Programmes de recherche > En cours > Impacts directs et indirects des différentes interactions parasite-prédateur-proie sur la dynamique cyclique d'une communauté de vertébrés terrestres arctiques soumise à des changements climatiques
Véritable poste avancé, l’Arctique est à la fois révélateur et amplificateur des dérèglements de la machine climatique planétaire. L’Arctique nous permet ainsi de mieux observer, comprendre, voire anticiper les impacts de ces changements sur nos écosystèmes.
Les travaux de terrain du programme “Interactions” se dérouleront durant 4 étés consécutifs (2011-14) sur la zone d’étude de «Hochstetter Forland», sur la côte Nord-Est du Groenland (dans le plus grand parc national au monde, inhabité et grand comme 2 fois la France), et suivront des protocoles standardisés mis en place simultanément sur deux autres zones d’étude de la région : à «Zackenberg» et sur «l’île de Traill» par deux équipes partenaires danoise et franco-allemande.
Notre travail de base consistera tout d'abord en un recensement exhaustif et au suivi de tous les vertébrés (oiseaux et mammifères) habitant la zone d’étude. Les oiseaux migrateurs (oies, limicoles…), les lemmings et leurs prédateurs, mais aussi les parasites, sont autant d’espèces en constante interaction et qui feront l’objet de suivis fins de leurs densités, de leurs taux de prédation, de leurs dynamiques respectives.
En étudiant les réponses des prédateurs à cette échelle spatio-temporelle (3 sites / 4 ans), nous pourrons décrire la «plasticité écologique» des différentes espèces (c.à.d. leur capacités d’adaptation à un environnement variable) et évaluer l’importance de différents paramètres du milieu pour expliquer cette résilience, notamment dans le contexte actuel de changements climatiques accélérés.
Diverses hypothèses pourront ensuite être testées, à l’échelle de l’écosystème, pour tenter d’expliquer les différentes dynamiques observées. Grâce à des modèles que nous développerons en collaboration avec des laboratoires français, finlandais et canadiens, nous pourrons ainsi évaluer les impacts de la charge parasitaire sur la dynamique et le fonctionnement de cet écosystème, mais aussi l’impact de la structure et composition des communautés animales, de l’utilisation spatio-temporelle de l’habitat (y compris les zones d’hivernage pour certaines espèces migratrices), etc.
Les lemmings et leurs prédateurs sont les éléments les plus structurants des communautés de vertébrés terrestres arctiques : leurs densités et dynamiques sont (directement et indirectement) à la fois impactées et déterminantes pour les dynamiques de population des autres vertébrés. Aujourd'hui, les principales interactions prédateur-proie responsables de ces fortes dynamiques cycliques sont du plus en plus perturbées par les changements climatiques au Groenland.
En comparant les différences observées dans 3 sites d'étude distincts et en prenant en compte plusieurs niveaux trophiques dont les parasites, nous seront en mesure de mieux comprendre et évaluer la contribution respective des différents types d'interactions entre espèces sur le fonctionnement et la dynamique de cette communauté emblématique de l'Arctique. Nos résultats nous permettront également d'affiner nos prédictions sur les différentes trajectoires dynamiques que ces écosystèmes suivront à l'avenir en fonctions des divers scénarios climatiques, et les implications de ces évolutions sur la biodiversité arctique.
Année 2/4
L’été 2012 sera la première campagne de terrain opérationnelle de ce projet de 4 ans. La plupart des protocoles listés ci-dessous seront mis en place durant les 4 années, avec quelques protocoles additionnels durant l’année de pic de lemming. Entre la fin juin et le 10 août, plusieurs espèces de vertébrés seront recensées, capturées, marquées et échantillonnées (notamment pour leurs parasites sanguins, ectoparasites et endoparasites) afin de constituer la base de données complète et cohérente nécessaire pour l’étude des nombreuses interactions qui structurent cette communauté de vertébrés, son fonctionnement et sa dynamique cyclique.
Année 1/4
Une première visite de la zone d'étude durant l'été 2010 nous a permis de valider son intérêt pour y conduire nos recherches et de tester et affiner nos protocoles. L'été 2011 sera la première campagne de terrain opérationnelle de ce projet de 4 ans. La plupart des protocoles listés ci-dessous seront mis en place durant les 4 années, avec quelques protocoles additionnels durant l'année de pic de lemming attendue pour 2012 ou 2013. Entre la fin juin 2011 et le 20 août 2011, plusieurs espèces de vertébrés seront recensées, capturées, marquées et échantillonnées (notamment pour leurs parasites sanguins, ectoparasites et endoparasites) afin de constituer la base de données complète et cohérente nécessaire pour l'étude des nombreuses interactions qui structurent cette communauté de vertébrés, son fonctionnement et sa dynamique cyclique.
After a first visit in the study area during the summer 2010, to validate its suitability to conduct this research and to test and fine tune our methods, the summer of 2011 will be the first fully operational field season of this 4-year long program. Most of our methods described below will remain the same during the 4 successive seasons, with some additional ones during the lemming peak year expected to occur in 2012 or 2013. From the end of June to the 20th of August 2011, several vertebrate species will be censused, captured, tagged and sampled for blood, ecto- and endo-parasites in order to build the complete and comprehensive data set needed to study the many interactions shaping this vertebrate community, its functioning and its cyclic dynamic.
Lemmings and their predators are deeply structuring the terrestrial vertebrate communities in the Arctic. Their local densities and dynamics are, directly and indirectly, both impacted by and impacting the population dynamics of most other vertebrate species. But today, the main predator-prey interaction leading to their high-amplitude cyclic population dynamics are increasingly disturbed by climate-driven changes in NE Greenland.
Comparing the differences found between 3 distinct study areas and in a multi-trophic perspective including notably parasites, will allow us to better understand and assess the respective contributions of the different interactions in the functioning and dynamic of this emblematic Arctic terrestrial vertebrate community. In turn, it will also allow us to better predict the different trajectories the Arctic terrestrial ecosystems are expected to follow under various climate change scenarios and the implications of such changes on Arctic biodiversity.
Year 2/4
The overall scientific aims of our project that will be implemented in the field in 2012 (and every following summer unti 2014) have already been presented in the general description of our project. Furthermore, a detailed list of operations will be given in the table presented in the following section (“Protocoles scientifiques”). Hence, below we foccus on a few (9 tasks) more technical descriptions about how the field work related to our 5 major axes will concretely be organized and implemented during the summer 2012, and how data/samples will be analysed and aggregated afterwards.
Year 1/4
After a first visit in the study area during the summer 2010, to validate its suitability to conduct this research and to test and fine tune our methods, the summer of 2011 will be the first fully operational field season of this 4-year long program. Most of our methods described below will remain the same during the 4 successive seasons, with some additional ones during the lemming peak year expected to occur in 2012 or 2013. From the end of June to the 20th of August 2011, several vertebrate species will be censused, captured, tagged and sampled for blood, ecto- and endo-parasites in order to build the complete and comprehensive data set needed to study the many interactions shaping this vertebrate community, its functioning and its cyclic dynamic.