Mémoire (M.Ress.Renouv.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1993. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Le dernier rapport sur l'État des oiseaux du Canada (2019), publié par un consortium d'organismes gouvernementaux et d'OBNL, souligne le déclin de plusieurs espèces et la hausse de plusieurs autres, depuis 50 ans. Plusieurs facteurs sont invoqués pour expliquer ces tendances, mais leur importance demeure nébuleuse, faute de données expérimentales. À défaut de données expérimentales, une connaissance détaillée des tendances demeure pertinente à l'avancement de notre compréhension des causes de ces tendances. Un des aspects les moins connus des tendances des oiseaux est leur périodicité. J'ai évalué la périodicité des tendances des 250 espèces d'oiseaux les plus souvent observées dans la province de Québec, lors des 50 dernières années (1970-2019). La métrique utilisée était la proportion annuelle des carrés de 10 km x 10 km échantillonnés où l'espèce était observée. Les données provenaient des programmes de science participative ÉPOQ et eBird. J'ai utilisé des tests de randomisation et des régressions harmoniques pour évaluer des cycles allant de 2 à 13 ans. L'objectif secondaire de l'étude était d'explorer les causes possibles de la périodicité. Pour ce faire, j'ai évalué l'association entre les patrons d'abondance annuelle et l'Oscillation Nord-Atlantique, les années semencières du sapin baumier ainsi que l'abondance des micromammifères. Parmi les 250 espèces étudiées, 149 montraient au moins un cycle significatif entre 2 et 13 ans. Le cycle de 13 ans était le plus fréquent (87 espèces). Les cycles de 138 espèces étaient corrélés avec l'Oscillation Nord Atlantique, ceux de 36 espèces avec les années semencières et ceux de 84 espèces avec l'abondance des micromammifères. De nature exploratoire, cette étude pose les premiers jalons de notre compréhension de la périodicité chez les populations d'oiseaux dans la province de Québec. Cette étude permet d'énoncer des hypothèses plus précises, certaines desquelles sont discutées en conclusion de ce mémoire / The latest State of Canada's Birds report (2019), published by a consortium of government agencies and non-profit organizations, highlights the decline of several species and the increase of several others over the past 50 years. Several factors may explain these trends, but their importance remains unclear due to the lack of experimental data. In the absence of experimental data, detailed knowledge of trends remains relevant to advancing our understanding of the causes of these trends. One of the lesser-known aspects of bird trends is their periodicity. I evaluated the periodicity of the trends of the 250 species of birds most often observed in the province of Quebec, in the last 50 years (1970-2019). The metric used was the annual proportion of the sampled 10 km x 10 km squares where the species was observed. The data came from birdwatching programs ÉPOQ and eBird. I used harmonic regressions to evaluate cycles ranging from 2 to 13 years. A secondary objective of the study was to explore the possible causes of the periodicity. To do this, I evaluated the association between annual abundance patterns and the North Atlantic Oscillation, balsam fir masting years as well as the abundance of micro mammals. Among the 250 species studied, 149 showed at least one significant cycle between 2 and 13 years. The 13-year cycle was the most frequent (87 species). The cycles of 138 species were correlated with the North Atlantic Oscillation, those from 36 species with masting years, and those from 84 species with small mammal abundance. This exploratory study lays the groundwork for our understanding of periodicity in bird populations in the province of Quebec. This study makes it possible to formulate more precise hypotheses, some of which are discussed at the conclusion of this thesis.

L'accumulation de degrés-jours requise pour l'émergence printanière du charançon de la carotte a été calculée à partir de données sur les captures effectuées à la ferme expérimentale d'Agriculture et Agroalimentaire Canada à Sainte-Clotilde et s'étalant sur 25 ans. Il a été déterminé que 199, 319 et 561 degré-jours doivent être accumulés afin que l'émergence soit complétée à 5%, 50% et 95%, respectivement. La température de base de mouvement de l'insecte (3.43 ± 0.18 °C), utilisée comme température de base pour le calcul des degrés-jours, a été déterminée en laboratoire.Par la suite, un modèle de simulation numérique a été conçu à l'aide du logiciel MATLAB afin de suivre l'évolution de la population des charançons de la carotte sur toute une saison de croissance. La ponte, le développement physiologique des différents stades phénologiques ainsi que la mortalité de l'insecte ont été modélisés. De plus, afin de prendre en considération l'effet du stade de la carotte sur la ponte du charançon ainsi que l'effet d'Anaphes victus sur sa mortalité, les développements de ces deux organismes ont été intégrés au modèle.

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La thése poursuit les travaux de la théorie des Jeux évolutionnaires Cette théorie est un cadre de modehsation de la dynamique des populations dans lequel les interactions entre agents sont modélisées par des dilemmes classiques de la théorie des Jeux. Les agents interagissent avec leurs pairs et les meilleurs comportements se diffusent. les moins performants tendent à disparaître. Les modèles spécifiés mettent notamment en évidence des conditions sur les rapports inter-individuels qui permettent de faire émerger des équilibres coopératifs. En supposant que chaque agent a des relations non plus avec tous les agents de la population mais seulement avec un sous-ensemble des agents de la population et toujours avec les mêmes, on augmente considérablement le nombre des dynamiques possibles. Cette démarche fait apparaître un réseau des interactions,.soit un graphe. La contrainte spatiale s'avère une condition favorable au maintien des comportements coopératifs et de la biodiversité des comportements. L'analyse formelle de la convergence n'est généralement plus possible et les modèles sont étudiés par simulation. La these poursuit l'étude de l'impact de la répartition spatiale. Elle introduit un nouveau modèle de répartition spatiale où des communautés d'agents sont en réseau et non plus des agents. Ce modèle permet de mettre en évidence de nouvelles formes d'attracteurs coopératifs et de nouvelles conditions au maintien de la biodiversité. La thèse montre aussi la possibilité de convergence de marchés vers des équilibres non concurrentiels et de maintien de comportements coopératifs, des comportements de cartel.

Les espèces végétales exotiques peuvent devenir envahissantes une fois naturalisées sur un nouveau territoire. La méthode de lutte la plus efficace étant la prévention, il est primordial de pouvoir prédire à l'avance si une nouvelle espèce introduite deviendra envahissante. Afin d'en arriver à un outil d'aide à la décision facile d'utilisation, il importe de développer des modèles plus simples, ayant peut-être un pouvoir explicatif moins grand, mais qui seront par contre plus faciles à comprendre et à utiliser. Il est possible de simplifier un modèle en utilisant moins de variables mais en les choisissant mieux, sur une base théorique. Le but de ce mémoire est donc de tester la force de la relation liant l'aire de répartition d'origine eurasiatique avec l'abondance et l'étendue de l'aire de répartition d'introduction en Amérique du Nord. La variable explicative principale, l'aire de répartition d'origine eurasiatique, a été utilisée avec deux autres covariables, soit le temps de résidence sur le continent nord-américain et le cycle de vie des espèces afin de bâtir un modèle statistique. Ce dernier a été testé à deux échelles géographiques, soit à l'échelle d'un pays entier, les États-Unis, et à une échelle plus régionale. L'utilisation de spécimens d'herbier et d'autres sources de données disponibles en ligne a permis de construire une base de données comportant un grand nombre d'espèces (N = 481). Les modèles ont révélé qu'avec peu de variables explicatives, il est possible d'expliquer une proportion importante du phénomène d'envahissement et d'abondance (> 40 %) dans certaines régions des États-Unis. Cette recherche contribue au développement d'un outil d'aide à la décision simple et démontre qu'il est possible d'expliquer une partie importante le phénomène d'abondance et d'étendue des espèces exotiques grâce à des données disponibles et à un petit nombre de variables bien sélectionnées.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / En entraînant des changements dans la diversité et la transmission parasitaire d'une région donnée, les changements climatiques peuvent augmenter la fréquence et la gravité des infestations parasitaires en favorisant le développement et la survie des stades infectieux qui peuvent affecter le comportement, la croissance, la condition corporelle et ultimement la survie de leur hôte. Bien que les effets négatifs des parasites et les mécanismes impliqués dans les interactions entre un hôte et ses parasites soient généralement bien étudiés, on en connaît beaucoup moins sur les effets additifs ou synergiques de plusieurs espèces de parasites chez un hôte commun. Dans l'est du Canada, les populations d'orignaux (Alces americanus) peuvent être infectées par plusieurs espèces d'endoparasites, mais depuis quelques années, on observe une augmentation des cas d'orignaux infestés par la tique d'hiver (Dermacentor albipictus), possiblement dû à des conditions climatiques plus clémentes pour leur survie. Dans cette étude, nous avons voulu déterminer quelles variables météorologiques sont les plus susceptibles d'influencer la charge de tiques d'hiver chez les orignaux. En mettant en relation la charge de tiques d'orignaux abattus à la chasses dans plusieurs régions du Québec avec plusieurs variables météorologiques susceptibles de limiter la survie de la tique d'hiver, nous avons démontré que la charge de tiques chez les orignaux à l'automne diminue avec le nombre de jours consécutifs au printemps où les températures journalières moyennes sont inférieures à -15°C ainsi qu'avec le nombre maximum de jours consécutifs en été où l'humidité relative est inférieure à 80% lorsque la fonte des neiges a été hâtive au printemps. Cette étude avait également comme objectif d'évaluer l'interaction potentielle entre les tiques d'hiver et les endoparasites de l'orignal et d'évaluer l'effet de la présence simultanée des tiques et des endoparasites sur la condition corporelle des orignaux. Nous avons identifié et dénombré tous les endoparasites présents dans les organes d'orignaux abattus à la chasse dans plusieurs régions du Québec et estimé l'abondance des tiques d'hiver présentes sur les carcasses. Nos résultats ont démontré que la prévalence et l'intensité des tiques d'hiver et des parasites gastro-intestinaux différaient selon les régions, ainsi que la prévalence du parasite du cœur Taenia krabbei et l'intensité d'Echinoccocus granulosus. Cependant, nos résultats n'ont démontré aucune interaction entre les différents types de parasites présents chez les orignaux et leur présence simultanée ne semble pas avoir d'effet sur la condition corporelle des orignaux. Ces résultats suggèrent que les orignaux échantillonnés étaient possiblement trop peu infectés pour détecter une interaction parasitaire ou un effet sur leur condition. / By causing changes in parasite diversity and transmission in a given region, climate change may increase the frequency and severity of parasite infestations by promoting the development and survival of infective stages that can affect the behavior, growth, body condition, and ultimately the survival of their host. Although the adverse effects of parasites and the mechanisms involved in the interactions between a host and its parasites are generally well studied, much less is known about the additive or synergistic effects of multiple parasite species on a host. In eastern Canada, moose (Alces americanus) populations can be infected by several species of endoparasites, but in recent years, the number of moose infested by the winter tick (Dermacentor albipictus) has increased, possibly due to milder climatic conditions for their survival. In this study, we wanted to determine which weather variables were most likely to influence winter tick load in moose. By relating winter tick load of hunted moose in several regions of Quebec to different meteorological variables likely to limit winter tick survival, we demonstrated that winter tick load in fall decreased with the maximum number of consecutive days in spring with average daily temperatures below -15°C and with the number of consecutives days in summer with a relative humidity <80% when snowmelt in spring was early. This study also aimed to assess the potential interaction between winter tick and endoparasites and determine the effect of the simultaneous presence of winter tick and endoparasites on moose body condition. We identified and counted all endoparasites present in the organs of hunted moose in several regions of Quebec and estimated their winter tick load. Our results showed that the prevalence and intensity of winter tick and gastrointestinal parasites differed among regions, as did the prevalence of the heart parasite Taenia krabbei and the intensity of Echinoccocus granulosus. However, our results showed no interaction between parasite species present in moose, and their simultaneous presence did not seem to affect moose body condition. These results suggest that sampled moose were not sufficiently infected to influence their condition or to detect parasite interactions.

À l’intérieur d’un réseau trophique, les différents niveaux trophiques réagissent différemment aux changements de la température, car certains organismes sont plus sensibles que d’autres. Dû à l’interdépendance entre les différents niveaux, même le plus petit changement de la température peut déclencher des différences en cascade de la performance de toutes les composantes du réseau. Ceci peut mener à l’effondrement partiel ou total du système. Dans le cadre de mon projet, je me suis intéressée aux effets de la température et des changements climatiques sur la performance relative d’un réseau tritrophique (plante-herbivore-parasitoïde). Les objectifs généraux étaient de déterminer : a) Quel niveau trophique est le plus sensible à l’augmentation de la température? et b) Quels sont les effets des changements climatiques sur l’ensemble du réseau trophique? Afin de pouvoir évaluer l’effet de la température sur l’ensemble du réseau trophique, j’ai développé trois paramètres de la performance relative en utilisant la biomasse comme monnaie commune : la productivité nette générationnelle (NGP), le taux de performance relative d’un réseau bitrophique (φh/p), et le taux de performance relative d’un réseau tritrophique (φ3t). En général, mes résultats suggèrent que la fenêtre thermique de la performance relative de chaque niveau trophique est plus large à la basse du réseau (c.-à-dire pour la plante) et qu’elle est réduite d’environ 4 °C pour chaque niveau trophique subséquent. Aussi, les valeurs de φh/p suggèrent que les pucerons sont plus performants que la plante à basse température, mais ils sont incapables de se reproduire au-delà de 28 °C, ce qui donne un avantage aux plantes. Néanmoins, cet avantage ne peut être maintenu longtemps dû aux effets négatifs des températures élevées sur la biologie de la plante. Les valeurs de φ3t suggèrent que la performance du réseau tritrophique est gouvernée par des cascades trophiques du type « top-down », mais la variation inter et intraspécifique de la plante-hôte joue un rôle majeur dans la productivité relative du système. Les résultats des expériences de régime thermique simulé pour l’horizon 2050 suggèrent que : malgré une fenêtre thermique plus réduite, le parasitoïde a la performance relative la plus grande du système, dans les trois scénarios testés. Ceci suggère, possiblement, une plasticité thermique plus grande que prévue à ce niveau trophique. Néanmoins, en absence du parasitoïde, l’herbivore domine le système. La réponse de la performance relative du réseau tritrophique est la même dans trois scénarios testés, malgré une différence d’environ 4 °C entre eux. Par contre, l’exposition à long terme aux températures élevées a un effet négatif sur l’accumulation de la biomasse sur les trois composantes du réseau au niveau individuel et collectif. Ceci est la première étude à évaluer de façon empirique et exhaustive les effets de la température sur autant d’interactions plante-herbivore-parasitoïde, afin de déterminer la performance relative d’un système tritrophique de façon holistique. / Each trophic level of a food-web reacts differently to changes in temperature, because some species are more sensitive than others. Because of the interdependence between the different trophic levels, even the smallest change in temperature could trigger cascading effects throughout the food-web. This may cause a partial or total collapse of the system. As part of my project, I was interested in the effects of temperature and climate change over the relative performance of a tri-trophic food web system (plant-herbivore-parasitoid). The general objectives were to determine: a) which trophic level is more sensitive to an increase in temperature? and b) What are the effects of climate change on a food-web as a whole? In order to determine the effects of temperature on the whole food-web, I developed three parameters to measure the relative performance, by using biomass as common currency between the three trophic levels. The developed parameters are: net generational productivity (NGP), the bi-trophic food-web ratio (φh/p), and the tri-trophic food web ratio (φ3t). In general, my results suggest that the thermal window of the relative performance of each trophic level has a wider span at the base of the food-web (e.g. the plant) and it is reduced by about 4 °C for each subsequent trophic level. Also, the (φh/p) values obtained, suggest that the aphids have the highest performance at low temperatures, but they are incapable of reproducing beyond 28°C, which gives the plant a competitive advantage. Nonetheless, this advantage cannot be maintained for long, due to the negative effects of temperature on the biology of the plant. The φ3t values suggest that the performance of the food-web is influenced by trophic cascades in a « top-down » fashion; but both the inter- and intra-specific variation of the host plant plays a major role in the productivity of the system. The results of the experiments about climate change suggest that: in all three tested climate change scenarios, the parasitoid has the largest relative performance of the system in spite of having the smallest thermal window. This suggests a greater thermal plasticity than previously thought. Nonetheless, in the absence of parasitoids, the herbivore dominates the system. Although there was a 4 °C difference between the three climate change scenarios that were tested, the the performance of the tri-trophic food-web was not significantly affected. In comparison, under two 2050 climate change scenarios, the long-term exposure to high temperatures has a negative effect on the accumulation of biomass for the three components of the food web, both individually and collectively. This is the first study to evaluate empirically and exhaustively the effects of temperature over a great range of plant-herbivore-parasitoid interactions, in order to determine the relative performance of the system in a holistic way.