Les êtres vivants sont exposés aux variations environnementales (notamment thermiques) à l'échelle journalière, saisonnière ou annuelle. Chez les ectothermes, la température du milieu affecte directement la température corporelle et donc la physiologie, les performances locomotrices, l'activité et de façon ultime la " fitness " des individus. Le développement embryonnaire est une étape très sensible aux fluctuations thermiques et les ectothermes ont déployé une diversité de moyens pour en atténuer les effets. Chez les espèces à pontes annuelles multiples, la reproduction s'étale sur une période étendue pendant laquelle les conditions thermiques saisonnières varient fortement. Ces fluctuations peuvent profondément contraindre l'activité des individus et affecter les trajectoires de développement. Les déterminants du succès reproducteur impliquent donc la prise en compte des contraintes environnementales mais aussi de l'ontogénie des individus. En effet, chez les espèces à croissance indéterminée, la nature des compromis d'allocation devrait fortement dépendre de la taille et de l'âge des individus. Des changements ontogéniques dans les stratégies d'allocation de la ressource sont attendus en permettant une optimisation du succès reproducteur. Au cours de cette thèse, nous avons examiné les stratégies de reproduction chez une espèce à pontes multiples, le lézard des murailles (Podarcis muralis) dans un contexte thermique contraignant (climat océanique, Centre Ouest de la France). A l'aide d'une approche expérimentale, nous avons mis en évidence le fort impact des conditions thermiques sur la qualité du développement embryonnaire et l'importance de la phénologie (date de ponte) sur les trajectoires individuelles. Les dates de ponte précoces et les températures d'incubation élevées favorisent la survie des jeunes. Le suivi CMR lancé en 2006 a permis de mettre en évidence l'importance de l'âge et de la taille corporelle des femelles dans le compromis d'allocation. Ainsi les individus âgés cessent d'allouer leurs ressources dans la croissance et favorisent la capitalisation de l'énergie. Cette transition permet de soutenir un effort reproducteur plus élevé et un engagement plus précoce dans la reproduction. Des contraintes énergétiques induites par la reproduction ont également pu être révélées en étudiant les variations saisonnières des taux de corticoïdes et de l'ectoparasitisme. Enfin l'étude de la multipaternité souligne l'influence de la taille des femelles et de la séquence de ponte sur la stratégie de reproduction.

Le chevreuil met bas chaque année en mai. À chaque évènement de reproduction, une femelle peut être dans différents états : reproducteur ou non reproducteur et elle peut élever un nombre variable de jeunes. La succession des transitions entre ces différents états constitue la trajectoire de reproduction d’un individu tout au long de sa vie. Chaque trajectoire est donc individuelle et la valeur de cette trajectoire une fois terminée est appréciée par sa valeur sélective qui peut être estimée comme le nombre de petits élevés au cours de la vie d’un individu. Différentes trajectoires individuelles peuvent exister au sein d’une même population et conduire à des valeurs sélectives similaires ou différentes montrant que différentes stratégies sont possibles pour atteindre la même valeur sélective mais aussi que certains individus de meilleure qualité peuvent atteindre une valeur sélective plus élevée que des individus de moins bonne qualité. L’étude d’une population de chevreuil située dans le Nord-Est de la France a permis d’étudier les sources et les conséquences de cette hétérogénéité individuelle sur les trajectoires d’histoire de vie individuelles et sur la dynamique de cette population. Ce travail de thèse a montré que chez le chevreuil, une trajectoire reproductive individuelle est en partie homogène et que les femelles de bonne qualité ont un succès annuel constant et plus marqué que les femelles de mauvaise qualité. La qualité de ces femelles est influencée par les conditions à la naissance comme la date de naissance et les conditions environnementales au cours de leur développement. Les trajectoires individuelles varient également aléatoirement en fonction des conditions environnementales annuelles. Ces dernières décennies, le changement climatique a donné naissance à un mismatch grandissant entre la période des mise-bas du chevreuil et la disponibilité en ressources qui a provoqué une diminution du succès reproducteur et de la croissance de la population. Ce travail a permis de discuter comment l’hétérogénéité individuelle est générée chez une espèce longévive et comment elle influence les stratégies démographiques et la dynamique de cette population / Roe deer give birth each year in May. At each reproductive event, a female can be in different reproductive statuses: breeder or non breeder and can wean a variable number of offspring. The successive transitions between the different statuses of a given female give its individual reproductive trajectory. The performance of a given trajectory is assessed by its fitness which can be approximated by the total number of offspring weaned during the trajectory. Different individual life-history trajectories can exist in a same population and these different trajectories can reach similar or different fitness. This suggests that different strategies can be chosen by different individuals to reach the same fitness but also that individuals of high quality can reach higher fitness than individuals of low quality. The study of a roe deer population located in North-Eastern France allowed analyzing the sources and the consequences of individual heterogeneity on individual life-history trajectories and on population dynamics. This work showed that roe deer individual reproductive trajectories are consistent for a given female such as high quality females have an annual reproductive success higher than low-quality females. Female quality is partly generated by birth condition such as birth date and environmental conditions at birth. Individual life-history trajectories vary also randomly in relation to annual environmental conditions. In particular, climate change led to a decline in annual mean reproductive success and a decrease of the population growth rate in the last decades in relation to an increase of the mismatch between vegetation phenology and roe deer birth period. This work discussed how individual heterogeneity is generated in a long-lived species and how it influences individual life-history strategies and population dynamics

Une question fondamentale en écologie des populations est l’identification des facteurs influençant la dynamique d’une population. L’objectif principal de cette thèse est de déterminer quelles sont les réponses démographiques et populationnelles de prédateurs marins supérieurs face aux fluctuations d’abondance de leurs proies, aux variations climatiques, à la densité-dépendance tout en tenant compte de l’hétérogénéité inter et intra-individuelle (âge, expérience, sexe, qualité ou stratégie). Pour ce faire, nous nous baserons sur l’analyse de suivis à long-terme individuels et populationnels d’oiseaux marins longévifs et prédateurs apicaux phylogénétiquement très proches dans deux biomes contrastés : le labbe de McCormick Catharacta maccormicki sur l’archipel de Pointe Géologie en Antarctique et le labbe subantarctique Catharacta lonnbergi sur l’archipel des Kerguelen en milieu subantarctique. Nous tirerons parti d’estimations d’abondances de leurs proies respectives : le manchot Adélie Pygoscelis adeliae et le manchot empereur Aptenodytes forsteri en Antarctique, et le pétrel bleu Halobaena caerulea et le prion de Belcher Pachyptila belcheri à Kerguelen. Ces jeux de données offrent une opportunité unique de pouvoir déterminer et quantifier simultanément les différentes sources de variabilité dans les changements de taille de populations naturelles occupant l’un des niveaux trophiques les plus élevés des réseaux alimentaires antarctiques et subantarctiques. Nous avons mis en évidence de la variation dans plusieurs traits vitaux des deux populations influencées par les performances des individus et de l’hétérogénéité individuelle latente. Nous discutons des mécanismes par lesquels la variabilité climatique, l’abondance de proie et la densité de population peuvent affecter différentiellement les différentes classes d’âges de chaque trait vital, et les conséquences potentielles de futurs changements environnementaux. / A fundamental endeavor in population ecology is to identify the drivers of population dynamics. The main objective of this thesis is to determine what are the demographic and population responses of superior marine predators to the fluctuations of their prey abundance, to climatic variations, to density-dependence while taking into account inter and intra individual heterogeneity (age, experience, sex, quality or strategy). To do this, we analysed long-term individual and population-based monitoring of long-lived seabirds and phylogenetically close apical predators in two contrasting biomes: the south polar skua Catharacta maccormicki at Pointe Géologie archipelago, Antarctica, and the brown skua Catharacta lonnbergi on the sub-Antarctic Kerguelen Archipelago. We will use direct abundance of their respective prey: Adélie penguin Pygoscelis adeliae and emperor penguin Aptenodytes forsteri in Antarctica, and the blue petrel Halobaena caerulea and the thin-billed prion Pachyptila belcheri prion in Kerguelen islands. These datasets provide a unique opportunity to simultaneously disentangle and quantify the different sources of variability driving variation in natural populations occupying one of the highest trophic levels of the Antarctic and sub-Antarctic food webs. We found variation in several vital traits of both populations influenced by individual performance and latent individual heterogeneity. We discuss the mechanisms by which climatic variability, prey abundance, and population density can differentially affect the different age classes of each age class, and the potential consequences of future environmental changes.

Jusqu’à aujourd’hui, les traits démographiques du début de vie ont été peu étudiés relativement aux traits adultes chez une grande majorité d’espèces animales. Les jeunes individus sont généralement plus difficiles à étudier en milieu naturel du fait de leur taille plus petite, de leur comportement plus mobile et des forts taux de mortalité qu’ils subissent. Cependant, la bonne compréhension des processus démographiques requiert la prise en compte de l’ensemble des stades de vie. Le manque de connaissance concernant les plus jeunes individus est particulièrement préjudiciable pour les espèces longévives. En effet chez ces espèces, les individus immatures représentent une partie importante de la valeur reproductive totale et ont ainsi une forte influence sur l’ensemble de la dynamique de la population. Ainsi, ces lacunes affectent notre capacité à effectuer des projections démographiques réalistes dans un contexte de changements globaux et plus généralement limitent notre compréhension de l’évolution des traits d’histoire de vie. Afin de pallier à ce manque, cette thèse porte sur l’étude des traits d’histoire de vie en début de vie chez une espèce d’oiseau marin : l’albatros hurleur Diomedea exulans. Chez cette espèce particulièrement longévive, la période d’immaturité peut durer une dizaine d’années. En se basant sur un suivi individuel à long terme et des analyses de type capture-marquage-recapture, nous avons estimé la survie en début de vie ainsi que l’accès à la première reproduction en fonction de l’âge et du sexe. Nous avons également étudié les effets potentiels de facteurs extrinsèques (climat, pêcherie) et intrinsèques (densité dépendance, âge parental) sur ces paramètres. De nombreuses relations entre les taux vitaux de ces jeunes individus et leur environnement ont été décrites. Sur un plan plus théorique, nous avons également pu tester différentes prédictions comme la canalisation des traits d’histoire de vie ou l’existence de différentes stratégies d’histoire de vie au sein d’une même population. Au cours de ce travail, une attention particulière a été portée aux variations des traits démographiques à l’échelle individuelle. Notre étude montre que les taux vitaux d’individus de même âge et de même sexe peuvent être très variables. Nous avons pu associer les traits démographiques en début de vie aux performances futures au stade adulte et révéler certaines causes de ces variations interindividuelles. / To date, early life demographic traits have been poorly studied compare to adult traits in the vast majority of animal species. Young individuals are usually more difficult to study due to their small size, their mobile behavior and the high mortality rate that characterizes their life stage. However, the full understanding of the demographic processes requires the integration of all life stages. This lack of knowledge toward early-life stages is particularly detrimental for long lived species. Indeed for these species, the immature component represents a substantial part of the total reproductive value, having a high influence on the whole population dynamics. Hence, such limitations affect the accuracy of population projections in the context of global change and more generally our understanding of life history trait evolution. In order to fill in this gap, this PhD project focuses on early life demographic traits in a seabird species : the wandering albatross Diomedea exulans. In this very long-lived species, the immature period lasts around 10 years. Based on long-term individual monitoring and capture-recapture analyses, we estimated early-life survival and the access to reproduction according to age and sex. We also investigates the respective effects of extrinsic (e.g. climate, fisheries) and intrinsic factors (e.g. density dependence, parental effects) on these parameters. Many relationships between early-life vital rates and environmental variables have been described. From a theoretical perspective, we tested several predictions such as the canalization of life-history traits and the existence of different life-history strategies within a population. In this work, special attention was paid to demographic variations at the individual scale. Our study showed that vital rates of individuals of the same age and sex could be very different. We have linked early-life demographic traits with subsequent adult performances and identified some causes of these individual variations.