Déterminants de la survie et de la dispersion de reproduction par une approche capture-marquage-recapture chez l'Hirondelle bicolore au Québec

Determinants of survival and breeding dispersal by a capture-recapture approach in Tree swallow in Québec

• Auteur / Autrice : Paméla Lagrange
• Direction : Olivier Gimenez, Marc Bélisle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, évolution, ressources génétiques, paléontologie
• Date : Soutenance le 09/04/2015
• Etablissement(s) : Montpellier en cotutelle avec Université de Sherbrooke (Québec, Canada)
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Gimenez, Marc Bélisle, Christophe Barbraud, Emmanuelle Cam, Marco Festa-Bianchet, Gilles Gauthier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Barbraud, Emmanuelle Cam

Mots clés

Mots clés contrôlés

Agriculture industrialisée

Animaux -- Marquage

Nichoirs pour oiseaux

Hirondelles

Animaux -- Dispersion

Mots clés libres

Dispersion

Survie

Succès reproducteur

Intensification agricole

Sélection des nichoirs

Hirondelle bicolore

Dispersal

Survival

Breeding success

Agricultural intensification

Nest boxes selection

Tree swallow

Résumé

En Amérique du Nord, la superficie des monocultures utilisatrices d'intrants tels que des fertilisants et des pesticides couvre aujourd'hui 85% des surfaces agricoles et autant de pâturages ont disparu en 20 ans afin de répondre aux besoins de l'homme. Ces changements d'usage des terres ont profondément transformé le paysage et altéré la biodiversité des agro-écosystèmes. Parmi les espèces d'oiseaux champêtres, les insectivores aériens tel l'Hirondelle bicolore, Tachycineta bicolor, ici étudiée, présente un fort taux de déclin des effectifs, reflétant probablement une dégradation des agro-écosystèmes. Les mécanismes biologiques à l'origine de ce déclin sont encore méconnus ainsi que les patrons de dispersion chez les passereaux migrateurs. Le présent travail vise à étudier les effets environnementaux sur les traits individuels (survie et succès reproducteur) et la dispersion de reproduction (probabilité de disperser et taux d'occupation des sites de reproduction) chez l'Hirondelle bicolore. Pour ce faire, 2200 reproducteurs et 8000 oisillons ont été bagués entre 2004 et 2013 et suivis en reproduction pendant 10 ans sur une aire d'étude au Sud du Québec, laquelle est composée de 40 sites et couvre une mosaïque de paysages agricoles hétérogènes. Le développement d'un nouveau modèle de capture-marquage-recapture, flexible d'utilisation, a permis de réduire les biais d'estimation des probabilités de survie et de dispersion de l'espèce. Cette approche a permis de tester l'effet de plusieurs variables en lien avec la qualité de l'habitat, l'information publique et les caractéristiques individuelles sur la variabilité des paramètres de dispersion, de survie et de succès reproducteur au niveau individuel. Les milieux cultivés intensivement associés à la présence du Moineau domestique, Passer domesticus, un compétiteur pour les cavités de reproduction, diminuent jusqu'à 19% la survie des mâles. Les femelles sont quant à elles affectées par le coût de la reproduction, qui est d'autant plus grand en milieu intensif qu'il y a présence de moineaux et une disponibilité moindre en ressources alimentaires. Pour autant, la décision de disperser n'est pas affectée par les conditions environnementales que ce soit par la présence de compétiteurs ou la qualité du milieu, et ne dépasse pas les 4% chez les mâles. Les femelles dispersant jusqu'à 14 fois plus s'appuient sur leur expérience personnelle pour décider de disperser. Un échec de reproduction augmente jusqu'à 7 fois la probabilité de disperser et pour la première fois chez une espèce à courte durée de vie, nous montrons que la probabilité de disperser est augmentée l'année suivant une première dispersion. Ces patrons de dispersion sont stables dans le temps. La dispersion apparait donc comme un processus coûteux, comparé à la fidélité au site, qui apparaît comme un phénotype minoritaire dans la population. Elle répond à des conditions défavorables de reproduction. Enfin, ce travail montre l'utilisation de l'information publique (densité en partenaires, productivité en jeunes l'année précédente) dans la décision de s'établir sur un site et ce, une fois que la décision de disperser est amorcée. La présence de moineaux et la proportion de cultures intensives dans un rayon proche participent également à la sélection d'un site. D'après mes résultats, le milieu intensif contribuerait au déclin de l'Hirondelle bicolore.

In North America, monoculture areas using high inputs of fertilizers and pesticides cover 85% of agricultural lands, and as many pastures disappeared in the past 20 years to satisfy human food needs. These land-use changes have deeply transformed landscapes and altered the biodiversity of agro-ecosystems. Among farmland birds, aerial insectivores such as Tree swallow, Tachycineta bicolor, studied here show a high rate of decline in their abundance, partly reflecting the degradation of agro-ecosystems where they breed. Biological mechanisms leading to the decline and dispersal patterns in migratory passerines are still poorly known. The present work quantifies the environmental effects on Tree swallow individual traits (survival, reproductive success) and breeding dispersal (probability to disperse and occupation rates of breeding sites). Between 2004 and 2013, 2200 breeders and 8000 chicks were ringed and monitored during 10 breeding seasons on a study area composed of 40 sites and covering a mosaic of heterogeneous agricultural landscapes in southern Québec. The development of a new, flexible capture-mark-recapture model has reduced estimate bias of survival and dispersal probabilities of Tree swallows. This approach allowed to assess the effect of several variables linked to habitat quality, public information and individual characteristics on dispersal, survival and reproductive success parameters of individuals. Within intensively cultivated landscapes associated to the presence of a nest site competitor, the House sparrow, Passer domesticus, male survival is up to 19% lower. Females are affected by the cost of reproduction, especially in intensive landscapes where House sparrows and found and where food resources and nest site appear limited. Dispersal probability is not affected by environmental conditions either through the presence of House sparrows or habitat quality, and is restricted to 4% in males. Females, which disperse up to 14 times more than males, base their decision on their personal experience. Breeding failure increases up to 7 times the probability to disperse and for the first time in a short-lived species, I show that dispersal likelihood increases if the individual has dispersed in the previous year. These dispersal patterns are stable in time. Dispersal appears as a costly process compared to site fidelity and is a minority phenotype in the population. It appears an answer to unfavorable condition for reproduction. Finally, this work shows the use of public information (partners density, fledglings productivity the previous year) on the decision to settle on a site and this, after the dispersal decision has been initiated. The presence of House sparrows and the proportion of intensive areas near nestboxes are used as information to select a breeding site. Based on my findings, agricultural intensification likely plays a role in the decline of Tree swallow populations.