Response of penguins to environmental changes across the Southern Ocean : from individuals to population trends

Abstract

Le changement climatique, dorénavant sans équivoque, devrait se poursuivre voire s’amplifier dans les siècles à venir, affectant profondément la composante biologique de notre planète. Il est donc nécessaire et urgent de mieux comprendre les écosystèmes et leurs réponses face au changement climatique. Au cours de cette thèse, j’ai étudié l’effet du climat dans l’Océan Austral au travers des manchots. Ceux-ci sont souvent considérés comme de bons indicateurs de leurs écosystèmes de part leur position au sommet de la chaîne trophique. Ce travail repose sur des données pluriannuelles collectées sur 3 espèces de manchots à l’aide de systèmes de suivi automatique, visant à minimiser la perturbation par rapport à la méthode habituelle des bagues alaires. Ainsi, nous montrons des effets contrastés du climat sur les différents traits d’histoire de vie chez les manchots royaux, dont la survie juvénile augmentait les années où la température de surface de la mer était élevée, au contraire de la survie adulte et du succès reproducteur. De plus, nous soulignons l’importance de l’échelle temporelle à laquelle on étudie cet effet du climat et la nécessité de l’adapter à la biologie de l’espèce. La mortalité des poussins de manchots pygmées est par exemple concentrée sur quelques semaines, indiquant que le succès reproducteur dépend chez cette espèce de conditions ponctuelles et non des moyennes saisonnières généralement utilisées. Enfin, les capacités différentes des individus à faire face à des conditions de glace variables, observées chez le manchot Adélie, montrent la nécessité de prendre en compte les différences interindividuelles en vue d’une potentielle adaptation des manchots.Climate change is now unequivocal and foreseen to continue within the next centuries, profoundly affecting the biological component of our planet. Thus, it is becoming urgently necessary to increase our understanding of ecosystems and their responses to climate change. In this thesis, we investigated the effects of climate on Southern Ocean ecosystems through the monitoring of penguins. As top-predators, penguins are often considered good indicators of their environment by integrating the effects of climate which occur lower in the food chain. Data were collected over several years on 3 penguin species (little, king and Adélie penguins) using automatic monitoring systems, that we proved to be relatively harm-free compared to the usual but deleterious flipper-banding method. We found king penguin juvenile survival to increase in years of high sea surface temperature by opposition to previous results on adult survival and breeding success, indicating contrasted effects of climate depending on life-history traits. Also, we highlighted the importance of the time-scale at which the effect of climate is investigated and the necessity of adapting it to the species biology. In little penguins, chick mortality was concentrated on some weeks, underlining the dependence of breeding success on punctual conditions instead of the mostly used mean seasonal conditions. Finally, we showed the importance of individual heterogeneity, leading for instance to differences in the ability to face various sea-ice conditions in Adélie penguins. Such inter-individual differences along with behavioural flexibility may play a role in a potential penguin adaption through phenotypic plasticity