Aspects non-canalisés de la dynamique de population de la grande oie des neiges : probabilités de reproduction et de survie juvénile

Thèse en cotutelle, Université Laval, Québec et Université de Montpellier 2, Montpellier, FranceChez les espèces longévives, une relation inverse entre la variabilité des paramètres démographiques et leur élasticité (i.e. la contribution relative du paramètre au taux de croissance de la population) semble exister. La théorie de la canalisation environnementale permet d’expliquer une telle relation. Les paramètres ayant la plus haute élasticité auraient évolué de façon à être moins variable face aux variations environnementales afin d’optimiser la fitness individuelle et ainsi maximiser la croissance de la population. Afin de tester l’existence d’une telle hypothèse chez une espèce, il est nécessaire d’estimer les paramètres démographiques ainsi que leur contribution relative au taux de croissance. À l’aide des modèles les plus récents de capture-marquage-recapture, nous avons donc estimé les paramètres de survie juvénile et de reproduction chez la grande oie des neiges pour les comparer au taux de survie adulte, paramètre le plus élastique. Notre étude a montré que les paramètres de survie juvéniles et de probabilité de nicher étaient très variables, tel qu’attendu. Le taux de survie juvénile dépend des conditions environnementales, avec notamment un fort effet du parasitisme. En vermifugeant des individus, nous avons trouvé un effet négatif des parasites intestinaux sur la survie des oies juvéniles femelles mais pas sur celle des mâles, ce qui s’explique probablement par une différence d’investissement dans le système immunitaire en fonction du sexe chez les individus en croissance. La probabilité de nicher est aussi dépendante des conditions environnementales mais notre étude a également révélé l’existence de coûts associés à la reproduction. En effet, la probabilité de nicher l’année suivante était fortement réduite suite à une reproduction avec succès comparé aux individus qui avaient eu un échec. Par contre, parmi les individus qui nichent, ceux qui avaient du succès l’année précédente avaient plus de chance d’avoir à nouveau du succès l’année suivante que ceux qui avaient eu un échec, ce qui suggère une hétérogénéité dans la qualité des individus. En parallèle de ces estimations, nous avons montré que le taux de survie adulte était constant au cours du temps et indépendant du statut reproducteur l’année précédente. Finalement, nous avons également trouvé que la survie adulte ne différait pas entre 2 colonies situés à 800 km de distance dans l’Arctique canadien, ce qui suggère une faible variabilité spatiale pour ce paramètre démographique. Notre étude a donc démontré la faible variabilité temporelle et spatiale du paramètre démographique le plus important pour le taux de croissance de la population, contrairement aux autres paramètres qui montrent une forte variabilité chez la grande oie des neiges. Notre étude permet donc d’appuyer la théorie de la canalisation environnementale des paramètres démographiques chez les espèces longévives.In long-lived species, an inverse relationship apparently exists between variability of demographic parameters and their elasticity (i.e. the relative contribution of a given parameter to the population growth rate). The environmental canalization theory has been proposed to explain such a relationship. Demographic parameters with the highest elasticity should have evolved in a way that reduces their variability in presence of environmental variations in order to optimize individual fitness and hence to maximize the population growth rate. To test this hypothesis in a given species, demographic parameters and their elasticity need to be accurately estimated. Using advanced capture-mark-recapture models, we estimated juvenile survival and breeding probabilities in the greater snow goose and we compared their variability to adult survival, the parameter with the highest elasticity. Our study showed that both juvenile survival rate and breeding propensity were highly variable, as expected. The juvenile survival probability varied in response to environmental conditions, with a strong impact of parasitism. An anthelmintic drug treatment applied to juveniles revealed a negative effect of intestinal parasites on survival of juvenile females but not males, which could be explained by a sex-differential investment in the immune system in growing individuals. We found that the breeding propensity also varied with environmental conditions but we also found some evidence for costs of reproduction. Breeding propensity in the following year was greatly reduced after a successful reproduction compared to birds that had a failed attempt. However, among birds that bred, those that had a success the year before were more likely to be successful again the following year than those that had failed, which suggests heterogeneity in individual quality. In those studies, we showed that adult survival was constant over time and independent of the breeding status the year before. Finally, we also found that adult survival did not differ between 2 breeding colonies distant of 800 km in the Canadian Arctic, which suggests a low spatial variability for this demographic parameter. We thus demonstrated a low temporal and spatial variability in the most important demographic parameter for population growth, which contrasts with the high variability of other parameters in the greater snow goose. Our study supports the environmental canalization theory as applied to demographic parameters in long-lived species

Variations in band reporting rate and implications for kill rate in Greater Snow Geese

We assessed spatial and temporal variation in reporting probability of banded Greater Snow Geese (Chen caerulescens atlantica) shot by hunters in eastern North America and evaluated potential residual biases in kill rate estimation. Adult Greater Snow Geese were marked with reward (value: US$10,$20, $30,$50, and $100) and standard bands ($0, control) in the Canadian Arctic from 2003 to 2005. We used a spatially explicit multinomial model based on 200 direct recoveries from 4256 banded geese to estimate reporting rate and harvest rate. We found that reporting rate for standard bands varied over time whereas harvest rate was higher in Canada than in the U.S. The reporting probability increased from 0.40 ± 0.11 in the first year of the study to 0.82 ± 0.14 and 0.84 ± 0.13 the second and third years, respectively. Overall, these reporting rates are higher than two previous estimates for this population, which leads to lower estimates of kill rate. However, the large annual differences in reporting rates found in this study lead to uncertainty in the estimation of kill rate. We suggest that the increase in reporting rate in the last two year of the study may be due to the dissemination of information among hunters regarding the presence of reward bands on birds, resulting in increased reporting rate for all bands. This raises issues about the need to adequately inform the public in such large-scale studies to avoid undesirable temporal trends over the course of the study

Non-canalized aspects of population dynamics of greater snow goose : juvenile survival and reproduction probabilities

Chez les espèces longévives, une relation inverse entre la variabilité des paramètres démographiques et leur élasticité (i.e. la contribution relative du paramètre au taux de croissance de la population) semble exister. La théorie de la canalisation environnementale permet d'expliquer une telle relation. Les paramètres ayant la plus haute élasticité auraient évolué de façon à être moins variable face aux variations environnementales afin d'optimiser la fitness individuelle et ainsi maximiser la croissance de la population. Afin de tester l'existence d'une telle hypothèse chez une espèce, il est nécessaire d'estimer les paramètres démographiques ainsi que leur contribution relative au taux de croissance. À l'aide des modèles les plus récents de capture-marquage-recapture, nous avons donc estimé les paramètres de survie juvénile et de reproduction chez la grande oie des neiges pour les comparer au taux de survie adulte, paramètre le plus élastique.Notre étude a montré que les paramètres de survie juvéniles et de probabilité de nicher étaient très variables, tel qu'attendu. Le taux de survie juvénile dépend des conditions environnementales, avec notamment un fort effet du parasitisme. En vermifugeant des individus, nous avons trouvé un effet négatif des parasites intestinaux sur la survie des oies juvéniles femelles mais pas sur celle des mâles, ce qui s'explique probablement par une différence d'investissement dans le système immunitaire en fonction du sexe chez les individus en croissance. La probabilité de nicher est également dépendante des conditions environnementales mais notre étude a également révélé l'existence de coûts associés à la reproduction. En effet, la probabilité de nicher l'année suivante était fortement réduite suite à une reproduction avec succès comparé aux individus qui avaient eu un échec. Par contre, parmi les individus qui nichent, ceux qui avaient du succès l'année précédente avaient plus de chance d'avoir à nouveau du succès l'année suivante que ceux qui avaient eu un échec, ce qui suggère une hétérogénéité dans la qualité des individus. En parallèle de ces estimations, nous avons montré que le taux de survie adulte était constant au cours du temps et indépendante du statut reproducteur l'année précédente. Finalement, nous avons également trouvé que la survie adulte ne différait pas entre 2 colonies situés à 800 km de distance dans l'Arctique canadien, ce qui suggère une absence de variabilité spatiale pour ce paramètre démographique. Notre étude a donc démontré la faible variabilité temporelle et spatiale du paramètre démographique le plus important pour le taux de croissance de la population, contrairement aux autres paramètres qui montrent une forte variabilité chez la grande oie des neiges. Notre étude permet donc d'appuyer la théorie de la canalisation environnementale des paramètres démographiques chez les espèces longévives.In long-lived species, an inverse relationship apparently occurs between variability of demographic parameters and their elasticity (i.e. the relative contribution of a given parameter to the population growth rate). The environmental canalization theory has been proposed to explain such a relationship. Demographic parameters with the highest elasticity should have evolved in a way reducing their variability in presence of environmental variations in order to optimize individual fitness and hence to maximize the population growth rate.To test this hypothesis in a given species, demographic parameters and their elasticity need to be accurately estimated. Using advanced capture-mark-recapture models, we estimated juvenile survival and breeding probabilities in the greater snow goose and we compared their variability to adult survival, the parameter with the highest elasticity.Our study showed that both juvenile survival rate and breeding propensity were highly variable, as expected. The juvenile survival probability varied upon environmental conditions, with a strong impact of parasitism. An anthelmintic drug treatment applied to juveniles revealed a negative effect of intestinal parasites on survival of juvenile females but not males, which could be explained by a sex-differential investment in the immune system in growing individuals. We found that the breeding propensity also varied with environmental conditions but we also found some evidence for costs of reproduction. Breeding propensity in the following year was greatly reduced after a successful reproduction compared to birds that had a failed attempt. However, among birds that bred, those that had a success the year before were more likely to be successful again the following year than those that had failed, which suggests heterogeneity in individual quality. In those studies, we showed that adult survival was constant over time and independent of the breeding status the year before. Finally, we also found that adult survival did not differ between 2 breeding colonies distant of 800 km in the Canadian Arctic, which suggests an absence of spatial variability for this demographic parameter.We thus demonstrated a low temporal and spatial variability in the most important demographic parameter for population growth, which contrasts with the high variability of other parameters in the greater snow goose. Our study supports the environmental canalization theory as applied to demographic parameters in long-lived species

Temporal variation of juvenile survival in a long-lived species: The role of parasites and body condition

International audienc

To breed or not: A novel approach to estimate breeding propensity and potential trade-offs in an Arctic-nesting species

International audienc

Investigating Rates of Hunting and Survival in Declining European Lapwing Populations

<div><p>Understanding effects of harvest on population dynamics is of major interest, especially for declining species. European lapwing <i>Vanellus vanellus</i> populations increased from the 1960s until the 1980s and declined strongly thereafter. About 400,000 lapwings are harvested annually and it is thus of high conservation relevance to assess whether hunting was a main cause for the observed changes in lapwing population trends. We developed a multi-event cause-specific mortality model which we applied to a long-term ring-recovery data set (1960–2010) of > 360,000 records to estimate survival and cause-specific mortalities. We found no temporal change in survival over the last 50 years for first-year (FY) and older birds (after first-year; AFY) originating from different ringing areas. Mean survival was high, around 0.60 and 0.80 for FY and AFY individuals, respectively. The proportion of total mortality due to hunting was <0.10 over the study period and the estimated proportion of harvested individuals (kill rate) was <0.05 in each year. Our result of constant survival indicates that demographic processes other than survival were responsible for the pronounced change in lapwing population trends in the 1980s. Our findings lend support to the hypothesis that hunting was not a significant contributor to the large-scale decline of lapwing populations. To halt the ongoing decline of European lapwing populations management should focus on life history stages other than survival (e.g. productivity). Further analyses are required to investigate the contribution of other demographic rates to the decline of lapwings and to identify the most efficient conservation actions.</p></div

Red-legged partridge. Alectoris rufa

Peer reviewe

Summary of the numbers of lapwings ringed as chick in each country and subsequently recovered by areas.

<p>Recovery areas: BI (British Isles), NE (Northern Europe), SC (Fennoscandia) and WM (Western Mediterranean).</p

Estimates (± SE) of annual survival, proportion of mortality and kill rate probabilities of lapwings from 1960 to 2000 by area of ringing.

<p>Circles, triangles and squares represent North-western Europe, Fennoscandia and British Isles respectively. First row: survival probability, second row: hunting mortality, third row: kill rate. Left column: first-year individuals, Right column: after first-year individuals.</p