Summary of the thesis project*:
The environmental conditions that an individual experiences during early life have wide-ranging knock-on effects for both its physical and behavioural development. In particular, imprinting during the ontogenetic phase can drive behavioural preferences that persist across an individual’s lifetime. This thesis project will explore how environmental conditions in terms of habitat type and quality encountered during the pre-natal phase determine behavioural decisions during the natal dispersal process, with a particular focus on emancipation, transience and settlement. Indeed, natal dispersal is a fundamental process that determines gene flow and dynamics in spatially structured populations, but there is little information to date on how ontogeny determines an individual’s decisions on when, where and how to disperse. To address this question, the thesis will leverage an exceptional data set on more than 300 juvenile roe deer with detailed information on their habitats, movements, growth and physiology etc. to evaluate how early-life conditions determine the key processes of natal dispersal in a fragmented agricultural landscape. Specifically, we will evaluate to what degree imprinting from the natal environment influences i/ emancipation during the breakdown of the mother-young dyad, ii/ movement speed, direction of the trajectory and habitat use (e.g. the avoidance of anthropogenic disturbance) during dispersal transience, as individuals move across an unfamiliar landscape, and iii/ how these effects carry over to determine dispersal outcomes in terms of successful settlement (vs. aborted), post-dispersal home range composition and mortality costs in juvenile roe deer. From this, we will then evaluate within-population variation in how individuals perceive the connectivity of a given landscape during transience and habitat suitability during settlement in response to their natal imprinting (e.g. selection for specific habitats along the dispersal trajectory and at settlement), potentially driving behavioural phenotype-dependent dispersal outcomes (e.g. distance, direction, tortuosity, etc.).
Contexte:
La dispersion natale est un processus biologique fondamental affectant la valeur adaptive des individus (Clobert 2001), les flux de gènes (Ronce 2007) et la dynamique spatiale des populations (Bowler & Benton 2005). Elle englobe l’ensemble des déplacements entre le site de naissance et le premier site de reproduction, et se compose en trois phases, l’émigration, la transience et l’installation (Clobert 2001). En termes proximaux, ce processus est gouverné par des décisions comportementales à chacune de ces phases, notamment en termes de relations sociales et de sélection de l’habitat, qui auraient pour partie leur origine dans l’ontogenèse du comportement pendant la phase précoce.
Les conditions qu’un individu rencontre pendant son développement, et en particulier l’environnement maternel pendant la phase précoce, devraient laisser une empreinte écologique (Immelmann 1975). Par exemple, la sélection de l’habitat pour un stimulus qui a été rencontré dans l’environnement natal pourrait être innée à travers une prédisposition génétique pour des environnements qui augmenteraient leur valeur adaptative, ou sous l’influence ontogénétique de l’expérience acquise pendant la phase de dépendance avec la mère. Cependant, il semblerait que l’influence de l’expérience précoce soit prépondérante pour canaliser les préférences individuelles en termes d’habitat (Immelmann 1975), ainsi l’empreinte pour des conditions expérimentées dans l’environnement maternel pourrait être déterminante pour expliquer les variations entre individus dans la sélection de l’habitat (Larue et al. 2018).
Ce mécanisme ontogénétique du comportement de sélection de l’habitat est particulièrement attendu pendant la phase de dispersion natale. En effet, à ce moment critique de l’histoire de vie, l’individu doit subir la rupture de la relation mère-jeune pendant son émancipation, puis se déplacer à travers un paysage étranger totalement inconnu. Bien qu’il y ait quelques études qui suggèrent que des préférences développées pendant la phase précoce jouent un rôle dans les décisions comportementales des disperseurs chez les mammifères (Merrick & Koprowski 2016), à ce jour il n’existe aucune évaluation de l’influence des conditions précoces post-natales et de l’ontogenèse comportementale sur les choix effectués par les animaux le long de la trajectoire de dispersion lors de la phase de transience.
La compréhension des mécanismes qui déterminent les caractéristiques de dispersion (timing, direction, distance, tortuosité, habitats) devient crucial pour mesurer l’impact de la modification de l’usage du sol par les activités humaines sur la faune sauvage. En effet, la fragmentation des paysages due à la perte d’habitats et aux infrastructures augmente le coût de la dispersion et rend les populations sauvages plus vulnérables. Cette thèse contribuera ainsi à identifier comment des modifications de la structure du paysage peuvent agir comme filtre, en affectant des individus de manière variable en fonction de leur expérience précoce et de leur phénotype, ainsi générant une connectivité individu centrée.
Objectifs:
En s’appuyant sur le suivi à long terme d’une population de chevreuils (Capreolus capreolus) dans les Vallons et Coteaux de Gascogne, au sein de la Zone Atelier Pygar, cette thèse s’intéressera aux questions suivantes :
– comment l‘expérience précoce en termes d’environnement et des relations mère-jeune influencent le processus d’émancipation qui précède la dispersion natale ?
– comment les conditions environnementales expérimentées par un individu pendant son développement précoce influencent la direction, la distance et la trajectoire de son déplacement pendant la phase de transience de dispersion ?
– quel est le rôle de l’empreinte natale sur le succès de la dispersion et le choix du domaine vital post-dispersion ?
Méthode :
La personne aura accès à une base de données sans équivalent au niveau international, composée de plus de 300 chevreuils juvéniles suivis pendant la phase de dispersion à environ un an d’âge. La base sera augmentée d’environs 20 individus de plus par an pendant les 2 premières années de la thèse dans le cadre du suivi à long-terme sur le site VCG (ZA Pygar). Nous avons des données pour un nombre important de caractéristiques phénotypiques pour chaque individu (sexe, masse, comportement, mouvements, charge parasitaire, marqueurs physiologique etc), ainsi que pour les conditions environnementales et sociales qu’il a expérimenté pendant la première année de vie (habitat, météo, densité, présence de sibling, relations mère-jeune, etc.).
L’analyse sera basée sur des métriques de mouvement (e.g. vitesse, tortuosité etc.) et de sélection de l’habitat avec des approches de type Resource Selection Functions et Step Selection Functions. On évaluera la répétabilité individuelle des caractéristiques de mouvement et de préférences pour les habitas entre les différentes phases de vie, de la naissance jusqu’à l’installation dans le domaine vital post-dispersion, avec des modèles mixtes en prenant en compte le résultat final de la dispersion (succès, avortée, mort).
Références bibliographiques *:
Bowler, D. E. & Benton, T. G. (2005) Causes and consequences of animal dispersal strategies: relating individual behaviour to spatial dynamics. Biol Rev, 80, 205-225.
Clobert, J., Danchin, E., Dhondt, A. A. & Nichols, J. D. (2001) Dispersal. pp. 452. Oxford University Press, New York.
Immelmann, K. 1975. Ecological Significance of Imprinting and Early Learning. – Annu. Rev. Ecol. Syst. 6: 15–37.
Larue, B. et al. 2018. Natal habitat preference induction in large mammals-Like mother, like child? – Ecol. Evol. 8: 12629–12640.
Merrick, M. J. and Koprowski, J. L. 2016. Evidence of natal habitat preference induction within one habitat type. – P. Roy. Soc. B-Biol. Sci. 283: 20162106.
Ronce, O. (2007) How does it feel to be like a rolling stone? Ten questions about dispersal evolution. Ann Rev Ecol Evol Syst, 38, 231-253
Profil et compétences recherchées* :
Nous recherchons un/e étudiant/e motivé/e par la recherche fondamentale, ayant un fort intérêt pour l’écologie comportementale, l’analyse de données, et le travail de terrain. Une bonne connaissance de R et un intérêt pour la modélisation statistique, et potentiellement des notions sur ArcGIS ou QGIS seront des atouts. Un bon niveau en anglais est important.
Contacte: Mark Hewison (mark.hewison@inrae.fr) INRAE Toulose (05 61 28 51 23)
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