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Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Prédire l'abondance d'une espèce en un lieu donné représente encore aujourd'hui un défi de taille vu la diversité de facteurs à considérer et ce, à différentes échelles spatiotemporelles. En générant beaucoup de variabilité, autant dans leur abondance que dans les facteurs la régulant, les populations cycliques présentent des systèmes de choix pour étudier la dynamique des populations. Ce mémoire s'intéresse aux interactions prédateurs-proies, en examinant l'influence qu'a un prédateur spécialiste résident, l'hermine (Mustela richardsonii), sur les cycles de populations des lemmings du Haut-Arctique canadien (Lemmus trimucronatus & Dicrostonyx groenlandicus). Au chapitre 1, nous avons reconstitué les niveaux d'abondance de ce prédateur sur près de 30 ans grâce aux témoignages fournis par d'anciens observateurs. Selon nos résultats, les données issues des témoignages sont comparables à celles récoltées systématiquement. Au chapitre 2, en utilisant la série-temporelle d'abondance d'hermine issue du chapitre précédent, nous avons testé l'hypothèse du prédateur spécialistes (HPS) qui suppose un rôle prépondérant de ces prédateurs dans la génération des cycles de micromammifères. Comme prévu par l'HPS, nos résultats montrent que l'abondance d'hermine à l'an t est autant déterminée par les abondances passées (t-1) que présentes (t) de proies. De plus, des analyses saisonnières circonscrivent l'impact négatif de l'hermine sur les lemmings surtout à l'hiver, ce qui indique un rôle potentiel dans les déclins et le maintien à faible abondance des lemmings sur plus d'un an. Nos simulations soulignent aussi l'importance de l'hermine dans la création de phases de faible abondance. En somme, nos résultats montrent que l'hermine est nécessaire, bien qu'insuffisante, pour générer les cycles de 3 à 5 ans observés dans le Haut-Arctique. Ces travaux empiriques délimitent les conditions dans lesquelles les petits mustélidés pourraient influencer les cycles de populations et proposent des mécanismes permettant cette influence. / Predicting the abundance of a species at a given location still represents a sizable challenge given the multiple factors present at different spatiotemporal scales. By generating a lot of variability in their abundance as well as in the factors regulating it, cyclic populations become prime study systems to study population dynamics. This thesis focuses on the role of predator-prey interactions by investigating the influence that a specialist resident predator, the ermine (Mustela richardsoni), has on the population cycles of Canadian High-Arctic lemmings (Lemmus trimucronatus & Dicrostonyx groenlandicus). In the first chapter, we reconstructed the abundance of this predator over nearly 30 years thanks to the testimonials of past observers. Our results show that testimonial-based and systematically collected data are comparable. In chapter 2, using the abundance time-serie of ermine from the previous chapter, we tested the specialist predator hypothesis (SPH) which suppose a predominant role of these predators in generating small mammal cycles. As suggested by the SPH, our result showed that ermine abundance at year t was determined as much by past (t-1) and current (t) prey densities. Moreover, seasonal analysis suggests the negative impact of ermines on lemmings is mostly limited to winter, indicating a potential role in the decline and the maintenance of lemmings to low abundances for more than a year. Our simulations also indicate the importance of ermines in the generation of pluriannual low abundance phases. In sum, our results suggests that ermines are necessary yet insufficient to create the 3- to 5-year cycles observed in the High-Arctic. This empirical work delimits the conditions in which small mustelids may influence population cycles and suggests mechanisms permitting such influence.

Depuis environ 40 ans, l’intensification des pratiques agricoles a grandement transformé le paysage agricole et ce tant, dans les Amériques qu’en Europe. Quoique, plusieurs espèces animales soient affectées négativement par ces changements, certaines espèces en bénéficient. C’est le cas de la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica) qui a vu sa population croître de façon importante et ce, au point de devenir problématique. De fait, la Grande Oie des neiges cause des dommages importants aux cultures du Québec (1 646 229 ± 800 000 par an entre 2009 et 2015) et aux écosystèmes qu’elle utilise lorsqu’elle fait halte dans la vallée du Saint-Laurent, Québec, Canada. Bien que plusieurs actions aient été tentées pour contrôler sa population le problème persiste. La quête alimentaire des animaux est entre autres modulée par les comportements anti-prédateurs, tels que le temps passé en vigilance et une utilisation différentielle des habitats. Ces comportements sont à leur tour affectés par le risque de prédation et la vie en groupe. En effet, le risque de prédation perçu par un individu dépend entre autres (1) de la taille du groupe auquel il appartient ; (2) de la densité et de l’activité des proies et des prédateurs dans l’environnement ; (3) de son niveau de connaissance de l’environnement ; et (4) des caractéristiques du paysage qu’il occupe. Il s’ensuit que le risque de prédation varie dans l’espace et dans le temps. La représentation cartographique de ce risque à un moment donné consiste en un paysage de la peur, où chaque location ou chaque élément d’un paysage se voit associé un risque de prédation. On s’attend donc à ce que la quête alimentaire des individus, tant dans leur utilisation des habitats que dans leur budget d’activité, soit affectée par la structure du paysage de la peur. Par conséquent, on peut se demander si le paysage de la peur peut être utilisé comme outil de gestion d’une espèce, notamment pour la Grande Oie des neiges. Mon objectif est de quantifier comment la perception du risque de prédation par la Grande Oie des neiges varie en fonction de différents éléments des paysages agricoles visités par les oies, mais aussi de quantifier cette variation selon différentes contraintes énergétiques et temporelles durant leurs haltes migratoires. Ceci afin de voir si le paysage de la peur pourrait être utiliser comme outil de gestion. À ce titre, je vise à mesurer l’effet du type de cultures, de la nature de l’élément paysager, de la distance de celui-ci et du niveau de compétition intraspécifique au sein des sites d’alimentation et ce, durant les deux migrations, sur l’utilisation des habitats et le budget d’activité des oies. Je pose que les oies prendront plus de risques si les contraintes temporelles sont fortes, de même que si elles se nourrissent dans une parcelle alimentaire de haute qualité et si elles subissent une plus forte de compétition. Pour ce faire, j’ai parcouru les Basses-Terres-du-Saint-Laurent de Salaberry-de-Valleyfield jusqu’à l’Islet lors des printemps 2014 et 2015 et de l’automne 2014. J’ai ainsi repéré et observé 141 groupes d’oies exploitant des terres agricoles pour lesquels j’ai noté la position des individus dans les champs et mesuré leur taux de vigilance, de même que noté divers facteurs qui pourraient affecter ces deux comportements, dont le type de cultures exploitées et le fait d’être ou non au sein d’une zone où la chasse est permise. Au printemps, le taux de vigilance des oies était, plus élevé dans les cultures de maïs, plus bas si la densité locale d’oies augmentait et plus bas dans les sanctuaires (i.e., en absence de chasse). Alors qu’à l’automne, le taux de vigilance était, plus élevé à proximité d’une route ou d’un fossé et plus élevé en bordure du groupe. Au printemps, la distance aux éléments du paysage potentiellement dangereux était, plus grande face à une bordure de forêt et plus faible face à la route. La distance était plus petite dans les cultures de maïs, plus élevée dans le foin et plus faible dans les sanctuaires. À l’automne, les effets des différents éléments étaient semblables à ceux du printemps. La distance était plus grande si la taille du groupe augmentait et plus petite dans les sanctuaires. De plus, les oies semblaient montrer un évitement des bordures forestières alors que les autres éléments du paysage étudiés ne semblent pas être sélectionnés ou évités. Les oies subissent des contraintes différentes au printemps et à l’automne. Ces contraintes semblent moduler la prise en compte du risque de prédation entre les saisons. En effet, les oies semblent privilégier l’alimentation au détriment de la prise de risques au printemps, une décision probablement liée à la reproduction dont le succès dépend d’une arrivée relativement hâtive sur les aires de nidification arctiques et donc, des réserves énergétiques accumulées sur les haltes migratoires. En opposition, les oies semblent prendre davantage conscience du risque de prédation dans leur quête alimentaire à l’automne, ce qui pourrait être lié au fait qu’elles sont accompagnées de leurs jeunes et à une contrainte énergétique et temporelle plus faible qu’au printemps. En bref, les oies semblent subir les effets de la peur reliée à la chasse. Mes résultats semblent indiquer que le paysage de la peur pourrait être utilisé dans les stratégies de gestion. Par exemple, en instaurant des haies brise-vent dans les secteurs où le risque de dommages agricoles est élevé, le risque de prédation perçu par les oies y serait plus élevé et pourrait ainsi diminuer l’utilisation de ces secteurs.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les réponses des organismes exposés à des perturbations environnementales sont couramment utilisées comme biomarqueurs pour l'évaluation de la qualité des milieux. Ces réponses sont modulées par de nombreux facteurs et apportent des informations différentes selon leur précocité, leur pertinence, leur spécificité ou leur complexité. Dans ce contexte, nous avons étudié une batterie de réponses comportementales de diverses espèces de crustacés d'eau douce d'intérêt écotoxicologique. Nous nous sommes intéressés aux effets d'un stress biotique (i.e. risque de prédation) et/ou d'un stress abiotique (i.e. contamination métallique) sur des comportements à haute pertinence écologique, avec la prise en compte de certains facteurs confondants (i.e. le sexe et la taille des individus). En laboratoire, nous avons étudié les effets : (i) d'une contamination des sédiments sur l'évitement au substrat du décapode A. Astacus, de l'isopode A. Aquaticus et des amphipodes G. Pulex, G.roeseli et D. Villosus, (ii) d'un risque de prédation sur les stratégies d'anti-prédation de G. Pulex, G. Roeseli et D. Villosus, (iii) d'un risque de prédation et d'une contamination de l'eau au cadmium sur les stratégies d'anti-prédation, les dommages cellulaires et les réserves énergétiques de g. Roeseli et d. Villosus, et (iv) d'une contamination de l'eau au cadmium sur l'appariement sexuel de d. Villosus. Nous avons mis en évidence des variabilités inter-espèces fortes, peu de différences inter-sexes et un impact significatif du cadmium sur les réponses testées. Cette étude montre la précocité et la cohérence des comportements et souligne leur importance / Organisms responses to various environmental disturbances are commonly used as biomarkers in the assessment of environmental quality. However, these responses are modulated by many factors and provide different information depending on their precocity, their relevance, specificity and complexity. In this context, we chose to study a set of behavioural responses in various species of freshwater crustaceans of ecotoxicological interest. To achieve this goal, we investigated the effects of biotic (i.e. predation risk) and/or abiotic stress (i.e. metal contamination) on behaviours of high ecological relevance, including some confounding factors (i.e. gender and individual length). In laboratory experiments, we studied the effects of: (i) a sediment contamination on the substrate avoidance in the decapod Astacus Astacus, the isopod Asellus Aquaticus and the amphipods gammarus pulex, gammarus roeseli and dikerogammarus villosus, (ii) a high predation risk on antipredator strategies in G. Pulex, G. Roeseli and D. Villosus, (iii) a high predation risk and a contamination of water by cadmium on antipredator strategies, cell damages and energy reserves in G. Roeseli and D. Villosus, and (iv) a contamination of water by cadmium on the precopulatory behaviour in D. Villosus. We have highlighted a strong interspecies variability and small differences depending on gender. The impact of cadmium was significant on the tested responses. Overall, this study emphasizes the importance of behaviours, which can be considered as early warning signals and as relevant tools with high ecological relevance, in the assessment of stress effects and environmental quality

La prédation – pillages, prises de captifs et prélèvements tributaires – est un aspect important de la pratique guerrière dans les sociétés du haut Moyen Âge. Elle met en circulation de grandes quantités de richesses qui viennent alimenter les trésors des rois et des potentes. Cette étude vise à en dégager le rôle dans le fonctionnement et la reproduction des pouvoirs, dans le monde franc du VIe au Xe siècle.Les enjeux sont nombreux. L'appropriation de biens par la guerre est déterminante dans la capacité des grands à mobiliser des combattants, qui bénéficient d'une part de ces richesses. En outre, elle leur permet d'accumuler des biens de prestige essentiels dans la praxis aristocratique : objets précieux, armes, chevaux… Ces biens alimentent les échanges matériels entre les élites. Ils peuvent être distribués aux fidèles ou donnés à d'autres princes. La prédation est également facteur de gloire. Le butin fait parfois l'objet de pratiques ostentatoires illustrant la victoire des chefs de guerre.Si elle est facteur de cohésion, la prédation est aussi au centre de concurrences. La royauté franque impose une domination tributaire aux gentes voisines, ce qui apparaît aussi bien comme un moyen de stabiliser l'espace frontalier que d'institutionnaliser à son profit exclusif l'appropriation prédatrice. Les grands en charge des espaces frontaliers tendent au contraire à multiplier les confrontations guerrières afin d'en retirer les bénéfices. Parallèlement, l'expansion franque se traduit par une forte compétition entre les acteurs pour le contrôle des ressources foncières. Cette étude montre ainsi comment la question de la prédation éclaire sous un angle nouveau le rapport entre élites et richesse dans le monde franc. / Predation – looting, taking of captives, pressing of tributes – is an important aspect of early medieval warrior activity. Large amounts of wealth circulate and supply kings' and potentes' treasures. This study aims at exposing the role of related practices in the context of the establishment and functioning of power in sixth to tenth century Frankish society.There is a lot at stake. Appropriation of material goods by war allows the magnates to mobilize warriors, who often receive a share of wealth. What is more, these practices enable the accumulation of prestige goods, that are essential in aristocratic praxis : alongside precious objects, they include weapons, horses… These goods are central to material exchanges within the elite. They can be distributed to the fideles or given to other princes. Predation also represents glory. War leaders willingly exhibit booty to illustrate a recent victory.Being a means to cohesion, predatory practices also are at the center of competition. Frankish kings impose tributary domination to neighboring gentes, which appears at the same time as a means to stabilizing the border area, and as a way to institutionalize to its own account predatory profits. Instead, magnates in charge of border areas tend to seek warlike confrontations in order to reap the benefits. At the same time, the Frankish expansion results in a strong competition between magnates to control land resources. This study thus exposes to what extense these practices shed new light on the link between the elite and wealth in the Frankish world.

Le débat sur l'existence de précurseurs du langage dans la communication vocale animale est toujours ouvert. Depuis 10 ans, les recherches sur les cercopithèques se multiplient car leur système social et leur habitat visuellement clos en font de bons modèles pour une telle comparaison. Nous avons conduit la première série d'observations éthologiques à long terme sur 2 groupes de mone de Campbell (Cercopithecus c. campbelli) sauvages afin d'en décrire l'organisation sociale et le répertoire vocal. La prédation est apparue comme un facteur déterminant. Nous avons donc réalisé des expériences sur 7 groupes simulant la présence de différents prédateurs (leurre visuel et acoustique). La taille du prédateur, sa technique de chasse et la modalité de détection influencent la réponse comportementale des femelles et du mâle du harem. De plus, les femelles ont 5 cris d'alarme et les mâles combinent différents cris forts en séquences. Six séquences, contextuellement déterminées, ont été identifiées variant dans la composition, l'ordre et le rythme de succession des cris. Il en ressort un répertoire adapté à une communication référentielle avec un encodage potentiel de messages sur la nature et l'imminence du danger, le type de prédateur et l'activité de l'émetteur. La différence avec une population captive suggère un déterminisme vocal non-totalement génétique. Nos résultats montrent des capacités proto-syntaxiques originales (affixation, combinaison sémantique). Si nous démontrons dans l'avenir que ces messages sont décodés par les congénères, nous contribuerons à diminuer le traditionnel fossé phylogénétique associé aux capacités vocales limitées des singes les opposant à l'homme.

Le comportement de ponte des insectes est un facteur déterminant de la survie de leurs oeufs et de leurs larves. Les caractéristiques environnementales, les besoins et l'écologie d'une espèce devraient alors influencer le choix de ponte d'une femelle. La cécidomyie Aphidoletes aphidimyza Rondani (Diptera : Cecidomyiidae), est un petit diptère dont les larves se nourrissent exclusivement de pucerons et adoptent un comportement furtif de prédation caractérisé par l'absence de réaction d'alarme des proies. Les larves d'A. aphidimyza ont une faible capacité de déplacement et sont très vulnérables face aux prédateurs intraguildes actifs ce qui peut influencer le choix de ponte d'A. aphidimyza. L'objectif du premier chapitre est de modéliser le comportement de ponte d'A. aphidimyza afin de mettre en évidence les facteurs biotiques déterminant ce comportement. Des expériences de terrain en verger de pommiers ont permis de tester les prédictions des modèles. En accord avec les prédictions de l'un des modèles, nos résultats démontrent que le nombre d'oeufs pondus par A. aphidimyza augmente avec l'abondance de pucerons. Cependant, les prédateurs intraguildes, les fourmis et les larves de conspécifiques n'ont pas d'influence significative sur la réponse de ponte d'A. aphidimyza. Le modèle validé révèle que le nombre optimal d'oeufs à pondre dans une colonie de pucerons dépend uniquement de l'abondance des pucerons et de la voracité des larves d'A. aphidimyza. L'objectif du deuxième chapitre est d'évaluer l'impact d'un lâcher inoculatif d'A. aphidimyza sur les populations du puceron vert du pommier: Aphis pomi De Geer et de déterminer les facteurs qui influencent cet impact. Suite aux lâchers, les populations de pucerons ont diminué significativement et nos résultats suggèrent que plus l'abondance des larves d'A. aphidimyza est importante, plus l'impact sur les colonies de pucerons est conséquent. Néanmoins, les larves d'A. aphidimyza n'ont pas la capacité de contrebalancer le taux d'accroissement très rapide des grandes colonies de pucerons. Pour la lutte biologique, ceci indique qu'A. aphidimyza devrait être utilisée comme un moyen de prévenir les grandes infestations de pucerons et non comme un moyen de lutter contre celles-ci. De plus, nos résultats suggèrent que les fourmis ont la capacité d'expulser les oeufs et les larves d'A. aphidimyza malgré leur caractère furtif. L'objectif du troisième chapitre est de décrire et de discuter d'un comportement de ponte atypique observé pour la première fois chez A. aphidimyza. Ce comportement consistant à pondre les oeufs en amas fut observé en laboratoire lors d'exposition de femelles A. aphidimyza à des températures froides (-18°) et lors d'un lâcher d'A. aphidimyza en verger de pommiers. Lors du lâcher, ce comportement fut probablement induit par l'intoxication des femelles à un insecticide (le GF 120 ©). Ce comportement atypique pourrait être une réponse à des conditions mortelles (températures très froides, insecticides) qui permettrait de maximiser l'aptitude phénotypique des femelles dans de telles circonstances. Finalement. notre étude permet d'approfondir les connaissances concernant le comportement de ponte d'A. aphidimyza et de déterminer son efficacité à contrôler les populations de pucerons en regard des facteurs qui peuvent influencer ce contrôle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aphidoletes aphidimyza, Comportement de ponte, Modèle d'optimisation, Prédation furtive, Prédation intraguilde, Lasius niger, Aphis pom, Coccinellidae.

L'hypothèse des proies alternatives suggère que la réponse fonctionnelle et numérique des prédateurs à la fluctuation des populations de proies influence le risque de prédation annuel sur d'autres proies comme les œufs d'oiseaux. Dans certains systèmes du Haut-Arctique caractérisés par des populations cycliques de lemmings, le comportement de changement de préférence des prédateurs a été mis en lien avec les fluctuations observées chez des populations d'oiseaux co-existantes. Le but général de cette thèse était d'étudier les effets en cascade des interactions prédateur-proie sur une proie alternative, les œufs d'oiseaux de rivage. Les deux principaux objectifs étaient : 1) d'étudier les effets de l'abondance de proies préférées (lemmings) et de proies alternatives (oies), sur les tendances temporelles et spatiales du risque de prédation et de la survie des nids d'oiseaux de rivage, et 2) d'investiguer les tendances spatiales du risque de prédation à grande échelle dans l'Arctique canadien. Pour atteindre ces objectifs, des données sur le risque de prédation (mesuré à l'aide de nids artificiels) et sur la survie des nids d'oiseaux de rivage (mesurée avec les nids naturels) ont été recueillies sur une période de 5 ans à l'île Bylot (Nunavut). Des données sur l'identité et l'activité des prédateurs (par caméra) ainsi que l'abondance des prédateurs (renard arctique) et l'abondance des proies alternatives (lemmings et oies) ont également été recueillies. Pour caractériser les tendances à grande échelle spatiale, le risque de prédation sur des nids artificiels a été mesuré à 7 sites le long d'un gradient latitudinal de 3350 km dans l'Arctique canadien. À l'île Bylot, les caméras de surveillance ont révélé que le renard arctique est le principal prédateur des œufs dans les nids artificiels de même que dans les véritables nids d'oiseaux de rivage. Les données récoltées sur une période de 5 ans ont démontré un effet négatif significatif de l'abondance de lemmings sur le risque de prédation. Les probabilités de survie des nids artificiels étaient quant à elles reliées négativement à l'abondance de renards mais, positivement à l'abondance d'oiseaux prédateurs. De même, le meilleur facteur expliquant les variations interannuelles de la survie journalière des nids d'oiseaux de rivage était l'abondance de lemmings. En effet, la survie des nids fut plus basse dans les années de faible abondance de lemmings. Les risques de prédation des nids d'oiseaux de rivage dans une colonie d'oies étaient positivement reliés à la densité de nids d'oies. Toutefois cette relation était forte et significative seulement l'année de faible abondance de lemmings, soit une augmentation de près de 600% quand la densité de nids d'oies est passée de 0 à 24 nids par hectare. Puisque nous avons confirmé que le renard arctique est un prédateur commun des lemmings, des œufs d'oies et des œufs d'oiseaux de rivage, ces données supportent l'hypothèse d'effets en cascade de l'abondance des proies préférées et alternatives sur le risque de prédation de proies accidentelles comme les oiseaux de rivage. En ce qui a trait au risque de prédation à plus grande échelle spatiale, nous avons observé une diminution significative du risque de prédation avec la latitude, ce qui indique que les oiseaux qui migrent plus vers le nord peuvent bénéficier d'avantages en termes de reproduction sous la forme d'une diminution du risque de prédation des nids. Sur la base de ces résultats, le risque de prédation semble jouer, à plusieurs échelles spatiales, un rôle central dans l'écologie de la reproduction des oiseaux de rivage nichant dans l'Arctique. Les recherches futures devraient étudier les mécanismes qui relient les interactions trophiques des proies préférées, alternatives et accidentelles à l'échelle locale avec les tendances à grande échelle spatiale du risque de prédation sur les oiseaux nichant dans l'Arctique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : risque de prédation, proies alternatives, oiseaux de rivage, oies, lemmings