Functional traits, measurements of adaptive aspects of the phenotype, are increasingly used for the study of plant community ecology. Despite their importance, we do not know which ecological scales contain the most variation in a given trait, which hampers assessment of the wider relevance of findings from studies conducted at only one scale. To address this deficiency, I studied the variance distribution of two key leaf functional traits (leaf mass per area - LMA and leaf dry matter content - LDMC) across six nested ecological scales (site, plot, species, tree, strata, leaf) in lowland tropical rainforests of Panama. Variance in both traits is uniformly distributed across all scales except the plot level, which shows virtually no variance despite high species turnover among plots. This contradicts the widely held belief that species-level variation predominates in organizing species distribution and abundance and indicates that communities regulate plant ensembles by filtering on leaf functional traits regardless of species. / Les traits fonctionnels, attributs indicatifs des aspects adaptatifs du phénotype, sont de plus en plus utilisés pour étudier l’écologie des communautés végétales. Malgré l’importance des traits fonctionnels, nous ne savons pas à quelle échelle écologique un trait donné varie le plus, ce qui nous empêche de mettre dans un contexte général les découvertes des études conduites à une seule échelle. Pour combler cette lacune, j’ai étudié dans les forêts tropicales humides tropical du Panama la distribution de la variance de deux traits fonctionnels foliaires clés (la masse par surface foliaire - LMA et le contenu foliaire en matière sèche - LDMC) à travers six échelles écologiques emboitées (le site, la parcelle, l’espèce, l’arbre, la strate et la feuille). La variance de ces deux traits est uniformément distribuée à travers toutes les échelles, sauf à l’échelle de la parcelle qui ne présente aucune variance malgré la forte différence de composition d’espèces entre les parcelles d’un même site. Ces résultats vont à l’encontre de la croyance populaire selon laquelle la variation interspécifique joue un rôle prédominant dans le contrôle de la distribution et l’abondance des espèces. Ils indiquent plutôt que les communautés régulent l’assemblage des végétaux en exerçant un filtre sur les traits fonctionnels, indépendamment de l’espèce.

The effect of habitat connectivity on ecological communities within open marine ecosystems in subarctic regions has received little empirical support, partly due to a preconceived idea that connectivity cannot be assessed in such a system. This connectivity is largely under investigated due to experimental difficulties principally driven by seasonal disturbances, local and regional hydrological processes, and regional enrichment in species. Here, the interactive effect of isolation and habitat type on associated communities was investigated. We manipulated the isolation between intertidal patches of Mytilid mussels in the St. Lawrence estuary (Quebec), as well as sampling time, while controlling local cover of natural mussel beds to observe how the associated communities responded. Results revealed that short term (seasonal) and local (<1m) heterogeneity in open mussel bed communities are influenced by the local properties of the habitat and by spatiotemporal patterns of connectivity among mussel beds. Given the dynamic nature of mussel beds in intertidal systems, our results also suggest that mussel beds and their associated fauna may be understood as metacommunities where habitat parameters and connectivity have dynamic rather than static properties. / L'effet de la connectivité entre les communautés écologiques marines en régions subarctiques n'a jusqu'à maintenant reçu que très peu de support empirique. En fait, dans de tels systèmes, plusieurs difficultés expérimentales peuvent être engendrées par les nombreuses perturbations saisonnières, les processus hydrologiques locaux et régionaux ainsi que l'apport régional constant en espèces. Dans cette étude, nous avons manipulé des bancs de moules artificiels en milieu intertidal, sur la côte de l'estuaire du St-Laurent (Québec), ainsi que la distance entre les bancs, la période d'échantillonnage et le couvert local de bancs de moules naturels dans le but d'élucider l'effet que nous croyons possible de la connectivité sur les communautés associées. Les résultats nous ont révélés de façon convaincante que l'hétérogénéité saisonnière et locale (<1m) des communautés ouvertes associées aux bancs de moules sont contrôlées par les propriétés locales de l'habitat ainsi que par la connectivité spatiotemporelle entre les bancs de moules. De plus, nos résultats suggèrent que ces bancs et les communautés qui y sont associées peuvent ainsi former une métacommunauté dans laquelle l'habitat et la connectivité ont des propriétés plutôt dynamiques que statiques.

In the past decade, Bald Eagle populations throughout North America have increased considerably and, despite their previous known avoidance of humans, eagles have begun invading cities in large numbers. The overall aim of this study was to document the ecology of urban Bald Eagle populations living in south-coastal British Columbia. We conducted a comparative study of the nest-site characteristics, productivity, and feeding habits of over 150 breeding pairs of rural, suburban and urban eagles. Tall mature trees are especially important for urban eagles and suburban areas have greater concentrations of nests. Nesting success and productivity for this population are some of the highest figures in North America. Human land-use and proximity to habitat edge are strongly linked to productivity and crows, gulls and pigeons are the most popular prey items for urban eagles. This study is expected to have implications for future management strategies of Bald Eagles in human-altered landscapes. / Dans les dernières décennies, les populations de pygargue à tête blanche ont considérablement augmenté partout en Amérique du Nord, et étonnement dans les milieux urbains. L'objectif de cette étude est de documenter l'écologie des populations urbaines de pygargues dans le sud-ouest de la Colombie-Britannique. Nous avons comparé les caractéristiques des sites de nidification, la productivité et les habitudes alimentaires de 150 paires d'individus vivant en milieux ruraux, sous-urbains et urbains. Les grands arbres sont spécialement important pour les aigles urbains, les banlieues démontrent de plus grandes concentrations de nids, la productivité de cette population est l'une des plus élevées de la distribution et est fortement liée à l'occupation humaine et la proximité des zones de transition d'habitat. Les corneilles, goélands et pigeons sont les proies les plus prisées par les aigles urbains. Cette étude risque d'influencer la gestion des pygargues dans les environnements partagés avec les humains.

The identification of generalities regarding which biological invasions are most likely to cause major ecological disruptions is a central goal of invasion ecology, having both theoretical and applied importance. Introduced ecosystem engineers (organisms that modify, create and/or destroy habitats) can exert strong impacts on recipient communities, altering not only species composition but also the physical structure of ecosystems. In this thesis, I examine variation in the impacts of nonindigenous ecosystem engineers on aquatic macroinvertebrate communities, with emphasis given to Dreissena spp. because they are well-studied exotic ecosystem engineers of both ecological and economic concern. The objectives of this research were to identify general patterns and test existing theories with respect to the community-level impacts of exotic ecosystem engineers. To meet these objectives, I employed a combination of field experiments and statistical syntheses of published data. In Chapters 2 and 3, I examined the reliance of ecosystem engineering impacts on a community's evolutionary experience with the engineer or with similar species (i.e. ecological naiveté). Meta-analyses revealed that impacts on community diversity and abundance do not systematically differ among native and exotic ecosystem engineers (Chapter 2), and suggested that introduced ecosystem engineers with distinct functional traits compared to native species generally promote facilitation (Chapter 3). I focused on Dreissena spp. in Chapters 4 and 5, wherein I examined sources of variation in the community-level impacts of these exotic mussels. A meta-analysis revealed that Dreissena generally increases macroinvertebrate density and richness, and that the strength of these effects varies with sediment particle size (Chapter 4). In Chapter 5, I tested the effect of Dreissena patch topography on benthic diversity by experimentally manipulating the area and perimeter-to-area ratio of mussel patch / L'identification de généralités en ce qui concerne les invasions biologiques d'qui ont les plus grandes chances de provoquer des perturbations écologiques importantes est un but central de l'écologie des invasions, ayant de l'importance théorique et pratique. Les ingénieurs d'écosystèmes introduits (les organismes qui modifient, créent et-ou détruisent des habitats) peuvent exercer des impacts importants sur les communautés envahies, en transformant non seulement la composition d'espèces, mais aussi la structure physique des écosystèmes. Dans cette thèse, j'examine la variation dans les impacts d'ingénieurs d'écosystème nonindigènes sur les communautés des macroinvertébrés aquatiques, avec l'accentuation donnée à Dreissena spp. parce qu'elles sont bien étudiées en tant qu'ingénieurs d'écosystèmes qui ont des impacts écologiques et économiques importants. Les objectifs de cette recherche sont d'identifier des généralités et d'évaluer des théories en ce qui concerne les impacts d'ingénieurs d'écosystèmes exotiques au niveau de la communauté. Pour atteindre ces objectifs, j'ai employé une combinaison d'expériences sur le terrain et de synthèses statistiques de données publiées. Dans les chapitres 2 et 3, j'ai examiné la dépendance des impacts d'ingénieurs d'écosystèmes sur l'expérience évolutive d'une communauté soit avec la présence de l'ingénieur ou bien avec des espèces semblables (c'est-à-dire la naïveté écologique). Les meta-analyses ont démontré que les impacts sur la diversité et l'abondance communautaires ne diffèrent pas systématiquement parmi les ingénieurs d'écosystème indigènes et exotiques (chapitre 2), et ont suggéré que les ingénieurs d'écosystème exotiques qui possèdent des traits fonctionnels distinctifs comparés aux espèces indigènes favorisent généralement la facilitation (chapitre 3). Je me suis concentrée sur les Dreissena spp. dans les chapitres 4 et 5, o

In this thesis I explore the co-evolutionary dynamics of defences and counter-defences in a predator-prey interaction. I hypothesize that the cost of defences and counter-defences result in the cycling of these traits under all circumstances: directional selection alternate between increasing and decreasing trait values (defense of the prey and counter-defense of the predator). Using Taricha granulosa and Thamnophis sirtalis as an example of a predator-dangerous prey system, I modeled the ecological and evolutionary dynamics of predator-prey interactions and analyzed the results from equations and simulations. The cost of counter-defence influenced evolutionary dynamics most: high or low values of cost stabilized the evolutionary dynamics to constant phenotypes; intermediate values of cost destabilized the equilibrium causing cycling or diversification. Contrary to what I hypothesized, under most parameter values the predator-prey system does not cycle. My study shows predator-dangerous prey coevolutionary dynamics are always mostly influenced by predator parameters. / Dans cette thèse, j'explore les dynamiques évolutives de défense et contre-défense dans un système de prédateurs et proies. Je fais l'hypothèse que les coûts associés aux traits de défense et contre-défense ont pour conséquence des cycles évolutifs de ces traits dans tous les environnements : la sélection directionnelle fluctue pour augmenter et diminuer les valeurs de traits (défense de la proie et contre-défense du prédateur). En utilisant Taricha granulosa et Thamnophis sirtalis comme exemple de système des prédateurs-proies, j'ai modélisé leur dynamiques écologiques et évolutives et j'ai étudié le système de façon analytique et par des simulations. Le coût des contre-défenses est le facteur le plus important pour déterminer les dynamiques évolutives : des valeurs fortes ou faibles du coût stabilisent les dynamiques évolutives sur des phénotypes constants; des valeurs intermédiaires du coût déstabilisent l'équilibre en engendrant des cycles ou de la diversification. Contrairement à mon hypothèse de départ, le système de prédateurs et proies ne produit pas de cycle évolutif pour la plupart des valeurs de paramètres. Mon étude montre que les interactions entre les prédateurs et les proies dangereuses sont toujours surtout influencées par les paramètres du prédateur.

The costs to females associated with polyandry are numerous. However, this mating strategy is very common in nature because mating with multiple males during the same reproductive cycle can also provide multiple benefits. Under such conditions, females can use different strategies to optimize the benefits of mate choice. Among these, the trade-up hypothesis is a model used to predict female mate choice when males are encountered sequentially: specifically, females mate with males of increased quality as they gain experience. These decisions are thought to be based on cues that indicate male quality to females. These cues, however, may well differ between populations as a result of adaptive divergence in response to different selective pressures. In this study, Trinidadian guppies were used to test the trade-up hypothesis and whether trade-up patterns differ among wild populations. Guppies from three populations were used to conduct within-population sequential mate choice trials. Each female was presented sequentially to the same two males on each of two consecutive days. Female responsiveness toward the two males was then compared and related to variation in male traits. Contradictory to previous work, we found no evidence that female guppies trade up with respect to any of the measured male traits, and that patterns of sequential mate choice did not differ between populations. Instead, it seems that females vary dramatically in responsiveness independent of male identity. In fact, time was the only factor that had an effect on female responsiveness. However, it remains possible that only some populations trade up and only under some conditions. Further work should focus on understanding under which circumstances females can trade up. / Il existe de nombreux coûts associés à la polyandrie. Cette stratégie reproductrice est toutefois très répandue dans la nature parce que les femelles qui s'accouplent avec plusieurs mâles à chaque cycle reproducteur peuvent également en retirer de nombreux bénéfices. Dans de telles conditions, plusieurs stratégies peuvent être utilisées par les femelles afin d'optimiser les bénéfices lors du choix de partenaires. L'hypothèse du «trade-up» figure parmi ces stratégies. Ce modèle est utilisé pour prédire le choix de partenaires effectué par les femelles lorsque les mâles sont rencontrés de façon séquentielle. Alors qu'elles acquièrent de l'expérience, les femelles s'accouplent avec des mâles de qualité grandissante.Ces décisions sont prises en fonctions de signaux émis par les mâles qui agissent en tant qu'indicateurs de qualité pour les femelles. Ces signaux peuvent toutefois différer entre des populations qui sont sujettes à différentes pressions de sélection suite à de la divergence adaptative. Dans cette étude, les guppies de Trinité sont utilisés afin de vérifier l'hypothèse du «trade-up», et afin de vérifier si les stratégies diffèrent entre des populations sauvages. Des guppies originaires de trois populations ont été utilisés dans des expériences de choix séquentiel de partenaires. Chaque femelle a été exposée à deux mâles provenant de la même population sur une période de deux jours, de sorte qu'elle ait pu interagir de façon séquentielle avec les deux mâles durant chaque jour. La réceptivité des femelles envers les deux mâles a ensuite été comparée et mise en relation avec des différences de traits entre les deux mâles. Contrairement à ce qui a été reporté dans d'autres études, les femelles n'ont pas choisi leur partenaire en fonction de signaux visuels relativement supérieurs (trade-up), et le choix séquentiel de partenaires ne diffère pas entre les populations. Il semble que la réceptivité des femelles varie énormément d'un individu à l'autre, et que cette variabilité ne soit pas due à l'identité des mâles. Le temps est le seul facteur qui ait montré un effet significatif sur la réceptivité des femelles. Cependant, il demeure toujours possible que l'hypothèse du «trade-up» ne soit applicable qu'à certaines populations et dans certaines circonstances. Les travaux futurs devraient tenter de déterminer selon quelles circonstances l'hypothèse du «trade-up» s'applique aux guppies.

Habitat loss is the primary driver of global amphibian declines and thus preserving habitat is our best hope for preserving species at risk. The habitat needs of amphibians are complex due to terrestrial and aquatic requirements throughout their life history. Many pond breeding amphibians spend the majority of their life cycle within terrestrial environments and thus terrestrial habitats are critical to their persistence. Cryptic and fossorial behavior makes observations of amphibians in terrestrial habitats difficult. Our knowledge of the terrestrial ecology of amphibians is therefore incredibly limited. I review the literature on habitat loss, amphibian declines and terrestrial habitat use by amphibians with specific attention to refuge seeking behavior (CHAPTER ONE). I used radio-tracking to investigate the behavior of Fowler's toads (Bufo fowleri) in the beach dune ecosystem of Long Point, Ontario. Refuge seeking behavior by these animals is associated with specific components of the dunes and is predictable based on elevation, slope and distance from the lakeshore. Refuge sites placement is not random, but instead represent a trade-off between risk and reward (CHAPTER TWO). Philopatry in Fowler's Toads is driven by fidelity to refugia. These locations are used repeatedly on consecutive days, and even when they are not new sites within 10 meters of the previous day's refuge are most often chosen. Occasionally, however toads relocate their refuge sites as much as 700 m overnight (CHAPTER THREE). This contributes to the wide variation in the home range sizes of Fowler's Toads, as does method of calculation and search effort, while there is little apparent influence of intrinsic biological factors. The effect of search effort on range size is reduced in robust location data sets with more than thirty locations for each animal. A minimum home range estimate of 3517m2 is suggested under the caveat that range sizes may have no hard upper limit (CHAPTER FOUR). / La perte d'habitat est le principal facteur responsable du déclin des amphibiens à l'échelle mondiale. La préservation de leur habitat représente donc le meilleur espoir pour la conservation de ces espèces en péril. Les amphibiens ont des besoins en complexes en matière d'habitat, car leur cycle de vie comprend des exigences terrestres ainsi qu'aquatiques. Plusieurs amphibiens qui se reproduisent dans des étangs passent la majorité de leur vie dans des environnements terrestres, ces derniers sont donc essentiels à leur résilience. Leurs comportements fouisseur et cryptique rendent les amphibiens difficiles à observer dans leurs habitats terrestres. En conséquence, notre connaissance de l'écologie terrestre des amphibiens est très limitée. Je passe en revue la littérature scientifique sur la perte d'habitat, le déclin des amphibiens et l'utilisation d'habitats terrestres par les amphibiens avec une attention particulière à la recherche de refuges (CHAPITRE UN). J'ai utilisé le pistage radioélectrique pour étudier le comportement des crapauds de Fowler (Bufo fowleri) dans l'écosystème de dunes de la plage de Long Point, en Ontario. La recherche de refuge par ces animaux est associée à des composants spécifiques des dunes et est prévisible selon l'élévation, la pente et la distance du bord du lac. L'emplacement du refuge n'est pas aléatoire, mais représente plutôt un compromis entre risque et récompense (CHAPITRE DEUX). La philopatrie chez les crapauds de Fowler est due à la fidélité aux refuges. Ces endroits sont utilisés de façon répétée sur plusieurs jours consécutifs ; même lorsqu'ils sont abandonnés, les crapauds choisissent le plus souvent un nouveau site à moins de 10 mètres du refuge de la journée précédente. A l'occasion, cependant, les crapauds peuvent délocaliser leurs sites de refuge jusqu'à 700 m d'une nuit à l'autre (CHAPITRE TROIS). Cela contribue à la grande variation dans le calcul de la taille du territoire des crapauds de Fowler. Les méthodes d'évaluation et l'effort de recherche contribuent aussi à cette variation, alors qu'il y a peu d'influence apparente des facteurs biologiques intrinsèques. De plus, l'effet de l'effort de recherche sur la taille du territoire est réduit lorsque les données de localisation sont robustes et comprennent plus de trente sites par animal. Une estimation de taille minimale du territoire des crapauds de Fowler de 3517 m2 est suggérée ici, sous la réserve que l'aire totale de répartition peut ne pas avoir de limite supérieure (CHAPITRE QUATRE).

In coining the term "metabolic geography", this thesis investigates geographic variation in metabolic rate, body size, and population density of eight red squirrel populations along a 3000 km latitudinal gradient in western Canada. There was a positive trend between body mass and latitude along the gradient, consistent with the prediction of Bergmann's rule. In addition, abundance increased with mean annual temperature along the gradient, and all else being equal, squirrels present in high abundance were larger than squirrels present at low abundance. Resting metabolic rate increased with latitude, but there was no relationship between maximum metabolic rate and latitude. Overall, this suggests that the metabolic geography of red squirrels is driven more by regional variation in the demands of maintaining homeothermy rather than the supply of resources. In addition, squirrels at high latitudes are operating much closer to their physiological limits than squirrels at lower latitudes. / Cette thèse étudie la géographie métabolique de huit populations d'écureuils roux tout au long d'un gradient latitudinal de 3000 km dans l'ouest canadien. En particulier, les variations géographiques du taux métabolique, de la taille corporelle et de la densité de population seront examinées. La masse corporelle avait tendance à augmenter tout au long du gradient, en accordance avec le principe de Bergmann. La densité de la population augmentait avec la température moyenne annuelle, et toutes choses étant égales par ailleurs, les écureuils des populations denses étaient plus gros que les écureuils des populations moins denses. Le taux métabolique au repos augmentait avec la latitude, mais il n'y avait pas de relation entre le taux métabolique maximum et la latitude. Sur l'ensemble, ces résultats suggèrent que les demandes énergétiques reliées au maintient de l'homéothermie commandent les besoins énergétiques des écureuils roux et que le taux métabolique au repos, par opposition au taux métabolique maximum, est un trait physiologique plus pertinent à l'écologie les écureuils. De plus, les écureuils des latitudes élevées vivent beaucoup plus proches de leurs limites physiologiques que les écureuils des latitudes basses.

Thesis (Ph.D.)--University of Illinois at Urbana-Champaign, 2006. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 68-02, Section: B, page: 0719. Advisers: Feng Sheng Hu; Ken N. Paige. Includes bibliographical references. Available on microfilm from Pro Quest Information and Learning.

Thesis (Ph.D.)--Montana State University, 2006. / (UnM)AAI3206221. Adviser: Jay J. Rotella. Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 67-01, Section: B, page: 0052.