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L'histoire de l'endurance : Biogéographie et histoire évolutive de quatre papillons holarctiques avec des besoins d'habitats différents.

Maresova J., Suchackova Bartonova A., Konvicka M., Høye T.T., Gilg O., Kresse J.-C., Shapoval N.A., Yakovlev R.V. & Faltynek Fric Z. 2021 - The story of endurance: Biogeography and the evolutionary history of four Holarctic butterflies with different habitat requirements. Journal of Biogeography. 48, 590-602.

Résumé

Les études biogéographiques sur l’ensemble des aires de répartition des espèces largement distribuées peuvent changer notre perception de la dynamique des aires de répartition des espèces. Nous avons étudié les effets des cycles glaciaires du Pléistocène sur la distribution actuelle des espèces de papillons, dans le but de découvrir des modèles biogéographiques complexes dans l'Holarctique, une région considérablement affectée par le changement climatique au Cénozoïque. Nous avons reconstitué l'histoire biogéographique de quatre espèces de papillons ayant des préférences d'habitat différentes (B. chariclea - toundra, A. optilete - tourbières, C. palaemon - prairies tempérées, O. jutta - taïga), en utilisant un marqueur d'ADN mitochondrial et deux marqueurs d'ADN nucléaire et la modélisation de la distribution des espèces. À l'exception de B. chariclea, toutes les espèces sont originaires d'Eurasie. Les espèces d'habitat ouvert A. optilete et C. palaemon ont formé des grappes génétiques est-ouest largement réparties en Asie continentale et des grappes séparées d'elles en Europe. Les groupes génétiques de l'espèce de la taïga O. jutta n'étaient pas géographiquement séparés en Eurasie, ce qui suggère une fragmentation du Pléistocène et une reconnexion récente. L'Amérique du Nord glaciaire a été recolonisée à partir des refuges béringiens et situés au sud par les quatre espèces. La steppe mammouth du Pléistocène a permis une distribution continue et étendue des papillons de l'habitat ouvert, alors qu'en revanche la distribution d'une espèce spécialisée dans la taïga était plus limitée. Dans l'Asie du Nord essentiellement plate et continentale, les papillons de divers types d'habitats ouverts ont survécu à la période glaciaire dans des ceintures est-ouest largement réparties. Dans les régions montagneuses et océaniques de l'Europe, de la Béringie et de l'ouest de l'Amérique du Nord, les quatre espèces ont persisté dans les zones contractées pendant les glaciaires. Après la déglaciation, ils ont élargi leur aire de répartition et formé des zones de contact entre les populations. Pour conclure, le climat rigoureux des périodes glaciaires ne représentait pas un obstacle pour les papillons. Au lieu de cela, différentes espèces spécialistes ont choisi leurs propres moyens de prospérer dans les conditions dynamiques des périodes glaciaires quaternaires.

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Réponses comportementales des bécasseaux arctiques à la température de surface et à la productivité primaire durant l'incubation.

Meyer N., Bollache L., Galipaud M., Moreau J., Afonso E., Angerbjörn A., Bêty J., Brown G., Ehrich D., Gilg V., Giroux M.-A., Hansen J., Lanctot R., Lang J., Latty C., Lecomte N., McKinnon L., Kennedy L., Reneerkens J., Saalfeld S., Sabard B., Schmidt N.M., Sittler B., Smith P., Sokolov A., Sokolov V., Sokolova N., Bemmelen R.v., Varpe Ø. & Gilg O. 2021 - Behavioural responses of arctic sandpipers to ground surface temperature and primary production during incubation. Science of the Total Environment. 755, 142485.

Résumé

La plupart des oiseaux incubent leurs œufs, ce qui nécessite du temps et de l'énergie au détriment d'autres activités. Les oiseaux ont généralement deux stratégies d’incubation : biparentale où les deux partenaires coopèrent pour incuber les œufs, et uniparentale où un seul parent incube. Dans des environnements difficiles et imprévisibles, l'incubation est difficile en raison de la forte demande énergétique et de la disponibilité variable des ressources. Nous avons étudié les relations entre le comportement d'incubation des bécasseaux (genre Calidris) et deux variables environnementales : la température et un proxy de la productivité primaire (le NDVI). Nous avons étudié comment ces relations varient entre les stratégies d'incubation et entre les espèces parmi les stratégies. Nous avons également étudié comment la relation entre la température actuelle et le comportement d'incubation varie avec la température de la veille. Nous avons surveillé le comportement d'incubation de neuf espèces de bécasseaux à l'aide de thermosondes sur 15 sites de l'Arctique entre 2016 et 2019. Nous avons également utilisé des thermosondes pour enregistrer la température de surface du sol sur des sites de nidification conspécifiques et extrait les valeurs NDVI à partir d’images satellitaires. Nous n'avons trouvé aucune relation entre les variables environnementales et le comportement d'incubation biparentale. À l'inverse, à mesure que la température à la surface du sol augmentait, les espèces uniparentales réduisaient la durée totale des absences au nid (TDR) et la durée moyenne de ces absences (MDR), mais augmentaient le nombre d’absences (NR). De plus, les petites espèces ont montré des relations plus fortes avec la température à la surface du sol que les grandes espèces. Lorsque toutes les espèces uniparentales étaient combinées, une augmentation du NDVI était corrélée à une durée moyenne, une durée totale et un nombre d’absences plus élevés, mais les relations variaient considérablement d'une espèce à l'autre. Enfin, certaines espèces uniparentales ont montré un effet de décalage avec une plus grande attention au nid après une journée chaude, tandis que plus d’absences étaient constatées après une journée froide que ce qui était prévu sur la base des températures actuelles. Nous démontrons l'interaction complexe entre les stratégies d'incubation des limicoles, le comportement d'incubation et les conditions environnementales. Comprendre comment les espèces réagissent aux changements de leur environnement pendant l'incubation permet de prédire leur futur succès reproducteur.

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Une évaluation des risques des effets du mercure sur la faune, les poissons et les bivalves de la mer Baltique, de la grande mer du Nord et de l'Atlantique Nord.

Dietz R., Fort J., Sonne C., Albert C., Bustnes J.O., Christensend T.K., Ciesielski T.M., Danielsen J., Dastnai S., Eens M., Erikstad K.E., Galatiusa A., Garbus S.-E., Gilg O. et al. 2021 - A risk assessment of the effects of mercury on Baltic Sea, Greater North Sea and North Atlantic wildlife, fish and bivalves. Environment International. 146, 106178.

Résumé

Un large éventail d'espèces, y compris les mammifères marins, les oiseaux de mer, les oiseaux de proie, les poissons et les bivalves, ont été étudiés pour les risques pour la santé de la population résultant de l'exposition contemporaine (après 2000) au mercure (Hg), en utilisant de nouveaux seuils de risque basés sur la littérature et de nouvelles données de contamination. Le principal focus géographique est la mer Baltique, tandis que les données des mêmes espèces dans les eaux adjacentes, telles que la grande mer du Nord et l'Atlantique Nord, ont été incluses à des fins de comparaison. Pour les mammifères marins, 23% des groupes, chacun composé d'individus d'un sexe et d'une maturité spécifiques appartenant à la même espèce dans une région d'étude spécifique, ont montré des concentrations de Hg dans la catégorie de risque élevé (CRH) et la catégorie de risque grave (SRC). Les pourcentages correspondants pour les oiseaux de mer, les poissons et les bivalves étaient de 2,7%, 25% et 8,0%, respectivement, bien que les poissons et les bivalves ne soient pas représentés dans le SRC. Les juvéniles de toutes les espèces se sont avérés être à risque nul ou faible. Par rapport aux mêmes espèces dans les eaux adjacentes, c'est-à-dire la grande mer du Nord et l'Atlantique Nord, le risque estimé pour les populations de la Baltique n'est pas considérablement plus élevé. Ces résultats suggèrent qu'au cours des dernières décennies, la mer Baltique s'est considérablement améliorée en ce qui concerne la présentation de l'exposition au Hg à ses espèces locales, alors qu'elle porte toujours un héritage de niveaux élevés de Hg résultant d'une activité industrielle et agricole voisine élevée et d'un régime de renouvellement lent de l'eau.

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Confirmation de la migration printanière à travers la calotte glaciaire chez un oiseau marin du Haut-Arctique, la mouette ivoire Pagophila eburnea

Frederiksen M., Gilg O. & Yannic G. 2021 - Cross-icecap spring migration confirmed in a high-Arctic seabird, the Ivory Gull Pagophila eburnea Ibis. 163, 706–713

Résumé

Les oiseaux de mer traversent rarement les principales barrières terrestres pendant la migration saisonnière, peut-être parce qu'ils ont une capacité limitée à constituer des réserves de graisse. Pour la première fois, deux mouettes blanches équipées d'enregistreurs GPS ont été suivies pendant la migration printanière, de l'aire d'hivernage du détroit de Davis à la colonie de reproduction dans le nord-est du Groenland. Alors qu'un oiseau a migré en mars autour de la pointe sud du Groenland, l'autre a retardé sa migration jusqu'en mai et a traversé la calotte glaciaire du Groenland au nord de 70°N, couvrant 1345 km en 29 h. Cette traversée est remarquablement directe et ponctuée de plusieurs arrêts (totalisant 6 h) sur la calotte glaciaire. L'oiseau monte à près de 3000 m d'altitude sur l'ouest du Groenland et à plus de 4000 m sur l'est du Groenland.

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Gras, poilu, flexible et fonctionnellement important : caractéristiques des mammifères vivant dans l'Arctique

Schmidt N.M., Gilg O., Aars J. & Ims R.A. 2021 - Fat, Furry, Flexible, and Functionally Important: Characteristics of Mammals Living in the Arctic Arctic Ecology, First Edition. 357-384

Résumé

Seuls 67 mammifères terrestres et 35 mammifères marins se trouvent dans l’Arctique. Ils représentent seulement 2 % environ des quelque 4000 espèces de mammifères du monde. Certaines espèces ne s'y trouvent qu'à certaines périodes de l'année, tandis que d'autres ne fréquentent que certaines régions, telles que la zone de transition entre le bas Arctique et le subarctique. Ces espèces forment un sous-ensemble de mammifères particulièrement bien adaptés à la vie dans l’Arctique. La faible diversité des espèces de mammifères dans l'Arctique reflète probablement une combinaison de deux facteurs principaux : d'abord, étant des homéothermes, les mammifères ont besoin d'une quantité substantielle d'énergie pour soutenir les divers processus vitaux, et les régions arctiques sont caractérisées par une très faible disponibilité d'énergie en raison des saisons courtes pour la production primaire. Deuxièmement, comme de grandes parties de l'Arctique ont été recouvertes de glace au cours des dernières périodes glaciaires, la présence de mammifères résulte d’une recolonisation des écosystème rétablis après la déglaciation. Les zones qui n'étaient pas couvertes de glace, même pendant les périodes les plus froides, ont servi de refuges aux espèces arctiques, et donc de source pour ces recolonisations. Bien que représentés par relativement peu d’espèces, les mammifères arctiques constituent une composante importante des écosystèmes, structurant les communautés de vertébrés et de plantes, et ayant ainsi un impact sur la fonction des écosystèmes arctiques. L’article décrit les caractéristiques des mammifères arctiques, leurs adaptations aux conditions extrêmes, et leur rôle à la fois en tant que consommateur et de ressources alimentaires dans les écosystèmes arctiques.

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Preuve dentaire de la variation du régime alimentaire dans le temps et l'espace chez le renard arctique, Vulpes lagopus

Ungar P.S., Van Valkenburgh B., Peterson A.S., Sokolov A.A., Sokolova N.A., Ehrich D., Fufachev I.A., Gilg O., Terekhina A., Volkovitskiy A., Shtro V. 2021 - Dental evidence for variation in diet over time and space in the Arctic fox, Vulpes lagopus Polar Biology. 44 (509–523)

Résumé

Les études sur les effets de la variation de la disponibilité des ressources sont importantes pour comprendre l'écologie des mammifères des hautes latitudes. Chez le renard polaire, l’usure et les cassures des dents sont des indicateurs du régime alimentaire et des choix des aliments. Une étude préliminaire de la micro-usure dentaire, du score d'usure globale et de la casse des dents a été réalisée sur un échantillon de 78 renards polaires de la péninsule de Yamal, dans l'Arctique russe. Bien que ces mesures aient chacune été associées à l'écologie alimentaire chez les grands carnivores (par exemple, la proportion d'os dans le régime alimentaire), elles n'ont encore été combinées dans aucune étude et ont rarement été appliquées à des espèces plus petites ou à celles des hautes latitudes. Les renards polaires du nord et du sud de la péninsule ont été comparés en périodes de pic et de creux de densité de rongeurs pour évaluer l'impact des changements dans la disponibilité de la nourriture dans l'espace et le temps. Les résultats indiquent que les textures de micro-usure varient en dispersion, avec plus de variation dans la complexité de la texture, y compris des valeurs plus élevées (suggérant une plus grande consommation d'os), dans la période pauvre en rongeurs dans le nord de Yamal. Les scores d'usure globale et les bris de dents sont également significativement plus élevés pour le nord de Yamal que pour le sud. Ensemble, ces données suggèrent que les caractères dentaires peuvent fournir des informations importantes sur la variation de l'écologie alimentaire des renards polaires et potentiellement sur les impacts des changements dans l'abondance de la nourriture dans l'espace et dans le temps.

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Colonies de reproduction d'oiseaux marins dans l'Est et le Nord du Groenland: une base de référence.

Boertmann D., Merkel F., Gilg O. 2020 - Seabird breeding colonies in East and North Greenland: a baseline. Arctic. 73, 20-39

Résumé

Cet article présente les résultats d'un certain nombre de suivis de colonies de reproduction d’oiseaux marins réalisés par avion et par bateau dans l'Est et le Nord du Groenland entre 2003 et 2018. Il donne le premier aperçu global de la distribution et de la taille des colonies dans cette région reculée et principalement inhabitée. Dix-sept espèces d'oiseaux marins se reproduisent sur environ 800 sites répartis très inégalement le long des côtes, avec des concentrations élevées aux polynies et de longues étendues comportant très peu d’oiseaux nicheurs. Les changements climatiques sont en cours dans l'Est et le Nord du Groenland, affectant en particulier le régime de la banquise, et les oiseaux de mer peuvent réagir à ces changements de différentes manières. Par exemple, depuis les années 80, les eiders à duvet ont étendu leur aire de reproduction de plus de deux degrés latitudinaux vers le nord, atteignant maintenant la terre la plus septentrionale de la Terre. Les goélands bruns et les grands cormorans ont immigré et les mouettes de Sabine ont augmenté et élargi leur aire de répartition. En plus de présenter les résultats des relevés, cette synthèse peut également servir de base de référence pour les futures études sur l'abondance des oiseaux marins reproducteurs dans l'Est et le Nord du Groenland.

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Faibles impacts des géolocalisateurs sur les petits oiseaux : une méta-analyse contrôlée pour la phylogénie et le biais de publication.

Brlík V., Koleček J., Burgess M., Hahn S., Humple D., Krist M., Ouwehand J., Weiser E.L., Adamík P., Alves J.A., Arlt D., Barišić S., Becker D., Belda E.J., Beran V., Both C., Bravo S.P., Briedis M., Chutný B., Ćiković D., Cooper N.W., Costa J.S., Cueto V.R., Emmenegger T., Fraser K., Gilg O., Guerrero M., Hallworth M.T., Hewson C., Jiguet F., Johnson J.A., Kelly T., Kishkinev D., Leconte M., Lislevand T., Lisovski S., López C., McFarland K.P., Marra P.P., Matsuoka S.M., Matyjasiak P., Meier C.M., Metzger B., Monrós J.S., Neumann R., Newman A., Norris R., Pärt T., Pavel V., Perlut N., Piha M., Reneerkens J., Rimmer C.C., Roberto-Charron A., Scandolara C., Sokolova N., Takenaka M., Tolkmitt D., van Oosten H., Wellbrock A.H.J., Wheeler H., van der Winden J., Witte K., Woodworth B., Procházka P. 2020 - Weak effects of geolocators on small birds: a meta-analysis controlled for phylogeny and publication bias. Journal of Animal Ecology. 89, 207-220

Résumé

Actuellement, le déploiement de dispositifs de tracking est l'une des approches les plus fréquemment utilisées pour étudier l'écologie des mouvements des oiseaux. La miniaturisation récente des géolocators (GLS) a permis d'étudier les espèces de petits oiseaux dont les schémas migratoires étaient largement inconnus. Cependant, les GLS peuvent affecter les taux de survie chez les oiseaux marqués, et peuvent aussi biaiser les données de mouvements obtenues. Il est nécessaire de procéder à une évaluation approfondie des effets potentiels des balises sur les petits oiseaux, car les méta-analyses précédentes n'ont pas évalué les données non publiées et l'impact de multiples traits d'histoire de vie, axés principalement sur les grandes espèces et le nombre d'études publiées marquant les petits oiseaux a considérablement augmenté. Nous avons examiné quantitativement 549 enregistrements extraits de 74 études publiées et 48 études non publiées sur plus de 7800 individus marqués et 17800 témoins pour examiner les effets des GLS sur les espèces de petits oiseaux (masse corporelle <100 g). Nous avons calculé l'effet du marquage sur la survie apparente, l'état, la phénologie et les performances de reproduction et identifié les prédicteurs les plus importants de l'ampleur de la taille des effets. Même si les effets n'étaient pas statistiquement significatifs dans les modèles contrôlés phylogénétiquement, nous avons trouvé un faible impact négatif des géolocalisateurs sur la survie apparente. L'effet négatif sur la survie apparente était plus fort avec l'augmentation de la charge relative de l'appareil et avec des GLS attachés à l'aide de harnais élastiques. De plus, les effets de marquage étaient plus forts chez les petites espèces. En conclusion, nous avons trouvé un faible effet sur la survie apparente des oiseaux marqués et avons réussi à identifier les principaux aspects et les facteurs des effets du marquage. Nous fournissons des recommandations pour l'établissement d'un groupe témoin apparié pour une évaluation appropriée de la taille de l'effet dans les études futures et décrivons divers aspects du marquage qui nécessitent une enquête plus approfondie. Enfin, nos résultats encouragent une plus grande utilisation des GLS sur les petites espèces d'oiseaux, mais les aspects éthiques et les avantages scientifiques doivent toujours être pris en compte.

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Documenter l'évolution des populations de lemmings dans l'Arctique : pouvons-nous détecter des tendances ?

Ehrich D., Schmidt N.M., Gauthier G., Alisauskas R., Angerbjörn A., Clark K., Ecke F., Eide N.E., Framstad E., Frandsen J., Franke A., Gilg O., Giroux M.-A., Henttonen H., Hörnfeldt B., Ims R.A., Kataev G.D., Kharitonov S.P., Killengreen S.T., Krebs C.J., Lanctot R.B., Lecomte N., Menyushina I.E., Morris D.W., Morrisson G., Oksanen L., Oksanen T., Olofsson J., Pokrovsky I.G., Popov I.Y., Reid D., Roth J.D., Saalfeld S.T., Samelius G., Sittler B., Sleptsov S.M., Smith P.A., Sokolov A.A., Sokolova N.A., Soloviev M.Y., Solovyeva, D.V. 2020 - Documenting lemming population change in the Arctic: Can we detect trends ? Ambio . 49, 786-800

Résumé

Les lemmings sont un élément clé des réseaux trophiques de la toundra et les changements dans leur dynamique peuvent affecter l'ensemble de l'écosystème. Nous présentons ici un aperçu complet des activités de suivi et des activités de recherche sur le lemming et évaluons les tendances récentes de l'abondance des lemmings dans l'Arctique circumpolaire. Depuis 2000, des lemmings ont été suivis sur 49 sites dont 38 sont toujours actifs. Les sites n'étaient pas répartis également, notamment la Russie et le Haut-Arctique canadien sont sous-représentés. L'abondance a été mesurée sur tous les sites, mais les méthodes et les niveaux de précision variaient considérablement. D'autres attributs importants tels que la santé, la diversité génétique et les facteurs potentiels de changement de population n'ont souvent pas été suivis. Rien n'indiquait que les populations de lemmings diminuaient en général, bien qu'une tendance négative ait été détectée pour les populations du Bas Arctique, sympatriques des campagnols. Pour suivre le rythme du changement dans l'Arctique, nous recommandons de maintenir des programmes à long terme tout en harmonisant les méthodes, en améliorant la couverture spatiale et en intégrant une perspective écosystémique.

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Statut circumpolaire du Lagopède alpin : dynamique et tendances des populations.

Fuglei E., Henden J.-A., Callahan C.T., Gilg O., Hansen J., Ims R.A., Isaev A.P., Lang J., McIntyre C.L., Merizon R.A., Mineev O.Y., Mineev Y.N., Mossop D., Nielsen O.K., Nilsen E.B., Pedersen Å.Ø., Schmidt N.M., Sittler B., Willebrand M.H., Martin K. 2020 - Circumpolar status of Arctic ptarmigan: Population dynamics and trends. Ambio. 49, 749-761

Résumé

Le lagopède alpin et le lagopède des saules sont des oiseaux à distribution circumarctique, mais nos connaissances sur l’état et la tendance des populations restent limitées. Ici, nous avons compilé des informations à partir de l'étude de 90 sites à travers de 7 pays arctiques, où près de la moitié des sites sont toujours suivis. Le lagopède alpin a montré une tendance générale négative en Islande et au Groenland, tandis que Svalbard et Terre-Neuve avaient des tendances positives, et aucune tendance significative n’a été trouvée en Alaska. Pour le lagopède des saules, le centre de la Suède et l'est de la Russie montrent une tendance négative, tandis que le nord de la Fennoscandie, l'Amérique du Nord et Terre-Neuve n'ont aucune tendance significative. Les deux espèces ont affiché des périodes avec des cycles de population (courts - de 3 à 6 ans et longs - 9 à 12 ans), mais la cyclicité a changé au cours du temps pour les deux espèces. Nous proposons qu’une méthode simple de science participative, efficace et à faible coût, qui pourrait révéler les principaux traits de la dynamique des populations soit mise en place pour former la base de protocoles de science participative, ceci afin de combler les lacunes pour de nombreuses régions qui manquent de programmes systématiques de suivi des lagopèdes.

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Faible "fitness" aux basses latitudes : l'hivernage sous les tropiques augmente les retards migratoires et les taux de mortalité chez un limicole arctique.

Reneerkens J., Versluijs T.S.L., Piersma T., Alves J.A., Boorman M., Corse C., Gilg O., Hallgrimsson G.T., Lang J., Loos B., Ntiamoa-Baidu Y., Nuoh A.A., Potts P.M., ten Horn J., Lok T. 2020 - Low fitness at low latitudes: Wintering in the tropics increases migratory delays and mortality rates in an Arctic breeding shorebird. Journal of Animal Ecology. 89, 691-703

Résumé

Les théories évolutionnistes sur la migration saisonnière supposent généralement que les coûts des migrations plus longues sont compensés par les avantages sur les destinations d’hivernage. Nous avons testé et rejeté l'hypothèse nulle d'une survie et d'un calendrier égaux de migration printanière pour le bécasseau sanderling, reproducteur du Haut-Arctique en utilisant respectivement six et huit destinations d'hiver entre 55 ° N et 25 ° S. La survie apparente annuelle était considérablement plus faible pour les oiseaux adultes hivernant en Afrique de l'Ouest tropicale (Mauritanie: 0,74 et Ghana: 0,75) que dans trois sites européens (0,84, 0,84 et 0,87) et en Namibie subtropicale (0,85). De plus, par rapport aux adultes, les sanderlings de la deuxième année civile sous les tropiques, mais pas en Europe, se sont souvent abstenus de migrer vers le nord pendant leur première saison de reproduction possible. Au cours de la migration vers le nord, des sanderlings hivernants tropicaux ont rallié leur site de rassemblement final en Islande 5 à 15 jours plus tard que les oiseaux hivernant plus au nord ou au sud. Les sanderlings hivernants de Namibie suivis avec des géolocalisateurs solaires (GLS) n'ont stationné en Afrique de l'Ouest que pendant la migration vers le sud. La faible survie annuelle, l'âge tardif de la première migration vers le nord et le passage ultérieur à travers l'Islande pendant la migration vers le nord des sanderlings hivernants tropicaux, en plus du saut de cette zone pendant la migration vers le nord mais pas vers le sud par les sanderlings hivernant en Namibie, tout ceci suggère qu'ils rencontrent des problèmes pendant la fin de la saison de non-reproduction en Afrique de l'Ouest. Les sanderlings migrateurs relèvent le défi de couvrir de longues distances mais peuvent se retrouver dans des zones hivernales avec de mauvaises perspectives de condition physique. Nous suggérons que les conditions écologiques en Afrique de l'Ouest tropicale rendent problématique la constitution de réserves avant le départ vers le nord.

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Variabilité globale des ratios Mg:Ca et Sr:Ca de l'eau de mer dans l'océan moderne

Lebrato M., Garbe-Schönberg D., N. Müller M., Blanco-Ameijeiras S., Feely R.A., Lorenzoni L., Molinero J.-C., Bremer K., Jones D.O.B., Iglesias-Rodriguez D., Greeley D., Lamare M.D., Paulmier A., Graco M., Cartes J., Barcelos e Ramos J., de Lara A., Sanchez-Leal R., Jimenez P., Paparazzo F.E., Hartman S.E., Westernströer U., Küter M., Benavides R., da Silva A.F., Bell S., Payne C., Olafsdottir S., Robinson K., Jantunen L.M., Korablev A., Webster R.J., Jones E.M., Gilg O., Bailly du Bois P., Beldowski J., Ashjian C., Yahia N.D., Twining B., Chen X.-G., Tseng L.-C., Hwang J.-S., Dahms H.-U., Oschlies A. 2020 - Global variability in seawater Mg:Ca and Sr:Ca ratios in the modern ocean PNAS. 117 (36) 22281-22292

Résumé

Les ratios Mg:Ca et Sr:Ca de l'eau de mer sont des paramètres biogéochimiques reflétant l'échange dynamique des éléments Terre-océan-atmosphère. La dépendance des ratios vis-à-vis de l'environnement et de la biologie des organismes facilite leur application en sciences marines. Ici, nous présentons un ensemble de données mesurées en laboratoire unique, combiné aux données précédentes, pour tester l'hypothèse d'une variabilité limitée de l'eau de mer Mg:Ca et Sr:Ca dans les environnements marins à l'échelle mondiale. Une forte variabilité a été observée dans les zones d'upwelling et polaires en haute mer, les plateaux / zones néritiques et fluviales, où les rapports Mg:Ca et Sr:Ca de l'eau de mer varient de 4,40 à 6,40 mmol:mol et ∼6,95 à 9,80 mmol:mol, respectivement. L'eau de mer en haute mer Mg:Ca est semi-conservatrice (∼4,90 à 5,30 mol:mol), tandis que Sr:Ca est plus variable et non conservatrice (∼7,70 à 8,80 mmol: mol); les deux ratios ne sont pas conservateurs dans les mers côtières. En outre, les flux élémentaires de Ca, Mg et Sr sont liés à de grands écarts d'alcalinité totale par rapport aux valeurs standard de l'Association internationale pour les sciences physiques des océans (IAPSO). En raison de la variabilité significative des rapports Mg:Ca et Sr:Ca de l'eau de mer moderne dans les environnements marins, nous ne pouvons absolument pas supposer que les archives fossiles utilisant des proxys spécifiques aux taxons reflètent la véritable chimie globale de l'eau de mer, mais plutôt les variations d'écosystèmes spécifiques aux taxons et aux processus, reflétant les conditions régionales. Cette variabilité pourrait réconcilier les reconstructions séculaires du rapport Mg:Ca et Sr:Ca de l'eau de mer à l'aide de différents taxons et techniques en supposant une erreur de 1 à 1,50 mol: mol et de 1 à 1,90 mmol: mol, respectivement. La variabilité des ratios modernes est similaire à l'élévation reconstruite sur 20 Ma (période néogène), nourrissant la question du comportement semi-conservateur de Ca, Mg et Sr sur l'histoire géologique de la Terre moderne avec un effet environnemental négligé.

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L'attention autour des nids conditionne la prédation des nids chez les bécasseaux de l'Arctique

Meyer N., Bollache L. Dechaume-Moncharmont F.-X., Moreau J., Afonso1 E., Angerbjörn A., Bêty J., Ehrich D., Gilg V., Giroux M.-A., Hansen J., Lanctot R.B., Lang J., Lecomte N., McKinnon L., Reneerkens J., Saalfeld S.T., Sabard B., Schmidt N.M., Sittler B., Smith P., Sokolov A., Sokolov V., Sokolova N., van Bemmelen R., Gilg O. 2020 - Nest attentiveness drives nest predation in arctic sandpipers Oikos.

Résumé

La plupart des oiseaux incubent leurs œufs pour permettre le développement de l'embryon. Ce comportement limite la capacité des adultes à effectuer d'autres activités. Par conséquent, l'incubation des adultes fait le compromis entre l'incubation et la protection du nid et la recherche de nourriture pour répondre à leurs propres besoins. Les parents peuvent soit coopérer pour maintenir ce compromis, soit incuber seuls. La principale cause d'échec de la reproduction à ce stade de la reproduction est la prédation et les adultes réduisent ce risque en gardant secret l'emplacement du nid. Les bécasseaux de l'Arctique sont des modèles biologiques intéressants pour étudier l'évolution des soins parentaux, car ils peuvent utiliser plusieurs stratégies de soins parentaux. Les trois principales stratégies d’incubation comprennent les deux parents partageant les tâches d’incubation («biparentales»), un parent incubant seul («uniparental») ou une stratégie flexible avec à la fois une incubation uniparentale et biparentale au sein d’une population («mixte»). En suivant le comportement d'incubation dans 714 nids de sept espèces de bécasseaux sur 12 sites arctiques, nous avons étudié la relation entre la stratégie d'incubation et la prédation des nids. Premièrement, nous avons décrit comment la fréquence des pauses d'incubation (NR), leur durée moyenne (MDR) et la durée totale quotidienne des récidives (TDR) varient selon les stratégies. Ensuite, nous avons examiné comment la relation entre le taux de prédation quotidien et ces composants du comportement d'incubation varie selon les stratégies en utilisant deux analyses de survie complémentaires. Pour les espèces uniparentales et biparentales, le taux de prédation quotidien augmentait avec la durée totale quotidienne des pauses et avec la durée moyenne des pauses. En revanche, le taux de prédation quotidien augmentait avec le nombre quotidien de pauses pour les espèces biparentales uniquement. Ces schémas peuvent être attribués à deux mécanismes indépendants: les adultes en incubation cryptique sont plus difficiles à localiser que les nids sans surveillance et les adultes quittant le nid ou se nourrissant près du nid peuvent attirer l'attention des prédateurs. Nos résultats démontrent que le comportement d’incubation, médié par la stratégie d’incubation, a des conséquences importantes sur le succès reproducteur des bécasseaux.

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Les parasitoïdes indiquent des changements majeurs induits par le climat dans les communautés de l'Arctique

Kankaanpää T., Vesterinen E., Hardwick B., Schmidt N.M., Andersson T., Aspholm P.E., Barrio I.C., Beckers N., Bêty J., Birkemoe T., DeSiervo M., Drotos K.H.I., Ehrich D., Gilg O., Gilg V., Hein N., Høye T.T., Jakobsen K.M., Jodouin C., Jorna J., Kozlov M.V., Kresse J.-C., Leandri‐Breton D.-J., Lecomte N., Loonen M., Marr P., Monckton S.K., Olsen M., Otis J.-A., Pyle M., Roos R.E., Raundrup K., Rozhkova D., Sabard B., Sokolov A., Sokolova N., Solecki A.M., Urbanowicz C., Villeneuve C., Vyguzova E., Zverev V., Roslin T. 2020 - Parasitoids indicate major climate‐induced shifts in arctic communities Global Change Biology.

Résumé

Les impacts climatiques sont particulièrement prononcés dans l'Arctique, qui, en tant que région, se réchauffe deux fois plus vite que le reste du globe. Ici, nous étudions l'impact des conditions climatiques moyennes et des taux de changement climatique sur les communautés d'insectes parasitoïdes dans 16 localités de l'Arctique. Nous nous concentrons sur les parasitoïdes dans un habitat répandu, les landes de Dryas, et décrivons la composition des communautés parasitoïdes en termes d'utilisation de l'hôte larvaire (c.-à-d. Utilisation parasitoïde de lépidoptères herbivores par rapport aux diptères pollinisateurs) et des groupes fonctionnels différant par leur proximité des associations d'hôtes (koinobiontes vs. idiobiontes). Parmi ces derniers, nous nous attendons à ce que les idiobiontes - comme étant moins adaptés au développement de l'hôte - soient généralement moins tolérants aux températures froides, car ils sont confinés aux hôtes attaquants qui se nymphosent et hivernent dans des endroits relativement exposés. Pour tester davantage nos résultats, nous évaluons si des variables climatiques similaires sont associées à l'abondance des hôtes dans une série chronologique de 22 ans du nord-est du Groenland. On trouve des sites qui ont connu une élévation de température en été tout en conservant des hivers froids pour être dominés par les parasitoïdes des lépidoptères, l'inverse étant vrai pour les parasitoïdes des diptères. Le taux d'élévation de la température estivale est en outre associé à des niveaux plus élevés d'herbivore, ce qui suggère une plus grande disponibilité d'hôtes lépidoptères et des changements dans le fonctionnement de l'écosystème. Nous détectons également un signal correspondant au fil du temps, car des températures estivales plus élevées, associées à des sols froids au début de l'hiver, sont liées à une forte herbivorie des larves de lépidoptères et au déclin de l'abondance des pollinisateurs diptères. Collectivement, nos résultats suggèrent que dans certaines parties de l'Arctique qui se réchauffe, les Dryas sont simultanément exposés à une augmentation des herbivores et à une pollinisation réduite. Nos résultats indiquent les conséquences potentielles drastiques et rapides du changement climatique sur la structure communautaire au niveau multitrophique et sur le fonctionnement des écosystèmes et soulignent la valeur d'un effort d'échantillonnage systématique et collaboratif.

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Une enquête taphonomique des accumulations de petits mammifères produites par la chouette harfang et ses implications pour les études fossiles.

Royer A., Montuire S., Gilg O. & Laroulandie V. 2019 - A taphonomic investigation of small vertebrate accumulations produced by the snowy owl (Bubo scandiacus) and its implications for fossil studies. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Vol 514, 189-205.

Résumé

L'action des prédateurs, tels que les rapaces, les mammifères ou les humains, influence la nature des petits assemblages de fossiles de vertébrés mais, à l'heure actuelle, leurs caractéristiques taphonomiques sont encore mal comprises. Dans cette étude, nous étudions la signature taphonomique de la chouette harfang (Bubo scandiacus) à partir d'une analyse de pelotes de rejection collectées dans des sites de reproduction situés au Groenland et dans l'Arctique canadien. Cette chouette est largement répandue dans l'hémisphère Nord et était un prédateur important au Pléistocène. Les paramètres taphonomiques suggèrent que, contrairement aux hypothèses précédentes, B. scandiacus produit en moyenne une digestion modérée des incisives, des molaires et des éléments post-crâniens, et devrait être classé dans la catégorie des prédateurs 3 ou 3/4, selon la terminologie établie par Andrews. Une variabilité inter-site significative a été observée pour certains des dommages considérés (notamment la digestion sur les incisives), et l’un des résultats clés est que la variabilité et les intervalles de confiance statistiques associés sont des notions cruciales qui doivent être prises en compte lors de l’évaluation des caractéristiques taphonomiques afin d’identifier de manière fiable le ou les prédateurs potentiels responsables des petites accumulations de fossiles de vertébrés trouvées dans les gisements archéologiques.

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Une frontière migratoire chez le Phalarope à bec étroit dans le Paléarctique occidental révèle des stratégies de migration et de déplacements hivernaux variées

Van Bemmelen Rob S. A., Kolbeinsson Y, Ramos R., Gilg O., Alves J.A., Smith M., Schekkerman H., Lehikoinen A., Petersen I.K., Þórisson B., Sokolov A., Välimäki K., Van der Meer T., Okill J.D., Bolton M., Moe B., Hanssen S.A., Bollache L., Petersen A., Thorstensen S., González-Solís J., Klaassen R.H.G., Tulp I. 2019 - A Migratory Divide Among Red-Necked Phalaropes in the Western Palearctic Reveals Contrasting Migration and Wintering Movement Strategies Frontiers in Ecology and Evolution. Vol.7 - Article 86

Résumé

En dehors de la période de nidification, on suppose que les stratégies de déplacement des oiseaux migrateurs sont adaptées de manière flexible à la répartition et à la qualité de l’habitat, mais peu d’études comparent les stratégies de déplacement de populations utilisant des itinéraires de migration et des zones d’hivernage distincts. Dans notre étude, les stratégies de déplacement individuelles des phalaropes à bec étroit (Phalaropus lobatus), un limicole migrateur longue distance qui utilise les eaux salées en dehors de la période de reproduction, ont été étudiées à l'aide de capteurs de lumière GLS (« geolocator »). Les résultats ont révélé un clivage migratoire entre deux populations ayant des voies de migration et des zones d'hivernage distinctes: l'une se reproduisant dans le nord-est de l'Atlantique Nord et migrant en mer sur environ 10 000 km vers l’Est tropical de l’océan Pacific, l'autre se reproduisant en Fennoscandinavie et en Russie et migrant environ 6 000 km, principalement par voie terrestre, vers la mer d'Oman (océan Indien). Conformément à nos attentes, la migration transocéanique entre l’Atlantique Nord et le Pacifique était associée à des oiseaux à ailes proportionnellement plus longues, à une répartition plus homogène des escales en automne et à une vitesse de migration supérieure au printemps par rapport à la migration entre les aires de reproduction fennoscandinaves-russes et la mer d'Arabie. Pendant la période d'hivernage, les oiseaux hivernant dans le Pacifique étaient stationnaires dans une zone unique alors que les individus hivernant dans la mer d'Arabie se déplaçaient considérablement entre plusieurs zones. Ces stratégies différentes reflètent les variations spatio-temporelles de productivité primaire entre les deux zones d'hivernage. Notre étude est unique en ce sens qu’elle montre comment la distribution de l’habitat façonne les stratégies de déplacement d’une espèce en dehors de la saison de reproduction.

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Les parasites gastro-intestinaux sont-ils associés à la dynamique de population de leur hôte cyclique, le lemming à collier ?

Gilg, O., Bollache, L., Afonso, E., Yannic, G., Schmidt, N.M., Hansen, L.H., Hansen, J., Sittler, B., Lang, J., Meyer, N., Sabard, B., Gilg, V., Lang, A., Lebbar, M., Haukisalmi, V., Henttonen, H., Moreau, J. 2019 - Are gastrointestinal parasites associated with the population dynamics of their cyclic arctic lemming hosts? International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife. 10:6-12

Résumé

De nombreux rongeurs, y compris la plupart des populations de lemmings arctiques (genre Dicrostonyx et Lemmus), ont une dynamique de population cyclique. Parmi les nombreuses hypothèses proposées et testées pour expliquer cette caractéristique typique de certaines communautés de vertébrés terrestres, les interactions trophiques ont souvent été présentées comme les causes les plus probables de ces fluctuations périodiques. Le rôle possible des parasites n'a cependant que rarement été évalué. Dans cette étude, nous avons mesuré génétiquement la prévalence de deux taxons d’endoparasites, eimerias et cestodes, dans 372 échantillons de crottes de lemmings à collier, sur une période de cinq ans et dans trois sites distants du nord-est du Groenland. La prévalence des cestodes était faible (2,7% sur tous les sites et toutes les années) et ce taxon n'a été trouvé que sur un site (bien que 4 années sur 5) chez des hôtes adultes. En revanche, nous avons constaté une prévalence élevée chez les eimerias (77,7% sur tous les sites et toutes les années), chaque année, pour les deux classes d’âge (sur le site de Hochstetter Forland où des fèces adultes et juvéniles ont été collectées) et quel que soit leur statut reproductif et social (déterminés à partir des caractéristiques des nids d’hivers de lemmings dans lesquels les échantillons avaient été collectés). La prévalence des eimerias variait significativement d’une année à l’autre (pas d’un site à l’autre) et était plus élevée chez les juvéniles que chez les lemmings adultes du site de Hochstetter Forland. Cependant, une prévalence plus élevée d’eimerias (P t) n'était associée qu'à une densité de lemming plus faible (N t) à l'un des trois sites et nous n'avons trouvé aucune densité-dépendance différée entre N t et P t + 1 pour soutenir l'hypothèse d’une dynamique des lemmings conditionnée par celle du parasite. Nos résultats montrent qu’il n’existe pas de relation claire entre le lemming et la prévalence des eimerias dans le nord-est du Groenland et qu’il n’y a donc aucune preuve que ces parasites puissent être à l’origine de la dynamique cyclique des lemmings dans cette région.

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Différenciation de la forme des molaires pendant les phases d'expansion de l'aire de distribution du lemming à collier en lien avec les changements climatiques passés.

Montuire, S., Royer, A., Lemanik, A., Gilg, O., Sokolova, N., Sokolov, A., Desclaux, E., Nadachowski, A., Navarro, N. 2019 - Molar shape differentiation during range expansions of the collared lemming (Dicrostonyx torquatus) related to past climate changes. Quaternary Science Reviews. 221, 105886

Résumé

Le genre Dicrostonyx (le lemming à collier) est sans aucun doute le petit mammifère le mieux adapté aux conditions extrêmes de l'environnement arctique. Le lemming à collier paléarctique a été décrit dans de nombreuses localités européennes du Pléistocène supérieur jusqu'au sud de la France et en Croatie. Cette espèce a connu de nombreux changements climatiques à travers le temps, principalement observés sous forme de migrations successives pan-continentales, devenant ainsi un indicateur typique des conditions glaciaires. En utilisant des mesures morphométriques sur les molaires, nous évaluons les changements de forme survenues au cours des 100 derniers millénaires durant des événements de dispersion en Europe occidentale. Les résultats indiquent que Dicrostonyx torquatus présente une grande variation intra-populationnelle, quelle que soit l'origine des individus. Une tendance temporelle conduisant à une dent plus complexe avec une boucle antérieure différenciée sur la première molaire inférieure a été observée. Un effet supplémentaire de la distance par rapport aux populations centrales a également été décrit avec une forme particulière pour les populations les plus occidentales de France. Ces tendances temporelles et géographiques pourraient être liées aux différentes impulsions migratoires documentées à partir d'anciens haplotypes d'ADN.

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Commentaires sur l'article "Schémas globaux de prédation des nids de limicoles perturbés par les changements climatiques"

Bulla M., Reneerkens J., Weiser E.L., Sokolov A., Taylor A.R., Sittler B., McCaffery B.J., Ruthrauff D.R., Catlin D.H., Payer D.C., Ward D.H., Solovyeva D.V., Santos E.S.A., Rakhimberdiev E., No E., Kwon E., Brown G.S., Hevia G.D., Gates H.R., Johnson J.A., van Gils J.A., Hansen J., Lamarre J-F., Rausch J., Conklin J.R., Liebezeit J., Bêty J., Lang J., Alves J.A., Fernández-Elipe J., Exo K.M., Bollache L., Bertellotti M., Giroux M-A., van de Pol M., Johnson M., Boldenow M.L., Valcu1 M., Soloviev M., Sokolova N., Senner N.R., Lecomte N., Meyer N., Schmidt N.M., Gilg O., Smith P.A., Machín P., McGuire R.L., Cerboncini R.A.S, Ottvall R., van Bemmelen R.S.A., Swift R.J., Saalfeld S.T., Jamieson S.E., Brown S., Piersma T., Albrecht T., D’Amico V., Lanctot R.B., Kempenaers B. 2019 - Comment on “Global pattern of nest predation is disrupted by climate change in shorebirds” Science. 10.1126/science.aaw8529

Résumé

Dans un article publié dans la revue Science en novembre 2018, Kubelka et al. affirmaient que le changement climatique avait perturbé les schémas de prédation des nids de limicoles. Ils rapportaient notamment que les taux de prédation avaient augmenté depuis les années 1950, et particulièrement dans l'Arctique. Nous soulevons plusieurs problèmes méthodologiques liés à leurs analyses et affirmons, suite à de nouvelles analyses, qu’il n’existe aucun support statistique solide pour leurs affirmations.

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Premier signal pré-moderne du Faucon gerfaut (Falco rusticolus) dans le nord-est du Groenland.

Moseley G.E., Rosvold J., Gotfredsen A.B., Hajdas I., Gilg O., Gregerson K.M., Spötl C., Edwards R.L. 2019 - First pre-modern record of the Gyrfalcon (Falco rusticolus) in Northeast Greenland. Polar Research. 38, 3539

Résumé

Le faucon gerfaut est le plus grand faucon du monde. Il habite un large éventail de zones climatiques dans l'hémisphère Nord, des forêts boréales au sud de son aire de répartition aux déserts polaires arides du Haut-Arctique. Au Groenland, en raison des environnements difficiles et éloignés dans lesquels vivent les faucons gerfauts, la recherche liée aux périodes contemporaine et prémoderne a été limitée aux côtes nord-ouest, centre ouest et centre est, aucune enquête spécifique n' ayant étant menée pour le nord-est. Ici, nous rapportons le premier enregistrement pré-moderne d'un faucon gerfaut dans le nord-est du Groenland, situé à 80,4 ° N dans la terre chrétienne de Kronprins. Le tissu cutané provenant du corps d'un faucon gerfaut en décomposition était daté au radiocarbone à 769–944 CE (époque commune) en utilisant une courbe d'étalonnage terrestre uniquement, et à 1182–1456 CE en utilisant une courbe d'étalonnage uniquement marine. Étant donné que le faucon gerfaut a un régime mixte terrestre / marin, l'âge réel peut être considéré comme appartenant à ces deux groupes. Ces données limitées placent donc la présence du faucon gerfaut dans le nord-est du Groenland pendant une période de températures élevées prolongées et de stress climatique associé à l'anomalie climatique médiévale. On ne sait pas si le faucon gerfaut faisait partie d'une population plus importante ou d'un individu isolé, et si l'espèce a survécu à l'ensemble de l'anomalie climatique médiévale dans le nord-est du Groenland.

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Mouette ivoire: statut, tendances et nouvelles connaissances.

Strøm H., Boertmann D., Gavrilo M.V., Gilchrist H.G., Gilg O., Mallory M., Mosbech A., Yannic G. 2019 - Ivory Gull: Status, Trends and New Knowledge. Arctic Report Card 2019 (eds J. Richter-Menge, M.L. Druckenmiller & M. Jeffries). pp. 99. NOAA, Washington DC

Résumé

La population reproductrice de mouettes ivoire dans l'Arctique diminue dans certaines parties de son aire de répartition. La situation au Canada est particulièrement dramatique, où 70% de la population a disparu depuis les années 1980. Le suivi par satellite des mouettes ivoire se reproduisant au Canada, au Groenland, au Svalbard et en Russie montre que le sud du détroit de Davis et le nord de la mer du Labrador sont une zone d'hivernage d'importance internationale pour l'espèce. Les niveaux de contaminants dans les œufs, le sang et les plumes de la mouette ivoire sont parmi les plus élevés jamais signalés chez les oiseaux marins de l'Arctique et peuvent avoir des effets sublétaux en combinaison avec d'autres facteurs de stress. Les études sur la génétique chez la mouette ivoire montrent une faible structure de population, ce qui implique que la planification de la conservation doit considérer les mouettes ivoire comme une métapopulation génétiquement homogène à l'échelle de l'Arctique.

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Discrimination des stratégies d'élevage uniparental et biparental par l'enregistrement de température des nids.

Moreau J., Perroud L., Bollache L., Yannic G., Teixeira M., Schmidt N.M., Reneerkens J., Gilg O. 2018 - Discriminating uniparental and biparental breeding strategies by monitoring nest temperature. Ibis. 160:13-22

Résumé

Les oiseaux montrent une grande diversité de stratégies de reproduction. Pendant l’incubation ou l’élevage des poussins, la stratégie de soin parental peut être soit uniparentale, les soins sont prodigués par le mâle ou par la femelle, soit biparentale. Comprendre les pressions de sélection qui conduisent à l’élaboration de ces différentes stratégies représente un défi pour les écologues. Dans ce contexte, assigner un type de soin parental à un nid (e.g. stratégie d’incubation uniparentale ou biparentale) est souvent un prérequis pour répondre aux questions d’écologie évolutive. Le but de cette étude est de fournir une méthode standardisée pour assigner de manière certaine une stratégie d’incubation à n’importe quel nid de Sanderling (Calidris alba) trouvé sur le terrain, en suivant le profil des relevés de température au sein des nids. En utilisant les chutes de la température (relevée grâce à un thermomètre) du nid de plus de 3°C pour distinguer les périodes d’incubation des interruptions (pauses), nous avons montré que le nombre de pauses et la cumulée de ces interruptions, mesurés sur la période 09 :00 - 17 :00 UTC, nous permet d’assigner, avec un degré de confiance élevé (99.1% après 24 h et 100% quand le nid a été suivi au moins 4 jours), une stratégie d’incubation pour 21 adultes reproducteurs (14 nids). Surveiller la température du nid pendant au moins 24h est une méthode effective pour assigner une stratégie d’incubation sans avoir à revisiter le nid, limitant ainsi les pertes de temps sur le terrain et minimisant les perturbations et les risques inhérents de prédation des couvées. Connaissant les avantages de notre méthode, nous suggérons qu’elle soit utilisée plus largement dans les études qui visent à documenter les stratégies et les patrons d’incubation dans les régions où les températures sont au moins 3°C en dessous de la température médiane du nid.

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Insensibilité phénologique globale des oiseaux marins aux changements de temperatures océaniques

Keogan K.[...] Bollache L. Gilg O. Lang J. Sittler B. 2018 - Global phenological insensitivity to shifting ocean temperatures among seabirds Nature Climate Change. 8:313-318

Résumé

Chez de nombreuses espèces, le ‘timing’ de la reproduction joue un rôle important pour déterminer la productivité de la reproduction et est souvent sensible aux variations climatiques. Les changements climatiques actuels peuvent altérer ce ‘timing’ de la reproduction à des taux différents selon les niveaux trophiques, avec comme conséquences potentielles un ‘mismatch’ temporel entre les besoins en ressources des prédateurs et leurs proies. Dans cette étude nous avons réalisé une méta-analyse de 209 séries temporelles de 145 populations nicheuses pour démontrer que, en moyenne et à l’échelle mondiale, les populations d’oiseaux marins n’ont pas ajusté leur période de reproduction au cours des décennies récentes (avance de 0.2 jour par décennie entre 1952 et 2015) ou en réponse à la température de surface des océans (SST ; -0.272 jour par degré C° sur la même période). Néanmoins, des différences interannuelles marquées dans le ‘timing ‘ observé chez les espèces résidentes ainsi que chez certaines espèces des familles des Pélicanidées et des Sulidées (cormorans, fous…) pourrait indiquer que dans certains cas, ce ‘timing’ est impacté par certaines conditions environnementales non mesurées. Cette plasticité limitée de la phénologie reproductive des oiseaux marins aux températures rend ces prédateurs supérieurs hautement vulnérables à de futurs ‘mismatch’ avec leurs ressources des niveaux trophiques inférieurs.

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Dynamique du recrutement de communautés arctiques d’arbustes nains d’habitats côtiers de l’Est du Groenland

Büntgen U., Bolze N., Hellmann L., Sittler B., Frauenberger B., Piermattei A., Kirdyanov A., Schweingruber F.H., Ludemann T. & Krusic P.J. 2018 - Long-term recruitment dynamics of Arctic dwarf shrub communities in coastal east Greenland Dendrochronologia. https://doi.org/10.1016/j.dendro.2018.05.005

Résumé

Les effets biologiques et écologiques du réchauffement climatique ont été documentés pour les hautes latitudes où des communautés de ligneux nains évoluent vers des formations végétales complexes. Les données dendrochronologiques disponibles pour l’Arctique restent cependant très fragmentaires et se limitent à quelques espèces et quelques rares sites. En combinant des approches d’anatomie du bois avec des analyses dendroécologiques , on a ainsi pu appréhender la croissance, la dynamique de recrutement, et même l’assemblage des communautés de la végétation arctique. La présente étude a porté sur 1432 échantillons de ligneux nains de 8 espèces recueillis sur deux sites du Nord-Est du Groenland et ayant fait l’objet de prélèvements de fines rondelles dont on a recensé les cernes pour en déterminer l’historique de leur recrutement en fonction du climat. Les croissances radiales annuelles oscillent de 0.013 mm et 0.720 mm pour les deux sites et les 8 espèces. Quant aux variations d’âge, elles s’échelonnent de 4 à 204 ans. La largeur moyenne des cernes est de 0.086 mm, pour un âge moyen de 50 ans. Les dynamiques de recrutement de la végétation étudiée selon une échelle-décadale reflètent les conditions thermiques estivales au Groenland depuis le 19e siècle.

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Réseaux d'interactions dans les écosystèmes arctiques : déterminants des changements arctiques ?

Schmidt N.M., Hardwick B., Gilg O. et al. 2017 - Interaction webs in arctic ecosystems: Determinants of arctic change? AMBIO A Journal of the Human Environment. 46(S1):12-25

Résumé

Le travail conduit à Zackenberg, au Nord-est du Groenland, a changé notre vision de la structure des réseaux d’interactions biotiques, de leurs évolutions dans le temps et de leurs réponses aux changements environnementaux. Premièrement, les réseaux d’interactions du haut arctique sont beaucoup plus complexes que ce qui était initialement affirmé et leur structure repose en grande partie sur la composante arthropode. Deuxièmement, les dynamiques des espèces au sein de ces réseaux reflètent les modifications des conditions environnementales. Troisièmement, les interactions biotiques au sein d’un niveau trophique affecteraient les autres niveaux, impactant dans certains cas jusqu’aux échanges sol-atmosphère. Finalement, des réponses différentes au changement de l’environnement entraineraient le découplage des espèces en interaction. Ces constats obtenus à Zackenberg mettent en évidence le fait que la combinaison de projets de recherche de long terme, étudiant les écosystèmes dans leur intégralité ou à des niveaux plus précis, offrent la base la plus intéressante pour comprendre et prédire l’avenir des écosystèmes arctiques.

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Ilkka Hanski et les petits mammifères : des métapopulations de soricidés aux cycles de campagnols et de lemmings.

Henttonen H., Gilg O., Ims R.A., Korpimäki E. & Yoccoz N.G. 2017 - Ilkka Hanski and Small Mammals: from Shrew Metapopulations to Vole and Lemming Cycles. Annales Zoologici Fennici. 54(1):153-162

Résumé

Ilkka Hanski est davantage renommé pour ses travaux concernant les insectes et la dynamique des métapopulations, mais il a également significativement contribué à la recherche portée sur les micromammifères. Au début des années 1980, il s’est intéressé à la dynamique des musaraignes, leurs performances énergétiques, et évidemment, leurs métapopulations. Il souhaitait comprendre les conséquences biologiques, au niveau populationnel, de la taille du corps sur différentes espèces de musaraignes. Les habitudes alimentaires et la stochasticité environnementale affectent les espèces de musaraigne de façon profondément différentes : les espèces les plus petites ont un taux d’extinction élevé du fait de leur courte espérance de vie mais elles peuvent se maintenir en métapopulations grâce à une capacité de colonisation élevée. Après que Hansson et Henttonen ont reporté le gradient de la dynamique des campagnols en Fennoscandie dans le milieu des années 1980, Hanski a commencé à s’intéresser aux cycles des campagnols et des lemmings. Les premiers modèles concernant ces cycles et dans lesquels apparaissaient les rôles de prédateurs spécialistes et généralistes ont été publiés par Henttonen et Hansson en 1991. Plus tard, les modèles ont été améliorés par Korpimäki et Turchin, avec une paramétrisation de la biologie de Microtus incluant à la fois les prédateurs mammaliens spécialistes et les prédateurs aviens. Un cas particulier a été modélisé avec Henttonen sur des espèces de campagnols en compétition et partageant un prédateur communs (compétition apparente). Ce dernier a été mis en relation avec l’évanouissement durable des cycles dans la Laponie Finlandaise au milieu des années 1980 (réapparus ensuite dans les années 2010). Plus tard, Hanski s’est intéressé au travail de Sittler et Gilg au Groenland. Ensemble ils ont modélisé sa communauté de vertébrés simplifiée et démontré le rôle central de l’hermine dans la genèse des cycles des populations de lemming à collier. En plus de ce travail spécifique, Hanski a été l’un des principaux collaborateurs dans plusieurs revues sur les cycles de petits rongeurs et la prédation. Il a essayé de revenir à la biologie des musaraignes, mais n’y est jamais parvenu. Hanski était un biologiste de terrain téméraire, mais il a toujours voulu comprendre les phénomènes naturels a un niveau plus général, au niveau théorique.

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Parasites gastrointestinaux chez deux populations de Renard polaire dans le Nord-Est du Groenland

Andreassen P.N.S., Schmidt N.M., Kapel C.M.O.K.n Christensen M.U., Sittler B., Gilg O. et al. 2017 - Gastrointestinal parasites of two populations of Arctic foxes (Vulpes lagopus) from north-east Greenland Polar Research. 36(Sup1):13

Résumé

L’examen parasitologique de 275 échantillons de fèces de renard arctique (Vulpes lagopus) collectés dans les vallées de Zackenberg et du Karupelv dans le nord-est du Groenland de 2006 à 2008 a été mené en utilisant des techniques de tamisage et de microscopie. Dans l’ensemble, 125 (45,5%) échantillons contenaient des œufs de Taenia crassiceps, Taenia serialis, Toxascaris leonina, Eucoleus boehmi, Physalopteridae et Ancylostomatidae, et des larves ressemblant à celles de Strongyloides. Les études de long terme étant conduites dans les deux sites d’échantillonnage, les résultats présentés ici constituent une base pour des suivis parasitologiques plus avancés.

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Harmonisation des inventaires circumpolaires du Renard polaire : avanatages, possibilités, défis et reccomandations.

Berteaux D., Thierry A.-M., Alisauskas R., Angerbjörn A., Buchel E., Doronina L., Ehrich D., Eide N.E., Erlandsson R., Flagstad O., Fuglei E., Gilg O., Goltsman M., Henttonen H., Ims R.A., Killengreen S.T., Kondratyev A., Kruchenkova E., Kruchenberg H., Kulikova O., Landa A., Lang J., Menyushina J., Niemimaa J., Noren K., Ollila T., Ovsyanikov N., Pokrovskaya L., Pokrovsky I., Rodnikova A., Roth J.D., Sabard B., Samelius G., Schmidt N.M., Sittler B., Sokolov A.A., Sokolova N.A. et al. 2017 - Harmonizing circumpolar monitoring of Arctic fox: benefits, opportunities, challenges and recommendations Polar Research. 36(sup1):2

Résumé

L’examen parasitologique de 275 échantillons de fèces de renard arctique (Vulpes lagopus) collectés dans les vallées de Zackenberg et du Karupelv dans le nord-est du Groenland de 2006 à 2008 a été mené en utilisant des techniques de tamisage et de microscopie. Dans l’ensemble, 125 (45,5%) échantillons contenaient des œufs de Taenia crassiceps, Taenia serialis, Toxascaris leonina, Eucoleus boehmi, Physalopteridae et Ancylostomatidae, et des larves ressemblant à celles de Strongyloides. Les études de long terme étant conduites dans les deux sites d’échantillonnage, les résultats présentés ici constituent une base pour des suivis parasitologiques plus avancés.

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Flexibilité des soins parentaux : incubation uniparentale chez les limicoles à incubation biparentale.

Bulla M., Prüter H., Vitnerova H., Tijsen W., Sladecek M., Alves J.A., Gilg O. & Kempenaers B. 2017 - Flexible parental care: Uniparental incubation in biparentally incubating shorebirds Scientific Reports. 7(1)

Résumé

L’investissement relatif des femelles et des mâles dans les soins parentaux devrait dépendre de la sex-ratio des adultes de la population. Par exemple, toute chose étant égale par ailleurs, les mâles devraient être le sexe en charge des soins si la sex-ratio est biaisée en faveur des mâles. Les processus de fixation de ces patrons au cours de l’évolution (i.e. reliés à la sex-ratio spécifique) et de leur émergence à partir des réponses individuelles à la sex-ratio instantanée restent méconnus. Néanmoins, une réponse flexible devrait être limitée par l’histoire évolutive de l’espèce, parce qu’un sexe devrait avoir perdu la capacité de prodiguer des soins ou parce qu’un parent seul ne peut pas élever la couvée avec succès. Ici, nous démontrons qu’après la disparition d’un parent, les individus de 8 espèces de limicoles biparentaux sur 15 espèces étudiées sont capables d’incuber avec une stratégie uniparentale pour une durée variant de 1 à 19 jours (médiane = 3, N = 69). De plus, leur rythme d’incubation journalier ressemble souvent à ceux des espèces avec une stratégie uniparentale obligatoire. Bien qu’il ait été suggéré que, chez certaines espèces d’oiseaux de rivage biparentaux, les femelles désertent leur couvée avant l’éclosion, nous avons trouvé que les deux sexes peuvent incuber seuls. Etonnement, 27% des couvée de 5 espèces incubées par un seul parent sont menées jusqu’à l’éclosion. Nos données révèlent donc le potentiel pour une commutation flexible entre stratégie biparentale et uniparentale.

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Flexibilité dans les déplacements d'un oiseau marin migrateur longue distance, le labbe à longue queue.

van Bemmelen R., Moe B., Hanssen S.A., Schmidt N.M., Hansen J., Lang J., Sittler B., Bollache L., Tulp I., Klaassen R. & Gilg O. 2017 - Flexibility in otherwise consistent non-breeding movements of a long-distance migratory seabird, the Long-tailed Skua. Marine Ecology Progress Series. 578: 197–211

Résumé

Quantifier les variations intra- et interindividuelles dans les stratégies de migration est une première étape vers notre compréhension de l’aptitude des migrateurs à s’adapter aux changement de l’environnement. Nous avons étudié la constance (ou inversement, la flexibilité) des patrons de mouvements, à larges (>1000 km) et moyennes échelles (100−1000 km), du labbe à longue queue Stercorarius longicaudus, un oiseau marin arctique migrant sur de longues distances, pendant la saison de non-reproduction. Nous avons utilisé une technique de géolocalisation basée sur l’éclairement journalier. Nous avons obtenu 97 trajets migratoires annuels de 38 individus et avons quantifié la similarité entre ces derniers. Les routes empruntées par un même individu se situent généralement à une distance d’environ 200 à 300 km des celle empruntée l’année précédente et sont plus similaires entre elles qu’avec celles des autres individus. Les routes migratoires montrent une légère flexibilité mais les individus sont restés fidèles à leur site de halte dans le nord de l’Atlantique et dans le courant Bengula au large de la Namibie et de l’Afrique du Sud. Au cours de l’hiver, un nombre croissant d’individus a commencé à dévier – jusqu’à 5200km – de la route de l’année précédente. Etonnement, les individus pouvaient être très constants entre deux années consécutives et très flexibles entre les autres années. Les mouvements tardifs au cours de la saison hivernale pourraient être interprétés comme une réponse aux conditions locales, mais la cause de cette plus grande flexibilité reste inconnue et requiert des investissements futurs. Nos résultats montrent que les labbes à longue queue sont généralement constants dans leurs itinéraires, mais peuvent exhiber une flexibilité considérable certaines années. La flexibilité dans les itinéraires suggère que les labbes à longue queue sont capables de s’acclimater aux changements environnementaux, mais les mécanismes conduisant à cette variation intra- et interindividuelle dans les patrons de mouvement restent toujours incompris.

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Connectivité circumpolaire chez un oiseau marin arctique longévif, la mouette ivoire.

Yannic G., Yearsley J., Sermier R., Dufresnes C., Gilg O., Aebischer A., Gavrilo M.V., Strøm H., Mallory M.L., Morrison R.I.G., Gilchrist G.H. & Broquet T. 2016 - High connectivity in a long-lived arctic seabird, the ivory gull Pagophila eburnea. Polar Biology. 39(3):221-236

Résumé

Les espèces peuvent présenter différents types de réponses face à des changements soudains des habitats qu’elles occupent : en se déplaçant et en modifiant leur aire de répartition ou bien en s’adaptant aux conditions nouvelles de leur environnement. Les échanges entre populations, qu’ils soient génétiques ou démographiques, constituent un élément important de cette réponse. Dans le contexte actuel de réchauffement rapide du climat, la mouette ivoire est confrontée à une disparition rapide de son milieu de vie qu’est la banquise. Actuellement considérée comme quasi menacée à l’échelle du globe, certaines de ses populations ont déjà diminué de 80 % durant ces 20 dernières années. Nous proposons l’analyse du plus grand jeu de données génétiques réuni à ce jour pour cette espèce, puisque 341 mouettes blanches provenant de 16 localités différentes ont été échantillonnées à travers l’Arctique. Nous avons développé un modèle statistique dans le but d’évaluer les rôles respectifs des juvéniles et des adultes dans ce comportement de dispersion, et de le mettre en lien avec la structure génétique observée dans chacune des populations. Il ressort de ces analyses une découverte majeure, à savoir que les mouettes ivoires présentent une structure génétique homogène dans leur aire de répartition circumpolaire. L’absence d’une structuration génétique des colonies atlantiques, ainsi que les mouvements évidents ayant lieu entre elles, suggèrent l’existence d’une dispersion continue et efficace à travers le bassin de l’Arctique. Les modèles prédictifs illustrent la façon dont cette dispersion des juvéniles et des adultes combinées permet de former une structure génétique homogène de la population. Ainsi, la dispersion entre colonies lointaines contribue certainement au maintien de colonies fragmentées. L’acquisition de nouvelles données sera la clef de la compréhension du rôle de la dispersion dans la démographie de petites colonies, et permettra d’affiner l’importance respective de la dispersion des juvéniles ou des adultes. La conservation de l’espèce doit désormais être appréhendée à la lumière de cette découverte qu’est l’existence d’une métapopulation génétiquement homogène dans tout l’Arctique, connectée grâce à des phénomènes de dispersion.

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Suivi satellite de la mouette de Ross dans l'Océan Arctique.

Gilg O., Andreev A., Aebischer A., Kondratyev A., Sokolov A. & Dixon A. 2016 - Satellite tracking of Ross’s Gull Rhodostethia rosea in the Arctic Ocean. Journal of Ornithology. 157(1):249-253

Résumé

La mouette de Ross est l’un des oiseaux les plus emblématiques de l’Arctique et l’un des oiseaux marins les plus méconnus dans le monde. Les mouvements suivant la reproduction et l’utilisation d’habitats fournis par la banquise, décrits uniquement à partir d’observations isolées, ont longtemps été débattus. Nous avons suivi deux adultes, un mâle et une femelle, nichant dans le delta de Kolyma en Russie, en utilisant le transmetteur satellite le plus léger actuellement disponible (<5g) : les transmetteurs ont fourni des informations pendant 44 et 132 jours respectivement pour la femelle et le mâle. Au début du mois de Juillet, après être partis du site de nidification et avoir atteint la mer de Laptev à proximité, les deux oiseaux ont pris la direction du Nord-Ouest. Le mâle est resté dans un site de banquise fragmentée (concentration 50–100 %), jusqu’à la fin du mois de Septembre, au Nord-Est de l’Archipel de Severnaya Zemlya, entre 80° et 85°N. Aux alentours de mi-Octobre, sûrement pour échapper à la nuit polaire, cet oiseau a rejoint la côte du Nord-Ouest de l’Alaska, et quelques jours plus tard, a atteint les côtes humides du nord de Chukotka où il est resté jusqu’à ce que la transmission cesse, au début du mois de Novembre.

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Les méthodes génétiques et morphologiques de différenciation sexuelle révèlent un sex-ratio en faveur des mâles chez la mouette ivoire.

Yannic G., Broquet T., Strøm H., Aebischer A., Dufresnes C., Gavrilo M.V., Gilchrist H.G., Mallory M.L., Morrison R.I.G., Sabard B., Sermier R. & Gilg O. 2016 - Genetic and morphological sex identification methods reveal a male-biased sex ratio in the Ivory Gull Pagophila eburnea. Journal of Ornithology. 157:861–873

Résumé

Le sexage des oiseaux est intéressant en biologie évolutive et en écologie mais reste souvent un problème central dans la gestion et la conservation des populations. La mouette ivoire Pagophila eburnea (Phipps, 1774) est une espèce rare du haut Arctique utilisant la banquise comme habitat principal tout au long de l’année. Cette espèce est actuellement listée comme Quasi menacée (NT) par l’IUCN parce que les populations ont récemment décliné de manière importante sur une partie de l’aire de répartition de l’espèce. Ici, nous testons des méthodes de sexage moléculaire avec différents types d’échantillons. Le sexage moléculaire apparaît comme la méthode la plus efficace en utilisant l’ADN extraite des muscles, du sang et des parois buccales pour les adultes comme pour les poussins. Nous avons aussi fait une analyse morphologique pour caractériser le dimorphisme sexuel de taille chez des mouettes ivoire échantillonnées dans des régions distinctes : Groenland, Svalbard et Russie. Les mâles sont plus larges que les femelles pour toutes les mesures morphométriques, avec peu de superposition entre les sexes. Des analyses discriminantes basées sur 6 variables morpho métriques ont permis de classer correctement près de 95% des individus, y compris lorsque seules deux variables sont utilisées, i.e., l’épaisseur du gonys et la longueur du crâne. Ainsi, les méthodes moléculaires et biométriques sont utiles pour sexer des mouettes ivoire. Nos résultats indiquent une sex-ratio biaisée en faveur des mâles pour toutes les populations de mouettes ivoire étudiées, dont deux échantillons de jeunes (67,8% de mâles).

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Effets des géoloclisateurs sur le taux d'éclosion, le taux de retour, les mouvements en phase de reproduction, et les modifications de poids chez 16 espèces de limicoles nicheurs en Arctique.

Weiser E.L., Lanctot R.B., Brown S.C., Alves J.A., Battley P.F., Bentzen R., Bêty J., Bishop M.A., Boldenow M., Bollache L., Casler B., Christie M., Coleman J.T., Conklin J.R., English W.B., Gates H.R., Gilg O., Giroux M.A., Gosbell K., Hassell C., Helmericks J., Johnson A., Katrínardóttir B., Koivula K., Kwon E., Lamarre J.-F., Lang J., Lank D.B., Lecomte N., Liebezeit J., Loverti V., McKinnon L., Minton C., Mizrahi D., Nol E., Pakanen V.-M., Perz J., Porter R., Rausch J., Reneerkens J., Rönka N., Saafeld S., Senner N., Sittler B. et al. 2016 - Effects of geolocators on hatching success, return rates, breeding movements, and change in body mass in 16 species of Arctic-breeding shorebirds. Movement Ecology. 4(12)

Résumé

Prérequis Les géolocalisateurs sont utiles pour suivre les mouvements de migrateurs sur de longues distances, mais leurs effets potentiellement délétères sur les oiseaux n’ont pas été bien étudiés. Nous avons testé les effets de géolocalisateurs (dont la masse varie entre 0,8 et 2,0 g, représentant respectivement 0,1-3,9% de la masse moyenne du corps) sur 16 espèces de limicoles migrateurs dont 5 espèces avec 2-4 sous-espèces chacune pour un total de 23 taxons étudiés. Les espèces étudiées appartiennent à 8 genres, couvrent une large gamme de taille (26-1091 g) et ont été équipées sur 23 sites de reproduction et 8 sites de non-reproduction. Nous avons comparé le succès reproducteur et le taux de retour des oiseaux avec géolocalisateurs à ceux des groupes témoins en contrôlant les effets confondant potentiels. Résultats Nous avons détecté des effets négatifs des marqueurs pour trois espèces de petite taille. Les géolocalisateurs ont réduit le taux annuel de retour pour deux des 23 taxons : 63% de réduction pour le bécasseau semipalmé et 43% pour la sous-espèce articola du bécasseau variable. Un effort plus important de recherche des oiseaux marqués aurait pu masquer les effets négatifs supplémentaires. La probabilité que les géolocalisateurs impactent négativement le taux de retour des oiseaux est plus élevée lorsque la masse cumulée des marqueurs représente 2,5-5,8% de la masse de l’oiseau que si elle correspond à 0,3-2,3% de cette masse. Transporter un géolocalisateur réduit le succès des nids de 42% pour les bécasseaux semipalmé et triple la probabilité d’échec partiel de la couvée chez le bécasseau semipalmé et le bécasseau d’Alaska. Les géolocalisateurs placés sur une banderolle, perpendiculaire aux pattes, ont davantage impacté le succès des nids que les géolocalisateurs disposés parallèlement aux pattes sur une bague. Cependant, les géolocalisateurs placés sur des bagues parallèlement aux pattes, ont davantage impacté le taux de retour des oiseaux et étaient susceptibles de blesser les pattes de ce dernier. Les géolocalisateurs n’ont pas semblé avoir d’effet sur les mouvements au cours de la reproduction ou sur la masse de l’oiseau. Les tailles d’effets des géolocalisateurs ont été très variables au sein des sites, indiquant l’importance des facteurs locaux. Conclusions Les géolocalisateurs n’ont des effets négatifs que pour les trois espèces les plus petites de notre jeu de données mais ces effets sont non négligeables lorsqu’ils sont détectés. Les études à venir pourraient diminuer les impacts des marqueurs en réduisant la taille des parties saillantes et en minimisant l’utilisation de marqueurs supplémentaires. Les opérateurs pourraient maximiser la récupération des marques en déployant stratégiquement les géolocalisateurs sur des mâles précédemment marqués et reproducteurs à succès, bien que viser une partie de la population pourrait biaiser les données de mouvements migratoires de certaines espèces.

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Effets de l'abondance alimentaire et de la prédation précoce sur les pontes sur la phénologie de reproduction chez un limicole du Haut-Arctique exposé aux évolutions d'abondance en arthropodes.

Reneerkens J., Schmidt N.M., Gilg O., Hansen J., Hansen L.H., Moreau J. & Piersma T. 2016 - Effects of food abundance and early clutch predation on reproductive timing in a high Arctic shorebird exposed to advancements in arthropod abundance. Ecology and Evolution. 6(20):7375–7386.

Résumé

Le changement climatique influence la phénologie des organismes de manière inégale à travers les niveaux trophiques et conduit donc à des décalages entre la phénologie des prédateurs et celle des proies. Si l’abondance des proies atteint son maximum avant que le maximum de la demande en proies par la population de prédateur ne soit atteinte, alors les coûts engendrés en termes de fitness favoriseront la resynchronisation en sélectionnant une reproduction plus précoce. L’étude menée pendant 17 ans sur un site Groenlandais a montré que la date médiane d’émergence des invertébrés, constituant les proies principales des bécasseaux sanderlings Calidris alba a avancé de 1,27 jour par an. Ainsi les Sanderlings éclosent de plus en plus en retard par rapport au maximum d’abondance de leur proie. Le décalage des phénologies n’affecte pas la croissance des poussins, mais l’interaction entre l’étalement et la hauteur annuelle du pic d’abondance a quant à elle une influence. Les poussins ont eu une croissance bien meilleure pendant les années de pic d’abondance de nourriture étalé dans le temps. Le risque de prédation sur les couvées de sanderling est plus élevé tôt dans la saison, ce qui pourrait retarder la reproduction. Nous pensons que le niveau élevé de prédation en début de saison de reproduction favorise une reproduction plus tardive. De plus, pour la plupart des années, nos données suggèrent que la nourriture a été abondante après la date médiane d’émergence, ce qui pourrait expliquer le fait que les Sanderlings n’ont pas avancé leur reproduction avec l’avancement de la phénologie des arthropodes.

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Vivre au bord d'un habitat toujours plus restreint : la mouette ivoire, espèce inféodée à la banquise et menacée.

Gilg O., Istomina L., Heygster G., Strøm A., Gavrilo M.V., Mallory M.L., Gilchrist G., Aebischer A., Sabard B., Huntemann M., Mosbech A & Yannic G. 2016 - Living on the edge of a shrinking habitat: The ivory gull, Pagophila eburnea, an endangered sea-ice specialist. Biology letters. 12: 20160277.

Résumé

Le déclin actuel de la banquise menace les taxons arctiques dont fait partie la mouette ivoire. Comprendre comment les lisières de la banquise et la concentration des glaces affectent la distribution de cette espèce menacée est un prérequis à l’impulsion de stratégies de conservations adéquates. De 2007 à 2013, nous avons utilisé des transmetteurs satellites pour suivre les mouvements de 104 mouettes ivoires originaires du Canada, du Groenland, du Svalbard-Norvège et de Russie. Bien que la moitié des positions aient été distribuées à plus de 41km de la bordure de la banquise (75% comprise à 100km de la lisière), environ 80% des positions ont été relevées sur des partie où la glace était relativement très concentrée. Les mouettes ivoires ont utilisé des glaces de mer plus concentrées en été qu’en hiver quand elles étaient près de leur site de reproduction dans les hautes latitudes. Le meilleur modèle pour expliquer la distance des oiseaux aux lisières de la banquise repose sur la concentration des glaces dans un rayon d’environ 10km ainsi que le mois de l’année et la distance à la colonie. Connaissant les liens étroits entre la mouette ivoire, les lisères de la banquise et la concentration des glaces, son statut de conservation ne va probablement pas s’améliorer dans le contexte actuel de déclin de la banquise qui, dans le même temps, favorise les activités humaines dans des régions qui sont particulièrement importantes pour cette espèce.

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Diversité inattendue dans les rythmes sociallement synchronisés chez les limicoles.

Bulla M., Valcu M., Dokter A.M., Dondua A.G., Kosztolányi A., Rutten A., Helm B., Sandercock B.K., Casler B., Ens B.J., Spiegel C.S., Hassell C.J., Küpper C., Minton C., Burgas D., Lank D.B., Payer D.C., Loktionov E.Y., Nol E., Kwon E., Smith F., Gates H.R., Vitnerová H., Prüter A., Johnson J.A., St Clair J.J.H., Lamarre J.-F., Rausch J., Reneerkens J., Conklin J.R., Burger J., Liebezeit J., Bêty J., Coleman J.T., Figuerola J., Hooijmeijer J.C.E.W., Alves J.A., Smith J.A.M., Weidinger K., Koivula K., Gosbell K., Niles L., Koloski L., McKinnon L., Praus L., Klaasen M., Giroux M.A., Sládeček M., Boldenow M.L., Exo M., Goldstein M.I., Šálek M., Senner N., Rönka N., Lecomte N., Gilg O. et al. 2016 - Unexpected diversity in socially synchronized rhythms of shorebirds. Nature. 540: 109-113

Résumé

Les rythmes d’activité des organismes semblent soumis à une forte pression de sélection et seraient influencés par la rythmicité de l’environnement 1-4. Une telle rythmicité dans le patron d’activité est bien étudiée sur des individus isolés en conditions de laboratoire contrôlées 1,5 mais les individus en liberté synchronisent leurs activités avec celles des autres tels que des partenaires potentiels, des compétiteurs, des proies et des prédateurs 6-10. Les individus peuvent ségréger leurs activités journalières dans le temps (e.g., des proies évitent des prédateurs, les subordonnées évitent des dominants) ou synchroniser leurs activités (e.g. recherche de nourriture en groupe, défense commune, reproduction et soins à la descendance au sein des couples) 6,9-11. Les rythmes comportementaux qui émergent de ces synchronisations sociales et les processus évolutifs et écologiques sous-jacents restent incompris 5,7-9. Ici, nous abordons ce thème dans le contexte des soins biparentaux, une phase du synchronisme social particulièrement importante 12 où les partenaires d’un couple compromettent potentiellement leur rythme individuel optimal. En utilisant les données de 729 nids provenant de 91 populations appartenant à 32 espèces de limicoles à stratégie d’incubation biparentale, où les parents se synchronisent pour assurer une incubation continue des œufs, nous reportons une remarquable diversité de rythme d’incubation au sein des espèces et entre elles. Entre les espèces, la durée médiane d’une période d’incubation d’un parent varie de 1 à 19 heures, alors que la durée d’un cycle - décrit par l’évolution de la probabilité que l’un des parents soit en train d’incuber entre sa valeur maximale (grande probabilité qu’il soit sur le nid) et sa valeur minimale (très faible probabilité qu’il soit sur le nid) au cours du temps- varie de 6 à 43 heures. La durée des périodes d’incubation n’a pas été corrélée à la demande énergétique, mais les espèces reposant sur leur caractère cryptique (la capacité d’éviter d’être détecté par d’autres animaux) ont eu une durée de période d’incubation plus longue que celles qui sont aisément détectables ou qui défendent activement leur nid contre les prédateurs.

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Première observation d’une ponte de quatre oeufs chez le labbe à longue queue.

Hansen J., Ek M., Roslin T., Moreau J., Teixeira M., Gilg O. & Schmidt N.M. 2015 - First observation of a four-egg clutch of Long-tailed Jaeger (Stercorarius longicaudus). Wilson Journal of Ornithology. 127(1): 149-153.

Résumé

Selon les espèces d’oiseaux, la taille de ponte (ou nombre d’oeufs) peut varier considérablement d’une année à l’autre, ou à l’inverse rester relativement constant. Dans des environnements aux conditions variables, comme la toundra arctique, certaines espèces adaptent leur taille de ponte aux ressources disponibles. Le labbe à longue queue est une espèce nicheuse commune sur la côte groenlandaise qui se nourrit principalement de lemmings. Habituellement, les femelles déposent dans leurs nids un ou deux oeufs, rarement trois. Sur le site de Zackenberg, au nord-est du Groenland, l’intégralité des couples nicheurs de labbe à longue queue sont recensés et suivis chaque année, et ce depuis 1996. La découverte en 2011 d’un nid comportant quatre oeufs constitue le premier cas documenté pour cette espèce. Le même phénomène avait déjà été constaté de façon exceptionnelle pour une espèce proche, le labbe parasite. Bien que la possibilité d’un dépôt d’oeufs de la part d’une autre femelle ne puisse pas être totalement écartée, une réponse adaptative de l’espèce pourrait venir expliquer cette découverte inédite : la femelle augmenterait le nombre d’oeufs pondus suite à une abondance de lemmings sur le site.

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Réactions de la chouette harfang et du labbe à longue queue aux cycles de lemmings. Résultats de recherches sur le long terme dans le nord-est du Groenland.

Sittler B., Lang J. & Gilg o. 2015 - Die unterschiedlichen Reaktionen von Schnee-Eulen und Falkenraubmöwen auf Lemmingzyklen. Ergebnisse einer Langzeitforschung in Nordost-Grönland. Vogelwarte. 53(2):216-220.

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Exposition de la structure d'une chaine alimentaire arctique.

Wirta H.K., Vesterinen E.J., Hambäck P.A., Weingartner E., Rasmussen C., Reneerkens J., Schmidt N.M., Gilg O. & Roslin T. 2015 - Exposing the structure of an Arctic food web. Ecology and Evolution. 5(17):3842-3856.

Résumé

La structure des écosystèmes est déterminante dans leur stabilité et leur dynamique. S’ils restent peu étudiés, on représente communément les réseaux trophiques des écosystèmes arctiques comme des réseaux simplifiés avec un nombre limité de liens entre les espèces. Si c’était le cas, les différentes parties du réseau devraient être faiblement reliées les unes aux autres, avec des populations et des espèces unies par un petit nombre de liens. Nous apportons ici la première description détaillée de la structure des interactions trophiques caractéristiques de la plupart des écosystèmes arctiques. Afin de parvenir à cet objectif, nous avons appliqué une combinaison de techniques récentes pour décrire les interactions entre les trois guildes de prédateurs (oiseaux insectivores, araignées et parasitoïdes de lépidoptères) et les deux ordres principaux auxquels appartiennent leurs proies (Diptère and Lepidoptère). Le réseau d’interactions émergeant de ces analyses montre une structure dense sans compartimentation ni modularité entre les trois guildes de prédateurs. Ainsi, chaque prédateur ou guilde de prédateurs prélève dans les communautés de proies des autres, générant ainsi des interactions indirectes entre des niveaux différents du réseau trophique. Cette description d’un premier, mais unique, réseau d’interactions arctique doit servir comme un point de référence auquel les résultats des études futures, faisant usage de techniques similaires, seront comparés. En étudiant des guildes de prédateurs très différentes et en utilisant des techniques de hautes résolutions, les résultats obtenus suggèrent que les espèces de ce réseau sont étroitement connectées. Nos découvertes appellent donc d’autres études de la structure des réseaux d’interactions entre plusieurs guildes dans des réseaux arctiques ou autres. D’un point de vue appliqué, notre description suggère de nouvelles pistes de compréhension de la structure des réseaux trophiques de l’Arctique, de leur fonctionnement et de leur évolution face au changement climatique actuel. Ceci suggère que pour comprendre les conséquences du réchauffement rapide de l’arctique à l’échelle des communautés, nous devrions nous détourner des analyses des populations, des couples de populations et des interactions isolées entre proies et prédateurs, pour considérer l’intégralité des espèces en interaction.

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Changement climatique et l'impact grandissant des ours polaires sur les populations d'oiseaux.

Prop J., Aars J., Bårdsen B.-J., Hanssen S.A., Bech C., Bourgeon S., de Fouw J., Gabrielsen G.W., Lang J., Noreen E., Oudman T., Sittler B. et al. 2015 - Climate change and the increasing impact of polar bears on bird populations. Frontiers in Ecology and Evolution. 3

Résumé

L'Arctique se réchauffe à grande vitesse, et le retrait actuel de la banquise modifie les habitats des super prédateurs qui en dépendent. Ursus maritimus dépend de cette glace pour chasser les phoques. Pour ces super prédateurs, un allongement de la durée de la saison des eaux libres les forcerait à chercher des sources de nourriture alternatives sur terre, comme les œufs d’oiseaux coloniaux. Nous analysons ici des séries temporelles d’observations d’ours polaires dans 4 sites du Spitzberg (Svalbard) et un site à l’Est du Groenland. L’occurrence estivale de l’ours polaire, correspondant à la probabilité de le rencontrer associée à la durée de la période de présence de l’animal, a significativement augmentée des années 1970/80 à nos jours. Le changement d’occurrence de l’ours polaire coïncide avec la tendance au raccourcissement de la saison des glaces et le déclin de la banquise pendant le printemps sur les sites d’étude. Ces conclusions sont tirées d’une relation négative forte entre la probabilité de rencontrer un ours sur le sol et la durée de la saison des glaces. En dix ans, depuis sa première apparition sur le continent, la date de l’arrivée de l’ours a avancé d’environ 30 jours. Les observations directes de prédation des nids montrent que l’ours polaire peut sévèrement impacter le succès reproducteur des bernaches nonnette (Branta leucopsis), des eiders à duvet (Somateria momllissima) et des goélands bourgmestres (Larus hyperboreus). La prédation des nids a été particulièrement importante les années où l’ours est arrivé tôt avant la date d’éclosion, avec plus de 90% des nids prédatés. Les résultats sont similaires à ceux trouvés au Canada. Les processus de grande échelle, comme le changement climatique et les modifications de la qualité des habitats en résultant, sont désignés comme les causes les plus probables de ces phénomènes dans la plupart des régions de l’Arctique. Nous pensons que l’augmentation et l’avancement de la date de présence de l’ours sur le continent l’été reflète une adaptation comportementale d’un petit segment de la population qui doit affronter la réduction de son territoire de chasse sur la banquise. Ceci illustre la façon dont les adaptations comportementales pourraient générer des effets en cascades initiés par les changements climatiques.

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Voies de migration printanières du labbe à longue queue autour et à travers le Royaume-Uni – résultats d’observations et de suivi télémétrique.

Wynn R.B., Brown D., Thomas G., Holt C.A., Hanssen S.A., Moe B. & Gilg O. 2014 - Spring migration routes of Long-tailed Skuas around and across the UK – results of observational and tracking data. British Birds. 107: 220-228.

Résumé

Le labbe à longue queue est un nicheur arctique, qui ne fréquente les vastes étendues de la toundra arctique que durant les quelques mois d’été. Le reste de l’année, c’est un oiseau pélagique qui, après une longue migration, hiverne dans les océans de l’hémisphère Sud. Un passage record de labbe à longue queue a été observé au printemps 2013 en Écosse, avec des mouvements sans précédent à l’intérieur des terres. Ces observations ont été confortées par les données de localisation issues de systèmes de géolocalisation solaires miniaturisés (GLS). Cette article propose la synthèse de ces données de géolocalisation, ainsi que des observations réalisées lors des passages de printemps, en particulier en 2013. En 2010 et 2011, 15 oiseaux nicheurs avaient été équipés de GLS au Nord-Est du Groenland et au Svalbard. Ces capteurs ont pu être récupérés pour 8 oiseaux, permettant de retracer leurs déplacements lors de leurs migrations pré et post-nuptiales. Pour l’un de ces oiseaux, les données mettaient en évidence un passage au dessus des terres écossaises, correspondant à un pic de migration qui a eu lieu fin mai en Grande-Bretagne, où 1 435 oiseaux avaient été comptabilisés sur deux sites à la même période. Le record de passage a eu lieu fin mai 2013, lié à des vents forts d’Ouest et de Nord-Ouest, plus de 1 000 oiseaux ont été observés certains jours. La synthèse de tous les sites suivis a permis d’établir les principales voies de migration prénuptiales de l’espèce en Grande-Bretagne.

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Réponses démographiques d’un prédateur territorial aux fluctuations de ses proies : labbe à longue queue et lemmings arctiques.

Barraquand F., Høye T.T., Henden J.-A., Yoccoz N.G., Gilg O., Schmidt N.M., Sittler B. & Ims R.A. 2014 - Demographic responses of a site-faithful and territorial predator to its fluctuating prey: Long-tailed skuas and arctic lemmings. Journal of Animal Ecology. 83: 375-387.

Résumé

Les changements de disponibilité en nourriture et de climat d’une année sur l’autre sont déterminants pour prédire la croissance des populations animales et l’évolution de leurs histoires de vie. Comme la plupart des rongeurs, les populations de lemmings et de campagnols connaissent naturellement des fluctuations cycliques. Des changements ont été observés récemment dans la dynamique de ces espèces, et sont par conséquent susceptibles d’influencer celle de leurs prédateurs. Les labbes constituent un cas d’étude idéal de par leur productivité faible (ils pondent au maximum deux oeufs) et de par leur fidélité à leur site de nidification. Contrairement aux prédateurs ayant adopté un mode de vie nomade, comme la chouette harfang, ils ne peuvent pas capitaliser sur les pics de lemmings ayant lieu certaines années, et sont donc potentiellement plus vulnérables face à ces changements de cycles de rongeurs. Le modèle présenté dans cet article met en lien la dynamique du labbe à longue queue avec sa proie favorite au Nord-Est du Groenland, le lemming à collier. Apparemment, le labbe à longue queue supporte très bien les changements de dynamique des lemmings qui ont eu lieu dès le début des années 2000, y compris les chutes brutales. Conséquence d’une territorialité forte et d’une grande longévité, les labbes erratiques sont plus nombreux que les nicheurs. Ce « réservoir » naturel d’oiseaux non nicheurs compenserait l’impact de la diminution du nombre d’oiseaux adultes sur la reproduction globale d’une population. La quantité d’oiseaux erratiques varie selon le nombre moyen et le coefficient de variation des densités de lemmings. Au Groenland, la densité moyenne de lemmings se situe en-dessous de la quantité nécessaire au succès de reproduction des labbes, qui bénéficient donc de la variabilité des lemmings, que l’on peut donc considérer comme une variation environnementale à effet positif. Les populations de labbe à longue queue sont spécifiquement adaptées aux fluctuations de lemmings, et représentent un modèle de mobilité démographique dans leur taux de reproduction. Elles sont peu affectées lors de faibles abondances de lemmings, si le nombre d’oiseaux erratiques est suffisant ou si les juvéniles se dispersent dans d’autres populations. Le statut des labbes au Groenland dépend donc étroitement du nombre d’oiseaux erratiques et de la dispersion des juvéniles, qui sont actuellement des paramètres peu connus. Une étude de bagage couleur à grande échelle dans l’Arctique pourrait pallier à ce manque.

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Échec total de reproduction de la mouette ivoire suite à des précipitations inhabituelles dans le Nord Groenland.

Yannic G., Aebischer A., Sabard B. & Gilg O. 2014 - Complete breeding failures in ivory gull following unusual rainy storms in North Greenland. Polar Research. 33: 22749.

Résumé

Le changement climatique en cours qui a lieu depuis plusieurs décennies est particulièrement prononcé dans l’Arctique où il se manifeste notamment par une augmentation rapide des températures de surface et une réduction de la banquise. Ces changements de climat peuvent aussi être à l’origine d’évènements météorologiques extrêmes tels que pluies, orages et tempêtes. Ces catastrophes naturelles sont susceptibles d’avoir des conséquences graves sur le succès de reproduction des populations animales, directement par mortalité ou en réduisant le succès de reproduction, mais aussi de façon indirecte en ayant un impact sur la distribution et l’abondance des ressources alimentaires. La mouette ivoire, qui se reproduit sous les plus hautes latitudes de l’hémisphère Nord, fait depuis quelques années l’objet d’une attention et d’un suivi particuliers. Deux expéditions menées respectivement en juillet 2009 à Amprup Land et en juillet 2011 à Station Nord ont permis d’observer et de rapporter de tels évènements météorologiques anormaux. Deux colonies de mouette ivoire situées à l’extrémité Nord-Est du Groenland ont été confrontées à des pluies violentes et des tempêtes qui ont parfois duré plusieurs jours, provoquant l’abandon temporaire de tous les oiseaux lors de la phase de couvaison. Sur les 146 nids suivis au total, la mortalité juvénile qui s’en est suivie s’est avérée catastrophique, puisque proche des 100 %. Ce type d’évènement risque de se reproduire et même de s’amplifier dans le contexte actuel de changement climatique, et vient s’ajouter aux autres menaces auxquelles la mouette ivoire doit déjà faire face (pollution, diminution de la banquise), compromettant encore davantage la pérennité de cette espèce emblématique du Haut-Arctique.

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Cartographie génétique des grandes voies de dispersion des plantes arctiques.

Eidesen P. B., Ehrich D., Bakkestuen V., Alsos I. G., Gilg O. Taberlet P. & Brochmann C. 2013 - Genetic roadmap of the Arctic: plant dispersal highways, traffic barriers and capitals of diversity. New Phytologist. 200: 898-910.

Résumé

L’apparition des techniques moléculaires a permis de nombreuses découvertes en phylogéographie. Le coeur de cette discipline est la compréhension des facteurs temporels et spatiaux qui régissent la diversité génétique des espèces, et donc leur évolution.Nous fournissons ici la première analyse comparative multi-espèces de la structure génétique spatiale de la diversité dans l’Arctique circumpolaire à partir d’une stratégie commune d’échantillonnage et d’analyse génétique. Nous avons cherché à identifier et expliquer les tendances générales potentielles de discontinuité ou de connectivité génétique et de diversité génétique. Les résultats obtenus ont été comparés avec les hypothèses précédemment publiées. Nous avons collecté et analysé 7 707 échantillons de 17 espèces de plantes arctico-alpines généralisées par technique de polymorphismesde longueur des fragments amplifiés (AFLP). La structure génétique, la diversité et le caractère distinctif ont été analysés et extrapolées pour couvrir l’étendue géographique de chaque espèce. Les cartes qui en résultent ont été superposées pour produire des « Metamaps ». Les barrières génétiques les plus fortes identifiées sont les océans Arctique et Atlantique, la calotte glaciaire du Groenland, la chaîne de l’Oural, et les zones de plaine entre les chaînes de montagnes du Sud et de l’Arctique. La diversité la plus élevée a été observée en Béringie et diminue progressivement dans les zones anciennement englacées. Les plus hauts degrés de caractère distinctif ont été observés en Sibérie. La conclusion de cet article est que les tendances générales à grande échelle existent dans l’Arctique, façonnée par les glaciations du Pléistocène et combinées avec des barrières physiques génétiques qui existent de longue date. La Béringie a servi à la fois de refuge et de source de (re)colonisation interglaciaire, tandis que les zones plus à l’Ouest en Sibérie ont servi de refuge et de façon moindre de sources de (re)colonisation.

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Voies de migration trans-équatoriales, sites de gagnage et zones d’hivernage d’un prédateur avien du Haut-Arctique, le labbe à longue queue.

Gilg O., Moe B., Hanssen S. A., Schmidt N.M., Sittler B., Hansen J., Reneerkens J., Sabard B., Chastel O., Moreau J., Phillips R. A., Oudman T., Biersma E.M., Fenstad A.A., Lang J. & Bollache L. 2013 - Trans-Equatorial Migration Routes, Staging Sites and Wintering Areas of a High-Arctic Avian Predator: The Long-tailed Skua (Stercorarius longicaudus). PLoS ONE. 8: e64614.

Résumé

Le labbe à longue est un oiseau qui niche sur les terres arctiques en été, et est pélagique le reste de l’année. Son rôle en tant que prédateur des communautés de vertébrés terrestres dans l’Arctique est maintenant bien connu, mais de nombreuses lacunes subsistent sur ses voies de migration et sites d’hivernage dans l’hémisphère Sud. Des systèmes de géolocalisation miniaturisés qui mesurent l’intensité lumineuse toutes les minutes (GLS) ont été posés sur des labbes au Nord-Est du Groenland et au Svalbard. Ces capteurs ont pu être récupérés pour 8 oiseaux, l’analyse des localisations enregistrées a ainsi permis de retracer leurs déplacements. Tous ces oiseaux ont hiverné dans l’hémisphère Sud, avec une arrivée moyenne sur place le 24 octobre, et un départ le 21 mars. Cinq d’entre eux sont restés sur la côte d’Afrique du sud-ouest, dans des zones productives d’upwelling du Benguela ; les trois autres ont été localisés dans un secteur du sud-ouest de l’océan indien. Différentes voies de migration ont été mises en évidence, avec une préférence pour une voie passant par l’ouest de l’océan atlantique. Les labbes effectuent des distances journalières plus importantes lors de la migration d’automne (345 km/jour en moyenne) que lors de celle du printemps (235 km/jour). Parmi les différentes aires de halte migratoire qui ont été identifiées, l’une d’entre elles semble particulièrement importante : la région des Grands Bancs de Terre-Neuve. Tous les oiseaux suivis (à l’exception d’un seul) y ont passé de quelques jours à trois semaines en automne, et cinq oiseaux (sur les huit) d’une à plus de six semaines au printemps. Deux autres aires de halte près de la côte ibérique et dans la région des Açores ont été utilisées par deux oiseaux au printemps sur une période allant de cinq à six semaines. Ainsi sur une année entière, les labbes ont parcouru un total de 43 900 à 54 200 km, avec une distance moyenne entre les sites de nidification et d’hivernage de 12 800 km. Les zones marines de halte et d’hivernage identifiées dans l’océan atlantique revêtent une importance majeure pour la conservation du labbe à longue queue, et probablement aussi pour d’autres espèces migratrices trans-équatoriales.

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Changements climatiques et écologie et évolution des vertébrés arctiques.

Gilg O., Kovacs K.M., Aars J., Fort J., Gauthier G., Gremillet D., Ims R.A., Meltofte H., Moreau J., Post E., Schmidt MN.M., Yannic G. and Bollache L. 2012 - Climate change and the ecology and evolution of Arctic vertebrates. Annals of the New York Academy of Sciences. 1249: p. 166-190.

Résumé

Le changement climatique s’exprime plus rapidement et plus sévèrement dans l’Arctique que partout ailleurs dans le monde, ce qui expose les vertébrés arctiques à un grand nombre d’impacts. Les changements dans la cryosphère dominent les changements physiques qui affectent déjà ces animaux, mais les températures croissantes de l’air, les changements dans les précipitations et l’acidification des océans affecteront également les écosystèmes arctiques dans le futur. L’adaptation des espèces par la sélection naturelle est problématique dans un tel environnement en mutation rapide. Les ajustements de ces espèces par le biais de leur plasticité phénotypique vont donc dominer les réponses des vertébrés arctiques à court terme. De nombreux ajustements de ce type ont déjà été documentés. Des changements de phénologie et des limites d’aires de distribution vont se produire pour la plupart des espèces mais ne pourront que partiellement moduler les impacts des changements climatiques, impacts particulièrement difficiles à prédire du fait des nombreuses interactions à prendre en compte au sein et entre les différents niveaux trophiques. Bien que la richesse des espèces vivant dans l’Arctique soit en augmentation du fait de l’immigration d’espèces venant du sud, de nombreux vertébrés endémiques de l’Arctique vont être de plus en plus menacés au cours de ce siècle.

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Réponse d’une guilde de prédateurs arctiques à l’effondrement des cycles de lemmings.

Schmidt N.M., Ims R.A., Høye T.T., Gilg O., Hansen L.H., Hansen J., Lund M., Fuglei E., Forchhammer M.C and Sittler B. 2012 - Response of an arctic predator guild to collapsing lemming cycles. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279(1746): 4417-4422.

Résumé

Alors que le réchauffement dans l’Arctique est beaucoup plus rapide que dans la plupart des autres régions du globe, beaucoup d’espèces ont d’ores et déjà subi des changements d’aire de répartition ou des déclins. Les lemmings, clef-de voûte des écosystèmes de toundra, sont très sensibles aux changements climatiques, notamment parce qu’ils dépendent de la couche de neige sous laquelle ils se reproduisent durant tout l’hiver. Les populations de lemmings sont étudiées depuis plusieurs décennies dans le Nord-Est du Groenland, et sont connues pour leurs fluctuations cycliques de forte amplitude qui avaient lieu sur quatre années. Le lemming à collier, seul représentant des rongeurs sur ces terres du Haut-Arctique, constitue la proie favorite de quatre prédateurs terrestres : la chouette harfang, l’hermine, le labbe à longue queue et le renard polaire. Chacun d’entre eux est connu pour répondre à sa façon à ces cycles de lemmings, selon leur degré de spécialisation, leur fidélité à un site, leur mobilité, leurs paramètres démographiques, leur compétitivité. Confrontées depuis peu à des hivers plus courts et plus doux, le nouveau millénaire a été le témoin de l’effondrement des populations de lemmings sur la côte Nord-Est du Groenland, tant en ce qui concerne la périodicité des cycles que leur intensité. Cette étude est basée sur une analyse à long terme (de 1988 à 2010) de cette communauté de vertébrés sur deux sites du Haut-Arctique groenlandais : l’île de Traill et Zackenberg. Son objectif est d’évaluer les répercussions que ces changements des dynamiques de lemmings peuvent avoir sur celle de sa guilde de prédateurs. Il s’avère que deux de ces prédateurs très spécialisés subissent des changements drastiques : la chouette harfang, qui a quasiment arrêté de nicher sur ces sites et dont le nombre de jeunes à l’envol a chuté de 98%, et l’hermine, dont les populations ont connu un déclin sévère. Le labbe à longue queue et le renard polaire, qui sont moins spécialisés, voire généraliste pour le renard, ont une dynamique qui est moins dépendante de celle des lemmings. Malgré tout, leur succès reproducteur en a été affecté.La réponse de tous ces prédateurs varie quelque peu selon les sites. Ceci peut s’expliquer par une dynamique de lemmings qui serait propre à chaque site, par des interactions intra-guildes ou par l’existence d’autres ressources. Dans tous les cas, si ces modifications des cycles de lemmings se maintiennent avec ces densités faibles et sans véritable cycle, la guilde de ces prédateurs endémiques de l’Arctique risque d’être restructurée, voire de connaître des épisodes d’extinction de populations.

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Description de marqueurs microsatellites et performances de génotypage avec l’utilisation de plumes et de frottis buccaux pour la mouette ivoire.

Yannic G., Sermier R., Aebischer A., Gavrilo M. V., Gilg O., Miljeteig C., Sabard B., Strøm H., Pouivé E. and Broquet T. 2011 - Description of microsatellite markers and genotyping performances using feathers and buccal swabs for the Ivory gull (Pagophila eburnea) Molecular Ecology Resources. 11: p. 877-889

Résumé

Dans cet article, nous rapportons 22 nouveaux microsatellites polymorphes pour la mouette ivoire (Pagophila eburnea) et décrivons comment ils peuvent être efficacement co-amplifiés. De plus, nous décrivons la concentration d’ADN, le succès d’amplification, les taux d’erreurs de génotypage et le nombre de répétitions de génotypage requis pour obtenir des données fiables avec trois types d’échantillons non destructifs distincts : des plumes ramassées au sol dans les colonies, des plumes prélevées sur des oiseaux vivants et des frottis buccaux réalisés avec des cotons tiges. Dans deux populations originaires du Groenland (n = 21) et de Russie (archipel de Severnaya Zemlya, n = 21), le nombre d’allèles par locus variait de 2 et 17 et l’hétérozygotie attendue par la population variait de 0,18 à 0,92. Vingt des marqueurs étaient conformes à Hardy-Weinberg et aux attentes d’équilibre de liaison. La plupart des marqueurs ont été amplifiés facilement et étaient très fiables lorsqu’ils étaient analysés à partir de prélèvements buccaux et de plumes prélevées sur les oiseaux, démontrant que les frottis buccaux (ou écouvillonnage) constituent une méthode très efficace permettant une bonne extraction d’ADN de qualité. Bien que le succès d’amplification de l’ADN en utilisant des plumes ramassées au sol était généralement élevée, les génotypes obtenus à partir de ce type d’échantillons étaient sujets à erreur et devaient donc être amplifiés à plusieurs reprises. L’ensemble des marqueurs microsatellites décrits ici avec des conditions d’amplification multiplex, ainsi que les taux d’erreur de génotypage observés, seront utiles pour les études génétiques à venir des populations de mouette ivoire.

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Migration postnuptiale de quatre labbes à longue queue (Stercorarius longicaudus) entre le Nord et l’Est du Groenland et l’Afrique de l’Ouest.

Sittler B., Aebischer A. & Gilg O. 2011 - Post-breeding migration of four Long-tailed Skuas (Stercorarius longicaudus) from North and East Greenland to West Africa. Journal of Ornithology. 152: p. 375-381.

Résumé

Le Labbe à longue queue (Stercorarius longicaudus) est un prédateur spécialiste de lemmings durant l’été, ce qui lui confère un rôle important au sein de l’écosystème de la toundra. La plus grande partie de son cycle reste inconnue en dehors de la saison de reproduction puisqu’il se déroule au large des côtes et sous des latitudes plus méridionales. Grâce à l’utilisation d’émetteurs satellites solaires de 9,5g, nous avons pu documenter pour la première fois les mouvements postnuptiaux du labbe à longue queue, depuis ses zones de reproduction du Haut-Arctique (au Nord et à l’Est du Groenland) jusqu’à ses quartiers d’hivers dans les eaux tropicales de l’Ouest de l’Afrique. Les oiseaux étudiés ont parcouru les 10 000 km de cette migration en seulement 3-5 semaines, couvrant 800-900 km/jour lors de la migration active qui a également eu lieu pendant la nuit. Quittant leurs zones de reproduction en août pour la plupart, les labbes à longue queue se sont d’abord dirigés au sud en longeant la côte du Groenland oriental, jusqu’à une zone de nourrissage au large des « Grands Bancs » de Terre Neuve où ils sont restés pendant 1-3 semaines. De là, ils ont traversé l’océan Atlantique vers l’est en 1 semaine avant d’entrer dans les eaux africaines au niveau de l’archipel de Madère en Septembre. Bien que seuls quatre oiseaux aient été suivis dans cette étude (entre 1,5 à 3 mois), nos données semblent indiquer que les voies de migration de la population groenlandaise sont relativement constantes puisque les 4 oiseaux suivis ont utilisé le même itinéraire bien qu’ils aient été capturés dans 3 lieux et durant 2 années différentes.

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Prédiction de la distribution de 27 espèces d’oiseaux marins circumpolaires à partir de données environnementales publiques, réalisé à partir de données de colonies publiques : une première plateforme de synthèse IPY et GBIF en accès libre pour une gestion durable.

Huettmann F., Arthukin Y., Gilg O. & Humphries G. 2011 - Predictions of 27 circumpolar pelagic seabird distributions using public environmental variables, assessed with compiled public colony data: A first IPY and GBIF Open Access synthesis platform for a sustainable management. Marine Biodiversity. 41(1): p. 141-179.

Résumé

Les écosystèmes marins de l’Arctique ont encore été peu décrits, et des données de première importance manquent encore. Cet article présente la première compilation de données, quantification et synthèse de la répartition de 27 espèces d’oiseaux marins à travers l’Arctique (au-delà de 66°N) durant l’été. Basé sur une exploration de données (« Data mining »), un apprentissage automatique (algorithme RandomForest), et l’utilisation de 26 couches environnementales cartographiques accessibles au public, 27 modèles prédictifs ont été construits (un pour chaque espèce d’oiseau marin). Les données qui ont été utilisées sont issues d’archives accessibles au public comme le Global Biodiversity Information Facility (GBIF), North Pacific Pelagic Seabird Database (NPPSD) et PIROP database (dans OBIS-Seamap). Plusieurs scénarios de modèles de prévision ont été lancés en utilisant de la pseudo-absence et de l’absence à dire d’expert. Un modèle d’évaluation métrique spatiale et aspatiale a été appliqué. Par ailleurs, un modèle de robustesse métrique pour des espèces supplémentaires a été utilisé à partir des meilleurs jeux de données de localisations des colonies d’oiseaux marins disponibles, que nous avons compilé à partir de sources écrites et numériques. La robustesse des modèles obtenus est bonne dans l’ensemble : elle est faible pour quelques espèces côtières avec peu de données, et très forte pour beaucoup d’espèces pélagiques. Conformément à la politique des données de l’Année Polaire Internationale (IPY) et d’autres initiatives semblables, les métadonnées FGDC NBII des données et des modèles sont rendues publiques en ligne, ceci dans l’objectif de poursuivre l’amélioration, l’utilisation durable, les synergies et l’exploration intellectuelle dans cette période de crise de la biodiversité des océans, de l’Arctique et à l’échelle planétaire.

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Mouettes ivoires nichant à même la banquise.

Boertmann D., Olsen K. & Gilg O. 2010 - Ivory gulls breeding on ice. Polar Record. 46(1): p. 86-88.

Résumé

Une colonie de reproduction de mouettes ivoire a été découverte sur une plaque de banquise en août 2008. La plaque de banquise ressemblait aux îles des environs puisqu’elle était couverte d’une moraine épaisse de graviers. Sa position est restée la même durant la plus grande partie de la saison de reproduction puisqu’elle était entourée de banquise annuelle compacte dont la fragmentation n’a eu lieu qu’à partir de mi-août, à une époque où la plupart des jeunes mouettes étaient déjà volantes. Seuls les manchots empereurs étaient jusqu’à présent connus pour nicher sur la banquise, mais en Antarctique.

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Mouvements post-nuptiaux des populations de mouette ivoire Pagophila eburnea de l’Atlantique Nord-Est.

Gilg O., Strøm H., Aebischer A., Gavrilo M.V., Volkov A., Miljeteig C & Sabard B. 2010 - Post-breeding movements of the northeast Atlantic ivory gull Pagophila eburnea populations. Journal of Avian Biology. 41(5): p. 532-542.

Résumé

Les mouvements postnuptiaux de trois populations de mouette ivoire (Pagophila eburnea) du Nord-Est de l’Atlantique (Nord du Groenland, Svalbard et Franz Josef Land), une espèce menacée du Haut-Arctique car spécialiste de la banquise, ont été étudiés entre juillet et décembre 2007 en utilisant 31 émetteurs satellites. Après avoir quitté leurs aires de reproduction, tous les oiseaux se sont d’abord dispersés vers l’est en août-septembre, dans une zone s’étendant du détroit de Fram au nord-ouest de la mer de Laptev. La plupart de ces oiseaux sont retournés vers l’ouest en octobre-novembre le long de la même voie de migration, décrivant ainsi une migration en boucle, avant de poursuivre vers le sud au large de l’est du Groenland. Les principales aires d’hivernage ont été atteintes en décembre, dans le Sud du Groenland et le long de la mer du Labrador, en lisière des glaces, là où les oiseaux canadiens du Nord-Ouest de l’Atlantique ont également l’habitude de passer l’hiver. Un à deux oiseaux de chaque population ont cependant continué vers l’est en octobre-novembre, vers une troisième zone hivernage dans la région du détroit de Béring. Ces observations ont ainsi mis en évidence le caractère bidirectionnel de la migration de ces populations et permettent d’élucider au moins partiellement l’origine des oiseaux passant l’hiver dans le Pacifique Nord. Dans l’ensemble, tous les oiseaux qui nichent dans la région du Nord-Est de l’Atlantique ont utilisé les mêmes voies de migration, avaient des taux de déplacement similaires, et ont montré un pic d’activité migratoire en novembre. Bien que la longueur totale de la voie migratoire principale, jusqu’en mer du Labrador, soit seulement de 7 500 km en ligne droite, la distance moyenne totale parcourue par les oiseaux du Groenland entre juillet et décembre était de 50 000 km lorsqu’estimée à partir des taux moyens horaires de déplacement. Notre étude fournie la première analyse complète et détaillée des mouvements postnuptiaux des différentes populations de mouette ivoire dans l’Atlantique Nord.

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Expliquer la migration des oiseaux.

Gilg O. & Yoccoz N.G. 2010 - Explaining bird migration. Science. 327: p. 276-277.

Résumé

Les limicoles arctiques (bécasseaux, pluviers, grands gravelots, tournepierres, etc.), dont de nombreuses espèces migrent à travers la France, peuvent parcourir plusieurs dizaines de milliers de kilomètres chaque année le long de voies de migrations intercontinentales connectant leurs zones d’hivernage méridionales et leurs zones de reproduction polaires. De nombreuses études ont expliqué par le passé comment ces oiseaux surmontaient les problèmes physiologiques et d’orientation liés à de telles migrations, mais les véritables raisons qui les incitent à migrer restaient pour l’instant obscures. Une étude récente menée dans l’Arctique canadien sur un transect latitudinal de près de 3 000 km vient de mettre en évidence une corrélation négative entre la latitude et le taux de prédation des nids dans la toundra : plus ces limicoles nichent au nord, moins ils risquent de voir leurs nids prédatés. Pour ces oiseaux, le coût élevé d’une longue migration (besoins énergétiques et risques de mortalité accrus) semble ainsi être compensé par un taux de reproduction plus élevé dans le Nord. Si la pression de prédation est bien le facteur déterminant de la migration de certains oiseaux de l’Arctique, elle façonnerait donc aussi indirectement la biodiversité des écosystèmes terrestres de cette région. Cette hypothèse, négligée jusqu’à présent par les biogéographes, est confortée par l’étude comparée des aires distribution d’autres espèces arctiques. La répartition des lemmings arctiques, rongeurs formant habituellement l’essentiel des proies des prédateurs terrestres, est exemplaire à cet égard. Au Svalbard et dans le Sud et l’Ouest du Groenland par exemple, les lemmings sont absents et la forte pression de prédation exercée sur les oiseaux, notamment par le renard polaire, ne permet qu’aux espèces les moins sensibles à la prédation (grand gravelot et bécasseau violet par ex.) de se reproduire. Au contraire, dans le Nord du Canada, le Nord et l’Est du Groenland, la présence des lemmings engendre une réduction de la pression de prédation sur les oiseaux, permettant également la nidification d’espèces apparemment plus sensibles aux prédateurs (bécasseaux sanderling et maubèche par ex.)

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Rôles du délai de maturation et des réponses fonctionnelles des prédateurs dans le déterminisme de la périodicité des cycles de prédateurs-proies.

Wang H.,Nagy J.D. , Gilg O. & Kuang Y. 2009 - The roles of predator maturation delay and functional response in determining the periodicity of predator-prey cycles. Mathematical Biosciences. 221: p. 1-10.

Résumé

Les cycles de populations des petits mammifères ont captivé l’attention de générations de biologistes théoriciens et expérimentaux et continuent à alimenter la controverse. La régulation par le haut (« top-down » ; prédation) ou par le bas (« buttom-up ; végétation) sont deux hypothèses concurrentes. Le principal objectif de cet article est d’explorer les contributions relatives d’une variété de facteurs écologiques aux cycles de populations de prédateurs-proies. Nous suggérons que pour certaines espèces - lemming à collier, lièvre à raquette et élan en particulier - le délai de maturation des prédateurs et leurs réponses fonctionnelles semblent être les facteurs déterminants. Notre étude suggère que le délai de maturation est à lui seul capable de déterminer la période des cycles, alors que la réponse fonctionnelle affecte grandement l’amplitude voire l’existence même des cycles. Ces résultats sont le fruit d’analyses de sensibilité de tous les paramètres d’un modèle mathématique du système différé lemming-hermine, une extension du modèle de Gilg. Notre résultat pourrait également expliquer pourquoi les lemmings ont un cycle de 4 ans contrairement à celui des lièvres à raquettes qui est de 10 ans. Notre modèle paramétrique supporte et élargit la vision de May qui affirmait que le retard temporel impactait la durée et l’amplitude des cycles. De plus, si les périodes de maturation des prédateurs sont trop courtes ou trop longues, ou si la réponse fonctionnelle ressemble au type I de Holling, alors les cycles de population n’apparaissent pas. Néanmoins, des périodes de maturation intermédiaires et favorables pour les prédateurs, et des réponses fonctionnelles favorables, peuvent générer des cycles de populations à la fois pour les proies et pour les prédateurs. Ces résultats semblent expliquer pourquoi certaines populations sont cycliques alors que d’autres ne le sont pas. Finalement, nous avons trouvé des combinaisons de paramètres pour notre modèle qui génèrent des cycles de 38 ans, une période qui concorde avec les estimations des cycles pour les interactions élan-loup sur l’île Royale dans le Michigan.

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Statut de la menacée mouette ivoire au Groenland.

Gilg O., Boertmann D., Merkel F., Aebischer A. & Sabard B. 2009 - Status of the endangered Ivory Gull, Pagophila eburnea, in Greenland. Polar Biol.. 32(9): p. 1275-1286.

Résumé

La mouette ivoire, une espèce rare du Haut-Arctique dont l’habitat principal tout au long de l’année est la banquise, est actuellement considérée comme « vulnérable » au Groenland et « en danger » au Canada où la population a décliné de 80% en 20 ans. Malgré ce constat préoccupant, le statut de l’espèce au Groenland restait quasi inconnu puisque la mouette ivoire niche dans des zones très reculées et dans des colonies pour lesquelles nous ne disposons, dans le meilleur des cas, que de données fragmentaires. En combinant recherche bibliographique, comptages terrestres, comptages aériens et suivi satellite, nous avons pu recenser 35 sites de reproduction dans l’Est et le Nord du Groenland, dont 20 nouveaux sites. La plupart des colonies se trouvent dans le Nord du Groenland et les plus grandes sont localisées sur des îles ou des terrasses côtières. La meilleure estimation actuelle de la taille de cette population est de 1 800 oiseaux nicheurs, mais la taille réelle est probablement supérieure à 4 000 oiseaux adultes (c’est-à-dire plus de 2 000 couples) puisque toutes les colonies n’ont pas encore été découvertes à ce jour et que seuls 50% au plus des oiseaux nicheurs sont habituellement présents dans les colonies lors des comptages. Bien que notre estimation soit quatre à huit fois supérieure aux précédentes, l’espèce semble être en déclin dans le sud de son aire de distribution groenlandaise alors que dans le nord, la tendance est moins nette, ce qui doit nous inciter à augmenter nos efforts de suivi de cette espèce.

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Dynamiques écologiques dans l’Arctique en lien avec les changements climatiques récents.

Post E., Forchhammer M.C., Bret-Harte S., Callaghan T.V., Christensen T.R., Elberling B., Fox A.D.,Gilg O. et al. 2009 - Ecological Dynamics Across the Arctic Associated with Recent Climate Change. Science. 325(5946): p. 1355-1358.

Résumé

A la fin de la quatrième année polaire internationale, nous dressons l’état des conséquences écologiques des changements climatiques récents observés dans l’Arctique, en mettant l’accent sur les impacts observés au niveau des populations, communautés et écosystèmes.Malgré l’effet tampon lié à l’hétérogénéité du paysage, les écosystèmes arctiques et les relations trophiques qui les structurent ont été sévèrement perturbés. Ces changements rapides sont vraisemblablement les signes annonciateurs de changements qui interviendront également à des latitudes plus méridionales. Ils ont le potentiel d’affecter les services écosystémiques liés aux ressources naturelles, la production de nourriture, la régulation du climat et l’intégrité culturelle. Nous mettons l’accent sur les volets de la recherche écologique qui méritent d’être traités en priorité alors que l’Arctique continue à se réchauffer.

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Changements climatiques et dynamiques cycliques des populations de prédateurs et de proies dans le Haut-Arctique.

Gilg O., Sittler B. & Hanski I. 2009 - Climate change and cyclic predator-prey population dynamics in the high-Arctic. Global Change Biology. 15: p. 2634–2652.

Résumé

La région du Haut-Arctique abrite la communauté terrestre de prédateurs-proies la plus simple au monde, avec le lemming à collier comme unique rongeur et principale proie pour quatre prédateurs : la chouette harfang, le renard polaire, le labbe à longue queue et l’hermine. En utilisant une série temporelle de 20 ans de données pour ces cinq espèces et un modèle dynamique précédemment paramétré pour le Nord-Est Groenland, nous avons analysé les conséquences aux niveaux des populations et des communautés, du changement climatique actuel et prévisible. Les réponses des espèces au changement climatique sont complexes car en plus des effets directs, variables selon l’histoire naturelle des espèces, celles-ci sont également affectées indirectement, du fait par exemple des interactions entre proies et prédateurs. La communauté des lemmings-prédateurs illustre bien ces dynamiques complexes, néanmoins une conclusion robuste émerge de nos modélisations : dans la quasi-totalité des scénarios plausibles simulant la façon dont les changements climatiques risquent d’influencer la démographie de ces espèces, ces changements augmentent la durée des cycles de populations de lemmings et diminuent les densités maximales lors des phases de fortes abondances. Ce dernier impact est particulièrement néfaste pour les populations de prédateurs, adaptés à utiliser ces années de fortes abondances des proies. Le réchauffement climatique va donc indirectement réduire les densités et le succès de reproduction des prédateurs, et risque ainsi d’engendrer la disparition locale de certaines de ces espèces. Sur la base de ces résultats, nous pensons que la disparition récente des cycles de lemmings au Groenland de l’Est constitue probablement le premier signe d’un impact très sévère du changement climatique sur la communauté de lemmings-prédateurs au Groenland et ailleurs dans le Haut-Arctique.

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Réponses fonctionnelles et numériques de quatre prédateurs de lemmings dans le Haut-Arctique du Groenland.

Gilg O., Sittler B., Sabard B., Hurstel R., Sané R., Delattre P. & Hanski I. 2006 - Functional and numerical responses of four lemming predators in high arctic Greenland. Oikos. 113:193-216.

Résumé

Cet article documente les réponses fonctionnelles et numériques de ces quatre prédateurs présents dans le nord-est du Groenland que sont la chouette harfang, l’hermine, le labbe à longue queue et le renard polaire. À partir de ces éléments, l’impact de la prédation sur la dynamique des populations de lemmings est évalué sur la base de cycles de quatre ans et des différences de facteur 100 entre les densités minimales et maximales de lemmings. Toutes les espèces de prédateurs se nourrissent principalement (à plus de 90%) de lemming lorsque leur densité dépasse l’individu à l’hectare, mais la réponse de chacun des prédateurs varie beaucoup. La chouette harfang n’est présente et ne niche que lorsque les densités de lemmings sont supérieures à 2 lemmings par hectare, puis fournit une réponse numérique graduelle : plus les lemmings sont nombreux, plus la nichée sera importante. Le labbe à longue queue adopte une réponse numérique, et s’alimente grâce à des ressources alternatives, principalement des baies et des insectes, avec une proportion de lemmings qui augmente avec leur densité. Le labbe surpasse tous les autres prédateurs en été grâce à sa réponse totale. La réponse fonctionnelle du renard polaire commence à augmenter à des densités de lemmings beaucoup plus basses que celles des prédateurs aviens, mais sa réponse numérique est faible. Enfin, l’hermine est le prédateur le plus spécialisé et le seul ayant une réponse numérique avec un décalage temporel net. Selon leurs réponses numériques et fonctionnelles, chaque prédateur joue un rôle clé dans une partie du cycle des lemmings, mais seule l’hermine le conditionne véritablement. La prédation par l’hermine est énormément réduite lors de l’hiver qui précède le pic cyclique des lemmings, et elle atteint son maximum durant l’hiver qui précède la densité d’été la plus basse. Cette prédation par l’hermine semble maintenir des densités basses de lemmings durant au moins deux années successives. Cette étude apporte la preuve empirique de l’hypothèse de cycles de population d’un petit mammifère par un prédateur spécialiste.

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Observations récentes de baleine franche du Groenland au Nord-Est Groenland et dans la Mer du Groenland

Gilg O., Born E.W. 2005 - Recent sightings of the bowhead whale (Balaena mysticetus) in Northeast Greenland and the Greenland Sea. Polar Biology. 28: p. 796-801.

Résumé

Vers la fin du XIXe siècle, les pêcheurs de baleines avaient conduit les populations de baleine franche (Balaena mysticetus) du « stock du Spitzberg », réparties entre l’Est du Groenland et l’Est de la Russie arctique, au bord de l’extinction. Cet article relate les observations de baleine franche effectuées au Nord-Est du Groenland et dans la Mer du Groenland entre 1940 et 2004. Le nombre d’observations a augmenté dans le Nord-Est du Groenland depuis le milieu des années 1980. Seules trois sont documentées sur la période 1940-1979, mais six ont été réalisées durant les années 1980, six durant les années 1990, et huit entre 2000 et 2004. Ces observations impliquent respectivement un minimum absolu de trois, cinq et huit à dix individus différents. Une incertitude persiste sur l’origine de ces observations, puisqu’elles peuvent être liées à un effort de surveillance accru, à une immigration d’individus provenant d’autres territoires, à une augmentation récente de la population relique appartenant au stock du Spitzberg, ou une combinaison de ces facteurs.

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Dynamique cyclique dans une communauté de prédateurs-proie vertébrés simplifiée.

Gilg O., Hanski I., Sittler B. 2003 - Cyclic Dynamics in a Simple Vertebrate Predator-Prey Community. Science. 302 : 866-868.

Résumé

Dans la toundra du Haut-Arctique, le lemming à collier est prédaté par quatre espèces : la chouette harfang, l’hermine, le renard polaire et le labbe à longue queue. Chacune de ces espèces montre des différences marquées quant au nombre de lemmings qu’elles consomment, ainsi qu’à la dépendance de leur dynamique vis-à-vis des densités de lemmings. Cette étude présente un modèle prédateur-proie principalement basé sur des réponses des prédateurs, qui ont été estimées à partir des données empiriques. Ce modèle prédit une périodicité de quatre ans dans la dynamique des lemmings, ce qui est en accord avec les données empiriques à long terme. Rien ne semble indiquer sur le terrain que la croissance des populations de lemmings serait limitée par l’espace ou la nourriture disponibles, il n’est donc pas utile d’intégrer ces facteurs dans le modèle. Les dynamiques cycliques sont régies par une réponse numérique de l’hermine avec un délai d’un an, et stabilisées par prédation densité-dépendante par le renard polaire, la chouette harfang et le labbe à longue queue.

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Le déclin estival du lemming à collier dans le Haut-Arctique du Groenland.

Gilg O. 2002 - The summer decline of the collared lemming (Dicrostonyx groenlandicus) in high arctic Greenland. Oikos. 99(3): 499-510.

Résumé

Cet article présente l’étude de la structure et de la dynamique des populations de lemming à collier (Dicrostonyx groenlandicus Traill) sur l’île de Traill, au Nord-Est du Groenland, de 1998 à 2000. Il s’agit de la première étude détaillée d’une population de lemming à collier groenlandaise. Durant la période d’investigation, la densité de population a diminué de façon continue (d’un facteur de plus de 100), allant de plus de 10 individus par hectare (année de pic en 1998) à moins de 0,1 individu par hectare (année de creux en 2000), avec l’exception d’une période d’augmentation durant l’hiver 1998-1999. De nombreux paramètres populationnels ont pu être corrélés avec ces changements de densités. Le poids moyen était plus élevé durant l’année du pic que durant l’année intermédiaire (1999), et également plus grande en août qu’en juillet ces deux années. Les taux de croissance étaient seulement positifs en 1998, et concernaient uniquement les jeunes lemmings. De façon inattendue, le territoire des femelles était plus grand que celui des mâles, et celles-ci étaient plus mobiles durant la phase de déclin (1999). Un recrutement faible et des taux de prédation élevés (jusqu’à 3,4% par jour pour les femelles en 1998) étaient les causes directes proximales des déclins observés en été dans la zone d’étude. Un calcul simple montre que même avec un accroissement maximal, cette population de lemming n’aurait pas été en mesure de compenser le taux de prédation élevé, et a été inévitablement confrontée à un déclin induit par la prédation durant cette partie du cycle étudiée.

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Oiseaux et mammifères de la réserve naturelle du Delta de la Léna, Sibérie.

Gilg O., Sané R., Diana v. Solovieva D., Pozdnyakov V.,Sabard B., Tsanos D., Zöcler C., Lappo E., Syroechkovski E., Eichhorn G. 2000 - Birds and Mammals of the Lena Delta Nature Reserve, Siberia. Arctic. 53(2): 118-133.

Résumé

Le delta de la Lena est le plus grand delta de l’Arctique recouvert de toundra. Protégé depuis 1986, c’est l’une des aires les plus riches au delà de 71°N, à la fois en ce qui concerne la richesse spécifique que la densité d’espèces reproductrices. Entre le 6 juin et le 17 aout 1997, 16 espèces de mammifères et 76 espèces d’oiseaux ont été recensées dans la réserve naturelle du delta de la Lena et les secteurs limitrophes. Plusieurs espèces sont nouvelles pour la région : courlis de Sibérie, grive litorne, grive mauvis, pouillot boréal, gobemouche nain et rat surmulot. Deux nouvelles espèces nicheuses ont été trouvées : le faucon émerillon et le pouillot boréal. Combinées aux inventaires existants, ces données portent à 122 le nombre total d’espèces d’oiseaux recensées dans la région et à 67 celui des espèces s’y étant reproduit au moins une fois. Des densités comprises entre 245 et 641 oiseaux par km2 ont été notées sur deux zones d’étude restreintes. De telles densités sont inhabituelles à des latitudes supérieures à 70°N pour des oiseaux nicheurs non coloniaux. Les espèces les mieux représentées sont le bruant lapon (100 à 300 individus par km2), le phalarope à bec large (jusqu’à 200 par km2) et plusieurs espèces de bécasseaux (genre Calidris). Le tournepierre à collier et le bécasseau variable avaient des densités supérieures à celles qui avaient été rapportées précédemment dans le delta de la Lena et sur d’autres sites de Sibérie. Parmi les limicoles, le chevalier arlequin, la bécassine à queue pointue, le pluvier argenté, le bécasseau variable et le bécasseau cocorli semblent avoir étendu leur aire de répartition ou augmenté leurs populations durant les 15 dernières années. Mais des preuves supplémentaires restent nécessaires pour confirmer l’extension vers l’ouest de l’eider à lunettes, du bécassin à long bec et du bécasseau à queue pointue.

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Faible abondance des nids d’eider à tête grise durant les années de faible abondance de lemmings dans le Nord-Est du Groenland.

Sittler B., Gilg O., Berg T.B 2000 - Low abundance of King eider nests during low lemming years in Northeast Greeland. Arctic. 53(1): 53-60.

Résumé

Une étude à long terme menée sur l’île de Traill (Nord-Est du Groenland) a mis en évidence que le nombre de nids d’eiders à tête grise (Somateria spectabilis) est corrélé à de fortes densités de lemming à collier (Dicrostonyx groenlandicus). Ces observations sont identiques à celles des autres relevés fauniques réalisés dans cette région et confortent des constats similaires sur le succès de reproduction des oies arctiques. Le déterminisme de ces phénomènes semble être lié au fait que les mammifères prédateurs se concentrent sur les lemmings lorsque ces derniers sont abondants, mais exercent une pression de prédation plus forte sur les autres espèces lorsque les lemmings se font plus rares. L’effort de recherche des prédateurs semble augmenter durant les années de creux, ce qui accroît la probabilité de découvrir les nids d’eiders. Cette étude souligne l’importance d’examiner les phénomènes dans l’ensemble de la communauté animale pour tenter d’expliquer les fluctuations cycliques dans les écosystèmes nordiques.

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Réponse de l'Hermine à une population fluctuante de Lemming à collier au Nord-Est du Groenland : résultats préliminaires d'une étude à long terme.

Sittler B. 1995 - Response of stoat (Mustela erminea) to a fluctuating lemming (Dicrostonyx groenlandicus) population in North East Greeland : preliminary results from a long term study. Annales Zoologici Fennici. 32: 79-92.

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