Département de Biologie Polaire - La Recherche

‘Stratégies d’adaptation et dynamique des populations des oiseaux marins des pôles face aux contraintes de leur environnement’ LEA 647 – Volet Polaire lié au programme 137 (ECOPHY) de l’Institut Polaire Paul-Emile Victor (IPEV).

Thématiques de recherche

Écologie comportementale et écologie évolutive, dynamique des populations et démographie, océanographie biologique, biostatistiques et modélisation, génétique de populations, oiseaux marins

Projet de recherche

L’une des grandes questions que suscitent les scénarios des changements climatiques pour les prochaines décennies concerne leur impact sur la biodiversité. Or, nous serons d’autant plus à même de déterminer les différentes menaces pour les espèces que nous connaitrons leurs capacités d’adaptation et leurs limites face aux changements environnementaux, qu’ils soient d’origine naturelle ou anthropique. Toutefois, les conséquences du changement climatique sur la biodiversité, comme celles liées aux autres impacts anthropiques (croissance démographique, espèces invasives, surexploitation des ressources, etc.), sont difficiles à prédire du fait de la complexité des systèmes et nécessitent que l’on adopte une approche pluridisciplinaire et intégrative. L’impact de l’environnement s’exerce en effet sur les différents niveaux d’organisation biologique, et ces niveaux répondent de façon unique, et potentiellement de façon non linéaire, aux variations de leur environnement. Les changements environnementaux modifient les traits phénotypiques des individus, les stratégies d’histoire de vie des populations et des espèces, et délimitent de nouvelles aires de répartition, tout en altérant leur abondance et leur distribution. La composition des communautés, de même que la structure et le fonctionnement des écosystèmes sont par conséquent transformés. Dans le contexte de changements globaux, l’étude des écosystèmes polaires est capitale car ils montrent une vulnérabilité à ces changements bien plus intense que ne le sont les autres écosystèmes. L’Océan Austral joue un rôle clé dans la régulation du climat mondial car il transmet les anomalies climatiques entre les principaux océans. Cet océan circumpolaire héberge l’un des écosystèmes les plus productifs de notre planète, avec une production primaire marine représentant environ 15% de la production marine mondiale. Il est de plus le principal espace de reproduction et d'alimentation d'une grande partie d'oiseaux marins de l'ordre des Procellariformes et Sphéniciformes. Les chaînes trophiques de l’Océan Austral étant relativement courtes, une modification survenant à leur base a très rapidement des conséquences décelables aux échelons trophiques supérieurs. Ces effets indirects sur l’abondance et la distribution des proies (‘Bottom-Up control’) ont donc rapidement des conséquences sur la valeur sélective des organismes via les mécanismes de recherche alimentaire et d’allocation des ressources. Or, en montrant que les populations d’oiseaux marins de l'Océan Austral sont fortement affectées par les anomalies climatiques et la diminution de la production secondaire dans les eaux antarctiques, les études démographiques ont mis en évidence le caractère préoccupant du devenir de la plupart de ces populations et suggèrent fortement que du fait de leur sensibilité, les écosystèmes de l'Océan Austral subissent une mutation majeure. Aussi, comprendre et prédire les effets des changements globaux sur ces écosystèmes marins constituent pour notre société un défi scientifique et technique unique, mais aussi fondamental.

L’objectif principal des recherches en milieux polaires réalisé au sein du LEA est d’évaluer les capacités d’adaptation des manchots royaux (Aptenodytes patagonicus), Adélie (Pygoscelis adeliae) et empereur (Aptenodytes forsteri) aux changements globaux à travers l’étude des mécanismes fonctionnels et des processus microévolutifs. Notre exceptionnelle base de données sans le biais du baguage nous permet d’étudier les liens entre la variabilité environnementale (climatique et trophique) et la survie, la phénologie et les performances reproductrices et de recherche alimentaire des différentes cohortes de manchots, selon leur âge, leur statut, leur expérience ou d’autres traits phénotypiques (morphologiques, physiologiques et comportementaux ; traits dont la plasticité et l'héritabilité sont étudiées). Nous étudions également la structuration spatiale des colonies en fonction des différentes contraintes (parasitisme, prédation, conditions météorologiques locales, etc.) grâce à des robots et des caméras, ainsi que la structure, la diversité et les flux génétiques entre les colonies et archipels. A terme, des analyses rétrospectives et prospectives nous permettrons d’évaluer des tendances démographiques des populations en fonction des scénarios climatiques.