Can Dental Microwear Textures Record Inter-Individual Dietary Variations?

International audienceBackground: Dental microwear analyses are commonly used to deduce the diet of extinct mammals. Conventional methods rely on the user identifying features within a 2D image. However, recent interdisciplinary research has lead to the development of an advanced methodology that is free of observer error, based on the automated quantification of 3D surfaces by combining confocal microscopy with scale-sensitive fractal analysis. This method has already proved to be very efficient in detecting dietary differences between species. Focusing on a finer, intra-specific scale of analysis, the aim of this study is to test this method's ability to track such differences between individuals from a single population. Methodology/Principal Findings: For the purposes of this study, the 3D molar microwear of 78 individuals from a well-known population of extant roe deer (Capreolus caprelous) is quantified. Multivariate statistical analyses indicate significant seasonal and sexual differences in individual dental microwear design. These are probably the consequence of seasonal variations in fruit, seed and leaf availability, as well as differences in feeding preference between males and females due to distinct energy requirements during periods of rutting, gestation or giving birth. Nevertheless, further investigations using two-block Partial Least-Squares analysis show no strong relationship between individual stomach contents and microwear texture. This is an expected result, assuming that stomach contents are composed of food items ingested during the last few hours whereas dental microwear texture records the physical properties of items eaten over periods of days or weeks. Conclusions/Significance: Microwear 3D scale-sensitive fractal analysis does detect differences in diet ranging from the inter-feeding styles scale to the intra-population between-season and between-sex scales. It is therefore a possible tool, to be used with caution, in the further exploration of the feeding biology and ecology of extinct mammals

Selection of hardwood saplings by European roe deer: Effects of variation in the availability of palatable species and of understory vegetation

L'alimentation du chevreuil (Capreolus capreolus) dans les forêts européennes de production a des conséquences financières importantes. Le chêne (Quercus robur, Q. pedunculatus) et le charme (Carpinus betulus) font partie des espèces communément consommées et souffrent de niveaux de dégâts élevés. Dans cet article, nous testons l'hypothèse que les préférences alimentaires du chevreuil dépendent de la fréquence de présence des espèces. Dans la première expérience, le charme et le cornouiller (Cornus sanguinea) sont offerts en proportions variables de 2/8 à 8/2 : le charme est préféré et le degré de préférence n'est pas affecté par son abondance relative. Dans la deuxième expérience, le chêne, le hêtre (Fagus sylvatica) et l'érable (Acer pseudoplatanus) sont offerts dans des conditions plus naturelles (plantation) avec une végétation d'accompagnement abondante ou rare. La consommation de chêne diminue quand la végétation d'accompagnement est abondante; mais son abondance relative par rapport aux autres plants n'a pas d'effet sur le degré de préférence. La sélection alimentaire chez le chevreuil n'apparaît pas être dépendante de la fréquence des espèces : certaines conclusions sont tirées pour la gestion des plantations forestières

Short-term telomere dynamics is associated with glucocorticoid levels in wild populations of roe deer

International audienceWhile evidence that telomere length is associated with health and mortality in humans and birds is accumulating, a large body of research is currently seeking to identify factors that modulate telomere dynamics. We tested the hypothesis that high levels of glucocorticoids in individuals under environmental stress should accelerate telomere shortening in two wild populations of roe deer (Capreolus capreolus) living in different ecological contexts. From two consecutive annual sampling sessions, we found that individuals with faster rates of telomere shortening had higher concentrations of fecal glucocorticoid metabolites, suggesting a functional link between glucocorticoid levels and telomere attrition rate. This relationship was consistent for both sexes and populations. This finding paves the way for further studies of the fitness consequences of exposure to environmental stressors in wild vertebrates

Detection of Wolbachia in the Tick Ixodes ricinus is Due to the Presence of the Hymenoptera Endoparasitoid Ixodiphagus hookeri

The identification of micro-organisms carried by ticks is an important issue for human and animal health. In addition to their role as pathogen vectors, ticks are also the hosts for symbiotic bacteria whose impact on tick biology is poorly known. Among these, the bacterium Wolbachia pipientis has already been reported associated with Ixodes ricinus and other tick species. However, the origins of Wolbachia in ticks and their consequences on tick biology (known to be very diverse in invertebrates, ranging from nutritional symbionts in nematodes to reproductive manipulators in insects) are unknown. Here we report that the endoparasitoid wasp Ixodiphagus hookeri (Hymenoptera, Chalcidoidea, Encyrtidae) – strictly associated with ticks for their development - is infested at almost 100% prevalence by a W. pipientis strain belonging to a Wolbachia supergroup that has already been reported as associated with other hymenopteran parasitoids. In a natural population of I. ricinus that suffers high parasitism rates due to I. hookeri, we used specific PCR primers for both hymenopteran and W. pipientis gene fragments to show that all unfed tick nymphs parasitized by I. hookeri also harbored Wolbachia, while unparasitized ticks were Wolbachia-free. We demonstrated experimentally that unfed nymphs obtained from larvae exposed to I. hookeri while gorging on their vertebrate host also harbor Wolbachia. We hypothesize that previous studies that have reported W. pipientis in ticks are due to the cryptic presence of the endoparasitoid wasp I. hookeri. This association has remained hidden until now because parasitoids within ticks cannot be detected until engorgement of the nymphs brings the wasp eggs out of diapause. Finally, we discuss the consequences of this finding for our understanding of the tick microbiome, and their possible role in horizontal gene transfer among pathogenic and symbiotic bacteria

Are european roe deer browsers ? A review of the variations in the composition of their diets

Nous présentons ici une synthèse des résultats des travaux de terrain sur le régime alimentaire du Chevreuil, avec l'objectif de comprendre les causes majeures de variation, et de définir les ressources alimentaires principales de l'espèce. Les méthodes utilisées pour étudier son régime, analyse de contenus stomacaux, analyse de fèces et inventaires d'abroutissement, présentent différents biais ; dans cette revue bibliographique nous utilisons les résultats issus de l'analyse des contenus stomacaux. L'utilisation des herbacées naturelles, des graminées et des conifères varie significativement entre les saisons. Il y a des différences importantes dans la contribution des fruits + graines, herbacées naturelles et cultivées, arbres et arbustes entre les trois types d'habitats pour lesquels des données sont disponibles (plaines cultivées, forêts de feuillus, forêts de conifères). Dans les plaines agricoles, le régime alimentaire est dominé par les fruits + graines et/ou herbacées, avec des ligneux au printemps et en automne. Dans les forêts de conifères les plantes principales sont, en hiver, les résineux et la bruyère ; en été, les herbacées et ligneux. Dans les forêts feuillues, ronce et ligneux dominent quelle que soit la saison, avec le lierre en hiver et, certaines années en automne, les glands. Ces résultats suggèrent que le Chevreuil est granivore ou frugivore lorsque les graines et les fruits sont suffisamment abondants ; et, qu'il devient brouteur quand cette nourriture préférée est rare. La niche alimentaire du chevreuil de plaine présente certaines similarités avec celle du sanglier (Sus scrofa). Les deux espèces utilisent beaucoup les fruits et les graines et augmentent leur consommation de la partie végétative des plantes en hiver. Sur d'autres continents, d'autres ongulés de taille similaire occupent la même niche, comme les cerfs du genre Odocoileus en Amérique du Nord et les petites antilopes de la tribu des Cephalophini en Afrique

The spatial scale of habitat selection by red deer

Accounting for spatial scale is essential for understanding habitat selection, but few studies have used spatial statistics to reveal the characteristic scale at which organisms respond to their environment. We studied habitat selection by GPS-tracked red deer (Cervus elaphus L., 1758) in the Pyrenees Mountains, France, by applying a geostatistical model that compares autocorrelation of a resource between used and available sites to uncover the scale at which animals assess habitat. Using an artificial landscape, we demonstrated that the model can handle discrete habitat classes. Based on conventional hierarchical analysis, deer selected for open habitat, especially meadow, and avoided coniferous forest, more strongly at the coarse level of the home range than GPS locations. Home ranges exhibited generally lower autocorrelation in elevation and meadow habitat than random locations within the population range, indicative of preference for high habitat heterogeneity. Mean maximum discrepancy in autocorrelation, which was more pronounced at the level of the home range than GPS locations, occurred at 830 m for meadow habitat and at 1511 m for elevation, suggesting that red deer responded to their environment at this scale. Our study demonstrates how spatial statistics can serve as an instructive complement to conventional approaches to habitat selection.L’étude de l’échelle spatiale est essentielle pour comprendre la sélection de l’habitat, mais peu d’études ont utilisé des statistiques spatiales pour révéler l’échelle caractéristique à laquelle un organisme répond à son environnement. Nous avons étudié la sélection de l’habitat par des cerfs rouges (Cervus elaphus L., 1758) suivis par GPS dans les montagnes pyrénéennes, en France, en appliquant un modèle géostatistique, qui compare l’autocorrélation d’une ressource entre les sites utilisés et disponibles pour découvrir l’échelle à laquelle les animaux évaluent leur habitat. A partir d’un paysage artificiel, nous démontrons que ce modèle peut être généralisé pour traiter des classes discrètes d’habitat. D’après une analyse hiérarchique conventionnelle, les cerfs sélectionnent un habitat ouvert, plus particulièrement les prairies, et évitent les forêts de conifères, de façon plus marquée au niveau plus grossier du domaine vital que celui des localisations GPS. Les domaines révèlent généralement une plus faible autocorrélation pour l’altitude et l’habitat prairie que les localisations aléatoires dans le domaine populationnel, révélateur d’une préférence pour une forte hétérogénéité d’habitats. L’écart moyen maximum d’autocorrélation, plus prononcé à l’échelle du domaine individuel que des localisations GPS, est de 830 m pour l’habitat prairie et de 1511 m pour l’altitude, ce qui laisse croire que le cerf réagit à son environnement à cette échelle. Notre étude démontre comment les statistiques spatiales peuvent servir de complément instructif aux approches conventionnelles de sélection de l’habitat

Foraging behaviour of red deer Cervus elaphus as a function of the relative availability of two tree species

Cervid populations are rapidly increasing in many part of Western Europe, where they cause damage to forest production. This necessitates a better understanding of what determines their dietary choices. In this experiment, we investigated the relationship between the relative availability of two tree species and diet selection of red deer Cervus elaphus. Three hypotheses were tested: (i) preference for rarity, frequently asserted by foresters, (ii) preference for the more abundant profitable species, as predicted by optimal foraging models, and (iii) frequency-independent selectivity, as already observed in moose and roe deer. Six red deer hinds were therefore observed in short-duration tests when offered two plant species, willow Salix caprea and ash Fraxinus excelsior, in varying proportions. The relation between the relative consumption and availability of the two plant species revealed that red deer prefer ash to willow, and that their short-term selectivity is not a frequency-dependent process. Individual animals differed in the intensity of their preference, but all reacted similarly to variations in the relative availability of the two plant species. Our results advance our understanding of the choices of red deer at the feeding site scale, but further research is needed to propose management practices, which would take advantage of their frequency-independent selectivity.Les populations de Cervidés sont en rapide augmentation en Europe de l'ouest, où elles causent des dégâts à la forêt. Ceci nécessite de mieux comprendre les déterminants de leurs choix alimentaires. Nous avons étudié comment la disponibilité relative de deux espèces d'arbres influence les choix alimentaires du cerf Cervus elaphus en testant trois hypothèses : (i) une sélectivité accrue pour les espèces rares souvent évoquée par les forestiers, (ii) une sélectivité accrue pour l'espèce préférée lorsque son abondance augmente, prédite par les modèles d'optimisation, et (iii) une sélectivité indépendante de la disponibilité relative des espèces végétales comme cela a déjà été montré chez l'élan et le chevreuil. Nous avons pour cela observé les choix alimentaires de six biches dans des tests de courte durée, lorsqu'on faisait varier l'abondance relative du saule Salix caprea par rapport au frêne Fraxinus excelsior. La relation entre la consommation des deux espèces et leur disponibilité relative indique une préférence du cerf pour le frêne par rapport au saule, et à court terme, une sélectivité indépendante de la disponibilité relative des deux espèces. L'intensité de la préférence pour le frêne variait selon les animaux, mais ceux-ci ont réagi de manière identique aux variations d'abondance des deux espèces. Nos résultats éclairent les choix alimentaires du cerf à l'échelle du site alimentaire, mais d'autres travaux seront nécessaires pour appliquer ces résultats de manière à limiter les dégâts forestiers

Development of feeding selectivity in roe deer

The development of feeding behaviour in European roe deer (Capreolus capreolus) was studied using nine fawns, from birth to 1.5 months. They were offered individually, seven plant species in random order, one at a time, and their feeding behaviour recorded. The results were compared to the behaviour of eight adults offered the same plants, which were chosen to cover the whole range from preferred to strongly avoided plants. Fawns displayed selectivity towards the different plants from their first contact, and they appeared to respond initially to buccal, but not olfactory, stimuli. Thereafter consumption of the two preferred species increased, while use of the others remained at a very low level. For the two plant types most strongly avoided (and perhaps the most toxic), learning allowed the deer to distinguish and avoid the plants using olfactory (and perhaps also visual) stimuli. For the other three species, fawns continued to ingest small quantities which may have allowed them to learn to avoid these plants, using the association between taste and negative post-ingestive consequences. This process may also have been involved in the increases in the consumption of the two preferred species. The animals were able to discriminate to almost the same extent as adults by the time they were about 1 month old. These results underline the importance of learning, and identify some of the stimuli involved in the development and maintenance of the highly selective and flexible feeding behaviour of this herbivore