Écologie de la reproduction et de la migration du pluvier bronzé, (Pluvialis dominica) nichant en arctique

RÉSUMÉ : Les changements globaux s'accélèrent et bouleversent le monde du vivant. Ces changements ont des répercussions sur l'abondance et la répartition de plusieurs espèces, en particulier les espèces migratrices. Les animaux migrateurs ont des particularités dont il faut tenir compte pour espérer identifier les facteurs responsables des changements d'effectifs de population. Ils utilisent souvent de grandes étendues spatiales durant leur cycle de vie annuel et fréquentent différents types d'habitats le long de leur corridor de migration. Ainsi, ils vont s'insérer temporairement dans des communautés écologiques distantes qui sont soumises à des changements de nature et d'intensité différentes. L'étude des relations trophiques indirectes, de la connectivité migratoire et des interactions saisonnières est importante afin d'améliorer notre compréhension de la dynamique de population des espèces migratrices et pour mettre en place des mesures de conservation adéquates. Ces trois concepts demeurent néanmoins peu étudiés chez la majorité des migrateurs. Cette thèse aborde ces thèmes en utilisant les oiseaux de rivage (limicoles) comme modèle d'étude. Les limicoles sont un groupe d'oiseaux migrateurs présentant de grands défis de conservation. Au Canada, près de 80 % des populations sont en déclin dont les causes restent incertaines et probablement multiples. Plusieurs espèces de limicoles nichent dans l'Arctique, où les changements climatiques sont très marqués. Les thèmes abordés dans cette thèse portent principalement sur la reproduction et la migration d'une espèce de limicole nichant dans l'Arctique, le Pluvier bronzé (Pluvialis dominica). Les objectifs spécifiques de la thèse sont de : 1- Quantifier la relation trophique indirecte entre des espèces de proies migratrices durant leur reproduction dans un écosystème arctique (oies des neiges (Anser caerulescens) et limicoles). 2- Décrire l'utilisation de l'espace et quantifier la connectivité migratoire à l'échelle de l'aire de répartition des Pluviers bronzés en considérant à la fois le temps et l'espace. 3- Relier la phénologie de la migration des individus avec la phénologie de la disponibilité de leur habitat de reproduction chez le Pluvier bronzé. Dans le premier chapitre, nous avons constaté qu'une colonie d'oies avait une forte influence sur la répartition spatiale des prédateurs et oiseaux de rivage. La présence de prédateurs de nids diminuait, tandis que la présence de pluviers bronzés nicheurs augmentait avec la distance à la colonie d'oies. De plus, le risque de prédation des nids de limicole diminuait avec la distance à la colonie. La densité des lemmings, proies fortement consommées par les prédateurs, modulait la force de ces effets indirects. Les oies affectent donc négativement les oiseaux de rivage via le partage de prédateurs communs. Dans le deuxième chapitre, le suivi de Pluviers bronzés pendant leur cycle annuel nous a permis de conclure que la connectivité migratoire est relativement faible chez cette espèce, puisque les individus provenant de sites de reproduction éloignés se retrouvent dans les mêmes secteurs pendant la majeure partie de la période non reproductrice. Ceci suggère que les populations reproductrices devraient être touchées de façon similaire par des perturbations ou changements survenant sur plusieurs haltes migratoires et aires d'hivernage communes. Le troisième chapitre montre que la phénologie de la dernière partie de la migration printanière est reliée à la phénologie moyenne de la fonte de la neige sur les sites de reproduction des Pluviers bronzés, plutôt qu'à la distance de migration restante pour rejoindre le site de reproduction ou la durée d'arrêt à la halte migratoire. Cela supporte l'hypothèse qu'une partie du calendrier migratoire des individus est adaptée à la phénologie de la disponibilité des sites de reproduction. Globalement, nos travaux démontrent que des changements qui s'opèrent dans des écosystèmes distants peuvent entraîner des cascades spatiales via des interactions trophiques indirectes entre des espèces mi ratrices se reproduisant en sympatrie dans l'Arctique. De plus, des changements survenant à des moments et des endroits très spécifiques peuvent avoir des effets sur toutes les populations reproductrices d'une espèce ayant une vaste répartition géographique. Finalement, le réchauffement climatique pourrait causer une pression de sélection très variable sur le calendrier de migration d'oiseaux qui partagent les mêmes haltes migratoires. Globalement, nos résultats contribuent à améliorer notre capacité à expliquer et prévoir l'effet des changements globaux sur les espèces migratrices. -- Mot(s) clé(s) en français : Interactions indirectes, migration, connectivité migratoire, phénologie, oiseau de rivages. -- \nABSTRACT : Global changes are acceleratating and disrupt the living world. These major climatic and environmental changes have repercussions on the abundance and distribution of several species, especially migratory species. Migratory animals have particularities that must be taken into account in order to hope to identify the factors responsible for changes in population numbers. They often use large spatial areas during their annual life cycle and frequent different types of habitats along their migration corridor. Thus, they will temporarily fit into distant ecological communities that are subject to changes of different nature and intensity. The study of indirect trophic relationships, migratory connectivity and seasonal interactions is important to improve our understanding of the population dynamics of migratory species and to put in place adequate conservation measures. However, these three concepts remain little studied in the majority of migrants. This thesis addresses these themes using shorebirds (waders) as a study model. Shorebirds are a group of migratory birds presenting great conservation challenges. In Canada, nearly 80% of populations are in decline, the causes of which remain uncertain and probably multiple. Several species of waders nest in the Arctic, where climate change is acute. The topics addressed in this thesis relate mainly to the reproduction and migration of a shorebird species nesting in the Arctic, the American Golden-Plover (Pluvialis dominica). The specific objectives of the thesis are to: 1- Quantify the indirect trophic relationship between migratory prey species during their reproduction in an arctic ecosystem (snow geese [Anser caerulescens] and waders, particularly the American Golden-Plover). 2-Describe spatial use and quantify migratory connectivity across the breeding range American Golden-Plovers, considering both time and space. 3- Link the phenology of the migration of individuals with the phenology of the availability of their breeding habitat in American Golden Plover. In the first chapter, we found that a colony of geese had a strong influence on the spatial distribution of predators and shorebirds. The presence of nest predators decreased, while the presence of nesting American Golden-Plovers increased with distance from the goose colony. In addition, the risk of shorebirds nest predation decreased with distance from the colony. The density of lemmings, prey highly consumed by predators, modulated the strength of these indirect effects. Geese therefore negatively affect shorebirds through the sharing of common predators. In the second chapter, the monitoring of American Golden-Plovers during their annual cycle allowed us to conclude that the migratory connectivity is relatively low in this species because individuals coming from geographically separated breeding site were found in the same areas during most of the non-breeding period. This suggests that breeding populations should be similarly affected by disturbances or changes occurring at several common stopover and wintering areas. The third chapter demonstrates that the phenology of the latter part of the spring migration is related to the average snowmelt phenology at American Golden-Plover breeding sites, rather than to the remaining distance to reach their breeding site or to the duration of the stopover site. This supports the hypothesis that part of the migratory calendar of individuals is adapted to the phenology of the availability of breeding sites. Overall, this work demonstrates that changes in distant ecosystems can drive spatial cascades via indirect trophic interactions between sympatrically breeding migratory species in the Arctic. In addition, changes occurring at very specific times and places can affect all breeding populations of a species with a wide geographic distribution. Finally, global warming could cause highly variable selection pressure on the migration schedule of birds that share the same migratory stopovers. Overall, our results contribute to improving our ability to explain and predict he effect of global changes on migratory species. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Indirect interactions, migration, migratory connectivity, phenology, shorebird.

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