Academic literature on the topic 'Éléphants de mer – Kerguelen, Îles (Terres australes et antarctiques françaises)'

Comprendre comment les organismes exploitent les ressources de leur environnement est une voie de recherche centrale en écologie. Ce travail de thèse décrit tout d’abord les stratégies d’acquisition des ressources des éléphants de mer (Mirounga leonina) de Kerguelen et tente, ensuite, de mettre en relation le comportement alimentaire de cette espèce avec les variables environnementales et les structures physiques de l’Océan Austral. Les éléphants de mer de Kerguelen se distribuent sur une très large superficie mais concentrent l’essentiel de leur activité alimentaire dans des secteurs particuliers de l’océan. En bordure du continent antarctique ou au sein de la zone du front polaire, leur comportement est respectivement influencé par la glace de mer péri-antarctique et les zones tourbillonnaires. La répartition et la prévisibilité des ressources n’expliquent pas la totalité des ajustements dans leurs déplacements et leurs comportements de plongée. Cette étude s’intègre à part entière dans un projet inter-disciplinaire international visant d’une part à comparer le comportement alimentaires des trois principales populations de l’Océan Austral et ainsi contribuer à la compréhension de leurs démographies respectives et d’autre part à accroître la quantité de données océanographiques pour cette partie du globe
Understanding how organisms exploit the resources of their environment is a central topic in ecology. At first, this work describes the foraging strategies of the Southern elephant seals (Mirounga leonina) from Kerguelen Islands. Then, it investigates the relationships between foraging behaviour of this species and the environmental parameters and the physical structures of the Southern Ocean. The elephant seals from Kerguelen have exhibited a large distribution in the Southern Ocean but they have concentred their foraging activity within specific areas. Close to the Antarctic continent or within the polar frontal zone, their behaviour was influenced by sea ice. And eddies, respectively. Resources distribution and predictability were not necessary the unique parameter to explain behavioural adjustments of seals. This study takes place in a global project, which compare, on the one hand, the foraging behaviour of the three principal populations of elephant seals of the Southern Ocean, to contribute for understanding their demography and, on the other hand, to acquire oceanographic data in this part of the world

En raison du manque de séries temporelles associant écologie en mer, paramètres océanographiques, et trajectoires démographiques, peu d’études se sont intéressées aux mécanismes reliant conditions océanographiques, succès alimentaire à l’échelle des trajets en mer, et succès reproducteur associé chez des prédateurs marins. Le présent travail de thèse propose de déterminer l’effet de la variabilité interannuelle des paramètres environnementaux, ainsi que des stratégies alimentaires individuelles, sur l’écologie alimentaire et le succès reproducteur d’une espèce emblématique de l’océan Austral : l’éléphant de mer du sud (Mirounga leonina). Grâce à l’étude de séries temporelles d’isotopes stables du carbone et de l’azote, ainsi que de données de télémétrie, cette thèse a mis en évidence que les zones d’alimentation, ainsi que le comportement de plongée et de recherche alimentaire de femelles éléphants de mer, ont très peu évolué au cours des quatorze dernières années. Cette thèse a également révélé une relative stabilité des stratégies alimentaires antarctique et subantarctique, et que la condition corporelle des femelles se nourrissant en zone subantarctique tend à diminuer au cours du temps, tout comme la masse au sevrage de leurs jeunes, considérée comme un proxy du succès reproducteur. Une différence de qualité entre les habitats situés de part et d’autre de l’archipel de Kerguelen a également été mise en évidence, révélant que l’habitat situé à l’ouest de l’archipel semble plus profitable aux femelles éléphants de mer en termes de succès alimentaire. En outre, une structuration des stratégies d’approvisionnement a été mise en évidence entre deux sites d’étude localisés sur l’archipel de Kerguelen. Malgré une constance du comportement des éléphants de mer, une augmentation globale de leur condition corporelle a été mise en évidence au cours de la période d’étude, qui, cumulée à une diminution continue de la signature isotopique en δ13C, suggère que des changements non négligeables sont en train d’opérer au sein des réseaux trophiques de l’océan Austral
Because time-series relative to foraging ecology, environmental parameters and population trends are scarce, few studies focused on the mechanisms linking oceanographic variables with the foraging behaviour and breeding success in marine top predators. This PhD thesis aims to assess the effects of inter-annual environmental conditions and individual strategies on the foraging ecology and breeding success of the southern elephant seal (Mirounga leonina), a key species of the Southern Ocean. The simultaneous analysis of stable isotopes and tracking-diving time-series highlighted that the foraging habitats, as well as the diving- and foraging behaviour of female seals, remained stable over the last fourteen years. This thesis also revealed a consistency in the Antarctic and sub-Antarctic foraging strategies, and a decrease in the body condition of females exploiting the latter habitat. The weaning mass of their pups, considered as a proxy of the breeding success, decreased too. A difference in habitat quality was detected between the area located east and west of the Kerguelen archipelago, with the area located west providing a higher foraging success. Moreover, a spatial structuration of foraging strategies was highlighted between two breeding sites located at Kerguelen Island. Despite consistency in the behaviour of seals, an overall increase in body condition was assessed over the study period. Combined with a global decrease in δ13C values, this result suggests that some modifications are occurring in the food web of the Southern Ocean

Les mammifères marins de l'Océan Austral sont des éléments essentiels des écosystèmes marins antarctiques et des sentinelles de l’état des océans polaires. Comprendre comment les conditions océanographiques déterminent leurs habitats préférentiels est essentiel pour identifier de quelle façon et dans quelle région ces mammifères acquièrent les ressources nécessaires à leur déplacement, leur croissance, leur reproduction et donc leur survie. Les éléphants de mer du Sud (Mirounga leonina) se déplacent dans l’océan austral à l’échelle des bassins océaniques pour s’alimenter en plongeant en moyenne à 500 m et jusqu’à 2000 m de profondeur. En fonction de leur colonie d’origine, de leur sexe, et de leur âge, ils exploitent des régions radicalement différentes de l’océan austral, mettant ainsi en œuvre des stratégies alimentaires diversifiées. Les éléphants de mer de Kerguelen utilisent deux zones préférentiellement: la zone du Front Polaire ou la zone Antarctique couverte par la banquise. Dans cette thèse, les stratégies alimentaires des voyages post-mue Antarctiques de 46 mâles et femelles éléphants de mer de Kerguelen ont été étudiées. Une série temporelle de 11 années (2004-2014) de données de déplacement, de plongées et de données hydrologiques a été analysée pour déterminer le rôle des paramètres océanographiques et de glaces de mer impliqués dans l’acquisition des ressources alimentaires des éléphants de mer en Antarctique. L’influence de la variabilité spatio-temporelle et interannuelle de la glace de mer associée à la position des mâles et des femelles ainsi que le rôle des polynies côtières sur les stratégies alimentaires des mâles en hiver ont été examinés
Understanding how physical properties of the environment underpin habitat selection of large marine vertebrates is crucial in identifying how and where animals acquire resources necessary for locomotion, growth and reproduction and ultimately their fitness. The Southern Ocean harbors one of the largest and most dynamic marine ecosystems on our planet which arises from the presence of two majors physical features, (i) the Antarctic Circumpolar Current and (ii) the seasonal sea ice cover region. In the Antarctic, marine predators are exposed to climate-induced shifts in atmospheric circulation and sea ice. However, because these shifts vary regionally, and because much remains to be understood about how individual animals use their environment, it has been difficult to make predictions on how animals may respond to climate variability. Southern elephant seals (Mirounga leonina) are a major consumer of Southern Ocean resources and use two main large scale foraging strategies, (i) feeding in the frontal zone of the Southern Ocean, or (ii) feeding in the seasonal sea ice region. In the present thesis I examined the winter post-moulting foraging strategies of 46 male and female Kerguelen southern elephant seals which utilized the second strategy. Using an eleven year time-series of tracking, diving, and seal-collected hydrographic data (from 2004-2014) I assessed their movements and foraging performance in relation to in situ hydrographic and sea ice conditions. The influence of both the spatio-temporal and inter-annual variability of sea ice around seal locations was investigated, and an investigation on the role of polynya for male elephant seal during winter conducted

Les mammifères marins de l'Océan Austral sont des éléments essentiels des écosystèmes marins antarctiques et des sentinelles de l’état des océans polaires. Comprendre comment les conditions océanographiques déterminent leurs habitats préférentiels est essentiel pour identifier de quelle façon et dans quelle région ces mammifères acquièrent les ressources nécessaires à leur déplacement, leur croissance, leur reproduction et donc leur survie. Les éléphants de mer du Sud (Mirounga leonina) se déplacent dans l’océan austral à l’échelle des bassins océaniques pour s’alimenter en plongeant en moyenne à 500 m et jusqu’à 2000 m de profondeur. En fonction de leur colonie d’origine, de leur sexe, et de leur âge, ils exploitent des régions radicalement différentes de l’océan austral, mettant ainsi en œuvre des stratégies alimentaires diversifiées. Les éléphants de mer de Kerguelen utilisent deux zones préférentiellement: la zone du Front Polaire ou la zone Antarctique couverte par la banquise. Dans cette thèse, les stratégies alimentaires des voyages post-mue Antarctiques de 46 mâles et femelles éléphants de mer de Kerguelen ont été étudiées. Une série temporelle de 11 années (2004-2014) de données de déplacement, de plongées et de données hydrologiques a été analysée pour déterminer le rôle des paramètres océanographiques et de glaces de mer impliqués dans l’acquisition des ressources alimentaires des éléphants de mer en Antarctique. L’influence de la variabilité spatio-temporelle et interannuelle de la glace de mer associée à la position des mâles et des femelles ainsi que le rôle des polynies côtières sur les stratégies alimentaires des mâles en hiver ont été examinés
Understanding how physical properties of the environment underpin habitat selection of large marine vertebrates is crucial in identifying how and where animals acquire resources necessary for locomotion, growth and reproduction and ultimately their fitness. The Southern Ocean harbors one of the largest and most dynamic marine ecosystems on our planet which arises from the presence of two majors physical features, (i) the Antarctic Circumpolar Current and (ii) the seasonal sea ice cover region. In the Antarctic, marine predators are exposed to climate-induced shifts in atmospheric circulation and sea ice. However, because these shifts vary regionally, and because much remains to be understood about how individual animals use their environment, it has been difficult to make predictions on how animals may respond to climate variability. Southern elephant seals (Mirounga leonina) are a major consumer of Southern Ocean resources and use two main large scale foraging strategies, (i) feeding in the frontal zone of the Southern Ocean, or (ii) feeding in the seasonal sea ice region. In the present thesis I examined the winter post-moulting foraging strategies of 46 male and female Kerguelen southern elephant seals which utilized the second strategy. Using an eleven year time-series of tracking, diving, and seal-collected hydrographic data (from 2004-2014) I assessed their movements and foraging performance in relation to in situ hydrographic and sea ice conditions. The influence of both the spatio-temporal and inter-annual variability of sea ice around seal locations was investigated, and an investigation on the role of polynya for male elephant seal during winter conducted

Le premier objectif de cette thèse a été de comprendre quelles sont les adaptations écophysiologiques et comportementales des oiseaux plongeurs face aux contraintes de la plongée, par l'étude du cormoran antarctique de Crozet (Phalacrocorax melanogenis) et de Kerguelen (P. Verrucosus). Ces deux espèces réalisent les plongées les plus longues et les plus profondes chez les cormorans, immergés dans une eau de mer à 3 - 7°c durant des périodes de 5 - 10 heures par jour. Il est vraisemblable que ces performances sont facilitées par l'utilisation d'un hypométabolisme. Ces cormorans ont montré qu'ils utilisaient, lorsque la distribution des ressources le permettait, des stratégies de plongée proches de l'optimalité, s'immergeant pour des durées facilitant un restockage rapide de l'oxygène en surface. Enfin, l'étude de la profondeur d'équilibre a révélé qu'ils ajustaient vraisemblablement les volumes d'air respiratoire à la profondeur de plongée, dans un souci d'économie d'oxygène. Le deuxième objectif de cette thèse était de comprendre le lien pouvant exister entre le dimorphisme sexuel du cormoran antarctique (femelles plus petites) et son écologie. Une ségrégation sexuelle importante a été trouvée (les femelles plongeant à moins grande profondeur que les mâles et capturant des poissons de plus petite taille), sans doute en rapport avec le dimorphisme sexuel. L'intensité du dimorphisme sexuel varie selon la localité et augmente localement lorsque la différence de profondeur de plongée moyenne entre les sexes augmente. Cette plasticité du dimorphisme sexuel permettrait à l'espèce de s'ajuster à la distribution des ressources tout en diminuant la compétition intraspecifique
The first goal of this thesis was to understand what are the ecophysiological and behavioural adaptations of diving birds to the constraints of diving, by studying the blue-eyed shags from Crozet (Phalacrocorax melanogenis) and Kerguelen (P. Verrucosus). Both species made the longest and the deepest dives in the cormorant family, while foraging in a 3 - 7°c seawater for daily periods lasting 5 - 10 hours. It is likely that these performances are possible because of the use of a hypometabolism. When resource distribution allowed it, these shags used diving strategies close to optimality, submerging for periods facilitating a rapid surface reloading of oxygen reserves. Eventually, the study of the depth of neutral buoyancy showed these birds probably adjusted their respiratory air volumes to dive depth, as a mean for saving oxygen. The second goal of this thesis was to study the possible links between blue-eyed shag sexual dimorphism (smaller females) and the ecology. An important sexual segregation was found (females diving to a shallower depth compared to males and catching smaller fish), probably related to the sexual dimorphism. The intensity of the sexual dimorphism varied from one colony to the next and increased locally when the difference in mean dive depth between the sexes increased. This plasticity of the sexual dimorphism could help the species to adjust to the distribution of resource, while reducing intraspecific competition

L’océan Austral abrite encore des populations exceptionnelles de prédateurs marins (manchots, albatros, phoques…). Bien qu’activement étudiés, l’approche fonctionnelle des relations proies-prédateurs souffre encore d’un manque de connaissances chez les prédateurs marins. Etudier comment ces animaux utilisent les habitats est essentiel pour mieux comprendre leur écologie. Par ailleurs, dans une période où les écosystèmes sont soumis à d’importantes pressions d’origine anthropique (surpêche, pollutions, changement climatique), la connaissance de l’écologie d’une espèce est primordiale pour bien caractériser les aires à protéger. Le gorfou macaroni Eudyptes chrysoplophus est un oiseau marin pélagique et constitue l’espèce de manchot la plus abondante dans l’océan Austral (> 6 millions de couples). Au cours des 30 dernières années, les effectifs des populations de Géorgie du Sud et de l’île Marion ont fait face à une diminution drastique (> 30%). Actuellement, les populations de gorfou macaroni des Terres Australes et Antarctiques Françaises (archipel des îles Crozet et îles Kerguelen) abritent encore plus de 50% des effectifs mondiaux. Cependant, les comportements de recherche alimentaire de ces deux populations étaient jusqu’à présent encore mal connues. Au cours de cette thèse, nous avons étudié les stratégies de recherche alimentaire du gorfou macaroni, au cours de l’intégralité de son cycle de reproduction (incubation, élevage et crèche) de Kerguelen et Crozet, îles caractérisées par des environnements océanographiques contrastés. Les ajustements du comportement alimentaire face aux contraintes énergétiques liées à la reproduction et aux variations de la production biologique de leurs environnements ont été examinés en détail. Grace à des mesures biologiques d’origine télémétrique et/ou d’appareil embarqué (trajectoires, comportement de plongées) couplées à des données satellitaires (données environnementales), nous avons pu mettre en évidence l’existence : 1) d’un comportement de recherche alimentaire spécifique et de genre : sur les 2 sites étudiés, un ajustement similaire des déplacements, de l’effort d’approvisionnement, du régime alimentaire a été observé en réponse aux contraintes énergétiques imposées par la reproduction. En incubation, les deux sexes ciblent principalement les fronts océanographiques, les tourbillons et les zones filamentaires situées en eaux pélagiques au cours de longs trajets. En période d’élevage, les femelles s’approvisionnent plus près des côtes, majoritairement sur le plateau et au bord des talus afin de pouvoir alimenter régulièrement la progéniture. En crèche, les mâles ciblent à nouveau les structures frontales tandis que les femelles s’éloignent tout en restant inféodées aux talus. A l’aide de la littérature, nous avons pu observer que cette stratégie semble opérer à l’échelle de l’aire de répartition de l’espèce. 2) d’une plasticité phénotypique inattendue : l’approche comparative entre les îles Kerguelen et Crozet a permis d’étudier les points communs et les différences des stratégies d’approvisionnement entre les deux localités, liées aux conditions environnementales locales. Les deux populations semblent toutes deux très dépendantes des pics saisonniers de productivité primaire. En revanche, des variations d’éloignements à la colonie inter - site et intra – sexe plus importantes qu’attendues ont été observées mettant en évidence une flexibilité phénotypique insoupçonnée pour un prédateur marin pélagique. Cette étude est l’une des rares ayant couvert l’ensemble d’un cycle de reproduction chez les manchots. L’importante variabilité comportementale démontrée réitère le besoin impératif de prendre en compte l’intégralité d’un cycle pour mieux comprendre et définir les stratégies d’approvisionnement d’une espèce
The Austral Ocean still hosts a great population of marine predators (i.e. penguins, albatross, and seals). Despite well studied, the functional approach investigating the relationship between prey and predators in the marine ecosystem is still poorly known. Knowledge on habitat selection and use of marine species is essential to better understand their ecology and behaviour. The knowledge about the ecology of key species is essential to characterise and identify the areas to protect and to predict the future of populations that may be affected by global changes. This is particularly true in an area where the natural ecosystems are more and more perturbed by anthropogenic activities (i.e. over-fishing, pollution, and climate change). The Macaroni penguin is the most abundant penguin species in the Austral Ocean (> 6 millions pairs). It is also the biggest consumer of secondary resources, in terms of biomass, in the world. Over the past 30 years the Macaroni penguin populations situated in South Georgia and Marion Island suffered of 30% population decline. At the moment, Kerguelen and Crozet Islands (French Southern Territories) still host more than 50% of their global population, however the foraging behaviour of this species is still poorly known. The objective of this research is to study the different foraging behaviour strategies of a pelagic seabird : the Macaroni penguin Eudyptes chrysoplophus during its whole breeding cycle (incubation, brood, crèche). The populations’object of study breed in different oceanographic conditions : the Kerguelen and Crozet archipelagos. The variation in foraging behaviour driven by energetic constraints, which is associated to the reproduction and to the biological production, has been studied in details. Telemetry data (i e. trajectories and diving behaviour) combined with environmental data obtained by remote sensing allowed determining that : 1) Foraging strategies of Macaroni penguin breeding in two different locations differ in terms of movement, foraging effort and foraging niche during their breeding cycle in response to reproduction constraints. In incubation, both sexes carried out long journeys and targeted large oceanographic structures such as fronts, eddy and transport fronts. During the brooding phase, the females foraged closer to the colony adjusting their foraging behaviour based on their offspring needs, targeting the shelf and the slope. When crèche started, males targeted large scale structures whereas females still foraged on the slope. At this time, a shift in the diet composition was observed. 2) The comparative approach between Kerguelen and Crozet allowed to highlighting differences in foraging strategies, in response to local environmental conditions. However, greater than expected variations in foraging areas were observed inter-site and inter-sex. These results have pointed out an unexpected phenotypic flexibility for a pelagic marine predator. This research investigated the entire breeding cycle of a penguin, a fact still rare in ecology. The observed degree of behavioural variability reiterates the imperative to take into account an entire cycle to better understand and define the foraging strategies of a species

Grâce à ses capacités dispersives et adaptatives, la truite commune (Salmo trutta L.), poisson anadrome facultatif, est un bon candidat à la colonisation de nouveaux milieux. L'introduction de l'espèce dans les années 1950 dans les îles subantarctiques de Kerguelen fournit un modèle d'étude unique pour comprendre les causes et les mécanismes de la dispersion, grâce à l'étude des traits d'histoire de vie en lien avec la migration (e.g. croissance, âge à la migration). L'étude de leur évolution temporelle le long d'un front de colonisation est le cœur de ce travail de thèse. A travers l’étude des écailles recueillies dans le cadre de ce programme à long terme, les histoires de vie de près de 5000 poissons ont été reconstruites. Ce travail démontre l’importance de la méthodologie utilisée afin de reconstruire les traits de vie individuel. La modélisation de l’évolution de la croissance en eau douce, de la taille à l’âge et de l’âge à la première migration démontre que des processus évolutifs sont en œuvre dans les populations en expansion. Notamment, le ralentissement de la croissance avec le temps ainsi que la diminution de la taille à l’âge le long du front de colonisation laissent à penser que la capacité de dispersion diminue à mesure que les populations sont en marges de la zone d’expansion. L’évolution de la valeur seuil à la première migration confirme ce résultat, et illustre l’importance de la plasticité phénotypique et de l’adaptation locale dans le choix de la tactique migratoire. Toutefois, l’approche menée dans ce manuscrit se concentre sur l’évolution de la migration, et bénéficierait de l’étude de l’évolution conjointe des traits impliqués dans la valeur sélective (balance coûts-bénéfices), tels que la reproduction, ou la croissance en mer
It is an ongoing issue to better understand colonization process, adaptation potential to new environments, and invasiveness of a species. The sub Antarctic Kerguelen Islands are a perfect model to model population dynamics in an invasion context, because it represents a simplified case of invasion by brown trout (Salmo trutta L.), a facultative anadromous fish. Introduced in the 1950s, and thanks to its dispersive and adaptive capacities, the brown trout provides a unique study model for understanding the causes and mechanisms underlying biological invasions. Understanding dispersal mechanisms, through the study of life history traits related to migration (e.g. growth, age at migration) and their temporal evolution in shifting expansion range population, is the core of this thesis work. Through the study of scales collected in this unique framework, the life histories of nearly 5000 fish have been rebuilt. This work demonstrates the importance of the methodology to determine accurate estimates of individual life history traits. Modelling the evolution of freshwater growth, body size at age and age at first migration demonstrates that evolutionary processes are at work according to the time since colonization. In particular, the decrease in growth rate over time and the decrease in body size at age over time and space suggest that the dispersal capacity is decreasing in populations located at the margins. The evolution of the threshold size at first migration confirms this results, and illustrates the importance of phenotypic plasticity and local adaptation in the choice of migratory tactics. However, the approach taken in this manuscript focuses on the evolution of migration, and would benefit from the study of the joint evolution of traits involved in fitness (costs-benefits balance), such as reproduction, or growth at sea