Écologie spatiale des tortues marines dans le Sud-ouest de l’océan Indien : apport de la géomatique et de la modélisation pour la conservation

Animal movement is crucial to the ecology of spatially structured population, particularly for highly mobile species. Marine turtles’ life cycle is indeed closely related to spatial and environmental factors. This work analyses the spatial ecology of marine turtles, from early juvenile to adult stages, in the Southwest Indian Ocean, primarily through the use of two methods: satellite tracking and individual-based modeling. Firstly, this analysis argues that green turtle’s reproductive phenology across the region is mainly related to the sea surface temperature in the vicinity of the nesting site. Then, it shows how drifting trajectories of hatchlings in oceanic currents unevenly influence their life history traits depending on the position of the natal site. By tracking late juvenile stage, this work also suggests a trans-equatorial developmental cycle for loggerhead turtle in the Indian Ocean. At adult stage, it describes migratory corridors and connectivity for green turtle across the region. Finally, an integrative approach considering all these results allows for an understanding of the regional migratory patterns and their influence on population dynamics. The results of this work provide a practical policy decision tool for management and conservation of marine turtles in the Southwest Indian Ocean and highlight the need for a large-scale approach in the protection of biological resources and heritage shared by multiple nations.Le déplacement animal joue un rôle déterminant dans la structuration spatiale et la dynamique des populations biologiques, en particulier des espèces fortement mobiles. L’espace et l’environnement font ainsi partie intégrante du cycle de vie des tortues marines. Ce travail de thèse propose de caractériser l’écologie spatiale des tortues marines, du stade juvénile au stade adulte, dans le Sud-ouest de l’océan Indien, principalement par l’usage de deux méthodes : la télémétrie satellitaire et la modélisation individu-centrée. Il montre en premier lieu que la phénologie de la reproduction de la tortue verte à travers la région est principalement liée à la température de surface de la mer au voisinage des sites de reproduction. Sont ensuite étudiés les patrons de dérive des nouveau-nés générés par les courants océaniques qui impacteraient inégalement leurs traits d’histoire de vie selon l’emplacement du site de naissance. Concernant le stade immature, les résultats suggèrent un cycle de développement trans-équatorial pour la tortue caouanne dans l’océan Indien. Pour le stade adulte, cette étude caractérise les couloirs et la connectivité migratoires de la tortue verte dans la région. Enfin, l’intégration de ces résultats permet de comprendre la structuration des patrons migratoires régionaux et leur influence sur la dynamique des populations. L’ensemble des connaissances acquises fournit un support concret d’aide à la décision pour la mise en place de plans de gestion et de conservation des tortues marines dans le Sud-ouest de l’océan Indien. Cela souligne l’importance d’une approche à grande échelle pour la protection d’un patrimoine biologique partagé par plusieurs nations

Spatial ecology of marine turtles in the South-West Indian Ocean : conservation insights from remote sensing and modeling.

Le déplacement animal joue un rôle déterminant dans la structuration spatiale et la dynamique des populations biologiques, en particulier des espèces fortement mobiles. L’espace et l’environnement font ainsi partie intégrante du cycle de vie des tortues marines. Ce travail de thèse propose de caractériser l’écologie spatiale des tortues marines, du stade juvénile au stade adulte, dans le Sud-ouest de l’océan Indien, principalement par l’usage de deux méthodes : la télémétrie satellitaire et la modélisation individu-centrée. Il montre en premier lieu que la phénologie de la reproduction de la tortue verte à travers la région est principalement liée à la température de surface de la mer au voisinage des sites de reproduction. Sont ensuite étudiés les patrons de dérive des nouveau-nés générés par les courants océaniques qui impacteraient inégalement leurs traits d’histoire de vie selon l’emplacement du site de naissance. Concernant le stade immature, les résultats suggèrent un cycle de développement trans-équatorial pour la tortue caouanne dans l’océan Indien. Pour le stade adulte, cette étude caractérise les couloirs et la connectivité migratoires de la tortue verte dans la région. Enfin, l’intégration de ces résultats permet de comprendre la structuration des patrons migratoires régionaux et leur influence sur la dynamique des populations. L’ensemble des connaissances acquises fournit un support concret d’aide à la décision pour la mise en place de plans de gestion et de conservation des tortues marines dans le Sud-ouest de l’océan Indien. Cela souligne l’importance d’une approche à grande échelle pour la protection d’un patrimoine biologique partagé par plusieurs nations.Animal movement is crucial to the ecology of spatially structured population, particularly for highly mobile species. Marine turtles’ life cycle is indeed closely related to spatial and environmental factors. This work analyses the spatial ecology of marine turtles, from early juvenile to adult stages, in the Southwest Indian Ocean, primarily through the use of two methods: satellite tracking and individual-based modeling. Firstly, this analysis argues that green turtle’s reproductive phenology across the region is mainly related to the sea surface temperature in the vicinity of the nesting site. Then, it shows how drifting trajectories of hatchlings in oceanic currents unevenly influence their life history traits depending on the position of the natal site. By tracking late juvenile stage, this work also suggests a trans-equatorial developmental cycle for loggerhead turtle in the Indian Ocean. At adult stage, it describes migratory corridors and connectivity for green turtle across the region. Finally, an integrative approach considering all these results allows for an understanding of the regional migratory patterns and their influence on population dynamics. The results of this work provide a practical policy decision tool for management and conservation of marine turtles in the Southwest Indian Ocean and highlight the need for a large-scale approach in the protection of biological resources and heritage shared by multiple nations

EXPEDITION EUROPA 2011. Rapport de Mission Europa, 16 Novembre – 2 décembre 2011 - IFREMER/ KELONIA / CNRS

Cette mission scientifique s’est déroulée dans le cadre du projet DYMITILE II (Dynamique Migratoire des Tortues marines nidifiant dans les Iles françaises de l’océan Indien) en vue de la rédaction des recommandations scientifiques pour la mise en place d’un plan national d’action pour la conservation de ces espèces dans les territoires français de l’océan Indien. Cette mission avait 3 objectifs principaux : - contribuer à la meilleure compréhension des voies migratoires des tortues vertes femelles en migration post reproductive dans les principaux sites de ponte du sud-ouest de l’océan Indien. Compte tenu du succès des précédents déploiements de balises, nous avons décidé de focaliser la mission sur les tortues dans la mangrove. - Contribuer à mieux comprendre le comportement des immatures de tortues vertes et imbriquées sur leur habitat de développement via 2 approches : (i) par marquage/relecture et (ii) déploiement de balises Argos-GPS. - Valoriser les résultats acquis sur place par la production d’un film de 26 mn

DYMITILE – DYnamique MIgratoire des Tortues marines nidifiant dans les ILEs françaises de l'Océan Indien

Chez les tortues marines, la migration est un processus indispensable tout au long de leur cycle biologique. Décrire et caractériser le cycle spatial des tortues marines est donc nécessaire pour définir une stratégie de conservation efficace à long terme. Nous avons étudié, grâce à la télémétrie satellitaire, la dynamique spatiale de deux espèces à différents stades de leur vie : 105 tortues vertes adultes Chelonia mydas en migration post reproductive dans le Sud-ouest de l’océan Indien (SOOI), et 18 tortues caouannes juvéniles Caretta caretta en phase océanique capturées accidentellement par la pêcherie palangrière réunionnaise.Le suivi des tortues vertes femelles a permis d’obtenir 77 trajets complets de migration post reproductive (Europa (17), Mayotte (17), Tromelin (21), les Glorieuses (15), Mohéli (3), Vamizi (3) et Juan de Nova (1)). La longueur moyenne des trajets migratoires observée est de 1405km, parcourus en moyenne en 24 jours. Les trajets enregistrés ont montré une importante dispersion à travers la région. Deux couloirs migratoires spécifiques ont pu être identifiés : (1) entre le nord de Madagascar et la frontière Mozambique/Tanzanie, (2) entre Europa et le Nord du Mozambique. Les zones d’alimentation les plus fréquentées sont situées à 35% au sein d’une aire marine protégée, essentiellement le long des côtes nord du Mozambique, du sud de la Tanzanie et du nord de Madagascar. La stratégie de déploiement des balises a également permis de démontrer que les voies migratoires et les sites d’alimentation des tortues nidifiant pendant ou hors du pic de ponte sont globalement similaires, même si celles se reproduisant en dehors du pic de ponte parcourent plus de kilomètres en plus de temps que celles se reproduisant pendant le pic. Les palangriers réunionnais capturent accidentellement essentiellement des tortues caouannes juvéniles. Le suivi satellitaire de 18 de ces tortues a permis de mettre en évidence un cycle de développement trans-équatorial, avec des individus appartenant en majorité aux populations du nord-ouest de l’océan Indien, un stock abondant et considéré actuellement comme non menacé. Ces résultats suggèrent que l’impact de la pêche palangrière réunionnaise est faible au regard (1) de l’espèce interagissant avec cette pêcherie, (2) du nombre d’interaction et (3) de l’origine supposé des individus capturées. Cette étude a également permis un rapprochement avec les pêcheurs par la mise en place d’une coopération forte avec le centre de soin de Kélonia, limitant l’impact de cette pêcherie sur les tortues caouannes juvéniles. Cette étude a permis d’évaluer la connectivité migratoire des tortues vertes adultes et caouannes juvéniles dans l’océan Indien occidentale et de révéler d’importantes implications en terme conservation régionale pour ces espèces

Distinction between effective pattern-based and selection-based biodiversity surrogates is essential: caveats for managers

Ecological concepts and data may justify the selection of biodiversity conservation plans among different options, but can also lead to poor conservation guidelines if not properly used. The use and meaning of the 'surrogate' concept in ecology and conservation planning contexts is a typical example. Surrogates are entities such as species, environmental variables or habitats, which are used to represent a target entity such as genes, species, ecosystems or related metrics. 'Pattern-based surrogacy' identifies effective surrogates using statistical congruence, while 'selection-based surrogacy' identifies effective surrogates through a notional conservation plan or prioritization analysis where sites are added to a set of protected areas, often using a complementarity criterion between sites. With this clear framework in mind, an investigation of the coral reef literature revealed that most published studies on surrogates of reef biodiversity refer in fact to pattern-based surrogates. Fundamentally, there is nothing wrong with both approaches. However, efficient pattern-based surrogates are often recommended for conservation planning, implying that they could be efficient selection-based surrogates. In fact, efficient pattern-based surrogates are not necessarily efficient selection-based surrogates and vice versa. The reason is the complementarity rules used by selection algorithms. We call for more clarity from authors on the context in which effective surrogates have to be used, and more caution from managers when surrogates are to be used in conservation plans

DYMATURE 2015 - Dynamique spatio-temporelle et origine des tortues vertes immatures des îles Eparses. Rapport de Mission Glorieuse & Juan de Nova, 20 mars – 12 avril 2015

Dans la suite de la mission à Europa en 2011, des missions menées depuis 2005 par les équipes d’Ifremer et de Kélonia, et dans le cadre de l’Action 4.2.3 du Plan National d’Action (PNA) tortues marines dans les îles Eparses, l’objectif de cette mission à Glorieuses et à Juan de Nova a été de continuer à acquérir des données sur la dynamique spatio-temporelle des immatures de tortues vertes présentes dans les îles Eparses. Plus précisément, cette mission a eu pour objectif de : 1- continuer la série longue de marquage –relecture de tortues vertes juvéniles présentes dans le lagon des Glorieuses et de Juan de Nova ainsi que les suivis de croissance des individus recapturés, 2- déterminer le comportement spatial à fine échelle des tortues vertes juvéniles présentes dans le lagon de Juan de Nova par l’utilisation de balises Argos FASTLOC GPS (N=9) fixées sur la carapace, 3- déterminer le comportement alimentaire des tortues vertes juvéniles présentes dans le lagon de Juan de Nova par l’utilisation de caméras miniatures fixées sur la carapace (N=9). En parallèle, cette mission a également permis de reposer des panneaux d’identification des plages de référence pour les comptages de traces sur Juan de Nova ainsi que de tester un goniomètre fournit par CLS pour aider à repérer les tortues marines équipées d’une balises Argos

The spatial ecology of juvenile loggerhead turtles (Caretta caretta) in the Indian Ocean sheds light on the "lost years" mystery

While our understanding of the early oceanic developmental stage of sea turtles has improved markedly over recent decades, the spatial context for this life history stage remains unknown for Indian Ocean loggerhead turtle populations. To address this gap in our knowledge, 18 juvenile loggerheads were satellite tracked from Reunion Island (21.2A degrees S, 55.3A degrees E) between 2007 and 2011. Nine turtles swam north toward Oman (20.5A degrees N, 58.8A degrees E), where one of the world's largest rookeries of loggerheads is located. Three individuals traveled south toward South Africa and Madagascar, countries that also host loggerhead nesting grounds. Fourteen of the transmitters relayed diving profiles. A dichotomy between diurnal and nocturnal diving behavior was observed with a larger number of shorter dives occurring during the day. Diving behavior also differed according to movement behavior as individuals spent more time in subsurface waters (between 10 and 20 m) during transit phases. The study provides an understanding of the oceanic movement behavior of juvenile loggerheads in the Indian Ocean that suggests the existence of an atypical trans-equatorial developmental cycle for the species at the ocean basin scale in the Indian Ocean. These results address a significant gap in the understanding of loggerhead oceanic movements and may help with the conservation of the species

Modeling Spatial Population Dynamics of Green Turtle (Chelonia Mydas) in the Southwest of Indian Ocean

International audienceMore than twenty years of active research on green turtle (Chelonia mydas) in the South West Indian Ocean (SWIO) have contributed to improve the knowledge of the species biology and ecology. However, lots of gaps still remain regarding the links between the main behavioral processes: alimentation, reproduction and migration, while shifts in these processes at individual scale have major impacts at population scale. On this basis, we have started implementing a spatially explicit individual-based model (IBM) to assess population dynamics of the green turtle in the SWIO. Our simulation experiment aims to unify, in a single model, alimentation, navigation and reproduction constraints as well as potential changes in foraging or breeding sites

The next step in shallow coral reef monitoring: Combining remote sensing and in situ approaches

Most current coral reef management is supported by mapping and monitoring limited in record length and spatial extent. These deficiencies were addressed in a multidisciplinary study of cyclone impacts on Abore Reef, New-Caledonia. Local knowledge, high thematic-resolution maps, and time-series satellite imagery complemented classical in situ monitoring methods. Field survey stations were selected from examination of pre- and post-cyclone images and their post-cyclone coral communities documented in terms of substrata, coral morphologies, live coral cover, and taxonomy. Time-series maps of hierarchically defined coral communities created at spatial scales documenting the variability among communities (29-45 classes) and suggesting the processes that affected them. The increased spatial coverage and repeatability of this approach significantly improved the recognition and interpretation of coral communities' spatio-temporal variability. It identified precise locations of impacted areas and those exhibiting coral recovery and resilience. The approach provides a comprehensive suite of information on which to base reef-scale conservation actions. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved