The fact that large herbivores, such as Rangifer tarandus, play a part in shaping its environment through grazing and trampling of the ground is widely acknowledged today, as well as that these factors have the potential of affecting regional patterns and even global climate. This study investigated whether a considerable increase in grazing by R. tarandus for 25 years resulted in any measurable effects on the diversity of plant species in tundra vegetation. We evaluated if any differences in species composition could be found, based on differences in grazing pressure and productivity of the soil. The effect of difference in grazing pressure was studied through analysis of vegetation at 30 sites, each site comparing two different classes of grazing pressure separated by a fence, and pellets from R. tarandus were counted along transects. We did not find any evidence that the difference in grazing pressure affected the species composition on either side of the fence, depending on the site. The lack of difference in plant species composition may be explained by insufficient differences in abundance of R. tarandus, insufficient time passed since the change in grazing pressure, or varying grazing seasons at the sites on either side of the fence.

vegetation and soil carbon-and nitrogen cycles in a grazing area through food selection, consumption, fertilization, and trampling. There have been discussions on how reindeer grazing, plant communities, and different ecosystems relate to each other and how the management of protected areas should proceed based on various laws, recommendations, and perspectives. The purpose of this study is to examine the impact of reindeer grazing on biodiversity in northern Scandinavia and thus be able to support these discussions. Inventory data was collected in 1995 on both sides of the fence that demarcates Norway from Malla National Park in Finland. At the time of the inventory, reindeer husbandry had been prohibited on the Finnish side of the fence for several decades, creating a difference in grazing pressure between the inventory areas. A statistical comparison was made between the number of plant species for six different functional plant groups divided into four different soil moisture types between the two countries, as well as a comparison of the number of reindeer droppings per study area in each country to quantify the difference in grazing pressure. The results show that there were more grass species in meadow areas and more reindeer droppings on the Norwegian side. I found no significant difference for the other functional plant groups or for the grasses in the other soil moisture types. Based on these results, I conclude that reindeer may increase the number of grass species in meadow areas.

Bien que les infections à Besnoitia tarandi sont documentées chez l’espèce Rangifer sp. depuis 1922, les données récoltées sur l’écologie et la distribution de cette parasitose demeurent rares. Les objectifs de cette étude ont donc été (i) d’identifier le meilleur tissu à échantillonner pour détecter les infections à Besnoitia tarandi dans les populations de caribous, (ii) de calculer la sensibilité et la spécificité de l’examen visuel comparativement à l’examen microscopique et (iii) d’identifier les facteurs de risques intrinsèques et extrinsèques associés à cette parasitose afin (iv) de comparer la prévalence et la densité des kystes parasitaires entre certains troupeaux. Nos résultats suggèrent que l'examen microscopique du derme superficiel d’une section de peau provenant du tiers moyen antérieur du métatarse devrait être privilégié pour dépister les infections par B. tarandi et en évaluer l'intensité. L’examen microscopique est également un outil très sensible comparativement à l’examen visuel des kystes parasitaires. Besnoitia tarandi, qui semble être absent du Groenland, a été observé dans environ un tiers des caribous nord-américains. Une variation saisonnière de prévalence et d'intensité de B. tarandi a été détectée; le parasite étant plus abondant chez cet hôte intermédiaire durant la période de l'automne/hiver comparativement à celle du printemps/été. Cet effet saisonnier pourrait être associé à une augmentation de l'abondance du parasite suite à la saison des insectes (i.e. été), supportant ainsi le rôle présumé des arthropodes piqueurs comme vecteurs de la maladie. Cette différence saisonnière pourrait aussi être expliquée par la diminution de la charge parasitaire par le système immunitaire et/ou par un taux de survie inférieur des animaux les plus parasités durant la saison froide. Les niveaux d'infection étaient légèrement plus élevés chez les mâles que chez les femelles, ce qui suggère soit une diminution du taux de mortalité, soit une exposition accrue ou une plus grande susceptibilité au parasite des mâles en comparaison aux femelles. La densité d’infection supérieure dans le troupeau Rivière-aux-Feuilles (Nunavik) suggère des niveaux d'exposition au parasite plus élevés et/ou une diminution des niveaux de résistance de ces caribous à ce protozoaire. Les résultats de cette étude démontrent que B. tarandi peut réduire les chances de survie des caribous infectés. Il sera donc important de continuer à surveiller les infections à B. tarandi surtout en cette période de changements climatiques. / Although Besnoitia tarandi has been described in Rangifer sp. for over 80 years, understanding of its ecology and distribution is still relatively limited. The objectives of this study were (i) to determine the anatomical sampling site that enhances detection of Besnoitia tarandi infections in caribou populations; (ii) to evaluate the relative sensitivity and specificity of the in situ macroscopic assessment for diagnosis of besnoitiosis compared to the microscopic evaluation; and (iii) to identify potential risks factors associated with the prevalence and intensity of B. tarandi cysts and compare these across different populations. Our results suggest that calculating the number of cysts present in the superficial dermis of a skin section of the anterior mid-third of the metatarsus region by microscopic examination should be favored in order to monitor the presence and intensity of B. tarandi infections. Macroscopic assessment of B. tarandi cysts was not a sensitive method compared to that of a microscopic analysis. Besnoitia tarandi seems to be absent from Greenland but has been encountered in approximately one third of North-American caribou. A seasonal effect was noticed in the prevalence and intensity of B. tarandi infections; the parasite being more abundant in caribou sampled during the fall/winter period compared to the spring/summer period. This effect could reflect the increase abundance of B. tarandi following the end of the insect season (i.e. summer), supporting the role of arthropods as vectors of transmission. Reduction of the parasite burden by the immune system and/or a lower winter survival rate of severely infected caribou could explain the seasonal difference. The slightly higher prevalence in males suggests lower mortality rate, higher exposure and/or higher susceptibility to the parasite in infected males when compared to infected females. The apparent higher density of infection by B. tarandi in the Rivière-aux-Feuilles herd (Nunavik, Québec) suggests either higher exposure to the parasite or reduced resistance of caribou from this herd. The findings of this study suggest that infection by B. tarandi might reduce survival of individual animals; hence, the dynamic between this parasite and its hosts is worth further investigation, especially in these days of changing Arctic environment.

No description available.

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Bien que les infections à Besnoitia tarandi sont documentées chez l’espèce Rangifer sp. depuis 1922, les données récoltées sur l’écologie et la distribution de cette parasitose demeurent rares. Les objectifs de cette étude ont donc été (i) d’identifier le meilleur tissu à échantillonner pour détecter les infections à Besnoitia tarandi dans les populations de caribous, (ii) de calculer la sensibilité et la spécificité de l’examen visuel comparativement à l’examen microscopique et (iii) d’identifier les facteurs de risques intrinsèques et extrinsèques associés à cette parasitose afin (iv) de comparer la prévalence et la densité des kystes parasitaires entre certains troupeaux. Nos résultats suggèrent que l'examen microscopique du derme superficiel d’une section de peau provenant du tiers moyen antérieur du métatarse devrait être privilégié pour dépister les infections par B. tarandi et en évaluer l'intensité. L’examen microscopique est également un outil très sensible comparativement à l’examen visuel des kystes parasitaires. Besnoitia tarandi, qui semble être absent du Groenland, a été observé dans environ un tiers des caribous nord-américains. Une variation saisonnière de prévalence et d'intensité de B. tarandi a été détectée; le parasite étant plus abondant chez cet hôte intermédiaire durant la période de l'automne/hiver comparativement à celle du printemps/été. Cet effet saisonnier pourrait être associé à une augmentation de l'abondance du parasite suite à la saison des insectes (i.e. été), supportant ainsi le rôle présumé des arthropodes piqueurs comme vecteurs de la maladie. Cette différence saisonnière pourrait aussi être expliquée par la diminution de la charge parasitaire par le système immunitaire et/ou par un taux de survie inférieur des animaux les plus parasités durant la saison froide. Les niveaux d'infection étaient légèrement plus élevés chez les mâles que chez les femelles, ce qui suggère soit une diminution du taux de mortalité, soit une exposition accrue ou une plus grande susceptibilité au parasite des mâles en comparaison aux femelles. La densité d’infection supérieure dans le troupeau Rivière-aux-Feuilles (Nunavik) suggère des niveaux d'exposition au parasite plus élevés et/ou une diminution des niveaux de résistance de ces caribous à ce protozoaire. Les résultats de cette étude démontrent que B. tarandi peut réduire les chances de survie des caribous infectés. Il sera donc important de continuer à surveiller les infections à B. tarandi surtout en cette période de changements climatiques. / Although Besnoitia tarandi has been described in Rangifer sp. for over 80 years, understanding of its ecology and distribution is still relatively limited. The objectives of this study were (i) to determine the anatomical sampling site that enhances detection of Besnoitia tarandi infections in caribou populations; (ii) to evaluate the relative sensitivity and specificity of the in situ macroscopic assessment for diagnosis of besnoitiosis compared to the microscopic evaluation; and (iii) to identify potential risks factors associated with the prevalence and intensity of B. tarandi cysts and compare these across different populations. Our results suggest that calculating the number of cysts present in the superficial dermis of a skin section of the anterior mid-third of the metatarsus region by microscopic examination should be favored in order to monitor the presence and intensity of B. tarandi infections. Macroscopic assessment of B. tarandi cysts was not a sensitive method compared to that of a microscopic analysis. Besnoitia tarandi seems to be absent from Greenland but has been encountered in approximately one third of North-American caribou. A seasonal effect was noticed in the prevalence and intensity of B. tarandi infections; the parasite being more abundant in caribou sampled during the fall/winter period compared to the spring/summer period. This effect could reflect the increase abundance of B. tarandi following the end of the insect season (i.e. summer), supporting the role of arthropods as vectors of transmission. Reduction of the parasite burden by the immune system and/or a lower winter survival rate of severely infected caribou could explain the seasonal difference. The slightly higher prevalence in males suggests lower mortality rate, higher exposure and/or higher susceptibility to the parasite in infected males when compared to infected females. The apparent higher density of infection by B. tarandi in the Rivière-aux-Feuilles herd (Nunavik, Québec) suggests either higher exposure to the parasite or reduced resistance of caribou from this herd. The findings of this study suggest that infection by B. tarandi might reduce survival of individual animals; hence, the dynamic between this parasite and its hosts is worth further investigation, especially in these days of changing Arctic environment.

Cette recherche doctorale entend caractériser les fluctuations morphologiques des rennes paléolithiques du Sud-Ouest de la France consécutives aux changements climatiques. En effet, le dernier Pléniglaciaire et le Tardiglaciaire (entre 21 500 - 13 000 cal. BP) ont constitué des périodes de contraintes paléoclimatiques et paléoenvironnementales particulièrement fortes, qui ont occasionné, directement ou indirectement, des répercussions sur la taille corporelle des populations de rennes. Les séries analysées dans le cadre de ce travail proviennent tant du registre actuel que fossile. Plusieurs échantillons de populations actuelles (Norvège, Finlande, Groenland) ont ainsi été analysés, afin de tester notre méthodologie et d’envisager des comparaisons morphologiques avec les populations passées. Le corpus paléolithique comporte 29 assemblages naturels et anthropiques du Sud-Ouest de la France, datés majoritairement du dernier Pléniglaciaire et du Tardiglaciaire. La méthode du Variability Size Index appliquée récemment sur le Renne paléolithique posant des problèmes, s’agissant notamment de la détermination du sex-ratio d’un assemblage, du caractère significatif ou non des différences morphologiques -isométriques et allométriques - observées..., nous avons eu recours à une nouvelle méthodologie combinant plusieurs outils statistiques appliqués à un nouvel indice de taille (VSI* : Variability Size Index modifié). Les analyses ostéométriques et statistiques que nous avons effectuées tendent à identifier des fluctuations morphologiques temporelles attestant d’adaptations de l’espèce. D’un point de vue synchronique, nos résultats permettent de rejeter l’hypothèse précédemment soutenue de différences entre les rennes tardiglaciaires des Landes d’une part et du secteur Dordogne/Gironde d’autre part. Les données saisonnières tendent toutefois à indiquer une absence de migrations de grande ampleur des rennes selon cet axe Nord/Sud. L’existence de populations distinctes est toutefois proposée entre les rennes des Landes et ceux du Bassin de l’Aude. Le Sud-Ouest de la France, à la fin du Paléolithique supérieur, aurait été occupé de manière pérenne par des troupeaux de rennes, dont le comportement migratoire reste cependant à déterminer plus précisément. / This doctoral research aims at characterizing morphological fluctuations resulting from climate change in palaeolithic reindeers from Southwest France. Indeed, the Last Pleniglacial and the Last Glacial (between 21 500 - 13 000 cal. BP) constituted periods of particularly strong palaeoclimatic and palaeoenvironmental constraints, which ended, either directly or indirectly, in repercussions on the body size of reindeer populations. The series analyzed within the framework of this work result from both current and fossil registers. Several samples of current populations (Norway, Finland, and Greenland) were thus analyzed, in order to experiment our methodology and envisage morphological comparisons with the past populations. The palaeolithic corpus is composed of 29 natural and anthropological assemblages of Southwest France, dated mainly from the Last Pleniglacial and the Last Glacial. Since the Variability Size Index method recently applied to palaeolithic Reindeer raises issues, particularly relating to the determination of an assemblage’s sex-ratio, to the characterization or not of observed morphological differences –either isometric and allometric–, we decided to use a new methodology combining several statistical tools applied to a new size index (VSI*: modified Variability Size Index). Osteometric and statistical analyses that we performed tend to identify temporal morphological fluctuations, demonstrating adaptations of the specie. From a synchronic standpoint, our results allow to reject the hypothesis previously asserted regarding differences between Last Glacial reindeers from Landes on the one hand and the Dordogne/Gironde sector, on the other hand. Seasonal data however tend to indicate an absence of large-scale migrations of reindeers according to such a North/South axis. Nonetheless, the existence of different populations between reindeers of Landes and those of the Aude basin is proposed. Hence, Southwest France, at the end of the upper Palaeolithic, would have been occupied continuously by reindeer herds, the migratory behaviour of which however remains to determine more exactly.

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 recherche doctorale entend caractériser les fluctuations morphologiques des rennes paléolithiques du Sud-Ouest de la France consécutives aux changements climatiques. En effet, le dernier Pléniglaciaire et le Tardiglaciaire (entre 21 500 - 13 000 cal. BP) ont constitué des périodes de contraintes paléoclimatiques et paléoenvironnementales particulièrement fortes, qui ont occasionné, directement ou indirectement, des répercussions sur la taille corporelle des populations de rennes. Les séries analysées dans le cadre de ce travail proviennent tant du registre actuel que fossile. Plusieurs échantillons de populations actuelles (Norvège, Finlande, Groenland) ont ainsi été analysés, afin de tester la méthodologie et d'envisager des comparaisons morphologiques avec les populations passées. Le corpus paléolithique comporte 29 assemblages naturels et anthropiques du Sud-Ouest de la France, datés majoritairement du dernier Pléniglaciaire et du Tardiglaciaire. La méthode du Variability Size Index appliquée récemment sur le renne paléolithique posant des problèmes, s'agissant notamment de la détermination du sex-ratio d'un assemblage, du caractère significatif ou non des différences morphologiques -isométriques et allométriques - observées, etc., nous avons eu recours à une nouvelle méthodologie combinant plusieurs outils statistiques appliqués à un nouvel indice de taille (VSI* : Variability Size Index modifié). Les analyses ostéométriques et statistiques effectuées tendent à identifier des fluctuations morphologiques temporelles attestant d'adaptations de l'espèce. D'un point de vue synchronique, les résultats permettent de rejeter l'hypothèse précédemment soutenue de différences entre les rennes tardiglaciaires des Landes d'une part et du secteur Dordogne/Gironde d'autre part. Les données saisonnières tendent toutefois à indiquer une absence de migrations de grande ampleur des rennes selon cet axe Nord/Sud. L'existence de populations distinctes est toutefois proposée entre les rennes des Landes et ceux du Bassin de l'Aude. Le Sud-Ouest de la France, à la fin du Paléolithique supérieur, aurait été occupé de manière pérenne par des troupeaux de rennes, dont le comportement migratoire reste cependant à déterminer plus précisément.

Abstract Air temperatures in high-latitude regions are anticipated to rise by several degrees by the end of the century and result in substantial northward shifts of species. These changes will likely affect the source and sink dynamics of greenhouse gases and possibly lead to a net carbon release from high-latitude soils to the atmosphere. However, regional differences in carbon cycling depend highly on the vegetation community composition, which may be controlled by the abundance of herbivores. I investigated whether mammalian herbivores, mainly reindeer and rodents, alter ecosystem carbon storage through their impacts on vegetation and on dominant plant functional traits. I combined observations of recent changes in ecosystem carbon with experimental field manipulations of both herbivory and climate change and measured carbon storage in vegetation and soil, the uptake and release of carbon dioxide, microbial activity and compared these to plant community composition. Results of my PhD thesis show that under ambient conditions, the impacts of herbivory on both above- and belowground carbon storage ranged from positive to negative. Herbivory altered dominant plant functional traits and these were fairly good predictors of the changes in soil carbon. When combined with experimental warming, herbivory continued to exert control on the dominant plant functional traits but the strong effects of warming on ecosystem carbon storage mostly concealed the impact of herbivory. Interestingly, herbivory–nutrient interactions that were not linked to dominant functional traits determined the consequences of warming on soil carbon. Taken together, I show clear and site-specific impacts of herbivores on vegetation and ecosystem carbon storage and the processes that govern them. Therefore, I suggest that an improved understanding of the role of herbivory in the global carbon cycle could improve estimations of global carbon–climate feedbacks. / Tiivistelmä Vuosisadan loppuun mennessä arktisten alueiden lämpötilan odotetaan nousevan usealla asteella ja johtavan lajien siirtymiseen yhä pohjoisemmaksi. Nämä muutokset todennäköisesti muuttavat pohjoisten ekosysteemien kykyä vapauttaa ja sitoa ilmakehän hiiltä ja saattavat johtaa siihen, että yhä enemmän hiiltä vapautuu tundramailta ilmakehään. Kuitenkin paikallisesti hiilenkierto on riippuvainen kasviyhteisöstä ja erityisesti kasvien funktionaalisista ominaisuuksista. Väitöskirjassani tutkin, voivatko herbivorit, pääasiassa porot sekä jyrsijät, muokata hiilenkiertoa muuttamalla kasvillisuutta. Tutkimuksissani seurasin kuinka alueen laidunnushistoria on muokannut hiilivarastoja ja hiilenkiertoa tällä hetkellä ja pyrin arvioimaan herbivorien vaikutusta lämpenevässä ilmastossa kokeiden avulla, joissa manipuloidaan sekä herbivoriaa että lämpötilaa tai ravinteiden saatavuutta. Tulokseni perustuvat arvioihin hiilen varastoista, hiilidioksidin vapautumisesta ja sitoutumisesta sekä mikrobien aktiivisuudesta, joita vertaan kasviyhteisöön. Tulokseni osoittavat, että herbivoria voi joko lisätä tai vähentää ekosysteemin hiilivarastoja sekä maan päällä että maan alla. Muutokset hiilivarastoissa selittyivät varsin hyvin herbivorien tuottamilla kasvillisuusmuutoksilla ja valtalajien funktionaalisilla ominaisuuksilla. Herbivoria muokkasi kasviyhteisöä myös kokeellisen lämmityksen yhteydessä, mutta lämmityksen välittömät vaikutukset hiilivarastoihin peittivät suureksi osaksi alleen herbivorian vaikutukset. Kuitenkin herbivorian ja lannoituksen kasvillisuusmuutoksista riippumattomat yhdysvaikutukset määrittivät lämpenemisen seuraukset maan hiileen. Kaiken kaikkiaan, tutkimukseni osoittaa, että herbivorit voivat paikkakohtaisesti muokata kasvillisuutta, ekosysteemin hiilivarastoja sekä hiilenkierron prosesseja. Näiden tulosten myötä ehdotan, että parempi ymmärrys herbivorian vaikutuksista maailmanlaajuisesti voisi parantaa nykyisiä ennusteita siitä, kuinka ilmaston lämpeneminen muuttaa hiilenkiertoa.