Analyse et suivi de la biodiversité animale par des techniques novatrices de bioacoustique

• Auteur / Autrice : Amandine Gasc
• Direction : Jérôme Sueur, Sandrine Pavoine, Philippe Grandcolas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la nature et de l'homme. Écologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Denis Couvet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Aubin, Almo Farina
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michael D. Greenfield, Rafael Contento Márquez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Production de sons

Biodiversité

Indicateurs biologiques

Animaux -- Conservation des ressources

Résumé

En parallèle des méthodes classiques d'inventaires, qui demandent un haut niveau d'expertise taxonomique, des méthodes dites de mesure rapide de la biodiversité ont été proposées. Parmi ces méthodes, la méthode acoustique globale, ou Rapid Acoustic Survey (RAS), a été développée en 2008. L'objectif général de ce travail de thèse a été de fournir une définition plus précise de l’approche RAS d'un point de vue méthodologique, afin d'en connaître les possibles applications pour l'estimation, le suivi et l'analyse de la distribution spatiale et temporelle de la biodiversité animale. Des indices acoustiques mesurant l'entropie du signal sonore d'une communauté animale et la dissimilarité acoustique entre communautés ont déjà été proposés. La sensibilité de ces indices à différentes causes d'hétérogénéité acoustique sans lien avec la diversité acoustique a été évaluée (e. G. Impact du bruit ambiant). Les résultats montrent que les indices ne sont pas sensibles de la même manière aux différentes causes d’hétérogénéité étudiées ; les biais générés par ces sources d’hétérogénéité doivent donc être traités différemment en fonction de l'indice de diversité utilisé. Une fois ces étapes méthodologiques traitées, plusieurs applications de l'approche ont révélé les points suivants. Dans les communautés d'oiseaux, en France continentale métropolitaine, des corrélations positives entre diversités acoustiques et phylogénétiques d'une part et entre diversités acoustiques et fonctionnelles (liées à la reproduction et au poids) d'autre part ont été identifiées. En Nouvelle-Calédonie, le taux de micro-endémisme est élevé sur l'ensemble du territoire et la biodiversité est donc difficile à décrire. L'utilisation de mesures de dissimilarités acoustiques a pu mettre en évidence des différences acoustiques dans trois régions éloignées de l'île, possédant des niveaux de richesse spécifique et des structures végétales semblables mais des compositions de communautés différentes dues au taux élevé de micro-endémisme. Cette différence dans la composition de communautés animales multi-taxons est donc reflétée par les analyses de diversité acoustique par la méthode RAS. En Inde, deux milieux différents de plantations agro-forestières de café ont été étudiées, l'une utilisant des espèces natives d'arbres et l'autre une espèce exotique. Une étude acoustique a permis de mettre en évidence des différences dans la diversité et la composition acoustique des communautés animales vivant dans ces deux types d'agro-forêt, révélant un impact de l'utilisation de l'espèce exotique sur les communautés d'espèces chanteuses. L'acoustique globale RAS semble donc être une méthode prometteuse pour l'évaluation de la diversité animale par les méthodes d'acoustique non invasives, même si certaines limites méthodologiques devront être dépassées pour fournir un outil utilisable dans de nombreuses conditions acoustiques.

Alongside conventional methods of inventories, which require a high level of taxonomic expertise, several methods known as rapid measurement of biodiversity have been proposed. Among these methods, an acoustic method, designated as Rapid Acoustic Survey (RAS), was developed in 2008. The general objective of my thesis has been to provide a better definition of RAS approach from a methodological point of view, in order to evaluate the possible applications of RAS for estimating, tracking and analysing the spatial and temporal distribution of animal biodiversity. Acoustic indices have already been proposed which measure the overall entropy of the sound signal in an animal community and the acoustic dissimilarity among communities. The sensitivity of these indices to different causes of heterogeneity unrelated acoustic diversity was assessed (e. G. Ambient noise effect). The results show that the indices are not sensitive in the same way to the different causes of heterogeneity studied; the generated biased should thus be treated differently depending on the diversity index used. Once these methodological approaches have been treated, several applications of the RAS revealed the following points. In bird communities in Metropolitan, continental France, positive correlations between acoustic and phylogenetic diversity on the one hand and between acoustic and functional (reproduction traits and weight) diversity on the other hand have been identified. In New Caledonia, the level of micro-endemism is high which make the description of biodiversity difficult. The use of acoustic spectral dissimilarity measures highlight acoustic differences in three distant locations in the island with similar species richness and vegetation structure, but different in the composition of animal communities due to micro-endemism. This difference in multi-taxa animal communities is clearly revealed by the acoustic diversity analysis RAS. In India, two different managements of the coffee agroforest system are found, one using native species and the other one using an exotic species of shade trees. An acoustic survey highlighted differences in acoustic diversity and composition between the two managements revealing an impact of the use of exotic shade tree species on singing animal communities. The RAS method seems then a promising tool to assess local animal diversity even if some methodological issues should be considered to produce a reliable tool in several acoustic conditions.