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Communication is an essential component of animal social systems and a diverse suite of signals can be found in the natural environment. An area of animal communication that, for technical reasons, we know very little about is the field of ‘movement-based’ or ‘dynamic’ visual signals. In this thesis, I make use of recent advances in measurement and analysis techniques, including digital video and image motion processing tools, to improve our understanding of how movement-based signals are adjusted according to signalling context. I measured and characterised the flamboyant claw-waving displays of male fiddler crabs (Genus Uca) and made use of their transparent lifestyle to record the behavioural contexts in which these signals are produced.¶ The claw-waving displays of seven Australian species of fiddler crab are compared and contrasted to show that these signals are species-specific, but also vary within and between individuals. I show that the species Uca perplexa produces different types of signal in different behavioural contexts, a lateral wave for courtship, and a vertical wave during short-range agonistic and courtship interactions. The structure of the lateral courtship waves of Uca perplexa vary according to the distance of signal receivers, the first time this kind of relationship has been shown in a dynamic visual signal. Finally, I describe and analyse the signalling and orientation behaviour of U. elegans during courtship herding, an unusual mating system that uses the claw-waving display in a novel way.¶ The adjustments made by fiddler crabs to their displays during changes in behavioural contexts suggest that the fine-scale context-sensitivity of animal signals may be far more widespread in communication than hitherto recognised.

La relation homme-animal se construit à partir des interactions entre chacun des partenaires qui se transmettent des informations via les signaux sensoriels. Mieux comprendre l’effet de ces interactions passe par la détermination de la sensibilité des animaux aux signaux émis par l’homme. Les interactions vocales entre l’homme et le porc domestique ont été peu étudiées, alors que ce canal est utilisé par l’homme dans les pratiques d’élevage.La thèse a donc cherché à déterminer (1) la sensibilité des porcelets aux variations du signal vocal, (2) les effets de son utilisation dans la mise en place de la relation homme-animal et (3) son utilisation dans la communication référentielle avec l’animal. Les réponses des porcs ont été évaluées (1) dans des tests de discrimination de stimuli vocaux, (2) lors de la mise en place de la relation et de tests de réponse à la présence humaine et (3) lors de tests de choix en présence de signaux humains.Les porcelets se sont révélés sensibles à la voix féminine neutre, sans montrer d’attirance particulière pour cette voix. Néanmoins, une voix féminine aigüe et parlant lentement les a attirés physiquement. Associée à la présence répétée de l’homme, la voix féminine aigüe et lente est associée par l’animal à une valence positive. Les résultats suggèrent que la voix pourrait être impliquée dans la reconnaissance de l’homme par les animaux. Enfin, il est possible d’apprendre aux animaux à utiliser les propriétés référentielles de la voix, mais uniquement lorsqu’elle est combinée à des signaux visuels (pointage du doigt statique et dynamiq / The human-animal relationship is based on the exchange of information via sensorial signals between both partners. Identifying the sensitivity of animals to human signals would help understanding the effect of these interactions. Although auditory interactions are common in breeding practices, vocal interactions between humans and pigs were poorly studied.This thesis studied (1) the sensitivity of piglets to vocal signal variations, (2) the effect of their use during the development of the humPiglets were sensitive to a neutral feminine voice, without showing a specific attraction for it. Nevertheless, a high-pitched feminine voice, slowly speaking attracted them physically. Combined with a repeated human presence, the high-pitched-slow-feminine voice was associated to a positive valence by piglets. Piglets could use the voice to recognize humans, as suggested by our results. Eventually, animals can learn to use the referential property of the voice but only when it is combined to visual referential signals (dynamic and static pointing gestures). Our results offer promising opportunities for the use of human voice while working with animals.

Dans un contexte de sélection sexuelle, les systèmes de communication permettant l’attraction et la stimulation du partenaire sexuel et la compétition entre individus du même sexe sont indispensables. Ceci est particulièrement vrai chez les espèces à système d’appariement polygyne de type lek, où les mâles rassemblés dans l’espace sont en compétition pour l’accès aux femelles. Chez notre sujet d’étude, l’outarde houbara nord-africaine les males réalisent des parades incluant des démonstrations visuelles et des vocalisations appelées booms, sur des sites espacés les uns des autres par des distances importantes dans un système qualifié de lek explosé. Notre objectif était d’étudier les systèmes de codage-décodage des informations exprimées durant la parade des mâles chez cette espèce. Nous avons démontré l’existence d’un codage de l’identité individuelle porté par des paramètres visuels et des paramètres acoustiques des vocalisations. Des associations significatives entre des paramètres des booms et des caractéristiques physiques et comportementales des mâles susceptibles de refléter leur qualité, ont également été mises en évidence. Ainsi, les mâles qui produisent les booms les plus graves avaient les masses les plus importantes et paradaient le plus intensément. Lorsque des interactions agonistiques étaient simulées expérimentalement en diffusant des leurres acoustiques, les mâles avaient des réponses comportementales différentes en fonction de la fréquence des booms diffusés. Ainsi le niveau fréquentiel des booms des autres mâles est effectivement perçu et décodé par les individus en compétition. Par ailleurs, plusieurs paramètres des booms sont génétiquement déterminés et héritables, et pourraient porter une information sur l’apparentement entre individus.Certains paramètres sont également liés à la consanguinité des individus. Nous avons montré également que les booms sont particulièrement bien adaptés à la communication à grande distance. En effet, les booms sont de très basse fréquence, se propagent à des distances supérieures à 640 m, et les paramètres supportant le codage-décodage de l’information sont résistants à la propagation et produits de manière redondante. Enfin, les signaux acoustiques et des signaux visuels et semblent agir en synergie (multimodalité) ce qui pourraient améliorer l’efficacité de la communication à grande distance. Ainsi notre étude a démontré que des informations complexes sont transmises durant la parade des mâles au travers de signaux acoustiques et visuels au sein d’un réseau de communication à grande distance. / Résumé en anglais ;In a context of sexual selection, the communication between individuals is essential to optimize both intra-sexual (competition between male) and inter-sexual (mate choice) processes. This is particularly true in species with lek mating systems, where both processes reach their full expression. The North African Houbara bustard, Chlamydotis undulata undulata, is a lekking bird where courting males aggregate in a so called ‘exploded-lek’, i.e. where aggregation is detectable only when mapped over a large area. During the breeding season, males perform a conspicuous and spectacular courtship including visual and acoustic (booms) signals. Our aim was to decipher the coding-decoding systems of the courtship in this species. We found that males can be individually discriminated on the basis of visual and acoustic parameters. The booms produced during the courtship are also related to males’ characteristics susceptible to reflect their quality. Individuals who produced the lowest frequency booms were those with the greatest weights and performed the highest intensity courtships. Playback experiment shows that the frequency content of the booms was perceived and decoded by males during agonistic interaction, leading to significantly different behavioural responses according to the frequency of the signals played back. Furthermore, several acoustic parameters of the booms are significantly heritable through genetic transmission and these parameters are also related to the level of inbreeding. Finally, we showed that the booms and the acoustic parameters supporting information are particularly well adapted to the transmission of information at long range as required in a long distance communication network constituted by an exploded lek. First, booms are of very low-frequency and propagate up to 640 m. Second, coding-decoding of information relies on sequentially redundant and propagation-resistant features. Third, acoustic signals are combined with visual signalling (multimodality) which may improve the long distance transmission of the information. This study brought evidence that complex information is conveyed by visual and acoustic signals during the courtship of males within a long distance network.