ont été testées avec succès dans le cadre de missions en Antarctique et Subantarctique, sont fondées sur la moindre perturbation des oiseaux en milieu naturel. Dans le cadre de ce projet de thèse, nous nous intéresserons aux colonies de manchots Adélie (Pygoscelis adeliae). L’approche méthodologique utilisée chez cette espèce repose sur un système de caméras qui couvrent l’ensemble d’une colonie de reproduction des manchots Adélie (système opérationnel et qui collecte des données depuis 4 ans), synchronisé à un dispositif automatique d’antennes d’identification et de balances électroniques (système opérationnel et qui collecte des données depuis 6 ans). Ces dispositifs nous permettent de détecter, peser et suivre spatialement et sans intervention humaine, un individu marqué électroniquement (i.e. à l’aide de petite puce électronique sans batterie de moins d’un gramme) depuis son entrée dans la colonie jusqu’à son nid, et vice-versa.
Après avoir estimé l’ensemble des paramètres du cycle de vie de manchots Adélie marqués électroniquement (phénologie et succès de la reproduction, gestion des réserves corporelles en fonction des histoires individuelles et au cours de la saison de reproduction, taux de survie, etc.), les données issues de ces systèmes nous permettront de déterminer comment les pressions environnementales et sociales façonnent les stratégies de reproduction d’individus non perturbés au travers de la composante spatiale. Ainsi, nous chercherons tout d’abord à comprendre comment les individus gèrent leurs réserves énergétiques au cours de leur vie et en fonction de la variabilité environnementale saisonnière et inter-annuelle, et quelles en sont les conséquences sur la décision de se reproduire et/ou d’abandonner la reproduction. Puis, nous évaluerons la structuration spatiale de cette colonie de manchots Adélie, c’est-à-dire la distribution des manchots selon leur âge, leur expérience et performances, ainsi que leur qualité (définie selon des critères physiologiques précédemment obtenus, mais aussi morphologiques et comportementaux), en fonction des différentes contraintes environnementales (à terre et en mer). A terme, il sera possible de déterminer comment les compromis d’allocation des ressources entre les fonctions de reproduction et de maintenance sont affectés par les modifications de l’environnement.
Projet qui entre dans le cadre du Programme 137 ECOPHY de l’Institut Polaire Paul Emile-Victor, support financier et logistiques IPEV & LIA-647 BioSensib (CNRS-UdS & CSM).

Compétences souhaitées :
Connaissances en écophysiologie, en écologie comportementale et spatiale, et en biostatistique.
Expérience de travail en laboratoire.
Expérience de travail de terrain.
Pratique de l’anglais écrit et parlé.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation :
Connaissances générales en écologie comportementale et évolutive.
Ecriture d’articles scientifiques.
Présentations orales.

Directeur de Thèse : Yvon LE MAHO
Co-encadrante puis Directrice de thèse à l’obtention de son HDR (2016) : Céline LE BOHEC
Emails :
Nom de l’équipe : Ecophysiologie et changements environnementaux
Responsable de l’équipe : Jean-Patrice ROBIN
Emails :


The functioning of penguin colonies

PROJECT :

The colonial reproductive system is a form of social reproduction in which individuals aggregate within densely distributed breeding territories that contain no resources other than nesting sites. It is a widespread phenomenon in animals, occurring frequently in birds (ca. 15-20% of birds nest in colonies). However, despite several decades of investigation, coloniality still remains to this day an evolutionary enigma. Central breeding locations have long been thought to be of higher quality than peripheral ones, and thus offering individual fitness advantages. Additionally, several studies have shown that high quality individuals often monopolize high quality locations. However, our team has shown that seabird colony structure, such as in penguins, is the product of numerous constraints and patterns of bird distribution within a colony can be more complex than expected, leading to the genesis of multiple and alternative reproductive strategies within populations. Exploring how a colony functions across space and time scales is crucial i- to understand its organization, ii- to determine the selection pressures that shape reproductive patterns, iii- to elucidate the costs and benefits associated with coloniality that also support its evolution.
New methodological approaches adjusted to the biology of each species have been developed by our team to be able to work on these issues. These approaches, which have been successfully tested during Antarctic and Sub-Antarctic field expeditions, are based on procedures that minimize the disturbance of birds in the wild. As part of this PhD project, we will focus on Adélie penguin (Pygoscelis adeliae). The methodological approach used in this species is based on a system of cameras that cover the entire breeding colony of Adélie penguins (operation and data collection for the last 4 years), synchronized to an automatic identification system coupled with electronic scales (operation and data collection for the last 6 years). These systems allow us to detect, weigh and spatially track an individual marked electronically (i.e. with small Passive Integrated Transponders weighting less than a gram), without human intervention, from its entrance in the colony to its nest location, and vice versa.
After estimating all of the life cycle parameters of Adélie penguins marked electronically (breeding phenology and success, management of body fuel reserves during the breeding season according to individual histories, survival rates, etc.), data from these systems will allow us to determine how environmental and social pressures are shaping reproductive strategies of undisturbed individuals through the spatial component. Thus, we seek first to understand how individuals manage their energy reserves at different life stages according to the seasonal and inter-annual environmental variability, and its impact on the decision to breed and/or to abandon reproduction. We will then evaluate the spatial structure of our study Adélie penguin colony : the distribution of penguins according to their age, experience and performance, and quality (defined by physiological, morphological, and behavioral measurements) according to different environmental stresses (on land and at sea). Ultimately, it will be possible to determine how the allocation of resources between reproduction and maintenance are affected by changes in their environment.
This project is part of the Programme 137 ECOPHY of the French Polar Institute Paul-Emile Victor, financially and logistically supported by IPEV & LIA-647 BioSensib (CNRS-UdS & CSM).

WISHED SKILLS :
Knowledge in ecophysiology, behavioural ecology, spatial ecology, and biostatistics.
Laboratory work experience.
Field work experience.
English written and spoken.

EXPERTISES WHICH WILL BE ACQUIRED DURING THE TRAINING :
General knowledge in behavioural and evolutionary ecology.
Writing scientific papers.
Oral presentations.