Comprendre les fortes densités de cerfs en milieux fortement abroutis : le rôle de la nourriture et de la peur chez le cerf-à-queue-noire de Sitka

Understanding high densities of deer in a heavily browsed habitat : a study on food and fear in Sitka black-tailed deer

• Auteur / Autrice : Soizic Le Saout
• Direction : Jean-Louis Martin, Simon Chamaillé-Jammes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Evolution, Ecologie, Ressources Génétiques, Paléontologie
• Date : Soutenance le 03/12/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (Montpellier) - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Martin, Simon Chamaillé-Jammes, Daniel T. Blumstein, Hervé Fritz, Sonia Saïd, Anne Charmantier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel T. Blumstein, Hervé Fritz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Comportement alimentaire

Écologie

Animaux menacés

Chez les animaux

Peur

Prédation (biologie)

Cerfs

Mots clés libres

Ecologie de la peur

Grands Herbivores

Risques de prédation

Ajustements comportementaux et physiologiques

Surabondance

Cerfs naïfs de la predation

Fear Ecology

Large Herbivores

Predation Risks

Behavioural and Physiological adjustment

Overabundance

Predator-naive deer

Résumé

L'augmentation de populations de cerfs pose d'importants problèmes écologiques et socio-économiques à l'échelle locale et mondiale. Des signes de densité-dépendance sont souvent observés, mais les cerfs restent abondants malgré l'importante dégradation du milieu qu'ils provoquent. Ceci soulève la question de l'ajustement des cerfs aux changements de milieu qu'ils créent ? Nous avons abordé cette question en recherchant comment les cerfs gèrent leur ressource alimentaire en fonction du risque de prédation. La prédation, en plus de son effet consommateur (élimination de proie), peut moduler le comportement et la physiologie des proies (effet non consommateur) qui doivent balancer le fait de se nourrir et le risque de prédation. Cette étude contribue à mieux comprendre comment les cerfs maintiennent d'abondantes populations dans des milieux qu'ils ont eux-mêmes appauvris.Notre projet s'est intéressé au cerf-à-queue-noire Sitka (Odocoileus hemionus sitkensis) sur trois îles de l'archipel d'Haïda Gwaii (B.C., Canada). Ces îles sont dépourvues des principaux prédateurs naturels du cerf (loup et puma) et ont été colonisées par les cerfs il y a plus de 60 ans. Lors de notre étude, ces îles présentaient des niveaux contrastés de nourriture et de risque de prédation : sur deux îles, les cerfs vivaient sans prédateur mais avaient fortement appauvri leur milieu (îles sans risque/pauvre). Sur la troisième île, les cerfs étaient chassés et bénéficiaient d'un sous-bois forestier partiellement restauré comme nourriture (île risquée/riche).Dans ce cadre, nous avons étudié : 1) sur quelles ressources les cerfs pouvaient maintenir de denses populations dans des milieux très abroutis ?; 2) comment le stress alimentaire ou le risque de prédation influençaient la réponse physiologique au stress des cerfs?; 3) les cerfs naïfs à la prédation ont-ils maintenu des niveaux de vigilance dans des milieux très abroutis et comment répondaient-ils à des stimuli olfactifs de prédateurs ?; et 4) comment, dans des milieux très abroutis, les cerfs naïfs à la prédation répondaient-ils à une chasse expérimentale pour faire peur et comment cela affectait la végétation ?Notre étude a montré que : 1) les chutes de feuilles de la canopée et la pousse annuelle de plantes rhizomateuses offraient une grande quantité d'énergie pour les cerfs et contribuaient au maintien de denses populations de cerfs dans des milieux appauvris ; 2) La présence de stress alimentaire ou de risque de prédation n'affectaient pas la réponse physiologique au stress des cerfs, suggérant l'existence d' ajustements comportementaux et/ou physiologiques permettant de réduire l'exposition des cerfs à ces deux stresseurs ; 3) sur les îles sans risque/pauvre, les cerfs ont maintenu la vigilance malgré 60 ans d'isolation à la prédation. En outre, les cerfs naïfs à la prédation évitaient de manger en présence d'urine de loup (dangereux) mais pas en présence d'urine d'ours (moins dangereux), suggérant que les cerfs présentaient une stratégie innée de nourrissage sensible au risque. Les cerfs restaient aussi moins longtemps aux stations d'appâtage en présence d'urine de loup mais n'augmentaient pas leur niveau de vigilance, suggérant qu'ils géraient le risque spatialement plutôt que par la vigilance ; 4) En réponse à une chasse expérimentale pour faire peur réalisée sur une des îles sans risque/pauvre, seuls les cerfs les moins tolérant à la perturbation humaines évitaient la zone chassée. Ceci souligna l'importance de la sélection des traits comportementaux induis par l'homme dans la gestion de la faune et de la flore. Nous avons aussi suivi la croissance de quatre espèces de plantes côtières à croissance rapide et avons montré que notre chasse expérimentale favorisait la croissance de la moitié d'entre elles, soulignant l'interaction complexe entre le comportement de nourrissage et les caractéristiques des plantes, ainsi que l'importance des objectifs dans le choix des outils de gestion.

In many temperate environments deer populations have been increasing, raising serious ecological and socio-economic concerns both locally and globally. Signs of density dependence are often observed in such populations, but deer abundance often remains high with regard to the dramatic degradation of the environment they have induced. This raises the question: How do deer do to adjust to the environmental changes they created? The present study addressed aspects of this question focusing on how deer manage their food resource in relation to predation risk. In addition to its consumptive effect (prey removal), predation is increasingly recognized for its non-consumptive effect on prey behavior and physiology, the importance of which is linked to the strength of the trade-off between foraging and predation risk. A better understanding on how deer manage food resource and predation risk in heavily browsed environment may thus help to better understand how deer maintain abundant populations in self-induced depleted environment.We tackled this question by studying Sitka black tailed deer (Odocoileus hemionus sitkensis) on three islands of the Haida Gwaii archipelago (B.C., Canada). These islands are devoid of the main natural predators of deer (wolves and cougars) and were colonized by deer over 60 years ago. At the time of the study, these islands presented contrasted levels of food and predation risk: on two islands, deer were predator-free but had strongly depleted their environment (safe/poor islands). On the third island, deer were culled by means of regular hunts and had access to a partially recovered forest understory in terms of food supply (risky/rich island).We considered four questions: 1) on what resources do abundant deer populations rely in heavily browsed environment?; 2) how do deer physiological stress response vary with either food stress or predation risk?; 3) do predator-naïve deer maintain anti-predator behaviors, like vigilance, in heavily browsed environments and how do they respond to predator olfactory cues?; and 4) how do predator-naïve deer respond to an experimental hunting for fear in a heavily browsed environment and how does it affect the vegetation? We showed that: 1) the subsidies from canopy litterfall and the annual growth from rhizomatous plants offered a large energy supply for deer and contributed to maintain abundant deer population in forests with depleted understory; 2) deer did not mount a physiological stress response in presence of either starvation or predation risks, and we suggested that behavioral and/or physiological adjustments allowed deer to mitigate their exposure to either stressor; 3) on safe/poor islands, deer maintained vigilance despite 60 years of isolation from predation. Predator-naïve deer avoided eating bait in presence of urine of wolf (dangerous) but not of bear (less dangerous). This suggested an innate threat-sensitive foraging strategy in deer. Deer also remained less time at the bait stations in presence of wolf urine but did not increase their vigilance levels. This suggested that deer were likely to manage risk more by space use than by vigilance; 4) In response to an experimental hunting for fear conducted on one of the safe/poor island, we showed that the deer less-tolerant to humans avoided the hunting area; The deer more-tolerant to human disturbance did not. This stressed the importance to consider the human-induced selection of behavioral traits during wildlife management. We also monitored the growth of four fast-growing coastal plant species and showed that the hunting for fear promoted the growth of half of them. This highlighted the intricate interaction among deer foraging behavior and plant characteristics and emphasized the importance of management targets in the choice of management tools. We discussed the long-terms effect of hunting as management tool for deer.