Pavillon Alexandre-Vachon
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La prédation joue un rôle central dans la régulation de plusieurs écosystèmes de l’Arctique. Au niveau spatial, les mouvements des prédateurs, influencés par les caractéristiques physiques du paysage et la distribution des ressources alimentaires, génèrent des variations dans le risque pour les proies. Cette hétérogénéité du risque et la façon dont les proies y réagissent pourrait être un des mécanismes clés qui façonne la biodiversité locale dans la toundra arctique. L’environnement physique comme la présence de refuges ou de contraintes sur la disponibilité de certains habitats devrait aussi influencer la répartition des espèces en affectant à la fois les déplacements des prédateurs et la sélection d’habitat effectuée par les proies.
L’objectif principal de mon projet est d’évaluer comment la prédation et l’environnement physique affectent la répartition de la biodiversité arctique au sein d’une communauté de vertébrés terrestres. Mes sous-objectifs sont i) modéliser les variations spatio-temporelles du risque de prédation à partir de modèles individu-centrés, ii) intégrer l’influence de la disponibilité des proies principales (lemmings et oies) sur le paysage du risque, iii) évaluer comment des contraintes physiques sur la disponibilité d’habitat générées par la cryosphère influencent la répartition de la communauté de proies, et iv) évaluer l’adéquation entre le paysage du risque et la répartition des différentes espèces de proies en considérant les découplages potentiels engendrés par l’environnement physique.
Pour réaliser le projet, j’aurai accès à la station de recherche de l’île Bylot au Nunavut et aux données issues d’un suivi écosystémique qui y est en place depuis plus de 25 ans. Dans ce système d’étude, la prédation par le renard arctique module l’abondance cyclique des proies principales (lemmings), la reproduction des proies secondaires (oies), et la dynamique de population des proies accidentelles (une 30aine d’espèces d’oiseaux). Les renards sont suivis avec des colliers GPS haute précisions. Nous évaluons aussi le risque de prédation et la distribution des proies à l’aide de nids artificiels, d’inventaires d’oiseaux et en mesurant la prédation sur tous les nids trouvés.
Je modéliserai les variations du risque de prédation grâce aux colliers de renards. Le défi est d’évaluer le risque pour l’ensemble de l’écosystème, incluant les secteurs où tous les renards ne sont pas suivis. J’utiliserai l’apprentissage par renforcement, une branche de l’intelligence artificielle, pour entrainer un modèle qui imite les mouvements des renards. À partir du modèle, je simulerai les déplacements d’individus dans le paysage pour enregistrer le nombre de passages attendus par unité spatiale (cellules de 25x25m) pour tout l’écosystème. Dans un deuxième temps, j’utiliserai des cartes satellites journalières disponibles chaque année depuis 2010 pour évaluer la progression de la fonte de neige et son influence sur la répartition des nids d’oiseaux. Enfin, en considérant les contraintes posées par l’environnement physique, j’évaluerai comment le paysage du risque de prédation influence la répartition de la biodiversité aviaire dans le paysage.
Ce projet se démarque à la fois par ses contributions théoriques pour l’étude de la biodiversité et par le développement d’approches novatrices comme l’application de l’intelligence artificielle à l’écologie du mouvement.
Clermont, J., Grenier-Potvin, A., Duchesne, É., Couchoux, C., Dulude-de Broin, F., Beardsell, A., Bêty, J., Berteaux, D., 2021. The predator activity landscape predicts the anti-predator behavior and distribution of prey in a tundra community. Ecosphere, 12(12), e03858. DOI: 10.1002/ecs2.3858.
LeTourneux, F., Grandmont, T., Dulude-de Broin, F., Martin, M.-C., Lefebvre, J., Kato, A., Bêty, J., Gauthier, G., Legagneux, P., 2021. COVID19-induced reduction in human disturbance enhances fattening of an overabundant goose species. Biological Conservation, 255, 108968. DOI: 10.1016/j.biocon.2021.108968.
Dulude-de Broin, F., Hamel, S., Mastromonaco, G.F., Côté, S.D., 2020. Predation risk and mountain goat reproduction: Evidence for stress-induced breeding suppression in a wild ungulate. Functional Ecology, 34(5): 1003-1014. DOI: 10.1111/1365-2435.13514.
Dulude-de Broin, F., Côté, S.D., Whiteside, D.P., Mastromonaco, G.F., 2019. Faecal metabolites and hair cortisol as biological markers of HPA-axis activity in the Rocky mountain goat. General and Comparative Endocrinology, 280: 147-157. DOI: 10.1016/j.ygcen.2019.04.022.