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L’urbanisation grandissante est certainement à l’heure actuelle parmi les phénomènes à l’origine des changements les plus importants induits par l’homme sur notre planète, et soulève donc de nombreuses questions concernant les conséquences d’une telle perturbation de l’environnement sur la biodiversité. La vie urbaine est souvent caractérisée par des conditions jugées comme contraignantes (fragmentation, dégradation et perte d’habitats, pollutions chimiques, sonores et lumineuses accrues, etc.) pouvant avoir des effets néfastes sur les vertébrés. Cependant, les mécanismes par lesquels l’urbanisation affecte la faune sauvage sont encore très mal compris. Dans ce contexte, l’objectif central de ce doctorat est d’améliorer notre compréhension de l’influence de l’urbanisation sur les espèces de vertébrés évoluant dans les environnements urbains. Pour cela, nous avons exploré, d’une part, l’influence globale de l’urbanisation, et d’autre part, l’impact spécifique de certaines contraintes caractéristiques des milieux urbains (pollution par les métaux lourds et pollution sonore) sur les passereaux, en utilisant une approche fonctionnelle intégrant notamment des études éco-physiologiques et éco-toxicologiques. Ainsi, nous avons mis en évidence que les passereaux urbains ne sont pas contraints énergétiquement par leur environnement pendant leur vie adulte, mais qu’en revanche, les conditions fortement modifiées des milieux urbains pourraient contraindre les individus pendant leur développement. De plus, nous avons montré que l’urbanisation est effectivement associée à une contamination par les métaux lourds plus importante, et surtout que des niveaux plus élevés de ces contaminants sont associés à des niveaux de corticostérone plus élevés (degrés de stress plus importants). Enfin, l’étude expérimentale de l’impact de la pollution sonore sur des paramètres très souvent négligés jusque-là (développement, physiologie, comportement anti-prédateur), nous a permis de montrer que le bruit d’origine anthropique pouvait avoir des effets particulièrement complexes sur le développement des vertébrés avec de possibles conséquences à long terme. L’ensemble de ces travaux soulignent l’importance d’évaluer l’impact des perturbations d’origine anthropique sur le développement phénotypique des individus afin de mieux comprendre l’influence de l’environnement urbain sur les populations de vertébrés. / Consistent expanding urbanization is certainly among the most important human-induced environmental changes facing our planet today, and thus raises important questions regarding the consequences of such environmental disturbance on biodiversity. Urban life is often characterized by constraining environmental conditions (e.g., fragmentation, degradation and loss of habitats, increased noise, light, and chemical pollutions) that can have detrimental effects on wild vertebrates. However, the mechanisms through which urbanization affects wildlife are still poorly understood. In this context, the main objective of this doctoral research is to improve our understanding of the influence of urbanization on vertebrate species that are able to live in urban environments. To this end, we explored both the global influence of urbanization and the impact of specific factors associated with urban life (heavy metals and noise pollutions) on passerine birds, using a mechanistic approach including eco-physiological and eco-toxicological studies. We demonstrated that urban passerines are not energetically constrained by their environment during their adult life, but conversely, that the altered environmental conditions of urban environments could constrain individuals during their development. Furthermore, we showed that urbanization is indeed associated with an increased heavy metal contamination, and most importantly, that higher levels of these contaminants are related to higher corticosterone levels (i.e., elevated stress levels). Finally, using an experimental approach to study the impact of noise pollution on several parameters that have often been overlooked (development, physiology, anti-predator behaviour), we showed that anthropogenic noise can have particularly complex effects on vertebrate’s development, with possible life-long consequences for developing birds. Overall, our results emphasize the importance of investigating the impact of human-induced environmental changes on the phenotypic development of individuals to better understand the influence of urban environments on vertebrate populations.

L’océan austral est un écosystème fragile dont la dynamique est influencée par des variations climatiques qui vont structurer la distribution spatio-temporelle des ressources. L’objectif de cette thèse était d’étudier les stratégies d’acquisition des ressources en proies mises en place par l’éléphant de mer austral face aux contraintes énergétiques (coûts du transport et coûts d’accès à la ressource) et temporelles (temps passé au fond d’une plongée et limite de plongée aérobie) auxquelles il est soumis. L’utilisation d’un ensemble d’enregistreurs de données déployés sur ces animaux a permis de reconstruire en trois dimensions leur plongée, mais également de calculer leur effort de nage, le nombre de proies rencontrées ainsi que leur dépense énergétique. Notre étude montre qu’à l’échelle d’une plongée, les éléphants de mer adaptent leur trajectoire, mais également le temps qu’ils passent au fond, en fonction du nombre de proies rencontrées. Pour des densités locales de proie importantes, ils passent plus de temps au fond, et concentrent leur recherche en zone restreinte, caractérisée par une diminution de la vitesse et une augmentation de la sinuosité horizontale. Au-delà de 550 m, le coût d’accès aux ressources devient supérieur aux coûts d’acquisition ; ils doivent alors faire face à un compromis entre l’accessibilité et la disponibilité en proies. À mesure qu’ils s’alimentent, ces phoques augmentent leur flottabilité, diminuant de surcroît leur dépense énergétique. Cette étude démontre également une structuration spatio-temporelle de cette dépense énergétique qui semble être liée au succès d’alimentation et donc à la distribution des ressources en proies. / The Southern Ocean is a fragile ecosystem whose dynamics are influenced by climate change that will structure the spatio-temporal distribution of resources. The objective of this PhD was to investigate the foraging strategies used by the southern elephant seal, under energetic (cost of transport and costs of access to the resource) and temporal (time at the bottom of a dive and aerobic dive limit) constraints. Using a set of animal-borne data loggers allowed us to reconstruct their three-dimensional path underwater, but also to calculate their swimming effort, the number of prey encountered and their energy expenditure. At the dive level, our study shows that elephant seals adapt their path, but also the time spent at the bottom, depending on the number of prey encountered. For high local prey density, they spent more time at the bottom, and concentrated their foraging effort in areas restricted search, characterized by a decrease in speed and an increase in horizontal sinuosity. Beyond 550 m, the cost of access to resources becomes greater than the cost of acquisition ; they must therefore deal with a trade-off between prey accessibility and availability. While feeding, these seals increase their buoyancy, reducing furthermore their energy expenditure. This study also shows a spatio-temporal structure of the energy expenditure that appears to be related to feeding success and therefore to prey resources distribution.

The American Kestrel (Falco sparverius) is the smallest and most abundant falcon in North America with a wide geographic range. Unfortunately, surveys have suggested that some kestrel populations have been in decline since the 1950s, though the nominal causes of this decline are unknown. Migratory movement patterns and connectivity have yet to be established for any population of migratory kestrels. In Chapter 2, I investigated methods for attaching migration trackers to kestrels. Specifically, I showed that leg-loop style harnesses may have negatively affected return rates whereas backpack harnesses did not. Based on these results, I recommend that backpack-style Teflon harnesses is the safest and most effective method for attaching tracking devices to small raptors. In Chapter 3, I quantified survivorship for kestrels wintering in north Texas to identify the timing of kestrel mortality. Notably, I found that juvenile kestrels had similar annual survival rates as adults (81.6% versus 79.5%). High overwintering survival in north Texas indicated that once kestrels arrived on their wintering grounds, they were highly likely to survive to spring migration. In Chapter 4, I investigated pairing behaviors previously undocumented in wintering kestrels. I found that winter pairing was relatively common, but more prevalent in urban environments than rural. My data suggested that pairing during the winter could be a coping mechanism to increase kestrel survival in stressful anthropic landscapes. Altogether, this research highlights that the documentation of migratory connectivity is essential to understanding how many processes affect kestrel population dynamics, as I found evidence of potential seasonal carryover effects.

En intégrant cette étude dans un contexte d'écologie du stress, l'objectif général de cette thèse est d'une part d'évaluer l'exposition et les effets des éléments traces métalliques (ETMs)et du parasitisme chez le mulot sylvestre (apodemus sylvaticus) et d'autre part de contribuer au développement de marqueurs d'exposition et d'effets toxiques non létaux. Au cours de trois sessions de capture, des individus ont été collectés dur 30 sites localisés autour de l'ancienne fonderie de Metaleurop (Nord-Pas-de-Calais) les concentrations en Cd et Pb ont été mesurées dans les organes cibles (foie et reins) et dans les poils des mulots. différents biomarqueurs d'effets toxiques létaux et non létaux ont également été mesurés. Le nombre important de mulots prélevé (n=886) a permis d'étudier l'influence des caractéristiques individuelles (âge et sexe) et des caractéristique paysagères sur les réponses des biomarqueurs. Les résultats indiquent que les concentrations en ETMs des animaux vivants sur les sites les plus contaminés s'avèrent significativement plus importantes que celles mesurées sur les autres sites. En outre, plus de 25% des mulots provenant des sites des plis pollués présente des concentrations supérieures aux seuils toxiques et ont donc un risque accru de développer des pathologies (œdème, cancers). Par ailleurs, cette étude révèle également que ETMs chez le mulot est influencée par les caractéristiques, individuelles (âge et sexe), par l'occupation des sols et qu'elle varie en fonction de la session de capture. De plus, les résultats montrent que les concentrations ETMs [...] et les caractéristiques paysagères modulent les prévalences de certains parasites. En effet, la richesse parasitaire augmente chez les individus les plus exposés aux ETMs. Ces concentrations influencent également les différents biomarqueurs d'effets létaux [...] et non létaux [...]évalués. Ces résultats illustrent donc l'intérêt du développement de biomarqueurs on létaux pour l'évaluation des effets toxiques des ETMs les plus élevées présentent des atteintes au niveau individuel [...] et au niveau cellulaire [...] Cependant, étant donnés les effets potentiels de parasitisme sur la santé de la faune sauvage, les liens de causalité entre la présence d' ETMs et les atteintes observées sont discutables. Ce travail de thèse souligne l'intérêt des approches multi-stress dans le cadre de l'évaluation de la santé de la faune sauvage. / By integrating this study in a stess-ecology Framework, the aim of this thesis is to assess exposure and effects of trace metals (TMs) and parasitism on wood mouse[…] and to contribute to the development of non-lethal exposure and toxicity makers […].This study also reveals that the accumulations of the TMs in wood mice is influenced by individual characteristics […] and landscape features and varies according to the trapping session. In addition, results show that the concentrations of TMs […] and landscape characteristics modulate the prevalence of some parasites. […].However, given the potential effects of parasitism on animals’ health, the causal links between the presence of TMs and observed alterations are questionable. This work emphasizes the importance of multi-stress approaches on wildlife’s health assessment.

The variability of egg-size within a bird species reflects different reproductive investments and, besides the intrinsic constraints and particular female quality, it can be affected by environmental factors, too. Moreover, the egg-size predetermines the chick performance. The knowledge of factors influencing precocial chick survival is crucial for better understanding of life-history strategies as well as for endangered species conservation. The Northern Lapwing (Vanellus vanellus) represents a suitable model species for investigation of climate variables effects on egg-size and also to study factors influencing chick survival. Eggs in a total of 714 nests were measured during 13 breeding seasons over period 1988-2014 in South Bohemia and 293 lapwing chicks from 100 broods in 37 localities were monitored in 2013-2014. The mean egg-size through the whole season is positively affected by March precipitation, March clutches also negatively by minus temperatures in March. The higher intensity of rainfall there is during March, the bigger eggs are laid in March and the steeper is slope of decline in mean egg-size during season. This decline is more profound with lower rainfall in April. The effect of habitat is not significant. The body mass and condition of hatchlings is positively correlated with the...