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Because most grizzly bear mortalities occur near roads, the Province of Alberta plans to implement gated access management. Little is known about how grizzly bears will respond to road closures because the effects of roads are confounded by habitat and human use. I examined mechanisms underlying grizzly bear habitat selection near roads on private and public lands of southwestern Alberta. I incorporated habitat selection models into an analysis of conflict risk. Grizzly bears selected areas near roads with low traffic and were most active at night on private lands, where human use was low. However, habitat selection varied among individuals, and roads were not a consistent predictor of overall habitat selection across individual bears. Patterns of habitat selection led to the emergence of ecological traps on private land. Access and attractant management should be implemented to reduce bear-human conflicts, and decrease displacement of bears from high-quality habitats. / Ecology

Livestock guardian dogs – or “LGDs” – are commonly used by domestic sheep ranchers and reduce the need for killing wild carnivores to protect livestock. LGDs are mostly used in the United States to reduce the number of livestock killed by coyotes, but whether they can prevent killing by larger carnivores like wolves and grizzly bears is unclear. It is important to identify which behavioral traits and LGD breeds work best for guarding livestock so that ranchers can protect their stock and environmentalists can enjoy a greater number of wild animals on the landscape. This study investigated the effectiveness of different LGD breeds in the Western U.S. to help determine how best to use LGDs. I investigated (1) which LGD breed works best for each predator, (2) if LGD breeds behave differently, (3) how carnivores respond when LGDs and sheep move through their home ranges, and (4) whether having good LGDs makes ranchers more accepting of predators. I compared common U.S. breeds of LGD with three exotic breeds used primarily in other countries with wolves and grizzly bears. From 2013 – 2016 data was collected on sheep that were killed and what killed them, how different LGD breeds behaved, what carnivore species were present near sheep grazing with LGDs, and ranchers’ attitudes towards LGDs and large carnivores throughout Idaho, Montana, Oregon, Washington, and Wyoming. Results of the study show that all three of the exotic breeds of LGD are better at protecting sheep from certain predators than LGD breeds commonly used in the U.S. There are also some breed differences in LGD behavior that may help ranchers make better decisions about which LGD breed is best for them. Sheep grazing with LGDs seemed to drive-off wolves, but they also attracted smaller carnivores. Also, ranchers’ attitudes about LGDs are generally very positive, but they don’t affect attitudes about wolves and grizzly bears. Below, I discuss these and other findings in terms of both ecology and wildlife management.

Late Pleistocene American black bears (Ursus americanus) often overlap in size with Pleistocene brown bears (U. arctos), occasionally making them difficult to diagnose. Large U. americanus have previously been distinguished from U. arctos by the length of the upper second molar (M2). However, the teeth of fossil U. americanus sometimes overlap size with U. arctos. As such, there is need for a more accurate tool to distinguish the two species. Here, 2D geometric morphometrics is applied to the occlusal surface of the M2 to further assess the utility of this tooth for distinguishing U. americanus and U. arctos specimens. When combined with an Ecological Niche Model of U. americanus and U. arctos in North America from the Last Glacial Maximum, this morphometric technique can be applied to key regions. A case of two Pleistocene specimens previously identified as U. arctos from eastern North America exemplifies the utility of this combination.

Widely applicable, quantitative field methods are needed to gather wildlife data for conservation and management initiatives in Turkey. In order to evaluate the use of camera traps in forest habitats of Turkey, we conducted a 5 phase camera trap survey by using 16 passive infrared-triggered cameras with a total sampling effort of 1200 camera trap days in Yaylacik Research Forest, a 50 km2 forest patch of Yenice Forest in Karab&uuml / k during January-May 2006. The camera trap survey confirmed the presence of grey wolf (Canis lupus), brown bear (Ursus arctos), wildcat (Felis silvestris), red fox (Vulpes vulpes), badger (Meles meles), pine marten (Martes martes), roe deer (Capreolus capreolus) and wild boar (Sus scrofa) in the study area. The camera trap survey also revealed the presence of jackal (Canis aureus) and brown hare (Lepus europaeus), whose presence were not known by people living and working in the area. Contrary to the local belief, neither camera trapping survey nor ground survey confirmed the presence of lynx (Lynx lynx) in Yaylacik Research Forest. The wolf was observed to be crepuscular and the wildcat showed a diurnal activity pattern. Wildcat seemed to avoid other carnivores spatially and temporally. Simulation studies suggested that camera trap surveys should last 14 days for wolf, 13 days for wildcat, 10 days for pine marten, and 11 days for roe deer, while it is advisable to conduct longer surveys, probably 15-20 days, for wild boar, red fox and brown bears. The estimated population size for wildcat was 9 (SE=2.28227) with 95% confidence interval of 9 to 25 in the study area. A minimum of 6 brown bears were present in the study area. Our study indicated that the local knowledge about the presence of wildlife should be considered by researchers, but it cannot replace scientific surveys conducted by field biologists. This study was the first attempt to assess the presence, relative abundance, activity patterns and diversity of multiple mammal species by the use of camera trapping methodology in Turkey. The results suggest that camera trap surveys have the potential for gathering wildlife data at larger scales in Turkey, where information gap on large mammals is an obstacle for effective management and conservation of mammals.

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The Mackenzie Delta region, NWT, has a short growing season and highly seasonal climate, and brown bears (Ursus arctos) there face many challenges obtaining their nutritional requirements. Consumption of meat by brown bears is linked to increases in population density, fecundity, growth and body size. I examined the use of Arctic ground squirrels (Urocitellus parryii), and broad whitefish (Coregonus nasus) as meat sources by Mackenzie Delta brown bears. As a preliminary step, I built an Arctic ground squirrel habitat model, using field-surveyed ground squirrel burrow locations. Using this model, I examined bears selection for Arctic ground squirrel habitat as a population, by sex and as individuals, and linked this to results of stable isotope analysis and site investigations. Bears showed little evidence of Arctic ground squirrel use at the population and sex level, but some individual bears appeared to prey heavily on ground squirrels, particularly during hyperphagia. I also described observations of a brown bear using broad whitefish in autumn, and used telemetry locations to show that other bears may also feed heavily on broad whitefish during hyperphagia. My research provides prey-specific evidence for intrapopulation niche variation among Mackenzie Delta brown bears. / Ecology

Human-caused ecological change negatively affects the sustainability of many wildlife populations but may be especially challenging for large carnivores and ungulates. Long-term physiological stress may be an important mechanism linking ecological change with impaired health and reduced population performance in these groups. The determination of hair cortisol concentration (HCC) has recently demonstrated potential as a biomarker of long-term stress in humans and domestic animals, and may also represent a practical technique for use in free-ranging wildlife. The objectives of this research program were to: 1) develop and apply an accurate and reliable method for measuring cortisol levels in hair collected opportunistically or remotely from free-ranging grizzly bears (Ursus arctos), polar bears (Ursus maritimus), and caribou (Rangifer tarandus sp.), and 2) to evaluate the utility of HCC as a biomarker of long-term stress (and thus potentially useful conservation tool) in these threatened species. An enzyme-immunoassay (EIA) based technique for measuring HCC in non-human primates was successfully modified for use with small quantities (5-100 mg) of hair representative of samples which may be obtained through opportunistic (e.g. hunting, research captures, archives) or remote (e.g. barb wire snagging) methods in each species. HCC was determined in 151 free-ranging grizzly bears from Alberta, Canada (mean 2.84 pg/mg, range 0.62-43.33 pg/mg); 185 free-ranging polar bears from southern Hudson Bay, Canada (mean 0.48 pg/mg range, 0.16-2.26 pg/mg); in 12 captive Alaskan caribou (R. t. granti) (mean 2.31 pg/mg, range, 1.57-3.86 pg/mg) and 12 captive reindeer (R .t. tarandus) (mean 2.88 pg/mg, range 2.21-3.40 pg/mg) injected either with adrenocorticotropic hormone (ACTH) or saline; and in 94 free-ranging caribou (R. t. groenlandicus) from West Greenland (mean 2.21 pg/mg, range 0.60-6.90 pg/mg). Factors influencing HCC in each species were then explored including: 1) technical considerations for the prudent use of HCC analysis and 2) potential relationships between HCC, biological traits, health, and prevailing environmental conditions. Evidence revealed in this study suggests that, with further research, this technique may show potential as a practical conservation tool for use in free-ranging grizzly bear, polar bear, and caribou populations.

Cette thèse traite de l'application de l'outil moléculaire pour la gestion, la conservation et la compréhension de la biologie et du comportement des espèces animales. Nous avons étudié l'ours brun (Ursus arctos) en tant qu'espèce modèle et la population d'ours bruns de Scandinavie en tant que cas d'étude. La première partie de cette thèse est une partie méthodologique, dans laquelle nous avons développé des aspects techniques en biologie moléculaire et en analyse de parenté. La seconde partie concerne l'application de ces outils moléculaires pour estimer les tailles de population et comprendre les systèmes d'appariement.<br /> Les méthodes non invasives sont de plus en plus utilisées en génétique des populations car elles ne nécessitent pas la manipulation ni le dérangement de l'animal étudié et sont particulièrement recommendabls pour l'étude des populations en danger d'extinction. Cependant, l'ADN extrait de ce type d'échantillons, tels que poils ou fèces, est en général dégradé et/ou en faible quantité, ce qui peut conduire à des erreurs de génotypage. Dans le but d'accroître la qualité et quantité de l'extrait d'ADN, nous avons mis au point une métode PCR (polymerase chain reaction) en deux étapes (“multiplex pre-amplification”). Cette méthode a été testée sur différentes espèces et, en comparaison avec une approche PCR conventionnelle, a permis d'améliorer l'amplification d'ADN et de diminuer le taux d'erreur. Pour amplifier plus spécifiquement l'ADN à partir d'échantillons non invasifs d'ours brun, nous avons également défini de nouvelles amorces microsatellites ainsi qu'un marqueur de sexe spécifique, et combiné une PCR en nid avec la méthode “multiplex pre-amplification”. Ces nouvelles approches peuvent être transposées à d'autres espèces pour lesquelles les méthodes conventionnelles ne sont pas appropriées à cause d'une faible quantité/qualité d'ADN. <br />Les erreurs de génotypage sont un sujet « tabou » dans les études de génétique des populations, malgré leur incidence dans la plupart des jeux de données et le biais qu'elles peuvent causer dans l'interprétation des résultats. Nous avons considéré quatre cas d'étude représentant une large variété d'investigations en génétique des populations, pour détecter les erreurs de génotypage et identifier leurs causes. Dans ces jeux de données, le taux d'erreur estimé variait de 0.8% à 2.6% , selon l'organisme étudié et le marqueur utilisé. Les sources d'erreur principales étaient les pertes d'allèles pour les microsatellites et les différences d'intensité de pics pour les AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), ainsi que des erreurs d'origine humaine dans les deux cas. Nous présentons des suggestions pour limiter et quantifier les erreurs de génotypage à chaque étape du processus et recommandons le report systématique du taux d'erreur dans les études de génétique des populations. <br />Les analyses de parenté basées sur les génotypes multilocus sont largement utilisées pour estimer les succès reproducteurs, les appariements et la fitness dans les populations naturelles. Les approches proposées sont basées sur des estimations du maximum de vraisemblance ou des inférences Bayésiennes et restent en général assez théoriques et difficiles à appliquer pour les biologistes. Il existe un réel manque de logiciels capables de considérer plusieurs générations d'individus et permettant la détermination des deux parents sans hypothèse à priori. Le logiciel PARENTE, que nous avons développé, détermine les maternités, paternités ou les deux parents simultanément, basé sur la compatibilité des génotypes multilocus (marqueurs diploïdes codominants) et des dates de naissance et de mort des individus (si disponibles). Ce logiciel calcule également la probabilité de parenté à partir des fréquences alléliques, du taux d'échantillonnage de la population et du taux d'erreur de génotypage. <br />Les estimations de taille de population sont essentielles pour la bonne gestion et conservation des espèces. Cependant, de manière générale, peu d'études évaluent la précision des estimations obtenues. Nous avons, dans un premier temps, comparé quatre estimateurs de taille de population, basés sur des méthodes génétiques non invasives. Deux méthodes utilisaient des indices de raréfaction et deux étaient basées sur des estimateurs de capture-marquage-recapture (CMR). Au total, 1904 fèces d'ours bruns ont été collectés sur deux années consécutives sur le terrain (49 000-km2 en Suède centrale). Les estimations variaient de 378 à 572 ours en 2001 et de 273 à 433 ours en 2002, selon l‘estimateur utilisé. La détermination d'une taille de population minimale obtenue à partir de données de radio-télémétrie nous a permis de conclure que l'estimation donnée par une des méthodes de CMR était la plus précise. Cet estimateur incluait une hétérogénéité et une variation temporelle dans les probabilités de détection, ce qui paraissait réaliste dans notre échantillonnage. Deuxièmement, nous avons évalué la fiabilité de trois méthodes de terrain traditionnelles en comparaison avec la méthode génétique la plus performante, dans une aire d'étude plus réduite (7 328-km2). Les trois méthodes de terrain tendaient à sous-estimer la taille de population ; la méthode génétique paraissait être la plus exacte. Nous avons conclu qu'environ 550 (482-648) ours étaient présents dans l'aire de 49 000-km2 et 223 (188-282) ours étaient présents dans l'aire de 7 328-km2. Nous suggérons que la population d'ours a atteint une densité de saturation dans l'aire centrale et disperse à présent sur les bords de cette aire centrale. Une analyse en termes de coûts/bénéfices a démontré que la méthode génétique était moins onéreuse que la méthode de terrain la plus fiable. De plus, elle est préférable d'un point de vue éthique. En conclusion, nous recommandons l'utilisation de méthodes génétiques basées sur un principe de CMR, pour estimer les tailles de population sur de larges aires. Nous insistons sur l'importance d'un effort d'échantillonnage adéquat et, en cas d'échantillonnage biaisé, nous conseillons le calibrage avec des estimations indépendantes, si possible. Nous recommandons La collecte d'un nombre d'échantillons supérieur de 2,5 à 3 fois le nombre « présumé » d'animaux. Ces études ont également confirmé que la gestion actuelle de la population d'ours a été bénéfique et que cette population est actuellement dans un bon statut de conservation.<br />La connaissance des systèmes d'appariement est importante dans la compréhension de la sélection naturelle. Nous avons étudié deux aspects majeurs du système d'appariement de l'ours brun : les stratégies d'appariement employées par les deux sexes en relation avec l'infanticide sexuellement sélectionné (SSI) et la sélection du partenaire par la femelle. L'infanticide, le meurtre de jeunes non sevrés, peut être considéré comme sexuellement sélectionné si les trois conditions suivantes sont réunies : i) l'infanticide réduit le délai du prochain oestrus de la femelle ; ii) le mâle commettant l'infanticide n'est pas le père des jeunes tués ; iii) le mâle commettant l'infanticide produit la portée suivante de la femelle. Nous avons documenté huit cas d'infanticide sur le terrain. A partir d'observations et d'échantillons collectés sur sites, nous avons vérifié que les trois conditions pour le SSI étaient vérifiées. Cela suggère que le SSI pourrait être une stratégie adaptative pour le mâle chez ce carnivore non social. Contrairement aux espèces sociales où les mâles immigrants tuent les jeunes, la plupart des mâles commettant l'infanticide étaient résidents chez les ours scandinaves. Ceci implique qu'ils sont capables de différencier leurs propres jeunes des jeunes non apparentés, probablement en reconnaissant les femelles avec lesquelles ils se sont accouplés l'année précédente. De plus, nous avons démontré génétiquement un minimum de 14.5% de paternités multiples (28% pour les portées de 3 jeunes ou plus). La promiscuité des femelles, dans le but de confondre les paternités, pourrait donc être une contre-stratégie adaptative pour éviter le SSI. D'autre part, nous avons évalué sur quels critères les femelles ours bruns sélectionnaient leur partenaire reproductif. Nous avons émis l'hypothèse que les femelles pourraient faire face à un dilemme: soit choisir un partenaire de bonne qualité d'un point de vue phénotypique, comme suggéré par les théories de choix du partenaire, soit s'accoupler avec des mâles susceptibles de commettre l'infanticide l'année suivante, c'est à dire les plus proches géographiquement. Nous avons conclu que les femelles sélectionnaient significativement les mâles les plus proches mais aussi les plus hétérozygotes, les plus gros et les plus âgés. Nous suggérons que les femelles ours s'accouplent avec les mâles les plus proches comme contre-stratégie au SSI et exercent un choix post-copulatoire du partenaire reproducteur, basé sur des critères morphologiques tels qu'une large taille corporelle, ou sur des critères de statut de dominance, reflétant la qualité génétique du mâle.