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Une enquête taphonomique des accumulations de petits mammifères produites par la chouette harfang et ses implications pour les études fossiles.

Royer A., Montuire S., Gilg O. & Laroulandie V. 2019 - A taphonomic investigation of small vertebrate accumulations produced by the snowy owl (Bubo scandiacus) and its implications for fossil studies. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Vol 514, 189-205.

Résumé

L'action des prédateurs, tels que les rapaces, les mammifères ou les humains, influence la nature des petits assemblages de fossiles de vertébrés mais, à l'heure actuelle, leurs caractéristiques taphonomiques sont encore mal comprises. Dans cette étude, nous étudions la signature taphonomique de la chouette harfang (Bubo scandiacus) à partir d'une analyse de pelotes de rejection collectées dans des sites de reproduction situés au Groenland et dans l'Arctique canadien. Cette chouette est largement répandue dans l'hémisphère Nord et était un prédateur important au Pléistocène. Les paramètres taphonomiques suggèrent que, contrairement aux hypothèses précédentes, B. scandiacus produit en moyenne une digestion modérée des incisives, des molaires et des éléments post-crâniens, et devrait être classé dans la catégorie des prédateurs 3 ou 3/4, selon la terminologie établie par Andrews. Une variabilité inter-site significative a été observée pour certains des dommages considérés (notamment la digestion sur les incisives), et l’un des résultats clés est que la variabilité et les intervalles de confiance statistiques associés sont des notions cruciales qui doivent être prises en compte lors de l’évaluation des caractéristiques taphonomiques afin d’identifier de manière fiable le ou les prédateurs potentiels responsables des petites accumulations de fossiles de vertébrés trouvées dans les gisements archéologiques.

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Discrimination des stratégies d'élevage uniparental et biparental par l'enregistrement de température des nids.

Moreau J., Perroud L., Bollache L., Yannic G., Teixeira M., Schmidt N.M., Reneerkens J., Gilg O. 2018 - Discriminating uniparental and biparental breeding strategies by monitoring nest temperature. Ibis. 160:13-22

Résumé

Les oiseaux montrent une grande diversité de stratégies de reproduction. Pendant l’incubation ou l’élevage des poussins, la stratégie de soin parental peut être soit uniparentale, les soins sont prodigués par le mâle ou par la femelle, soit biparentale. Comprendre les pressions de sélection qui conduisent à l’élaboration de ces différentes stratégies représente un défi pour les écologues. Dans ce contexte, assigner un type de soin parental à un nid (e.g. stratégie d’incubation uniparentale ou biparentale) est souvent un prérequis pour répondre aux questions d’écologie évolutive. Le but de cette étude est de fournir une méthode standardisée pour assigner de manière certaine une stratégie d’incubation à n’importe quel nid de Sanderling (Calidris alba) trouvé sur le terrain, en suivant le profil des relevés de température au sein des nids. En utilisant les chutes de la température (relevée grâce à un thermomètre) du nid de plus de 3°C pour distinguer les périodes d’incubation des interruptions (pauses), nous avons montré que le nombre de pauses et la cumulée de ces interruptions, mesurés sur la période 09 :00 - 17 :00 UTC, nous permet d’assigner, avec un degré de confiance élevé (99.1% après 24 h et 100% quand le nid a été suivi au moins 4 jours), une stratégie d’incubation pour 21 adultes reproducteurs (14 nids). Surveiller la température du nid pendant au moins 24h est une méthode effective pour assigner une stratégie d’incubation sans avoir à revisiter le nid, limitant ainsi les pertes de temps sur le terrain et minimisant les perturbations et les risques inhérents de prédation des couvées. Connaissant les avantages de notre méthode, nous suggérons qu’elle soit utilisée plus largement dans les études qui visent à documenter les stratégies et les patrons d’incubation dans les régions où les températures sont au moins 3°C en dessous de la température médiane du nid.

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Insensibilité phénologique globale des oiseaux marins aux changements de temperatures océaniques

Keogan K.[...] Bollache L. Gilg O. Lang J. Sittler B. 2018 - Global phenological insensitivity to shifting ocean temperatures among seabirds Nature Climate Change. 8:313-318

Résumé

Chez de nombreuses espèces, le ‘timing’ de la reproduction joue un rôle important pour déterminer la productivité de la reproduction et est souvent sensible aux variations climatiques. Les changements climatiques actuels peuvent altérer ce ‘timing’ de la reproduction à des taux différents selon les niveaux trophiques, avec comme conséquences potentielles un ‘mismatch’ temporel entre les besoins en ressources des prédateurs et leurs proies. Dans cette étude nous avons réalisé une méta-analyse de 209 séries temporelles de 145 populations nicheuses pour démontrer que, en moyenne et à l’échelle mondiale, les populations d’oiseaux marins n’ont pas ajusté leur période de reproduction au cours des décennies récentes (avance de 0.2 jour par décennie entre 1952 et 2015) ou en réponse à la température de surface des océans (SST ; -0.272 jour par degré C° sur la même période). Néanmoins, des différences interannuelles marquées dans le ‘timing ‘ observé chez les espèces résidentes ainsi que chez certaines espèces des familles des Pélicanidées et des Sulidées (cormorans, fous…) pourrait indiquer que dans certains cas, ce ‘timing’ est impacté par certaines conditions environnementales non mesurées. Cette plasticité limitée de la phénologie reproductive des oiseaux marins aux températures rend ces prédateurs supérieurs hautement vulnérables à de futurs ‘mismatch’ avec leurs ressources des niveaux trophiques inférieurs.

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Dynamique du recrutement de communautés arctiques d’arbustes nains d’habitats côtiers de l’Est du Groenland

Büntgen U., Bolze N., Hellmann L., Sittler B., Frauenberger B., Piermattei A., Kirdyanov A., Schweingruber F.H., Ludemann T. & Krusic P.J. 2018 - Long-term recruitment dynamics of Arctic dwarf shrub communities in coastal east Greenland Dendrochronologia. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2018.05.005

Résumé

Les effets biologiques et écologiques du réchauffement climatique ont été documentés pour les hautes latitudes où des communautés de ligneux nains évoluent vers des formations végétales complexes. Les données dendrochronologiques disponibles pour l’Arctique restent cependant très fragmentaires et se limitent à quelques espèces et quelques rares sites. En combinant des approches d’anatomie du bois avec des analyses dendroécologiques , on a ainsi pu appréhender la croissance, la dynamique de recrutement, et même l’assemblage des communautés de la végétation arctique. La présente étude a porté sur 1432 échantillons de ligneux nains de 8 espèces recueillis sur deux sites du Nord-Est du Groenland et ayant fait l’objet de prélèvements de fines rondelles dont on a recensé les cernes pour en déterminer l’historique de leur recrutement en fonction du climat. Les croissances radiales annuelles oscillent de 0.013 mm et 0.720 mm pour les deux sites et les 8 espèces. Quant aux variations d’âge, elles s’échelonnent de 4 à 204 ans. La largeur moyenne des cernes est de 0.086 mm, pour un âge moyen de 50 ans. Les dynamiques de recrutement de la végétation étudiée selon une échelle-décadale reflètent les conditions thermiques estivales au Groenland depuis le 19e siècle.

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Réseaux d'interactions dans les écosystèmes arctiques : déterminants des changements arctiques ?

Schmidt N.M., Hardwick B., Gilg O. et al. 2017 - Interaction webs in arctic ecosystems: Determinants of arctic change? AMBIO A Journal of the Human Environment. 46(S1):12-25

Résumé

Le travail conduit à Zackenberg, au Nord-est du Groenland, a changé notre vision de la structure des réseaux d’interactions biotiques, de leurs évolutions dans le temps et de leurs réponses aux changements environnementaux. Premièrement, les réseaux d’interactions du haut arctique sont beaucoup plus complexes que ce qui était initialement affirmé et leur structure repose en grande partie sur la composante arthropode. Deuxièmement, les dynamiques des espèces au sein de ces réseaux reflètent les modifications des conditions environnementales. Troisièmement, les interactions biotiques au sein d’un niveau trophique affecteraient les autres niveaux, impactant dans certains cas jusqu’aux échanges sol-atmosphère. Finalement, des réponses différentes au changement de l’environnement entraineraient le découplage des espèces en interaction. Ces constats obtenus à Zackenberg mettent en évidence le fait que la combinaison de projets de recherche de long terme, étudiant les écosystèmes dans leur intégralité ou à des niveaux plus précis, offrent la base la plus intéressante pour comprendre et prédire l’avenir des écosystèmes arctiques.

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Ilkka Hanski et les petits mammifères : des métapopulations de soricidés aux cycles de campagnols et de lemmings.

Henttonen H., Gilg O., Ims R.A., Korpimäki E. & Yoccoz N.G. 2017 - Ilkka Hanski and Small Mammals: from Shrew Metapopulations to Vole and Lemming Cycles. Annales Zoologici Fennici. 54(1):153-162

Résumé

Ilkka Hanski est davantage renommé pour ses travaux concernant les insectes et la dynamique des métapopulations, mais il a également significativement contribué à la recherche portée sur les micromammifères. Au début des années 1980, il s’est intéressé à la dynamique des musaraignes, leurs performances énergétiques, et évidemment, leurs métapopulations. Il souhaitait comprendre les conséquences biologiques, au niveau populationnel, de la taille du corps sur différentes espèces de musaraignes. Les habitudes alimentaires et la stochasticité environnementale affectent les espèces de musaraigne de façon profondément différentes : les espèces les plus petites ont un taux d’extinction élevé du fait de leur courte espérance de vie mais elles peuvent se maintenir en métapopulations grâce à une capacité de colonisation élevée. Après que Hansson et Henttonen ont reporté le gradient de la dynamique des campagnols en Fennoscandie dans le milieu des années 1980, Hanski a commencé à s’intéresser aux cycles des campagnols et des lemmings. Les premiers modèles concernant ces cycles et dans lesquels apparaissaient les rôles de prédateurs spécialistes et généralistes ont été publiés par Henttonen et Hansson en 1991. Plus tard, les modèles ont été améliorés par Korpimäki et Turchin, avec une paramétrisation de la biologie de Microtus incluant à la fois les prédateurs mammaliens spécialistes et les prédateurs aviens. Un cas particulier a été modélisé avec Henttonen sur des espèces de campagnols en compétition et partageant un prédateur communs (compétition apparente). Ce dernier a été mis en relation avec l’évanouissement durable des cycles dans la Laponie Finlandaise au milieu des années 1980 (réapparus ensuite dans les années 2010). Plus tard, Hanski s’est intéressé au travail de Sittler et Gilg au Groenland. Ensemble ils ont modélisé sa communauté de vertébrés simplifiée et démontré le rôle central de l’hermine dans la genèse des cycles des populations de lemming à collier. En plus de ce travail spécifique, Hanski a été l’un des principaux collaborateurs dans plusieurs revues sur les cycles de petits rongeurs et la prédation. Il a essayé de revenir à la biologie des musaraignes, mais n’y est jamais parvenu. Hanski était un biologiste de terrain téméraire, mais il a toujours voulu comprendre les phénomènes naturels a un niveau plus général, au niveau théorique.

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Parasites gastrointestinaux chez deux populations de Renard polaire dans le Nord-Est du Groenland

Andreassen P.N.S., Schmidt N.M., Kapel C.M.O.K.n Christensen M.U., Sittler B., Gilg O. et al. 2017 - Gastrointestinal parasites of two populations of Arctic foxes (Vulpes lagopus) from north-east Greenland Polar Research. 36(Sup1):13

Résumé

L’examen parasitologique de 275 échantillons de fèces de renard arctique (Vulpes lagopus) collectés dans les vallées de Zackenberg et du Karupelv dans le nord-est du Groenland de 2006 à 2008 a été mené en utilisant des techniques de tamisage et de microscopie. Dans l’ensemble, 125 (45,5%) échantillons contenaient des œufs de Taenia crassiceps, Taenia serialis, Toxascaris leonina, Eucoleus boehmi, Physalopteridae et Ancylostomatidae, et des larves ressemblant à celles de Strongyloides. Les études de long terme étant conduites dans les deux sites d’échantillonnage, les résultats présentés ici constituent une base pour des suivis parasitologiques plus avancés.

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Harmonisation des inventaires circumpolaires du Renard polaire : avanatages, possibilités, défis et reccomandations.

Berteaux D., Thierry A.-M., Alisauskas R., Angerbjörn A., Buchel E., Doronina L., Ehrich D., Eide N.E., Erlandsson R., Flagstad O., Fuglei E., Gilg O., Goltsman M., Henttonen H., Ims R.A., Killengreen S.T., Kondratyev A., Kruchenkova E., Kruchenberg H., Kulikova O., Landa A., Lang J., Menyushina J., Niemimaa J., Noren K., Ollila T., Ovsyanikov N., Pokrovskaya L., Pokrovsky I., Rodnikova A., Roth J.D., Sabard B., Samelius G., Schmidt N.M., Sittler B., Sokolov A.A., Sokolova N.A. et al. 2017 - Harmonizing circumpolar monitoring of Arctic fox: benefits, opportunities, challenges and recommendations Polar Research. 36(sup1):2

Résumé

L’examen parasitologique de 275 échantillons de fèces de renard arctique (Vulpes lagopus) collectés dans les vallées de Zackenberg et du Karupelv dans le nord-est du Groenland de 2006 à 2008 a été mené en utilisant des techniques de tamisage et de microscopie. Dans l’ensemble, 125 (45,5%) échantillons contenaient des œufs de Taenia crassiceps, Taenia serialis, Toxascaris leonina, Eucoleus boehmi, Physalopteridae et Ancylostomatidae, et des larves ressemblant à celles de Strongyloides. Les études de long terme étant conduites dans les deux sites d’échantillonnage, les résultats présentés ici constituent une base pour des suivis parasitologiques plus avancés.

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Flexibilité des soins parentaux : incubation uniparentale chez les limicoles à incubation biparentale.

Bulla M., Prüter H., Vitnerova H., Tijsen W., Sladecek M., Alves J.A., Gilg O. & Kempenaers B. 2017 - Flexible parental care: Uniparental incubation in biparentally incubating shorebirds Scientific Reports. 7(1)

Résumé

L’investissement relatif des femelles et des mâles dans les soins parentaux devrait dépendre de la sex-ratio des adultes de la population. Par exemple, toute chose étant égale par ailleurs, les mâles devraient être le sexe en charge des soins si la sex-ratio est biaisée en faveur des mâles. Les processus de fixation de ces patrons au cours de l’évolution (i.e. reliés à la sex-ratio spécifique) et de leur émergence à partir des réponses individuelles à la sex-ratio instantanée restent méconnus. Néanmoins, une réponse flexible devrait être limitée par l’histoire évolutive de l’espèce, parce qu’un sexe devrait avoir perdu la capacité de prodiguer des soins ou parce qu’un parent seul ne peut pas élever la couvée avec succès. Ici, nous démontrons qu’après la disparition d’un parent, les individus de 8 espèces de limicoles biparentaux sur 15 espèces étudiées sont capables d’incuber avec une stratégie uniparentale pour une durée variant de 1 à 19 jours (médiane = 3, N = 69). De plus, leur rythme d’incubation journalier ressemble souvent à ceux des espèces avec une stratégie uniparentale obligatoire. Bien qu’il ait été suggéré que, chez certaines espèces d’oiseaux de rivage biparentaux, les femelles désertent leur couvée avant l’éclosion, nous avons trouvé que les deux sexes peuvent incuber seuls. Etonnement, 27% des couvée de 5 espèces incubées par un seul parent sont menées jusqu’à l’éclosion. Nos données révèlent donc le potentiel pour une commutation flexible entre stratégie biparentale et uniparentale.

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Flexibilité dans les déplacements d'un oiseau marin migrateur longue distance, le labbe à longue queue.

van Bemmelen R., Moe B., Hanssen S.A., Schmidt N.M., Hansen J., Lang J., Sittler B., Bollache L., Tulp I., Klaassen R. & Gilg O. 2017 - Flexibility in otherwise consistent non-breeding movements of a long-distance migratory seabird, the Long-tailed Skua. Marine Ecology Progress Series. 578: 197–211

Résumé

Quantifier les variations intra- et interindividuelles dans les stratégies de migration est une première étape vers notre compréhension de l’aptitude des migrateurs à s’adapter aux changement de l’environnement. Nous avons étudié la constance (ou inversement, la flexibilité) des patrons de mouvements, à larges (>1000 km) et moyennes échelles (100−1000 km), du labbe à longue queue Stercorarius longicaudus, un oiseau marin arctique migrant sur de longues distances, pendant la saison de non-reproduction. Nous avons utilisé une technique de géolocalisation basée sur l’éclairement journalier. Nous avons obtenu 97 trajets migratoires annuels de 38 individus et avons quantifié la similarité entre ces derniers. Les routes empruntées par un même individu se situent généralement à une distance d’environ 200 à 300 km des celle empruntée l’année précédente et sont plus similaires entre elles qu’avec celles des autres individus. Les routes migratoires montrent une légère flexibilité mais les individus sont restés fidèles à leur site de halte dans le nord de l’Atlantique et dans le courant Bengula au large de la Namibie et de l’Afrique du Sud. Au cours de l’hiver, un nombre croissant d’individus a commencé à dévier – jusqu’à 5200km – de la route de l’année précédente. Etonnement, les individus pouvaient être très constants entre deux années consécutives et très flexibles entre les autres années. Les mouvements tardifs au cours de la saison hivernale pourraient être interprétés comme une réponse aux conditions locales, mais la cause de cette plus grande flexibilité reste inconnue et requiert des investissements futurs. Nos résultats montrent que les labbes à longue queue sont généralement constants dans leurs itinéraires, mais peuvent exhiber une flexibilité considérable certaines années. La flexibilité dans les itinéraires suggère que les labbes à longue queue sont capables de s’acclimater aux changements environnementaux, mais les mécanismes conduisant à cette variation intra- et interindividuelle dans les patrons de mouvement restent toujours incompris.

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Connectivité circumpolaire chez un oiseau marin arctique longévif, la mouette ivoire.

Yannic G., Yearsley J., Sermier R., Dufresnes C., Gilg O., Aebischer A., Gavrilo M.V., Strøm H., Mallory M.L., Morrison R.I.G., Gilchrist G.H. & Broquet T. 2016 - High connectivity in a long-lived arctic seabird, the ivory gull Pagophila eburnea. Polar Biology. 39(3):221-236

Résumé

Les espèces peuvent présenter différents types de réponses face à des changements soudains des habitats qu’elles occupent : en se déplaçant et en modifiant leur aire de répartition ou bien en s’adaptant aux conditions nouvelles de leur environnement. Les échanges entre populations, qu’ils soient génétiques ou démographiques, constituent un élément important de cette réponse. Dans le contexte actuel de réchauffement rapide du climat, la mouette ivoire est confrontée à une disparition rapide de son milieu de vie qu’est la banquise. Actuellement considérée comme quasi menacée à l’échelle du globe, certaines de ses populations ont déjà diminué de 80 % durant ces 20 dernières années. Nous proposons l’analyse du plus grand jeu de données génétiques réuni à ce jour pour cette espèce, puisque 341 mouettes blanches provenant de 16 localités différentes ont été échantillonnées à travers l’Arctique. Nous avons développé un modèle statistique dans le but d’évaluer les rôles respectifs des juvéniles et des adultes dans ce comportement de dispersion, et de le mettre en lien avec la structure génétique observée dans chacune des populations. Il ressort de ces analyses une découverte majeure, à savoir que les mouettes ivoires présentent une structure génétique homogène dans leur aire de répartition circumpolaire. L’absence d’une structuration génétique des colonies atlantiques, ainsi que les mouvements évidents ayant lieu entre elles, suggèrent l’existence d’une dispersion continue et efficace à travers le bassin de l’Arctique. Les modèles prédictifs illustrent la façon dont cette dispersion des juvéniles et des adultes combinées permet de former une structure génétique homogène de la population. Ainsi, la dispersion entre colonies lointaines contribue certainement au maintien de colonies fragmentées. L’acquisition de nouvelles données sera la clef de la compréhension du rôle de la dispersion dans la démographie de petites colonies, et permettra d’affiner l’importance respective de la dispersion des juvéniles ou des adultes. La conservation de l’espèce doit désormais être appréhendée à la lumière de cette découverte qu’est l’existence d’une métapopulation génétiquement homogène dans tout l’Arctique, connectée grâce à des phénomènes de dispersion.

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Suivi satellite de la mouette de Ross dans l'Océan Arctique.

Gilg O., Andreev A., Aebischer A., Kondratyev A., Sokolov A. & Dixon A. 2016 - Satellite tracking of Ross’s Gull Rhodostethia rosea in the Arctic Ocean. Journal of Ornithology. 157(1):249-253

Résumé

La mouette de Ross est l’un des oiseaux les plus emblématiques de l’Arctique et l’un des oiseaux marins les plus méconnus dans le monde. Les mouvements suivant la reproduction et l’utilisation d’habitats fournis par la banquise, décrits uniquement à partir d’observations isolées, ont longtemps été débattus. Nous avons suivi deux adultes, un mâle et une femelle, nichant dans le delta de Kolyma en Russie, en utilisant le transmetteur satellite le plus léger actuellement disponible (<5g) : les transmetteurs ont fourni des informations pendant 44 et 132 jours respectivement pour la femelle et le mâle. Au début du mois de Juillet, après être partis du site de nidification et avoir atteint la mer de Laptev à proximité, les deux oiseaux ont pris la direction du Nord-Ouest. Le mâle est resté dans un site de banquise fragmentée (concentration 50–100 %), jusqu’à la fin du mois de Septembre, au Nord-Est de l’Archipel de Severnaya Zemlya, entre 80° et 85°N. Aux alentours de mi-Octobre, sûrement pour échapper à la nuit polaire, cet oiseau a rejoint la côte du Nord-Ouest de l’Alaska, et quelques jours plus tard, a atteint les côtes humides du nord de Chukotka où il est resté jusqu’à ce que la transmission cesse, au début du mois de Novembre.

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Les méthodes génétiques et morphologiques de différenciation sexuelle révèlent un sex-ratio en faveur des mâles chez la mouette ivoire.

Yannic G., Broquet T., Strøm H., Aebischer A., Dufresnes C., Gavrilo M.V., Gilchrist H.G., Mallory M.L., Morrison R.I.G., Sabard B., Sermier R. & Gilg O. 2016 - Genetic and morphological sex identification methods reveal a male-biased sex ratio in the Ivory Gull Pagophila eburnea. Journal of Ornithology. 157:861–873

Résumé

Le sexage des oiseaux est intéressant en biologie évolutive et en écologie mais reste souvent un problème central dans la gestion et la conservation des populations. La mouette ivoire Pagophila eburnea (Phipps, 1774) est une espèce rare du haut Arctique utilisant la banquise comme habitat principal tout au long de l’année. Cette espèce est actuellement listée comme Quasi menacée (NT) par l’IUCN parce que les populations ont récemment décliné de manière importante sur une partie de l’aire de répartition de l’espèce. Ici, nous testons des méthodes de sexage moléculaire avec différents types d’échantillons. Le sexage moléculaire apparaît comme la méthode la plus efficace en utilisant l’ADN extraite des muscles, du sang et des parois buccales pour les adultes comme pour les poussins. Nous avons aussi fait une analyse morphologique pour caractériser le dimorphisme sexuel de taille chez des mouettes ivoire échantillonnées dans des régions distinctes : Groenland, Svalbard et Russie. Les mâles sont plus larges que les femelles pour toutes les mesures morphométriques, avec peu de superposition entre les sexes. Des analyses discriminantes basées sur 6 variables morpho métriques ont permis de classer correctement près de 95% des individus, y compris lorsque seules deux variables sont utilisées, i.e., l’épaisseur du gonys et la longueur du crâne. Ainsi, les méthodes moléculaires et biométriques sont utiles pour sexer des mouettes ivoire. Nos résultats indiquent une sex-ratio biaisée en faveur des mâles pour toutes les populations de mouettes ivoire étudiées, dont deux échantillons de jeunes (67,8% de mâles).

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Effets des géoloclisateurs sur le taux d'éclosion, le taux de retour, les mouvements en phase de reproduction, et les modifications de poids chez 16 espèces de limicoles nicheurs en Arctique.

Weiser E.L., Lanctot R.B., Brown S.C., Alves J.A., Battley P.F., Bentzen R., Bêty J., Bishop M.A., Boldenow M., Bollache L., Casler B., Christie M., Coleman J.T., Conklin J.R., English W.B., Gates H.R., Gilg O., Giroux M.A., Gosbell K., Hassell C., Helmericks J., Johnson A., Katrínardóttir B., Koivula K., Kwon E., Lamarre J.-F., Lang J., Lank D.B., Lecomte N., Liebezeit J., Loverti V., McKinnon L., Minton C., Mizrahi D., Nol E., Pakanen V.-M., Perz J., Porter R., Rausch J., Reneerkens J., Rönka N., Saafeld S., Senner N., Sittler B. et al. 2016 - Effects of geolocators on hatching success, return rates, breeding movements, and change in body mass in 16 species of Arctic-breeding shorebirds. Movement Ecology. 4(12)

Résumé

Prérequis Les géolocalisateurs sont utiles pour suivre les mouvements de migrateurs sur de longues distances, mais leurs effets potentiellement délétères sur les oiseaux n’ont pas été bien étudiés. Nous avons testé les effets de géolocalisateurs (dont la masse varie entre 0,8 et 2,0 g, représentant respectivement 0,1-3,9% de la masse moyenne du corps) sur 16 espèces de limicoles migrateurs dont 5 espèces avec 2-4 sous-espèces chacune pour un total de 23 taxons étudiés. Les espèces étudiées appartiennent à 8 genres, couvrent une large gamme de taille (26-1091 g) et ont été équipées sur 23 sites de reproduction et 8 sites de non-reproduction. Nous avons comparé le succès reproducteur et le taux de retour des oiseaux avec géolocalisateurs à ceux des groupes témoins en contrôlant les effets confondant potentiels. Résultats Nous avons détecté des effets négatifs des marqueurs pour trois espèces de petite taille. Les géolocalisateurs ont réduit le taux annuel de retour pour deux des 23 taxons : 63% de réduction pour le bécasseau semipalmé et 43% pour la sous-espèce articola du bécasseau variable. Un effort plus important de recherche des oiseaux marqués aurait pu masquer les effets négatifs supplémentaires. La probabilité que les géolocalisateurs impactent négativement le taux de retour des oiseaux est plus élevée lorsque la masse cumulée des marqueurs représente 2,5-5,8% de la masse de l’oiseau que si elle correspond à 0,3-2,3% de cette masse. Transporter un géolocalisateur réduit le succès des nids de 42% pour les bécasseaux semipalmé et triple la probabilité d’échec partiel de la couvée chez le bécasseau semipalmé et le bécasseau d’Alaska. Les géolocalisateurs placés sur une banderolle, perpendiculaire aux pattes, ont davantage impacté le succès des nids que les géolocalisateurs disposés parallèlement aux pattes sur une bague. Cependant, les géolocalisateurs placés sur des bagues parallèlement aux pattes, ont davantage impacté le taux de retour des oiseaux et étaient susceptibles de blesser les pattes de ce dernier. Les géolocalisateurs n’ont pas semblé avoir d’effet sur les mouvements au cours de la reproduction ou sur la masse de l’oiseau. Les tailles d’effets des géolocalisateurs ont été très variables au sein des sites, indiquant l’importance des facteurs locaux. Conclusions Les géolocalisateurs n’ont des effets négatifs que pour les trois espèces les plus petites de notre jeu de données mais ces effets sont non négligeables lorsqu’ils sont détectés. Les études à venir pourraient diminuer les impacts des marqueurs en réduisant la taille des parties saillantes et en minimisant l’utilisation de marqueurs supplémentaires. Les opérateurs pourraient maximiser la récupération des marques en déployant stratégiquement les géolocalisateurs sur des mâles précédemment marqués et reproducteurs à succès, bien que viser une partie de la population pourrait biaiser les données de mouvements migratoires de certaines espèces.

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Effets de l'abondance alimentaire et de la prédation précoce sur les pontes sur la phénologie de reproduction chez un limicole du Haut-Arctique exposé aux évolutions d'abondance en arthropodes.

Reneerkens J., Schmidt N.M., Gilg O., Hansen J., Hansen L.H., Moreau J. & Piersma T. 2016 - Effects of food abundance and early clutch predation on reproductive timing in a high Arctic shorebird exposed to advancements in arthropod abundance. Ecology and Evolution. 6(20):7375–7386.

Résumé

Le changement climatique influence la phénologie des organismes de manière inégale à travers les niveaux trophiques et conduit donc à des décalages entre la phénologie des prédateurs et celle des proies. Si l’abondance des proies atteint son maximum avant que le maximum de la demande en proies par la population de prédateur ne soit atteinte, alors les coûts engendrés en termes de fitness favoriseront la resynchronisation en sélectionnant une reproduction plus précoce. L’étude menée pendant 17 ans sur un site Groenlandais a montré que la date médiane d’émergence des invertébrés, constituant les proies principales des bécasseaux sanderlings Calidris alba a avancé de 1,27 jour par an. Ainsi les Sanderlings éclosent de plus en plus en retard par rapport au maximum d’abondance de leur proie. Le décalage des phénologies n’affecte pas la croissance des poussins, mais l’interaction entre l’étalement et la hauteur annuelle du pic d’abondance a quant à elle une influence. Les poussins ont eu une croissance bien meilleure pendant les années de pic d’abondance de nourriture étalé dans le temps. Le risque de prédation sur les couvées de sanderling est plus élevé tôt dans la saison, ce qui pourrait retarder la reproduction. Nous pensons que le niveau élevé de prédation en début de saison de reproduction favorise une reproduction plus tardive. De plus, pour la plupart des années, nos données suggèrent que la nourriture a été abondante après la date médiane d’émergence, ce qui pourrait expliquer le fait que les Sanderlings n’ont pas avancé leur reproduction avec l’avancement de la phénologie des arthropodes.

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Vivre au bord d'un habitat toujours plus restreint : la mouette ivoire, espèce inféodée à la banquise et menacée.

Gilg O., Istomina L., Heygster G., Strøm A., Gavrilo M.V., Mallory M.L., Gilchrist G., Aebischer A., Sabard B., Huntemann M., Mosbech A & Yannic G. 2016 - Living on the edge of a shrinking habitat: The ivory gull, Pagophila eburnea, an endangered sea-ice specialist. Biology letters. 12: 20160277.

Résumé

Le déclin actuel de la banquise menace les taxons arctiques dont fait partie la mouette ivoire. Comprendre comment les lisières de la banquise et la concentration des glaces affectent la distribution de cette espèce menacée est un prérequis à l’impulsion de stratégies de conservations adéquates. De 2007 à 2013, nous avons utilisé des transmetteurs satellites pour suivre les mouvements de 104 mouettes ivoires originaires du Canada, du Groenland, du Svalbard-Norvège et de Russie. Bien que la moitié des positions aient été distribuées à plus de 41km de la bordure de la banquise (75% comprise à 100km de la lisière), environ 80% des positions ont été relevées sur des partie où la glace était relativement très concentrée. Les mouettes ivoires ont utilisé des glaces de mer plus concentrées en été qu’en hiver quand elles étaient près de leur site de reproduction dans les hautes latitudes. Le meilleur modèle pour expliquer la distance des oiseaux aux lisières de la banquise repose sur la concentration des glaces dans un rayon d’environ 10km ainsi que le mois de l’année et la distance à la colonie. Connaissant les liens étroits entre la mouette ivoire, les lisères de la banquise et la concentration des glaces, son statut de conservation ne va probablement pas s’améliorer dans le contexte actuel de déclin de la banquise qui, dans le même temps, favorise les activités humaines dans des régions qui sont particulièrement importantes pour cette espèce.

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Diversité inattendue dans les rythmes sociallement synchronisés chez les limicoles.

Bulla M., Valcu M., Dokter A.M., Dondua A.G., Kosztolányi A., Rutten A., Helm B., Sandercock B.K., Casler B., Ens B.J., Spiegel C.S., Hassell C.J., Küpper C., Minton C., Burgas D., Lank D.B., Payer D.C., Loktionov E.Y., Nol E., Kwon E., Smith F., Gates H.R., Vitnerová H., Prüter A., Johnson J.A., St Clair J.J.H., Lamarre J.-F., Rausch J., Reneerkens J., Conklin J.R., Burger J., Liebezeit J., Bêty J., Coleman J.T., Figuerola J., Hooijmeijer J.C.E.W., Alves J.A., Smith J.A.M., Weidinger K., Koivula K., Gosbell K., Niles L., Koloski L., McKinnon L., Praus L., Klaasen M., Giroux M.A., Sládeček M., Boldenow M.L., Exo M., Goldstein M.I., Šálek M., Senner N., Rönka N., Lecomte N., Gilg O. et al. 2016 - Unexpected diversity in socially synchronized rhythms of shorebirds. Nature. 540: 109-113

Résumé

Les rythmes d’activité des organismes semblent soumis à une forte pression de sélection et seraient influencés par la rythmicité de l’environnement 1-4. Une telle rythmicité dans le patron d’activité est bien étudiée sur des individus isolés en conditions de laboratoire contrôlées 1,5 mais les individus en liberté synchronisent leurs activités avec celles des autres tels que des partenaires potentiels, des compétiteurs, des proies et des prédateurs 6-10. Les individus peuvent ségréger leurs activités journalières dans le temps (e.g., des proies évitent des prédateurs, les subordonnées évitent des dominants) ou synchroniser leurs activités (e.g. recherche de nourriture en groupe, défense commune, reproduction et soins à la descendance au sein des couples) 6,9-11. Les rythmes comportementaux qui émergent de ces synchronisations sociales et les processus évolutifs et écologiques sous-jacents restent incompris 5,7-9. Ici, nous abordons ce thème dans le contexte des soins biparentaux, une phase du synchronisme social particulièrement importante 12 où les partenaires d’un couple compromettent potentiellement leur rythme individuel optimal. En utilisant les données de 729 nids provenant de 91 populations appartenant à 32 espèces de limicoles à stratégie d’incubation biparentale, où les parents se synchronisent pour assurer une incubation continue des œufs, nous reportons une remarquable diversité de rythme d’incubation au sein des espèces et entre elles. Entre les espèces, la durée médiane d’une période d’incubation d’un parent varie de 1 à 19 heures, alors que la durée d’un cycle - décrit par l’évolution de la probabilité que l’un des parents soit en train d’incuber entre sa valeur maximale (grande probabilité qu’il soit sur le nid) et sa valeur minimale (très faible probabilité qu’il soit sur le nid) au cours du temps- varie de 6 à 43 heures. La durée des périodes d’incubation n’a pas été corrélée à la demande énergétique, mais les espèces reposant sur leur caractère cryptique (la capacité d’éviter d’être détecté par d’autres animaux) ont eu une durée de période d’incubation plus longue que celles qui sont aisément détectables ou qui défendent activement leur nid contre les prédateurs.

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Première observation d’une ponte de quatre oeufs chez le labbe à longue queue.

Hansen J., Ek M., Roslin T., Moreau J., Teixeira M., Gilg O. & Schmidt N.M. 2015 - First observation of a four-egg clutch of Long-tailed Jaeger (Stercorarius longicaudus). Wilson Journal of Ornithology. 127(1): 149-153.

Résumé

Selon les espèces d’oiseaux, la taille de ponte (ou nombre d’oeufs) peut varier considérablement d’une année à l’autre, ou à l’inverse rester relativement constant. Dans des environnements aux conditions variables, comme la toundra arctique, certaines espèces adaptent leur taille de ponte aux ressources disponibles. Le labbe à longue queue est une espèce nicheuse commune sur la côte groenlandaise qui se nourrit principalement de lemmings. Habituellement, les femelles déposent dans leurs nids un ou deux oeufs, rarement trois. Sur le site de Zackenberg, au nord-est du Groenland, l’intégralité des couples nicheurs de labbe à longue queue sont recensés et suivis chaque année, et ce depuis 1996. La découverte en 2011 d’un nid comportant quatre oeufs constitue le premier cas documenté pour cette espèce. Le même phénomène avait déjà été constaté de façon exceptionnelle pour une espèce proche, le labbe parasite. Bien que la possibilité d’un dépôt d’oeufs de la part d’une autre femelle ne puisse pas être totalement écartée, une réponse adaptative de l’espèce pourrait venir expliquer cette découverte inédite : la femelle augmenterait le nombre d’oeufs pondus suite à une abondance de lemmings sur le site.

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Réactions de la chouette harfang et du labbe à longue queue aux cycles de lemmings. Résultats de recherches sur le long terme dans le nord-est du Groenland.

Sittler B., Lang J. & Gilg o. 2015 - Die unterschiedlichen Reaktionen von Schnee-Eulen und Falkenraubmöwen auf Lemmingzyklen. Ergebnisse einer Langzeitforschung in Nordost-Grönland. Vogelwarte. 53(2):216-220.

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Exposition de la structure d'une chaine alimentaire arctique.

Wirta H.K., Vesterinen E.J., Hambäck P.A., Weingartner E., Rasmussen C., Reneerkens J., Schmidt N.M., Gilg O. & Roslin T. 2015 - Exposing the structure of an Arctic food web. Ecology and Evolution. 5(17):3842-3856.

Résumé

La structure des écosystèmes est déterminante dans leur stabilité et leur dynamique. S’ils restent peu étudiés, on représente communément les réseaux trophiques des écosystèmes arctiques comme des réseaux simplifiés avec un nombre limité de liens entre les espèces. Si c’était le cas, les différentes parties du réseau devraient être faiblement reliées les unes aux autres, avec des populations et des espèces unies par un petit nombre de liens. Nous apportons ici la première description détaillée de la structure des interactions trophiques caractéristiques de la plupart des écosystèmes arctiques. Afin de parvenir à cet objectif, nous avons appliqué une combinaison de techniques récentes pour décrire les interactions entre les trois guildes de prédateurs (oiseaux insectivores, araignées et parasitoïdes de lépidoptères) et les deux ordres principaux auxquels appartiennent leurs proies (Diptère and Lepidoptère). Le réseau d’interactions émergeant de ces analyses montre une structure dense sans compartimentation ni modularité entre les trois guildes de prédateurs. Ainsi, chaque prédateur ou guilde de prédateurs prélève dans les communautés de proies des autres, générant ainsi des interactions indirectes entre des niveaux différents du réseau trophique. Cette description d’un premier, mais unique, réseau d’interactions arctique doit servir comme un point de référence auquel les résultats des études futures, faisant usage de techniques similaires, seront comparés. En étudiant des guildes de prédateurs très différentes et en utilisant des techniques de hautes résolutions, les résultats obtenus suggèrent que les espèces de ce réseau sont étroitement connectées. Nos découvertes appellent donc d’autres études de la structure des réseaux d’interactions entre plusieurs guildes dans des réseaux arctiques ou autres. D’un point de vue appliqué, notre description suggère de nouvelles pistes de compréhension de la structure des réseaux trophiques de l’Arctique, de leur fonctionnement et de leur évolution face au changement climatique actuel. Ceci suggère que pour comprendre les conséquences du réchauffement rapide de l’arctique à l’échelle des communautés, nous devrions nous détourner des analyses des populations, des couples de populations et des interactions isolées entre proies et prédateurs, pour considérer l’intégralité des espèces en interaction.

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Changement climatique et l'impact grandissant des ours polaires sur les populations d'oiseaux.

Prop J., Aars J., Bårdsen B.-J., Hanssen S.A., Bech C., Bourgeon S., de Fouw J., Gabrielsen G.W., Lang J., Noreen E., Oudman T., Sittler B. et al. 2015 - Climate change and the increasing impact of polar bears on bird populations. Frontiers in Ecology and Evolution. 3

Résumé

L'Arctique se réchauffe à grande vitesse, et le retrait actuel de la banquise modifie les habitats des super prédateurs qui en dépendent. Ursus maritimus dépend de cette glace pour chasser les phoques. Pour ces super prédateurs, un allongement de la durée de la saison des eaux libres les forcerait à chercher des sources de nourriture alternatives sur terre, comme les œufs d’oiseaux coloniaux. Nous analysons ici des séries temporelles d’observations d’ours polaires dans 4 sites du Spitzberg (Svalbard) et un site à l’Est du Groenland. L’occurrence estivale de l’ours polaire, correspondant à la probabilité de le rencontrer associée à la durée de la période de présence de l’animal, a significativement augmentée des années 1970/80 à nos jours. Le changement d’occurrence de l’ours polaire coïncide avec la tendance au raccourcissement de la saison des glaces et le déclin de la banquise pendant le printemps sur les sites d’étude. Ces conclusions sont tirées d’une relation négative forte entre la probabilité de rencontrer un ours sur le sol et la durée de la saison des glaces. En dix ans, depuis sa première apparition sur le continent, la date de l’arrivée de l’ours a avancé d’environ 30 jours. Les observations directes de prédation des nids montrent que l’ours polaire peut sévèrement impacter le succès reproducteur des bernaches nonnette (Branta leucopsis), des eiders à duvet (Somateria momllissima) et des goélands bourgmestres (Larus hyperboreus). La prédation des nids a été particulièrement importante les années où l’ours est arrivé tôt avant la date d’éclosion, avec plus de 90% des nids prédatés. Les résultats sont similaires à ceux trouvés au Canada. Les processus de grande échelle, comme le changement climatique et les modifications de la qualité des habitats en résultant, sont désignés comme les causes les plus probables de ces phénomènes dans la plupart des régions de l’Arctique. Nous pensons que l’augmentation et l’avancement de la date de présence de l’ours sur le continent l’été reflète une adaptation comportementale d’un petit segment de la population qui doit affronter la réduction de son territoire de chasse sur la banquise. Ceci illustre la façon dont les adaptations comportementales pourraient générer des effets en cascades initiés par les changements climatiques.

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Voies de migration printanières du labbe à longue queue autour et à travers le Royaume-Uni – résultats d’observations et de suivi télémétrique.

Wynn R.B., Brown D., Thomas G., Holt C.A., Hanssen S.A., Moe B. & Gilg O. 2014 - Spring migration routes of Long-tailed Skuas around and across the UK – results of observational and tracking data. British Birds. 107: 220-228.

Résumé

Le labbe à longue queue est un nicheur arctique, qui ne fréquente les vastes étendues de la toundra arctique que durant les quelques mois d’été. Le reste de l’année, c’est un oiseau pélagique qui, après une longue migration, hiverne dans les océans de l’hémisphère Sud. Un passage record de labbe à longue queue a été observé au printemps 2013 en Écosse, avec des mouvements sans précédent à l’intérieur des terres. Ces observations ont été confortées par les données de localisation issues de systèmes de géolocalisation solaires miniaturisés (GLS). Cette article propose la synthèse de ces données de géolocalisation, ainsi que des observations réalisées lors des passages de printemps, en particulier en 2013. En 2010 et 2011, 15 oiseaux nicheurs avaient été équipés de GLS au Nord-Est du Groenland et au Svalbard. Ces capteurs ont pu être récupérés pour 8 oiseaux, permettant de retracer leurs déplacements lors de leurs migrations pré et post-nuptiales. Pour l’un de ces oiseaux, les données mettaient en évidence un passage au dessus des terres écossaises, correspondant à un pic de migration qui a eu lieu fin mai en Grande-Bretagne, où 1 435 oiseaux avaient été comptabilisés sur deux sites à la même période. Le record de passage a eu lieu fin mai 2013, lié à des vents forts d’Ouest et de Nord-Ouest, plus de 1 000 oiseaux ont été observés certains jours. La synthèse de tous les sites suivis a permis d’établir les principales voies de migration prénuptiales de l’espèce en Grande-Bretagne.

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Réponses démographiques d’un prédateur territorial aux fluctuations de ses proies : labbe à longue queue et lemmings arctiques.

Barraquand F., Høye T.T., Henden J.-A., Yoccoz N.G., Gilg O., Schmidt N.M., Sittler B. & Ims R.A. 2014 - Demographic responses of a site-faithful and territorial predator to its fluctuating prey: Long-tailed skuas and arctic lemmings. Journal of Animal Ecology. 83: 375-387.

Résumé

Les changements de disponibilité en nourriture et de climat d’une année sur l’autre sont déterminants pour prédire la croissance des populations animales et l’évolution de leurs histoires de vie. Comme la plupart des rongeurs, les populations de lemmings et de campagnols connaissent naturellement des fluctuations cycliques. Des changements ont été observés récemment dans la dynamique de ces espèces, et sont par conséquent susceptibles d’influencer celle de leurs prédateurs. Les labbes constituent un cas d’étude idéal de par leur productivité faible (ils pondent au maximum deux oeufs) et de par leur fidélité à leur site de nidification. Contrairement aux prédateurs ayant adopté un mode de vie nomade, comme la chouette harfang, ils ne peuvent pas capitaliser sur les pics de lemmings ayant lieu certaines années, et sont donc potentiellement plus vulnérables face à ces changements de cycles de rongeurs. Le modèle présenté dans cet article met en lien la dynamique du labbe à longue queue avec sa proie favorite au Nord-Est du Groenland, le lemming à collier. Apparemment, le labbe à longue queue supporte très bien les changements de dynamique des lemmings qui ont eu lieu dès le début des années 2000, y compris les chutes brutales. Conséquence d’une territorialité forte et d’une grande longévité, les labbes erratiques sont plus nombreux que les nicheurs. Ce « réservoir » naturel d’oiseaux non nicheurs compenserait l’impact de la diminution du nombre d’oiseaux adultes sur la reproduction globale d’une population. La quantité d’oiseaux erratiques varie selon le nombre moyen et le coefficient de variation des densités de lemmings. Au Groenland, la densité moyenne de lemmings se situe en-dessous de la quantité nécessaire au succès de reproduction des labbes, qui bénéficient donc de la variabilité des lemmings, que l’on peut donc considérer comme une variation environnementale à effet positif. Les populations de labbe à longue queue sont spécifiquement adaptées aux fluctuations de lemmings, et représentent un modèle de mobilité démographique dans leur taux de reproduction. Elles sont peu affectées lors de faibles abondances de lemmings, si le nombre d’oiseaux erratiques est suffisant ou si les juvéniles se dispersent dans d’autres populations. Le statut des labbes au Groenland dépend donc étroitement du nombre d’oiseaux erratiques et de la dispersion des juvéniles, qui sont actuellement des paramètres peu connus. Une étude de bagage couleur à grande échelle dans l’Arctique pourrait pallier à ce manque.

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Échec total de reproduction de la mouette ivoire suite à des précipitations inhabituelles dans le Nord Groenland.

Yannic G., Aebischer A., Sabard B. & Gilg O. 2014 - Complete breeding failures in ivory gull following unusual rainy storms in North Greenland. Polar Research. 33: 22749.

Résumé

Le changement climatique en cours qui a lieu depuis plusieurs décennies est particulièrement prononcé dans l’Arctique où il se manifeste notamment par une augmentation rapide des températures de surface et une réduction de la banquise. Ces changements de climat peuvent aussi être à l’origine d’évènements météorologiques extrêmes tels que pluies, orages et tempêtes. Ces catastrophes naturelles sont susceptibles d’avoir des conséquences graves sur le succès de reproduction des populations animales, directement par mortalité ou en réduisant le succès de reproduction, mais aussi de façon indirecte en ayant un impact sur la distribution et l’abondance des ressources alimentaires. La mouette ivoire, qui se reproduit sous les plus hautes latitudes de l’hémisphère Nord, fait depuis quelques années l’objet d’une attention et d’un suivi particuliers. Deux expéditions menées respectivement en juillet 2009 à Amprup Land et en juillet 2011 à Station Nord ont permis d’observer et de rapporter de tels évènements météorologiques anormaux. Deux colonies de mouette ivoire situées à l’extrémité Nord-Est du Groenland ont été confrontées à des pluies violentes et des tempêtes qui ont parfois duré plusieurs jours, provoquant l’abandon temporaire de tous les oiseaux lors de la phase de couvaison. Sur les 146 nids suivis au total, la mortalité juvénile qui s’en est suivie s’est avérée catastrophique, puisque proche des 100 %. Ce type d’évènement risque de se reproduire et même de s’amplifier dans le contexte actuel de changement climatique, et vient s’ajouter aux autres menaces auxquelles la mouette ivoire doit déjà faire face (pollution, diminution de la banquise), compromettant encore davantage la pérennité de cette espèce emblématique du Haut-Arctique.

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Cartographie génétique des grandes voies de dispersion des plantes arctiques.

Eidesen P. B., Ehrich D., Bakkestuen V., Alsos I. G., Gilg O. Taberlet P. & Brochmann C. 2013 - Genetic roadmap of the Arctic: plant dispersal highways, traffic barriers and capitals of diversity. New Phytologist. 200: 898-910.

Résumé

L’apparition des techniques moléculaires a permis de nombreuses découvertes en phylogéographie. Le coeur de cette discipline est la compréhension des facteurs temporels et spatiaux qui régissent la diversité génétique des espèces, et donc leur évolution.Nous fournissons ici la première analyse comparative multi-espèces de la structure génétique spatiale de la diversité dans l’Arctique circumpolaire à partir d’une stratégie commune d’échantillonnage et d’analyse génétique. Nous avons cherché à identifier et expliquer les tendances générales potentielles de discontinuité ou de connectivité génétique et de diversité génétique. Les résultats obtenus ont été comparés avec les hypothèses précédemment publiées. Nous avons collecté et analysé 7 707 échantillons de 17 espèces de plantes arctico-alpines généralisées par technique de polymorphismesde longueur des fragments amplifiés (AFLP). La structure génétique, la diversité et le caractère distinctif ont été analysés et extrapolées pour couvrir l’étendue géographique de chaque espèce. Les cartes qui en résultent ont été superposées pour produire des « Metamaps ». Les barrières génétiques les plus fortes identifiées sont les océans Arctique et Atlantique, la calotte glaciaire du Groenland, la chaîne de l’Oural, et les zones de plaine entre les chaînes de montagnes du Sud et de l’Arctique. La diversité la plus élevée a été observée en Béringie et diminue progressivement dans les zones anciennement englacées. Les plus hauts degrés de caractère distinctif ont été observés en Sibérie. La conclusion de cet article est que les tendances générales à grande échelle existent dans l’Arctique, façonnée par les glaciations du Pléistocène et combinées avec des barrières physiques génétiques qui existent de longue date. La Béringie a servi à la fois de refuge et de source de (re)colonisation interglaciaire, tandis que les zones plus à l’Ouest en Sibérie ont servi de refuge et de façon moindre de sources de (re)colonisation.

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Voies de migration trans-équatoriales, sites de gagnage et zones d’hivernage d’un prédateur avien du Haut-Arctique, le labbe à longue queue.

Gilg O., Moe B., Hanssen S. A., Schmidt N.M., Sittler B., Hansen J., Reneerkens J., Sabard B., Chastel O., Moreau J., Phillips R. A., Oudman T., Biersma E.M., Fenstad A.A., Lang J. & Bollache L. 2013 - Trans-Equatorial Migration Routes, Staging Sites and Wintering Areas of a High-Arctic Avian Predator: The Long-tailed Skua (Stercorarius longicaudus). PLoS ONE. 8: e64614.

Résumé

Le labbe à longue est un oiseau qui niche sur les terres arctiques en été, et est pélagique le reste de l’année. Son rôle en tant que prédateur des communautés de vertébrés terrestres dans l’Arctique est maintenant bien connu, mais de nombreuses lacunes subsistent sur ses voies de migration et sites d’hivernage dans l’hémisphère Sud. Des systèmes de géolocalisation miniaturisés qui mesurent l’intensité lumineuse toutes les minutes (GLS) ont été posés sur des labbes au Nord-Est du Groenland et au Svalbard. Ces capteurs ont pu être récupérés pour 8 oiseaux, l’analyse des localisations enregistrées a ainsi permis de retracer leurs déplacements. Tous ces oiseaux ont hiverné dans l’hémisphère Sud, avec une arrivée moyenne sur place le 24 octobre, et un départ le 21 mars. Cinq d’entre eux sont restés sur la côte d’Afrique du sud-ouest, dans des zones productives d’upwelling du Benguela ; les trois autres ont été localisés dans un secteur du sud-ouest de l’océan indien. Différentes voies de migration ont été mises en évidence, avec une préférence pour une voie passant par l’ouest de l’océan atlantique. Les labbes effectuent des distances journalières plus importantes lors de la migration d’automne (345 km/jour en moyenne) que lors de celle du printemps (235 km/jour). Parmi les différentes aires de halte migratoire qui ont été identifiées, l’une d’entre elles semble particulièrement importante : la région des Grands Bancs de Terre-Neuve. Tous les oiseaux suivis (à l’exception d’un seul) y ont passé de quelques jours à trois semaines en automne, et cinq oiseaux (sur les huit) d’une à plus de six semaines au printemps. Deux autres aires de halte près de la côte ibérique et dans la région des Açores ont été utilisées par deux oiseaux au printemps sur une période allant de cinq à six semaines. Ainsi sur une année entière, les labbes ont parcouru un total de 43 900 à 54 200 km, avec une distance moyenne entre les sites de nidification et d’hivernage de 12 800 km. Les zones marines de halte et d’hivernage identifiées dans l’océan atlantique revêtent une importance majeure pour la conservation du labbe à longue queue, et probablement aussi pour d’autres espèces migratrices trans-équatoriales.

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Changements climatiques et écologie et évolution des vertébrés arctiques.

Gilg O., Kovacs K.M., Aars J., Fort J., Gauthier G., Gremillet D., Ims R.A., Meltofte H., Moreau J., Post E., Schmidt MN.M., Yannic G. and Bollache L. 2012 - Climate change and the ecology and evolution of Arctic vertebrates. Annals of the New York Academy of Sciences. 1249: p. 166-190.

Résumé

Le changement climatique s’exprime plus rapidement et plus sévèrement dans l’Arctique que partout ailleurs dans le monde, ce qui expose les vertébrés arctiques à un grand nombre d’impacts. Les changements dans la cryosphère dominent les changements physiques qui affectent déjà ces animaux, mais les températures croissantes de l’air, les changements dans les précipitations et l’acidification des océans affecteront également les écosystèmes arctiques dans le futur. L’adaptation des espèces par la sélection naturelle est problématique dans un tel environnement en mutation rapide. Les ajustements de ces espèces par le biais de leur plasticité phénotypique vont donc dominer les réponses des vertébrés arctiques à court terme. De nombreux ajustements de ce type ont déjà été documentés. Des changements de phénologie et des limites d’aires de distribution vont se produire pour la plupart des espèces mais ne pourront que partiellement moduler les impacts des changements climatiques, impacts particulièrement difficiles à prédire du fait des nombreuses interactions à prendre en compte au sein et entre les différents niveaux trophiques. Bien que la richesse des espèces vivant dans l’Arctique soit en augmentation du fait de l’immigration d’espèces venant du sud, de nombreux vertébrés endémiques de l’Arctique vont être de plus en plus menacés au cours de ce siècle.

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Réponse d’une guilde de prédateurs arctiques à l’effondrement des cycles de lemmings.

Schmidt N.M., Ims R.A., Høye T.T., Gilg O., Hansen L.H., Hansen J., Lund M., Fuglei E., Forchhammer M.C and Sittler B. 2012 - Response of an arctic predator guild to collapsing lemming cycles. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279(1746): 4417-4422.

Résumé

Alors que le réchauffement dans l’Arctique est beaucoup plus rapide que dans la plupart des autres régions du globe, beaucoup d’espèces ont d’ores et déjà subi des changements d’aire de répartition ou des déclins. Les lemmings, clef-de voûte des écosystèmes de toundra, sont très sensibles aux changements climatiques, notamment parce qu’ils dépendent de la couche de neige sous laquelle ils se reproduisent durant tout l’hiver. Les populations de lemmings sont étudiées depuis plusieurs décennies dans le Nord-Est du Groenland, et sont connues pour leurs fluctuations cycliques de forte amplitude qui avaient lieu sur quatre années. Le lemming à collier, seul représentant des rongeurs sur ces terres du Haut-Arctique, constitue la proie favorite de quatre prédateurs terrestres : la chouette harfang, l’hermine, le labbe à longue queue et le renard polaire. Chacun d’entre eux est connu pour répondre à sa façon à ces cycles de lemmings, selon leur degré de spécialisation, leur fidélité à un site, leur mobilité, leurs paramètres démographiques, leur compétitivité. Confrontées depuis peu à des hivers plus courts et plus doux, le nouveau millénaire a été le témoin de l’effondrement des populations de lemmings sur la côte Nord-Est du Groenland, tant en ce qui concerne la périodicité des cycles que leur intensité. Cette étude est basée sur une analyse à long terme (de 1988 à 2010) de cette communauté de vertébrés sur deux sites du Haut-Arctique groenlandais : l’île de Traill et Zackenberg. Son objectif est d’évaluer les répercussions que ces changements des dynamiques de lemmings peuvent avoir sur celle de sa guilde de prédateurs. Il s’avère que deux de ces prédateurs très spécialisés subissent des changements drastiques : la chouette harfang, qui a quasiment arrêté de nicher sur ces sites et dont le nombre de jeunes à l’envol a chuté de 98%, et l’hermine, dont les populations ont connu un déclin sévère. Le labbe à longue queue et le renard polaire, qui sont moins spécialisés, voire généraliste pour le renard, ont une dynamique qui est moins dépendante de celle des lemmings. Malgré tout, leur succès reproducteur en a été affecté.La réponse de tous ces prédateurs varie quelque peu selon les sites. Ceci peut s’expliquer par une dynamique de lemmings qui serait propre à chaque site, par des interactions intra-guildes ou par l’existence d’autres ressources. Dans tous les cas, si ces modifications des cycles de lemmings se maintiennent avec ces densités faibles et sans véritable cycle, la guilde de ces prédateurs endémiques de l’Arctique risque d’être restructurée, voire de connaître des épisodes d’extinction de populations.

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Description de marqueurs microsatellites et performances de génotypage avec l’utilisation de plumes et de frottis buccaux pour la mouette ivoire.

Yannic G., Sermier R., Aebischer A., Gavrilo M. V., Gilg O., Miljeteig C., Sabard B., Strøm H., Pouivé E. and Broquet T. 2011 - Description of microsatellite markers and genotyping performances using feathers and buccal swabs for the Ivory gull (Pagophila eburnea) Molecular Ecology Resources. 11: p. 877-889

Résumé

Dans cet article, nous rapportons 22 nouveaux microsatellites polymorphes pour la mouette ivoire (Pagophila eburnea) et décrivons comment ils peuvent être efficacement co-amplifiés. De plus, nous décrivons la concentration d’ADN, le succès d’amplification, les taux d’erreurs de génotypage et le nombre de répétitions de génotypage requis pour obtenir des données fiables avec trois types d’échantillons non destructifs distincts : des plumes ramassées au sol dans les colonies, des plumes prélevées sur des oiseaux vivants et des frottis buccaux réalisés avec des cotons tiges. Dans deux populations originaires du Groenland (n = 21) et de Russie (archipel de Severnaya Zemlya, n = 21), le nombre d’allèles par locus variait de 2 et 17 et l’hétérozygotie attendue par la population variait de 0,18 à 0,92. Vingt des marqueurs étaient conformes à Hardy-Weinberg et aux attentes d’équilibre de liaison. La plupart des marqueurs ont été amplifiés facilement et étaient très fiables lorsqu’ils étaient analysés à partir de prélèvements buccaux et de plumes prélevées sur les oiseaux, démontrant que les frottis buccaux (ou écouvillonnage) constituent une méthode très efficace permettant une bonne extraction d’ADN de qualité. Bien que le succès d’amplification de l’ADN en utilisant des plumes ramassées au sol était généralement élevée, les génotypes obtenus à partir de ce type d’échantillons étaient sujets à erreur et devaient donc être amplifiés à plusieurs reprises. L’ensemble des marqueurs microsatellites décrits ici avec des conditions d’amplification multiplex, ainsi que les taux d’erreur de génotypage observés, seront utiles pour les études génétiques à venir des populations de mouette ivoire.

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Migration postnuptiale de quatre labbes à longue queue (Stercorarius longicaudus) entre le Nord et l’Est du Groenland et l’Afrique de l’Ouest.

Sittler B., Aebischer A. & Gilg O. 2011 - Post-breeding migration of four Long-tailed Skuas (Stercorarius longicaudus) from North and East Greenland to West Africa. Journal of Ornithology. 152: p. 375-381.

Résumé

Le Labbe à longue queue (Stercorarius longicaudus) est un prédateur spécialiste de lemmings durant l’été, ce qui lui confère un rôle important au sein de l’écosystème de la toundra. La plus grande partie de son cycle reste inconnue en dehors de la saison de reproduction puisqu’il se déroule au large des côtes et sous des latitudes plus méridionales. Grâce à l’utilisation d’émetteurs satellites solaires de 9,5g, nous avons pu documenter pour la première fois les mouvements postnuptiaux du labbe à longue queue, depuis ses zones de reproduction du Haut-Arctique (au Nord et à l’Est du Groenland) jusqu’à ses quartiers d’hivers dans les eaux tropicales de l’Ouest de l’Afrique. Les oiseaux étudiés ont parcouru les 10 000 km de cette migration en seulement 3-5 semaines, couvrant 800-900 km/jour lors de la migration active qui a également eu lieu pendant la nuit. Quittant leurs zones de reproduction en août pour la plupart, les labbes à longue queue se sont d’abord dirigés au sud en longeant la côte du Groenland oriental, jusqu’à une zone de nourrissage au large des « Grands Bancs » de Terre Neuve où ils sont restés pendant 1-3 semaines. De là, ils ont traversé l’océan Atlantique vers l’est en 1 semaine avant d’entrer dans les eaux africaines au niveau de l’archipel de Madère en Septembre. Bien que seuls quatre oiseaux aient été suivis dans cette étude (entre 1,5 à 3 mois), nos données semblent indiquer que les voies de migration de la population groenlandaise sont relativement constantes puisque les 4 oiseaux suivis ont utilisé le même itinéraire bien qu’ils aient été capturés dans 3 lieux et durant 2 années différentes.

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Prédiction de la distribution de 27 espèces d’oiseaux marins circumpolaires à partir de données environnementales publiques, réalisé à partir de données de colonies publiques : une première plateforme de synthèse IPY et GBIF en accès libre pour une gestion durable.

Huettmann F., Arthukin Y., Gilg O. & Humphries G. 2011 - Predictions of 27 circumpolar pelagic seabird distributions using public environmental variables, assessed with compiled public colony data: A first IPY and GBIF Open Access synthesis platform for a sustainable management. Marine Biodiversity. 41(1): p. 141-179.

Résumé

Les écosystèmes marins de l’Arctique ont encore été peu décrits, et des données de première importance manquent encore. Cet article présente la première compilation de données, quantification et synthèse de la répartition de 27 espèces d’oiseaux marins à travers l’Arctique (au-delà de 66°N) durant l’été. Basé sur une exploration de données (« Data mining »), un apprentissage automatique (algorithme RandomForest), et l’utilisation de 26 couches environnementales cartographiques accessibles au public, 27 modèles prédictifs ont été construits (un pour chaque espèce d’oiseau marin). Les données qui ont été utilisées sont issues d’archives accessibles au public comme le Global Biodiversity Information Facility (GBIF), North Pacific Pelagic Seabird Database (NPPSD) et PIROP database (dans OBIS-Seamap). Plusieurs scénarios de modèles de prévision ont été lancés en utilisant de la pseudo-absence et de l’absence à dire d’expert. Un modèle d’évaluation métrique spatiale et aspatiale a été appliqué. Par ailleurs, un modèle de robustesse métrique pour des espèces supplémentaires a été utilisé à partir des meilleurs jeux de données de localisations des colonies d’oiseaux marins disponibles, que nous avons compilé à partir de sources écrites et numériques. La robustesse des modèles obtenus est bonne dans l’ensemble : elle est faible pour quelques espèces côtières avec peu de données, et très forte pour beaucoup d’espèces pélagiques. Conformément à la politique des données de l’Année Polaire Internationale (IPY) et d’autres initiatives semblables, les métadonnées FGDC NBII des données et des modèles sont rendues publiques en ligne, ceci dans l’objectif de poursuivre l’amélioration, l’utilisation durable, les synergies et l’exploration intellectuelle dans cette période de crise de la biodiversité des océans, de l’Arctique et à l’échelle planétaire.

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Mouettes ivoires nichant à même la banquise.

Boertmann D., Olsen K. & Gilg O. 2010 - Ivory gulls breeding on ice. Polar Record. 46(1): p. 86-88.

Résumé

Une colonie de reproduction de mouettes ivoire a été découverte sur une plaque de banquise en août 2008. La plaque de banquise ressemblait aux îles des environs puisqu’elle était couverte d’une moraine épaisse de graviers. Sa position est restée la même durant la plus grande partie de la saison de reproduction puisqu’elle était entourée de banquise annuelle compacte dont la fragmentation n’a eu lieu qu’à partir de mi-août, à une époque où la plupart des jeunes mouettes étaient déjà volantes. Seuls les manchots empereurs étaient jusqu’à présent connus pour nicher sur la banquise, mais en Antarctique.

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Mouvements post-nuptiaux des populations de mouette ivoire Pagophila eburnea de l’Atlantique Nord-Est.

Gilg O., Strøm H., Aebischer A., Gavrilo M.V., Volkov A., Miljeteig C & Sabard B. 2010 - Post-breeding movements of the northeast Atlantic ivory gull Pagophila eburnea populations. Journal of Avian Biology. 41(5): p. 532-542.

Résumé

Les mouvements postnuptiaux de trois populations de mouette ivoire (Pagophila eburnea) du Nord-Est de l’Atlantique (Nord du Groenland, Svalbard et Franz Josef Land), une espèce menacée du Haut-Arctique car spécialiste de la banquise, ont été étudiés entre juillet et décembre 2007 en utilisant 31 émetteurs satellites. Après avoir quitté leurs aires de reproduction, tous les oiseaux se sont d’abord dispersés vers l’est en août-septembre, dans une zone s’étendant du détroit de Fram au nord-ouest de la mer de Laptev. La plupart de ces oiseaux sont retournés vers l’ouest en octobre-novembre le long de la même voie de migration, décrivant ainsi une migration en boucle, avant de poursuivre vers le sud au large de l’est du Groenland. Les principales aires d’hivernage ont été atteintes en décembre, dans le Sud du Groenland et le long de la mer du Labrador, en lisière des glaces, là où les oiseaux canadiens du Nord-Ouest de l’Atlantique ont également l’habitude de passer l’hiver. Un à deux oiseaux de chaque population ont cependant continué vers l’est en octobre-novembre, vers une troisième zone hivernage dans la région du détroit de Béring. Ces observations ont ainsi mis en évidence le caractère bidirectionnel de la migration de ces populations et permettent d’élucider au moins partiellement l’origine des oiseaux passant l’hiver dans le Pacifique Nord. Dans l’ensemble, tous les oiseaux qui nichent dans la région du Nord-Est de l’Atlantique ont utilisé les mêmes voies de migration, avaient des taux de déplacement similaires, et ont montré un pic d’activité migratoire en novembre. Bien que la longueur totale de la voie migratoire principale, jusqu’en mer du Labrador, soit seulement de 7 500 km en ligne droite, la distance moyenne totale parcourue par les oiseaux du Groenland entre juillet et décembre était de 50 000 km lorsqu’estimée à partir des taux moyens horaires de déplacement. Notre étude fournie la première analyse complète et détaillée des mouvements postnuptiaux des différentes populations de mouette ivoire dans l’Atlantique Nord.

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Expliquer la migration des oiseaux.

Gilg O. & Yoccoz N.G. 2010 - Explaining bird migration. Science. 327: p. 276-277.

Résumé

Les limicoles arctiques (bécasseaux, pluviers, grands gravelots, tournepierres, etc.), dont de nombreuses espèces migrent à travers la France, peuvent parcourir plusieurs dizaines de milliers de kilomètres chaque année le long de voies de migrations intercontinentales connectant leurs zones d’hivernage méridionales et leurs zones de reproduction polaires. De nombreuses études ont expliqué par le passé comment ces oiseaux surmontaient les problèmes physiologiques et d’orientation liés à de telles migrations, mais les véritables raisons qui les incitent à migrer restaient pour l’instant obscures. Une étude récente menée dans l’Arctique canadien sur un transect latitudinal de près de 3 000 km vient de mettre en évidence une corrélation négative entre la latitude et le taux de prédation des nids dans la toundra : plus ces limicoles nichent au nord, moins ils risquent de voir leurs nids prédatés. Pour ces oiseaux, le coût élevé d’une longue migration (besoins énergétiques et risques de mortalité accrus) semble ainsi être compensé par un taux de reproduction plus élevé dans le Nord. Si la pression de prédation est bien le facteur déterminant de la migration de certains oiseaux de l’Arctique, elle façonnerait donc aussi indirectement la biodiversité des écosystèmes terrestres de cette région. Cette hypothèse, négligée jusqu’à présent par les biogéographes, est confortée par l’étude comparée des aires distribution d’autres espèces arctiques. La répartition des lemmings arctiques, rongeurs formant habituellement l’essentiel des proies des prédateurs terrestres, est exemplaire à cet égard. Au Svalbard et dans le Sud et l’Ouest du Groenland par exemple, les lemmings sont absents et la forte pression de prédation exercée sur les oiseaux, notamment par le renard polaire, ne permet qu’aux espèces les moins sensibles à la prédation (grand gravelot et bécasseau violet par ex.) de se reproduire. Au contraire, dans le Nord du Canada, le Nord et l’Est du Groenland, la présence des lemmings engendre une réduction de la pression de prédation sur les oiseaux, permettant également la nidification d’espèces apparemment plus sensibles aux prédateurs (bécasseaux sanderling et maubèche par ex.)

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Rôles du délai de maturation et des réponses fonctionnelles des prédateurs dans le déterminisme de la périodicité des cycles de prédateurs-proies.

Wang H.,Nagy J.D. , Gilg O. & Kuang Y. 2009 - The roles of predator maturation delay and functional response in determining the periodicity of predator-prey cycles. Mathematical Biosciences. 221: p. 1-10.

Résumé

Les cycles de populations des petits mammifères ont captivé l’attention de générations de biologistes théoriciens et expérimentaux et continuent à alimenter la controverse. La régulation par le haut (« top-down » ; prédation) ou par le bas (« buttom-up ; végétation) sont deux hypothèses concurrentes. Le principal objectif de cet article est d’explorer les contributions relatives d’une variété de facteurs écologiques aux cycles de populations de prédateurs-proies. Nous suggérons que pour certaines espèces - lemming à collier, lièvre à raquette et élan en particulier - le délai de maturation des prédateurs et leurs réponses fonctionnelles semblent être les facteurs déterminants. Notre étude suggère que le délai de maturation est à lui seul capable de déterminer la période des cycles, alors que la réponse fonctionnelle affecte grandement l’amplitude voire l’existence même des cycles. Ces résultats sont le fruit d’analyses de sensibilité de tous les paramètres d’un modèle mathématique du système différé lemming-hermine, une extension du modèle de Gilg. Notre résultat pourrait également expliquer pourquoi les lemmings ont un cycle de 4 ans contrairement à celui des lièvres à raquettes qui est de 10 ans. Notre modèle paramétrique supporte et élargit la vision de May qui affirmait que le retard temporel impactait la durée et l’amplitude des cycles. De plus, si les périodes de maturation des prédateurs sont trop courtes ou trop longues, ou si la réponse fonctionnelle ressemble au type I de Holling, alors les cycles de population n’apparaissent pas. Néanmoins, des périodes de maturation intermédiaires et favorables pour les prédateurs, et des réponses fonctionnelles favorables, peuvent générer des cycles de populations à la fois pour les proies et pour les prédateurs. Ces résultats semblent expliquer pourquoi certaines populations sont cycliques alors que d’autres ne le sont pas. Finalement, nous avons trouvé des combinaisons de paramètres pour notre modèle qui génèrent des cycles de 38 ans, une période qui concorde avec les estimations des cycles pour les interactions élan-loup sur l’île Royale dans le Michigan.

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Statut de la menacée mouette ivoire au Groenland.

Gilg O., Boertmann D., Merkel F., Aebischer A. & Sabard B. 2009 - Status of the endangered Ivory Gull, Pagophila eburnea, in Greenland. Polar Biol.. 32(9): p. 1275-1286.

Résumé

La mouette ivoire, une espèce rare du Haut-Arctique dont l’habitat principal tout au long de l’année est la banquise, est actuellement considérée comme « vulnérable » au Groenland et « en danger » au Canada où la population a décliné de 80% en 20 ans. Malgré ce constat préoccupant, le statut de l’espèce au Groenland restait quasi inconnu puisque la mouette ivoire niche dans des zones très reculées et dans des colonies pour lesquelles nous ne disposons, dans le meilleur des cas, que de données fragmentaires. En combinant recherche bibliographique, comptages terrestres, comptages aériens et suivi satellite, nous avons pu recenser 35 sites de reproduction dans l’Est et le Nord du Groenland, dont 20 nouveaux sites. La plupart des colonies se trouvent dans le Nord du Groenland et les plus grandes sont localisées sur des îles ou des terrasses côtières. La meilleure estimation actuelle de la taille de cette population est de 1 800 oiseaux nicheurs, mais la taille réelle est probablement supérieure à 4 000 oiseaux adultes (c’est-à-dire plus de 2 000 couples) puisque toutes les colonies n’ont pas encore été découvertes à ce jour et que seuls 50% au plus des oiseaux nicheurs sont habituellement présents dans les colonies lors des comptages. Bien que notre estimation soit quatre à huit fois supérieure aux précédentes, l’espèce semble être en déclin dans le sud de son aire de distribution groenlandaise alors que dans le nord, la tendance est moins nette, ce qui doit nous inciter à augmenter nos efforts de suivi de cette espèce.

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Dynamiques écologiques dans l’Arctique en lien avec les changements climatiques récents.

Post E., Forchhammer M.C., Bret-Harte S., Callaghan T.V., Christensen T.R., Elberling B., Fox A.D.,Gilg O. et al. 2009 - Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change. Science. 325(5946): p. 1355-1358.

Résumé

A la fin de la quatrième année polaire internationale, nous dressons l’état des conséquences écologiques des changements climatiques récents observés dans l’Arctique, en mettant l’accent sur les impacts observés au niveau des populations, communautés et écosystèmes.Malgré l’effet tampon lié à l’hétérogénéité du paysage, les écosystèmes arctiques et les relations trophiques qui les structurent ont été sévèrement perturbés. Ces changements rapides sont vraisemblablement les signes annonciateurs de changements qui interviendront également à des latitudes plus méridionales. Ils ont le potentiel d’affecter les services écosystémiques liés aux ressources naturelles, la production de nourriture, la régulation du climat et l’intégrité culturelle. Nous mettons l’accent sur les volets de la recherche écologique qui méritent d’être traités en priorité alors que l’Arctique continue à se réchauffer.

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Changements climatiques et dynamiques cycliques des populations de prédateurs et de proies dans le Haut-Arctique.

Gilg O., Sittler B. & Hanski I. 2009 - Climate change and cyclic predator-prey population dynamics in the high-Arctic. Global Change Biology. 15: p. 2634–2652.

Résumé

La région du Haut-Arctique abrite la communauté terrestre de prédateurs-proies la plus simple au monde, avec le lemming à collier comme unique rongeur et principale proie pour quatre prédateurs : la chouette harfang, le renard polaire, le labbe à longue queue et l’hermine. En utilisant une série temporelle de 20 ans de données pour ces cinq espèces et un modèle dynamique précédemment paramétré pour le Nord-Est Groenland, nous avons analysé les conséquences aux niveaux des populations et des communautés, du changement climatique actuel et prévisible. Les réponses des espèces au changement climatique sont complexes car en plus des effets directs, variables selon l’histoire naturelle des espèces, celles-ci sont également affectées indirectement, du fait par exemple des interactions entre proies et prédateurs. La communauté des lemmings-prédateurs illustre bien ces dynamiques complexes, néanmoins une conclusion robuste émerge de nos modélisations : dans la quasi-totalité des scénarios plausibles simulant la façon dont les changements climatiques risquent d’influencer la démographie de ces espèces, ces changements augmentent la durée des cycles de populations de lemmings et diminuent les densités maximales lors des phases de fortes abondances. Ce dernier impact est particulièrement néfaste pour les populations de prédateurs, adaptés à utiliser ces années de fortes abondances des proies. Le réchauffement climatique va donc indirectement réduire les densités et le succès de reproduction des prédateurs, et risque ainsi d’engendrer la disparition locale de certaines de ces espèces. Sur la base de ces résultats, nous pensons que la disparition récente des cycles de lemmings au Groenland de l’Est constitue probablement le premier signe d’un impact très sévère du changement climatique sur la communauté de lemmings-prédateurs au Groenland et ailleurs dans le Haut-Arctique.

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Réponses fonctionnelles et numériques de quatre prédateurs de lemmings dans le Haut-Arctique du Groenland.

Gilg O., Sittler B., Sabard B., Hurstel R., Sané R., Delattre P. & Hanski I. 2006 - Functional and numerical responses of four lemming predators in high arctic Greenland. Oikos. 113:193-216.

Résumé

Cet article documente les réponses fonctionnelles et numériques de ces quatre prédateurs présents dans le nord-est du Groenland que sont la chouette harfang, l’hermine, le labbe à longue queue et le renard polaire. À partir de ces éléments, l’impact de la prédation sur la dynamique des populations de lemmings est évalué sur la base de cycles de quatre ans et des différences de facteur 100 entre les densités minimales et maximales de lemmings. Toutes les espèces de prédateurs se nourrissent principalement (à plus de 90%) de lemming lorsque leur densité dépasse l’individu à l’hectare, mais la réponse de chacun des prédateurs varie beaucoup. La chouette harfang n’est présente et ne niche que lorsque les densités de lemmings sont supérieures à 2 lemmings par hectare, puis fournit une réponse numérique graduelle : plus les lemmings sont nombreux, plus la nichée sera importante. Le labbe à longue queue adopte une réponse numérique, et s’alimente grâce à des ressources alternatives, principalement des baies et des insectes, avec une proportion de lemmings qui augmente avec leur densité. Le labbe surpasse tous les autres prédateurs en été grâce à sa réponse totale. La réponse fonctionnelle du renard polaire commence à augmenter à des densités de lemmings beaucoup plus basses que celles des prédateurs aviens, mais sa réponse numérique est faible. Enfin, l’hermine est le prédateur le plus spécialisé et le seul ayant une réponse numérique avec un décalage temporel net. Selon leurs réponses numériques et fonctionnelles, chaque prédateur joue un rôle clé dans une partie du cycle des lemmings, mais seule l’hermine le conditionne véritablement. La prédation par l’hermine est énormément réduite lors de l’hiver qui précède le pic cyclique des lemmings, et elle atteint son maximum durant l’hiver qui précède la densité d’été la plus basse. Cette prédation par l’hermine semble maintenir des densités basses de lemmings durant au moins deux années successives. Cette étude apporte la preuve empirique de l’hypothèse de cycles de population d’un petit mammifère par un prédateur spécialiste.

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Observations récentes de baleine franche du Groenland au Nord-Est Groenland et dans la Mer du Groenland

Gilg O., Born E.W. 2005 - Recent sightings of the bowhead whale (Balaena mysticetus) in Northeast Greenland and the Greenland Sea. Polar Biology. 28: p. 796-801.

Résumé

Vers la fin du XIXe siècle, les pêcheurs de baleines avaient conduit les populations de baleine franche (Balaena mysticetus) du « stock du Spitzberg », réparties entre l’Est du Groenland et l’Est de la Russie arctique, au bord de l’extinction. Cet article relate les observations de baleine franche effectuées au Nord-Est du Groenland et dans la Mer du Groenland entre 1940 et 2004. Le nombre d’observations a augmenté dans le Nord-Est du Groenland depuis le milieu des années 1980. Seules trois sont documentées sur la période 1940-1979, mais six ont été réalisées durant les années 1980, six durant les années 1990, et huit entre 2000 et 2004. Ces observations impliquent respectivement un minimum absolu de trois, cinq et huit à dix individus différents. Une incertitude persiste sur l’origine de ces observations, puisqu’elles peuvent être liées à un effort de surveillance accru, à une immigration d’individus provenant d’autres territoires, à une augmentation récente de la population relique appartenant au stock du Spitzberg, ou une combinaison de ces facteurs.

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Dynamique cyclique dans une communauté de prédateurs-proie vertébrés simplifiée.

Gilg O., Hanski I., Sittler B. 2003 - Cyclic Dynamics in a Simple Vertebrate Predator-Prey Community. Science. 302 : 866-868.

Résumé

Dans la toundra du Haut-Arctique, le lemming à collier est prédaté par quatre espèces : la chouette harfang, l’hermine, le renard polaire et le labbe à longue queue. Chacune de ces espèces montre des différences marquées quant au nombre de lemmings qu’elles consomment, ainsi qu’à la dépendance de leur dynamique vis-à-vis des densités de lemmings. Cette étude présente un modèle prédateur-proie principalement basé sur des réponses des prédateurs, qui ont été estimées à partir des données empiriques. Ce modèle prédit une périodicité de quatre ans dans la dynamique des lemmings, ce qui est en accord avec les données empiriques à long terme. Rien ne semble indiquer sur le terrain que la croissance des populations de lemmings serait limitée par l’espace ou la nourriture disponibles, il n’est donc pas utile d’intégrer ces facteurs dans le modèle. Les dynamiques cycliques sont régies par une réponse numérique de l’hermine avec un délai d’un an, et stabilisées par prédation densité-dépendante par le renard polaire, la chouette harfang et le labbe à longue queue.

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Le déclin estival du lemming à collier dans le Haut-Arctique du Groenland.

Gilg O. 2002 - The summer decline of the collared lemming (Dicrostonyx groenlandicus) in high arctic Greenland. Oikos. 99(3): 499-510.

Résumé

Cet article présente l’étude de la structure et de la dynamique des populations de lemming à collier (Dicrostonyx groenlandicus Traill) sur l’île de Traill, au Nord-Est du Groenland, de 1998 à 2000. Il s’agit de la première étude détaillée d’une population de lemming à collier groenlandaise. Durant la période d’investigation, la densité de population a diminué de façon continue (d’un facteur de plus de 100), allant de plus de 10 individus par hectare (année de pic en 1998) à moins de 0,1 individu par hectare (année de creux en 2000), avec l’exception d’une période d’augmentation durant l’hiver 1998-1999. De nombreux paramètres populationnels ont pu être corrélés avec ces changements de densités. Le poids moyen était plus élevé durant l’année du pic que durant l’année intermédiaire (1999), et également plus grande en août qu’en juillet ces deux années. Les taux de croissance étaient seulement positifs en 1998, et concernaient uniquement les jeunes lemmings. De façon inattendue, le territoire des femelles était plus grand que celui des mâles, et celles-ci étaient plus mobiles durant la phase de déclin (1999). Un recrutement faible et des taux de prédation élevés (jusqu’à 3,4% par jour pour les femelles en 1998) étaient les causes directes proximales des déclins observés en été dans la zone d’étude. Un calcul simple montre que même avec un accroissement maximal, cette population de lemming n’aurait pas été en mesure de compenser le taux de prédation élevé, et a été inévitablement confrontée à un déclin induit par la prédation durant cette partie du cycle étudiée.

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Oiseaux et mammifères de la réserve naturelle du Delta de la Léna, Sibérie.

Gilg O., Sané R., Diana v. Solovieva D., Pozdnyakov V.,Sabard B., Tsanos D., Zöcler C., Lappo E., Syroechkovski E., Eichhorn G. 2000 - Birds and Mammals of the Lena Delta Nature Reserve, Siberia. Arctic. 53(2): 118-133.

Résumé

Le delta de la Lena est le plus grand delta de l’Arctique recouvert de toundra. Protégé depuis 1986, c’est l’une des aires les plus riches au delà de 71°N, à la fois en ce qui concerne la richesse spécifique que la densité d’espèces reproductrices. Entre le 6 juin et le 17 aout 1997, 16 espèces de mammifères et 76 espèces d’oiseaux ont été recensées dans la réserve naturelle du delta de la Lena et les secteurs limitrophes. Plusieurs espèces sont nouvelles pour la région : courlis de Sibérie, grive litorne, grive mauvis, pouillot boréal, gobemouche nain et rat surmulot. Deux nouvelles espèces nicheuses ont été trouvées : le faucon émerillon et le pouillot boréal. Combinées aux inventaires existants, ces données portent à 122 le nombre total d’espèces d’oiseaux recensées dans la région et à 67 celui des espèces s’y étant reproduit au moins une fois. Des densités comprises entre 245 et 641 oiseaux par km2 ont été notées sur deux zones d’étude restreintes. De telles densités sont inhabituelles à des latitudes supérieures à 70°N pour des oiseaux nicheurs non coloniaux. Les espèces les mieux représentées sont le bruant lapon (100 à 300 individus par km2), le phalarope à bec large (jusqu’à 200 par km2) et plusieurs espèces de bécasseaux (genre Calidris). Le tournepierre à collier et le bécasseau variable avaient des densités supérieures à celles qui avaient été rapportées précédemment dans le delta de la Lena et sur d’autres sites de Sibérie. Parmi les limicoles, le chevalier arlequin, la bécassine à queue pointue, le pluvier argenté, le bécasseau variable et le bécasseau cocorli semblent avoir étendu leur aire de répartition ou augmenté leurs populations durant les 15 dernières années. Mais des preuves supplémentaires restent nécessaires pour confirmer l’extension vers l’ouest de l’eider à lunettes, du bécassin à long bec et du bécasseau à queue pointue.

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Faible abondance des nids d’eider à tête grise durant les années de faible abondance de lemmings dans le Nord-Est du Groenland.

Sittler B., Gilg O., Berg T.B 2000 - Low abundance of King eider nests during low lemming years in Northeast Greeland. Arctic. 53(1): 53-60.

Résumé

Une étude à long terme menée sur l’île de Traill (Nord-Est du Groenland) a mis en évidence que le nombre de nids d’eiders à tête grise (Somateria spectabilis) est corrélé à de fortes densités de lemming à collier (Dicrostonyx groenlandicus). Ces observations sont identiques à celles des autres relevés fauniques réalisés dans cette région et confortent des constats similaires sur le succès de reproduction des oies arctiques. Le déterminisme de ces phénomènes semble être lié au fait que les mammifères prédateurs se concentrent sur les lemmings lorsque ces derniers sont abondants, mais exercent une pression de prédation plus forte sur les autres espèces lorsque les lemmings se font plus rares. L’effort de recherche des prédateurs semble augmenter durant les années de creux, ce qui accroît la probabilité de découvrir les nids d’eiders. Cette étude souligne l’importance d’examiner les phénomènes dans l’ensemble de la communauté animale pour tenter d’expliquer les fluctuations cycliques dans les écosystèmes nordiques.

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Réponse de l'Hermine à une population fluctuante de Lemming à collier au Nord-Est du Groenland : résultats préliminaires d'une étude à long terme.

Sittler B. 1995 - Response of stoat (Mustela erminea) to a fluctuating lemming (Dicrostonyx groenlandicus) population in North East Greeland : preliminary results from a long term study. Annales Zoologici Fennici. 32: 79-92.

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