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.

Reindeer can have strong effects on the plant species composition and functioning of tundra ecosystems, and often promote a transition towards a graminoid-dominated vegetation type. As a result, they influence many ecological processes, such as nutrient dynamics, soil biotic composition and functioning, and carbon storage. Several studies suggest that the effect of reindeer on vegetation may follow predictable patterns and could induce an alternative stable vegetation state. However, little empirical data on the long-term stability of reindeer effects on vegetation exist, as it is inherently challenging to study these ecological processes experimentally on a sufficiently long timescale. The main objective of this thesis was therefore to gain a better understanding of the long-term ecological processes following reindeer-induced vegetation shifts. In order to gain a more mechanistic insight in what initially drives this transition, I used a field-based grazing simulation experiment in which I separated defoliation, trampling, moss removal and the addition of feces. This allowed me to test the relative contribution of reindeer-related activities to initiating the shift from moss and heath- dominated tundra towards a graminoid-dominated vegetation state. Additionally, I studied the long-term ecological stability following such a vegetation shift. I did this by addressing historical milking grounds (HMGs): sites where high reindeer concentrations associated with historical traditional reindeer herding practices induced a vegetation transition from shrubs towards graminoids several centuries earlier, but which were abandoned a century ago. Studying HMGs allowed me to address: 1. The potential stability of reindeer-induced vegetation shifts; 2. The ecological mechanisms contributing to the long-term stability of these vegetation shifts; and 3. How such long-lasting vegetation changes influence soil carbon- and nutrient cycling. I found that trampling by reindeer is an important mechanism by which reindeer cause vegetation change. Addressing HMGs further revealed that this vegetation change can be hightly persistent, as the studied HMGs showed only a low encroachment at the surrounding borders in the last 50 years. The vegetation in the core areas of all studied HMGs had remained strikingly stable, and were hardly invaded by surrounding shrubs. Interestingly, soil nutrient concentrations and microbial activities were still different from the surrounding area as well, and even comparable to actively grazed areas. Even after many centuries of changed vegetation composition and soil processes, there was no difference in total carbon sequestration. This suggests that the environmental conditions for microbial decomposition were more important than vegetation composition for the soil carbon stocks, in our study site. After studying the contemporary habitat use of HMGs by reindeer and other herbivores, investigating the potential plant-soil feedbacks mechanisms and detailed soil analyses, I concluded that several ecological mechanisms contribute to the long-term stability of HMGs: first, the altered soil biotic and abiotic conditions appear to have a stronger advantage for HMG vegetation than for the surrounding tundra vegetation. Furthermore, I found a clear browsing preference of small rodents on single shrubs proliferating in HMGs, causing a strong limitation on shrub expansion. Moreover, the dense established sward of graminoids likely poses a strong direct competition for space and nutrients, hindering seedling establishment. Finally, I conclude that HMGs are highly stable on relevant ecological timescales, and propose how the concepts of historical contingency and ASS can be applied to understand stability of these reindeer-induced vegetation transitions.

Cette étude vise à identifier les effets des changements climatiques sur les activités de subsistance traditionnelles des chasseurs cris de la Baie-James. De nombreuses études se penchent sur les changements climatiques, mais relativement peu d’entre elles traitent de leurs effets socio-économiques et socioculturels sur les populations dans le Subarctique du Québec. Cette thèse explore les mécanismes d’intégration des connaissances scientifiques au savoir écologique traditionnel (SET) ; une intégration prônée par de nombreux chercheurs comme l’évolution souhaitable dans la recherche sur le SET et sur ses applications. L’étude de cette intégration se fait ici à l’aide d’une analyse des perceptions des chasseurs de l’Association des Trappeurs Cris concernant les effets des changements climatiques, avec l’accent sur les activités de subsistance traditionnelles en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois, deux espèces importantes culturellement. Une approche combinant l’aspect théorique de l’ethnoécologie et l’aspect pratique de l’étude de cas a été utilisée. Diverses sources de données ont été employées : l’analyse documentaire et cartographique, les questionnaires et les entrevues ouvertes et semi-dirigées. Cette recherche met en évidence des variations dans l’observation des changements climatiques et dans la perception de leurs effets par les chasseurs cris selon la localisation de leur communauté. Certains effets sont ressentis de la même façon par tous. Ainsi, les participants de toutes les communautés s’inquiètent des dangers liés à une fragilité accrue de la glace sur les lacs et les rivières. Cependant, ce sont surtout les membres des communautés côtières qui s’alarment du déplacement des bernaches vers l’intérieur du territoire. Ils sont aussi les seuls à ne pas percevoir de baisse du nombre de caribous des bois sur leurs lignes de trappe. Les effets des changements climatiques paraissent avoir un impact sur le mode de vie traditionnel cri en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois et affecter la transmission du savoir traditionnel vers les nouvelles générations quant au caribou des bois. Les résultats montrent aussi que la combinaison du SET et des données scientifiques permet de compléter le portrait de l’évolution du climat et des espèces (par ex. : variation du climat entre la côte et l’intérieur du territoire, apparition du cerf de Virginie et du coyote sur le territoire) et d’élaborer de nouvelles pistes de recherches et des hypothèses qui n’auraient pas été autrement identifiées (par ex. : causes d’un changement dans la structure de la gla ce, évolution des aires de répartition des sous-espèces de bernaches, impact des insectes suceurs-piqueurs sur la santé des caribous). Elle facilite également l’identification et la compréhension des enjeux et des processus d’adaptation qui ont lieu dans les communautés cries de la Baie-James (par ex. : diminution de la consommation du caribou, maintien de la consommation de la bernache, dangers accrus dans les déplacements liés à la fragilité de la glace ou à la difficulté à prévoir les schèmes climatiques). L’utilisation combinée du SET et du savoir scientifique permet de mieux appréhender les effets des changements climatiques et les dynamiques socioculturelles et environnementales complexes du territoire de la Baie-James. / This thesis intends to identify the effects of climate change as it relates to the traditional activities of the Eastern James Bay Cree. Numerous studies have analysed climate change, however relatively few have studied its socioeconomic and socio-cultural effects on the subarctic populations of Quebec as does this one. Exploring the integration mechanisms between scientific knowledge and traditional ecological knowledge (TEK), this combination of knowledge being presented by many researchers as the next step in TEK research, this thesis utilizes the various perceptions that the hunters of the Cree Trappers Association have of the impacts of climate change. Emphasis was placed on their traditional activities in connection with the Canada goose and the woodland caribou, two culturally important species The study uses an approach combining the theoretical aspects of ethnoecology with the practical aspects of case studies. Various methods of data collection were used: literary and cartography reviews, questionnaires and long and short interviews. The research demonstrates a variation in Cree observations of climate change and in their perceptions of the effects of these changes based on the location of the community in the James Bay region. Certain effects are perceived in all communities, for instance participants from all communities worried about the dangers associated with an increased fragility of the ice formed on lakes and rivers. However, it was primarily members of the coastal communities who worried over the Canada geese moving further inland. Members of the coastal communities were also the only ones to not notice a reduction in the numbers of woodland caribou on their traplines. Climate change seems to have an impact on the Cree’s traditional way of life associated with the Canada goose and woodland caribou and to affect the transmission of their traditional knowledge to the newer generations as it pertains to the woodland caribou. Also highlighted is the fact that a combination of TEK and scientific data allows for a broader picture of climate and species evolution (e.g.: climate variations between the coast and the interior of the territory, presence of white-tailed deers and coyotes on the territory) and suggests new research questions and hypothesis (e.g.: causes for a change in the ice structure, evolution in the range and distribution of Canada geese subspecies, impact of bloodsucking insects on caribou health). It also allows for a better identification and understanding of the stakes and adaptation processes currently going on in Eastern James Bay communities (e.g.: decrease in caribou consumption, maintenance of geese consumption, increased dangers during travel due to an increase in ice fragility or in unusual climatic events). The combined use of TEK and scientific knowledge allows for a better understanding of the effects of climate change and the complex sociocultural and environmental dynamics at play in the Eastern James Bay.

Cette étude vise à identifier les effets des changements climatiques sur les activités de subsistance traditionnelles des chasseurs cris de la Baie-James. De nombreuses études se penchent sur les changements climatiques, mais relativement peu d’entre elles traitent de leurs effets socio-économiques et socioculturels sur les populations dans le Subarctique du Québec. Cette thèse explore les mécanismes d’intégration des connaissances scientifiques au savoir écologique traditionnel (SET) ; une intégration prônée par de nombreux chercheurs comme l’évolution souhaitable dans la recherche sur le SET et sur ses applications. L’étude de cette intégration se fait ici à l’aide d’une analyse des perceptions des chasseurs de l’Association des Trappeurs Cris concernant les effets des changements climatiques, avec l’accent sur les activités de subsistance traditionnelles en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois, deux espèces importantes culturellement. Une approche combinant l’aspect théorique de l’ethnoécologie et l’aspect pratique de l’étude de cas a été utilisée. Diverses sources de données ont été employées : l’analyse documentaire et cartographique, les questionnaires et les entrevues ouvertes et semi-dirigées. Cette recherche met en évidence des variations dans l’observation des changements climatiques et dans la perception de leurs effets par les chasseurs cris selon la localisation de leur communauté. Certains effets sont ressentis de la même façon par tous. Ainsi, les participants de toutes les communautés s’inquiètent des dangers liés à une fragilité accrue de la glace sur les lacs et les rivières. Cependant, ce sont surtout les membres des communautés côtières qui s’alarment du déplacement des bernaches vers l’intérieur du territoire. Ils sont aussi les seuls à ne pas percevoir de baisse du nombre de caribous des bois sur leurs lignes de trappe. Les effets des changements climatiques paraissent avoir un impact sur le mode de vie traditionnel cri en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois et affecter la transmission du savoir traditionnel vers les nouvelles générations quant au caribou des bois. Les résultats montrent aussi que la combinaison du SET et des données scientifiques permet de compléter le portrait de l’évolution du climat et des espèces (par ex. : variation du climat entre la côte et l’intérieur du territoire, apparition du cerf de Virginie et du coyote sur le territoire) et d’élaborer de nouvelles pistes de recherches et des hypothèses qui n’auraient pas été autrement identifiées (par ex. : causes d’un changement dans la structure de la gla ce, évolution des aires de répartition des sous-espèces de bernaches, impact des insectes suceurs-piqueurs sur la santé des caribous). Elle facilite également l’identification et la compréhension des enjeux et des processus d’adaptation qui ont lieu dans les communautés cries de la Baie-James (par ex. : diminution de la consommation du caribou, maintien de la consommation de la bernache, dangers accrus dans les déplacements liés à la fragilité de la glace ou à la difficulté à prévoir les schèmes climatiques). L’utilisation combinée du SET et du savoir scientifique permet de mieux appréhender les effets des changements climatiques et les dynamiques socioculturelles et environnementales complexes du territoire de la Baie-James. / This thesis intends to identify the effects of climate change as it relates to the traditional activities of the Eastern James Bay Cree. Numerous studies have analysed climate change, however relatively few have studied its socioeconomic and socio-cultural effects on the subarctic populations of Quebec as does this one. Exploring the integration mechanisms between scientific knowledge and traditional ecological knowledge (TEK), this combination of knowledge being presented by many researchers as the next step in TEK research, this thesis utilizes the various perceptions that the hunters of the Cree Trappers Association have of the impacts of climate change. Emphasis was placed on their traditional activities in connection with the Canada goose and the woodland caribou, two culturally important species The study uses an approach combining the theoretical aspects of ethnoecology with the practical aspects of case studies. Various methods of data collection were used: literary and cartography reviews, questionnaires and long and short interviews. The research demonstrates a variation in Cree observations of climate change and in their perceptions of the effects of these changes based on the location of the community in the James Bay region. Certain effects are perceived in all communities, for instance participants from all communities worried about the dangers associated with an increased fragility of the ice formed on lakes and rivers. However, it was primarily members of the coastal communities who worried over the Canada geese moving further inland. Members of the coastal communities were also the only ones to not notice a reduction in the numbers of woodland caribou on their traplines. Climate change seems to have an impact on the Cree’s traditional way of life associated with the Canada goose and woodland caribou and to affect the transmission of their traditional knowledge to the newer generations as it pertains to the woodland caribou. Also highlighted is the fact that a combination of TEK and scientific data allows for a broader picture of climate and species evolution (e.g.: climate variations between the coast and the interior of the territory, presence of white-tailed deers and coyotes on the territory) and suggests new research questions and hypothesis (e.g.: causes for a change in the ice structure, evolution in the range and distribution of Canada geese subspecies, impact of bloodsucking insects on caribou health). It also allows for a better identification and understanding of the stakes and adaptation processes currently going on in Eastern James Bay communities (e.g.: decrease in caribou consumption, maintenance of geese consumption, increased dangers during travel due to an increase in ice fragility or in unusual climatic events). The combined use of TEK and scientific knowledge allows for a better understanding of the effects of climate change and the complex sociocultural and environmental dynamics at play in the Eastern James Bay.

The concept of biodiversity – the phenotypic and genotypic variation among organisms – is central to conservation biology. There is growing recognition that biodiversity does not exist in isolation, but rather is intrinsically and evolutionarily linked to cultural diversity and indigenous knowledge systems. In Canada, caribou (Rangifer tarandus) occupy a central place in the livelihoods and identities of indigenous people and display substantial variation across their distribution. However, quantifying caribou intraspecific variation has proven challenging. Interdisciplinary approaches are necessary to produce effective species characterizations and conservation strategies that acknowledge the interdependent relationships between people and nature in complex social-ecological systems. In this dissertation I use multiple disciplinary traditions to develop comprehensive and united representations of caribou variation through an exploration of population genetics, phylogenetics, traditional knowledge, language, and visual approaches in the Sahtú region of the Northwest Territories, Canada. First, I examine caribou variation through analysis of population genetics and the relationships Dene and Métis people establish with animals within bioculturally diverse systems. Next, I focus on how the Pleistocene glacial-interglacial cycles have shaped the current patterns of caribou phylogeographic lineage diversification. Finally, I explore how art can be used to facilitate cross-cultural collaboration and externalize the unique heterogeneity of biocultural diversity. The results demonstrate a broad scale understanding of the distribution, spatial organization, and the degree of differentiation of caribou populations in the region. I found evidence for caribou population differentiation that corresponds to the caribou types recognized by Dene people: tǫdzı “boreal woodland caribou,” ɂekwę́ “barren-ground caribou,” and shúhta ɂepę́ “mountain caribou.” Phylogenetic results reveal that in their northern margin the boreal ecotype of woodland caribou evolved independently from the northern Beringian lineage in contrast with southern boreal caribou which belong to the sub-Laurentide refugia lineage. In addition, I demonstrate how art can be used improve communication, participation, and knowledge production among interdisciplinary research collaborations and across language and knowledge systems. A collaborative process of research that facilitates łeghágots'enetę “learning together” has the potential to produce sustainable conservation solutions, develop efficient and effective wildlife management policies, and ensure caribou remain an important part of the landscape. / February 2017

Le caribou forestier est une espèce menacée au Canada, la principale hypothèse au déclin des populations étant l’intensification de la prédation provoquée par les perturbations anthropiques du paysage. Afin de faire face à cette situation, il est nécessaire d’étudier et comprendre l’impact de l’environnement sur les interactions prédateur-proies entre le caribou et le loup, ainsi qu’avec l’orignal, qui est sa principale proie alternative. Pour cela, cette thèse présente la conception d’un modèle centré sur l’individu des déplacements de ces trois espèces en fonction de leur environnement, dont résulteront les interactions prédateur-proies. Afin de permettre l’application de ce modèle sur de longues périodes, et donc pour un environnement changeant, une méthodologie a été développée, qui s’articule atour de deux aspects principaux. Tout d’abord, la notion de niveaux d’émergence est introduite, permettant d’ordonner les comportements observables du système selon leurs interdépendances, afin de choisir comme trait du modèle un com- portement correspondant au domaine d’applicabilité visé. Ordonner les comportements selon leurs niveaux d’émergence permet également d’identifier la redondance entre les patrons, qui peut être à l’origine d’un phénomène de sur-apprentissage lorsqu’ils sont utilisés lors de la calibration. Dans un second temps, un nouveau protocole pour la calibration et la validation du ou des traits choisis à l’aide des niveaux d’émergence, nommé réplication de système basé sur l’individu (Individual Based System Replication - IBSRtion) est également présenté. Ce protocole met l’emphase sur la modélisation directe, contrairement au principal protocole existant, la modélisation orientée patrons (Pattern Oriented Modelling - POM), et permet une approche empirique en générant artificiellement des données non disponibles ou ne pouvant être récoltées par des études de terrains. IBSRtion a également l’avantage de pouvoir être intégrée dans POM, afin de contribuer à la création d’une méthodologie universelle pour la conception de modèles centrés sur l’individu. Le processus de conception de ce modèle aura entre autre permis de faire une synthèse des connaissances et d’identifier certaines lacunes. Une étude visant à palier le manque de connaissances satisfaisantes sur les réponses comportementales à court-terme des proies face au risque de prédation a notamment permis d’observer que celles-ci sont une combinaison de comportements chroniques et éphémères, et que les mécanismes qui en sont à l’origine sont complexes et non-linéaires. Le résultat de ce travail est un modèle complexe utilisant de nombreux sous-modèles, et calibré de façon empirique, applicable à une grande variété d’environnements. Ce modèle a permis de tester l’impact de l’enfeuillement sur les relations prédateur-proies. Des simulations ont été effectuées pour différentes quantités d’enfeuillement, suivant deux configurations spatiales différentes. Les résultats de simulation suggèrent que des plans d’aménagement considérant également l’habitat de l’orignal pourraient être bénéfiques pour le caribou forestier, car ils permettraient d’améliorer la ségrégation spatiale entre les deux espèces, et donc entre le caribou et le loup. En le couplant avec un module de naissances et de morts naturelles ainsi qu’un modèle d’évolution du paysage, ce modèle permettra par la suite d’évaluer l’impact de plans d’aménagement forestier sur la viabilité des populations de caribou forestier. / Forest-dwelling woodland caribou are considered threatened in Canada. The main hypothesis to the decrease of populations is the intensification of predation provoked by anthropogenic perturbations in the landscape. To deal with this situation, it is necessary to study and to understand the impact of the environment on the predator-prey interactions between the caribou and the wolf, and with the moose, its main alternative prey. In this perspective, this thesis presents the design of an individual-based model of displacements of these three species with respect to their environment, from which the predator-prey interactions will result. To allow for the application of this model for long periods of time, i.e. for changing environments, a methodology has been developed, which is based on two key points. First, the notion of levels of emergence is introduced, allowing to order the different observable comportments of the system according to their inter-dependencies, to help with choosing a trait of the model corresponding to the intended domain of applicability. Ordering the comportments according to their levels of emergence also permits to identify redundancy between patterns, which can lead to over-fitting when they are used for calibration. Second, a new methodology for calibration and validation of the trait(s) chosen by means of the levels of emergence framework is also presented, named Individual Based System Replication (IBSRtion). This protocol emphasizes forward modelling, contrary to the main existing methodology, Pattern Oriented Modelling (POM), and allows to use an empirical approach by artificially generating data that are unavailable or that cannot be obtained by means of field studies. IBSRtion can also be integrated into POM, to contribute to the establish- ment of a universal methodology for the design of individual based models. The design process of this model allowed for a synthesis of existing knowledge and to point out some gaps. More specifically, a study conducted to deal with the lack of sufficient information on the short-term response of prey to predation risk allowed to observe that their behavioural responses to prior presence of predators are a combination of chronic and ephemeral behaviours, and that the mechanisms that produce them are complex and non-linear. The outcome of this work is a complex model, using many sub-models, and calibrated in an empirical fashion, that can be applied to a wide variety of environments. This model allowed to test the impact of the encroachment of deciduous trees on predator-prey relations. Simulations have been run for different quantities of encroachment, according to two different spatial configurations. Simulation results suggest that management plans taking into account the moose’s habitat might benefit woodland caribou, because they could increase spatial segregation between the two species, and thus between caribou and wolf. Coupling this model with a module of birth and natural death, along with a model of landscape transformation, would allow the assessment of the impact of different forest management plans on the viability of woodland caribou populations.