Understanding wolf (Canis lupus) food habits provides critical information for boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou; forest-dwelling ecotype) recovery strategies. By incorporating the stable isotope ratios of different caribou ecotypes into a stable isotope mixing model, I determined the relative importance of boreal woodland caribou in the summer diet of wolves in northern Manitoba, Canada. Boreal woodland caribou were primary summer prey for wolves collected in winter in registered trapline (RTL) districts where these caribou are considered rare, suggesting migratory behaviour in some wolves. Moose were primary prey in other RTL districts, followed by boreal woodland caribou, with beaver providing important contributions. Recovery strategies for woodland caribou should investigate annual wolf, caribou, and moose movement in the region to complement these findings and gain a better insight into this complex ecosystem.

Understanding wolf (Canis lupus) food habits provides critical information for boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou; forest-dwelling ecotype) recovery strategies. By incorporating the stable isotope ratios of different caribou ecotypes into a stable isotope mixing model, I determined the relative importance of boreal woodland caribou in the summer diet of wolves in northern Manitoba, Canada. Boreal woodland caribou were primary summer prey for wolves collected in winter in registered trapline (RTL) districts where these caribou are considered rare, suggesting migratory behaviour in some wolves. Moose were primary prey in other RTL districts, followed by boreal woodland caribou, with beaver providing important contributions. Recovery strategies for woodland caribou should investigate annual wolf, caribou, and moose movement in the region to complement these findings and gain a better insight into this complex ecosystem.

The Owl-Flintstone range in southeastern Manitoba is among the most at risk in the province. Through a series of transects and plots established throughout the study area, this study characterized calving habitat at a fine scale, examined the use of caribou calving areas by large mammals and examined if a calving habitat model correctly identified high quality calving habitat. Parturient females utilized black spruce dominated islands and peninsulas on lakes as well as islands and peninsulas in bogs. Bear utilized both predicted low and high quality sites. Black spruce and lichen cover were significantly greater within known calving sites compared to predicted low quality habitat. Forbs, herbs and downed woody debris values were significantly lower within known calving sites compared to predicted high quality sites. The calving habitat model correctly identified both high quality and low quality calving habitat in the Owl-Flintstone range, however parameters could be refined.

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin-Madison, 1991. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 39-42).

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin-Madison, 1991. / Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 39-42).

L'étude de la dynamique des populations animales s'attarde à prime abord aux changements de survie et de reproduction individuelles, mais nécessite aussi d'investiguer les variations, à large échelle de l'aire de répartition d'une population et, à fine échelle de l'allocation des ressources énergétiques individuelles. Chez les populations migratrices, l'utilisation d'habitats saisonniers critiques pour l'accumulation des réserves corporelles des femelles adultes et la croissance juvénile peut contribuer aux fluctuations démographiques observées. Au cours des dernières décennies, deux populations de caribous migrateurs {Rangifer tarandus) du nord du Québec et du Labrador ont présenté des dynamiques contrastées : le troupeau Rivière-George a récemment décliné à un faible effectif alors que le troupeau Rivière-aux-Feuilles est relativement abondant et stable. Le premier volet de cette thèse s'appuie sur plus de 35 ans de suivi télémétrique de femelles caribous adultes et met en évidence des changements substantiels dans l'utilisation spatiotemporelle des aires de mise bas. L'analyse des données télémétriques révèle aussi que la distance de migration et la température printanière sont les principaux facteurs expliquant les variations de la phénologie de la migration printanière et d'utilisation des aires de mise bas des femelles. Le second volet de ma thèse s'attarde aux facteurs influençant la condition physique individuelle et est basé sur l'échantillonnage exhaustif de paires de femelle-faon à la mise bas et au sevrage. Il met en évidence que l'effet du troupeau sur la masse corporelle des faons est plus important au sevrage qu'à la mise bas, suggérant un effet combiné de la taille de population et des conditions d'alimentation estivale sur la croissance des faons. Ce volet démontre aussi un effet positif de la masse de la mère sur la masse du faon tant à la mise bas qu'au sevrage et ce, pour les deux troupeaux. Enfin, l'analyse isotopique des tissus révèle que les femelles utilisent leurs réserves protéiques corporelles pour assurer un apport constant en azote durant la croissance du foetus et pour la production du lait. Cette thèse améliore notre compréhension des facteurs influençant l'utilisation d'habitats saisonniers, la condition physique individuelle et l'allocation maternelle chez des populations de grands ongulés migrateurs. En identifiant ces facteurs, mes résultats contribueront à mieux prédire les effets des changements climatiques globaux et du développement industriel sur les espèces migratrices des milieux nordiques.

La majorité des populations de Rangifer tarandus, soit le caribou en Amérique du Nord et le renne en Eurasie, est en déclin et plusieurs risquent l'extinction. Les causes potentielles de ces déclins sont multiples et incluent la perturbation des habitats, les changements climatiques et la compétition apparente entrainant une augmentation de la prédation. Bien que des stratégies de gestion et de protection soient en place, l'évaluation de la structure génétique et de la dynamique des populations de caribous sauvages demeure difficile. L'étude génomique offre un moyen de décrire comment la diversité génétique de ces populations varie lorsque soumises à un déclin rapide. Nous rapportons ici le développement d'une plateforme de génotypage basée sur les SNPs (Illumina iSelect caribou/renne 60K) afin de réaliser des analyses génomiques. L'hypothèse de travail est que la puce à SNPs de Rangifer tarandus offre une grande puissance pour déterminer l'origine d'un échantillon dans un contexte d'expertise bio-légale, mais également pour appuyer de manière rigoureuse la planification des travaux de gestion et de conservation de la faune. Les objectifs de ce projet de recherche sont dans un premier temps de valider et de tester cette plateforme pour sa sensibilité, sa répétabilité, sa robustesse, son habilité à distinguer des échantillons mélangés et sa spécificité. Dans un deuxième temps, nous souhaitons évaluer la capacité d'assignation d'un individu d'une provenance inconnue à un écotype. Un écotype est le regroupement de populations de caribous présentant des comportements et des préférences écologiques similaires. Les résultats de ce projet ont démontré que la puce à SNPs est robuste, très sensible, fiable et précise et ce en utilisant jusqu'à 10 fois moins d'ADN que recommandé. La qualité de l'ADN a eu peu d'impact sur le taux de réussite (call rate) et le type d'échantillons biologiques n'était pas problématique, même pour ce qui est des fèces. L'hybridation inter-espèces a démontré une importante baisse du taux de réussite (call rate) et de l'hétérozygotie. Les échantillons mélangés étaient détectables selon la proportion de chacun des individus dans le mélange. Ces étapes de validation étaient cruciales afin de tester la puissance et les limites de ce nouvel outil génomique. / The vast majority of Rangifer tarandus populations, caribou in North America and reindeer in Eurasia, are declining and many herds are at risk. They are multiple causes for these declines including habitats pertubations, climate change and predation. Although management and protection strategies are in place, assessing the structure and dynamics of wild caribou populations remains difficult. Genomic surveying offers a mean to describe how populations are evolving when facing such rapid declines. We report here the development of a SNP-based genotyping platform to perform such analyses (Illumina iSelect caribou/reindeer 60K). Our hypothesis is that the Rangifer tarandus SNPs chip offers a great power to determine the origin of a sample in the context of bio-forensic expertise. Our objectives are initially to validate and test this platform for its sensitivity, repeatability, robustness, ability to distinguish mixed samples and its specificity. Secondly, we aim to assess the platform ability to assign an individual of unknown provenance to an ecotype. An ecotype is the grouping of caribou populations with similar behaviors and ecological preferences. Results showed that the SNP chip is robust, highly sensitive, reliable, and accurate at 10 times below recommended DNA input. DNA quality had little impact on call rates, and sample source was not an issue, even for fecal pellets. Interspecies hybridization showed an important drop in call rates and extent of heterozygosity. Mixed samples could be identified according to the proportion of each individual in the sample. These validation steps are crucial to test the power and limitations of this new genetic tool.

Les chromosomes sont étudiés dans plusieurs domaines de la génétique. L'architecture chromosomique permet notamment de mieux comprendre l'évolution des espèces ou de documenter l'impact d'un réarrangement sur l'expression des phénotypes. Grâce aux analyses cytogénétiques, des anomalies chromosomiques ont été répertoriées et associées à une baisse de fertilité chez plusieurs espèces d'élevage dont le porc. La présence de ces aberrations au sein des verrats reproducteurs, dont la semence est largement disséminée, est problématique puisqu'elle peut induire des pertes économiques estimées à plus de 4,6M$ au Canada. Il semble donc important d'effectuer une analyse chromosomique rigoureuse avant leur entrée en service pour l'insémination. Plusieurs méthodes ont été développées pour effectuer des analyses cytogénétiques, mais peu offrent à la fois un faible coût, une bonne résolution et une simplicité d'analyse. Dans la dernière décennie, l'hybridation in situ en fluorescence utilisant des oligonucléotides a gagné en popularité. La première hypothèse présentée au sein de cet ouvrage est qu'il est possible d'utiliser ce type de marquage pour générer un patron de bandes fluorescentes afin d'évaluer l'intégrité des chromosomes tout en alliant simplicité, précision et faible coût d'analyse. Cette hypothèse a été validée au chapitre 2 par le développement d'une méthode qui a permis l'identification de cinq réarrangements chromosomiques grâce à 96 bandes fluorescentes marquant spécifiquement l'ensemble des chromosomes porcins. Une deuxième hypothèse soulevée est qu'il est possible d'adapter cette méthode pour assembler un génome au niveau chromosomique, pour détecter des erreurs d'assemblage et pour étudier l'évolution chromosomique entre espèces apparentées. Le chapitre 3 valide cette hypothèse par l'assemblage de 78% du génome de Rangifer tarandus au niveau chromosomique, la correction de six échafaudages génomiques et l'observation de réarrangements chromosomiques dans le processus évolutif de certains cervidés et bovidés. / Chromosomes are studied in several fields of genetics. The chromosomal architecture makes it possible to better understand the evolution of species or to document the impact of a rearrangement on the expression of phenotypes. Thanks to cytogenetic analyses, chromosomal abnormalities have been identified and associated with a decline in fertility in several livestock species, including pigs. The presence of these aberrations in nucleus herd boars, whose semen is widely disseminated, is problematic since it can induce economic losses estimated at more than $4.6M in Canada. It therefore seems important to carry out a rigorous chromosomal analysis before they enter service for insemination. Several methods have been developed to perform cytogenetic analyses, but few offer both low cost, good resolution and simplicity of analysis. In the last decade, fluorescence in situ hybridization using oligonucleotides has gained popularity. The first hypothesis presented in this work is that it is possible to use this type of labelling to generate a pattern of fluorescent bands in order to assess the integrity of chromosomes while combining simplicity, precision and low cost of analysis. This hypothesis was validated in chapter 2 by the development of a method which allowed the identification of five chromosomal rearrangements thanks to 96 fluorescent bands labelling specifically all the porcine chromosomes. A second hypothesis raised is that it is possible to adapt this method to assemble a genome build at the chromosome level, to detect assembly errors and to study chromosomal evolution between related species. Chapter 3 demonstrates the veracity of this hypothesis by the assembly of 78% of the Rangifer tarandus genome at the chromosome level, the correction of six genomic scaffolds and the observation of chromosomal rearrangements in the evolutionary process of certain cervids and bovids.

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Identifier les processus écologiques (a)biotiques qui sous-tendent les patrons de distribution d’espèces et de dynamique de population est fondamental pour conserver efficacement les espèces menacées d’extinction. Cette thèse poursuit un double objectif: 1) comprendre les processus écologiques qui régissent la sélection des paysages du caribou forestier (Rangifer tarandus caribou) et 2) évaluer l’efficacité des politiques actuelles d’aménagement du territoire pour cet écotype. Le premier chapitre s’inscrit directement dans le premier objectif en présentant une nouvelle méthode numérique d’inférence statistique capable de modéliser l’autocorrélation spatiale présente dans les données de distribution d’espèces. Cette méthode utilise integrated nested Laplace approximations (INLA) au lieu des simulations Markov chain Monte Carlo. Je montre, qu’en plus de produire des résultats exacts et rapides, l’utilisation d’INLA permet de modéliser l’autocorrélation spatiale résiduelle tout en estimant adéquatement l’incertitude des paramètres et des prédictions du modèle. Dans le deuxième chapitre, la methode INLA est utilisée pour tester lequel des processus, parmi le climat et la distance aux routes, explique les gradients géographiques dans la sélection des paysages par le caribou forestier. Les résultats montrent une prépondérance de l’effet des routes par rapport au climat. De plus, les parterres de coupe étaient deux fois plus évités que les brulis récents. Ces résultats appuient une gestion de l’habitat du caribou forestier qui limite l’étalement du réseau routier et qui distingue l’effet des coupes forestières de celui des feux. Le dernier chapitre explore grâce à un modèle de simulation des paysages spatialement explicite les interactions spatiales entre un réseau d’aires protégées, la récolte forestière et les feux afin de quantifier leurs effets sur la dynamique de population du caribou forestier et sur les coûts économiques liés à l’aménagement forestier. Je montre la nécessité d’inclure les contarintes liées aux feux et aux aires protégées dans le calcul des niveaux de récolte, sans quoi ces niveaux ne sont durables ni pour le caribou forestier, ni pour l’industrie forestière. Les feux augmentent l’antagonisme existant entre exploitation forestière et conservation, avec ou sans coupes de récupération après feu. Cette étude illustre donc la nécessité de mieux comprendre les interactions spatiales entre dynamique des populations, aires protégées, aménagement forestier et régime de feux pour développer des stratégies de conservation qui soient plus efficaces. / Linking spatial patterns of species distribution and population dynamics with biotic and abiotic processes is central to inform effective conservation planning for endangered species. This thesis investigated how linking spatial patterns of boreal woodland caribou (Rangifer tarandus caribou), hereafter boreal caribou, to processes can 1) improve our understanding of landscape selection of this ecotype and 2) inform the efficiency of current land use policies in practice. I first present a new powerful numerical method that allows integrating properly spatial information present in species distribution data to make accurate statistical inference. This method uses integrated nested Laplace approximations (INLA) as an alternative to Markov chain Monte Carlo simulations. I show that, in addition of being accurate and rapid, the use of INLA with Bayesian hierarchical spatial models efficiently accounted for spatial autocorrelation in the residuals and fairly evaluated uncertainty in parameter estimates and predictions. I then used INLA to test which ecological processes, among climate and the distance to roads, drove the existence of geographical patterns in boreal caribou landscape selection. Data supported road-driven selection over a climate influence. Moreover, I show that boreal caribou avoidance of logged areas was two-fold stronger than burned areas. Together these results indicated that limiting the spread of road networks and accounting for the uneven impact of logging compared to wildfire should be integral parts of any habitat management plan and conservation measures within the range of this ecotype. Finally, I use a spatially explicit landscape simulation model to explore how spatial interactions among protected area networks, industrial forestry and fire regimes impacted the population dynamics of boreal caribou and the economic costs related to forest management. I show that the current policy of conservation planning and forest management in the Côte-Nord region in Québec is unlikely to be sustainable for either boreal caribou conservation or timber supply mainly because of current overestimated planned harvest levels. Fire increased antagonisms between current practices of forest management and habitat conservation, irrespective of the presence of salvage logging. This study illustrates that efficient conservation planning requires a better understanding of spatial interactions among population dynamics, protected area networks, forest management, and fire regimes.