Écologie alimentaire des oiseaux marins nichant en hiver en Nouvelle-Zélande

Foraging ecology of winter-breeding seabirds in New Zealand

• Auteur / Autrice : Timothée Poupart
• Direction : John Arnould, Charles-André Bost
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des populations, écologie
• Date : Soutenance le 05/11/2019
• Etablissement(s) : La Rochelle en cotutelle avec Deakin university (Geelong, Australie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études biologiques de Chizé - CEBC
• Jury : Président / Présidente : Yan Ropert-Coudert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : John Arnould, Charles-André Bost, Yan Ropert-Coudert, Thierry Boulinier, Mark Jessopp, Jérôme Fort, Pierre Pistorius
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Boulinier, Mark Jessopp

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nouvelle-Zélande

Moeurs et comportement

Alimentation

Oiseaux de mer

Mots clés libres

Comportement de recherche alimentaire

Oiseaux marins

Reproduction hivernale

Nouvelle Zélande

Foraging ecology

Seabirds

Winter-breeding

New Zealand

Résumé

Bien que le coût énergétique de la reproduction contraigne les animaux à élever leur(s) jeune(s) pendant le pic d’abondance de ressource alimentaire au printemps et/ou en été, certaines espèces font exception en se reproduisant en hiver. Comment leurs besoins énergétiques élevés peuvent-ils être satisfaits pendant une période traditionnellement décrite par des conditions environnementales difficiles réduisant les ressources alimentaires ? Cette question a été peu étudiée jusqu’à présent. Cette stratégie originale de reproduction hivernale est adoptée par davantage d’espèces d’oiseaux marins en Nouvelle-Zélande qu’ailleurs dans le monde, avec une concentration sur la côte ouest de l’île du Sud. Dans ce contexte, cette thèse a eu trois objectifs. Tout d’abord, décrire le comportement de recherche alimentaire à fine échelle d’espèces d’oiseaux marins nicheuses en hiver clés du réseau trophique, sur la côte ouest de l’ile du Sud de la Nouvelle-Zélande. Ensuite, examiner les facteurs intrinsèques et extrinsèques déterminant leur comportement. Enfin, quantifier le recouvrement de leurs niches écologiques sur leur zone d’alimentation durant la période d’élevage du(des) jeune(s). Nous avons étudié la stratégie de recherche alimentaire sur une communauté d’espèces constituée de deux guildes : les oiseaux plongeurs (manchot du Fiordland Eudyptes pachyrhynchus) et de surface (pétrel de Westland Procellaria westlandica, albatros de Buller Thalassarche bulleri bulleri). L’approche s’est basée sur le déploiement de bio-loggers sur ces oiseaux (GPS, accéléromètre, enregistreur de plongée) et l’analyse isotopique (carbone, azote) de sang prélevé après leur voyage en mer. Les individus équipés se sont moins éloignés de leur colonie que leurs espèces congénères nichant en été, en utilisant majoritairement les eaux du talus continental et néritiques. Mâles et femelles ont eu des comportements de recherche alimentaire semblables, avec des différences spatiales concernant l’albatros de Buller. Des taux de rencontre de proies élevés ont été enregistrés chez les trois espèces, permettant un élevage du(des) jeune(s) avec un taux de succès élevé, et sans effort supérieur par rapport aux espèces nichant en été. Ces résultats suggèrent que les oiseaux marins nichant en hiver sur l’île du Sud de la Nouvelle-Zélande ont une phénologie de reproduction concordant avec des ressources alimentaires hivernales locales suffisantes. Des données supplémentaires issues de la littérature ont permis d’inclure le manchot bleu Eudyptula minor et le Cormoran tacheté Stictocarbo punctatus (espèces nichant aussi en hiver sur la même côte) dans l’étude de ségrégation de niche écologique. Cette communauté a montré un recoupement partiel de leur niche écologique, mais aussi un faisceau de divergences sur le plan des déplacements horizontaux, verticaux, de la distribution temporelle de l’activité de recherche alimentaire, du régime alimentaire et de la niche isotopique. Cette ségrégation écologique explique la coexistence de cette communauté avienne dans un même habitat. Par conséquent, la stratégie de reproduction hivernale peut être favorable aux oiseaux marins prédateurs supérieurs, lorsque des processus océanographiques locaux sont favorables. Sur le plan océanographique, un mélange vertical des eaux attire et garantit la persistance de proies au cours de l’hiver. En outre, la phénologie hivernale de la reproduction contribue aussi à l’émancipation du poussin au printemps. Ainsi, elle concorde avec le pic local de productivité primaire, en accord avec les prédictions. Ces espèces présentes en populations modestes, peuvent ainsi terminer leur cycle de reproduction hivernal avant que d’autres espèces beaucoup plus abondantes (comme les millions de Puffin fuligineux Puffinus griseus) rentrent de migration et s’engagent à leur tour dans leur reproduction estivale.

Although the cost of reproduction constrains animals to breed during spring/summer when food availability peaks, exception exist in seabirds with few species engaged in breeding during winter months. How their elevated energy needs can be sustained during a period traditionally reported for food shortage and challenging at-sea conditions is poorly understood. In addition, this unusual breeding phenology is adopted by more species in New Zealand than elsewhere in the world, with a concentration on the South island west coast where several winter breeding species are reported to forage with overlap. Therefore, the objectives of this thesis were to: 1) describe the fine-scale foraging behaviour of winter-breeding species from the west coast of New Zealand’s South Island, 2) investigate the intrinsic and extrinsic factors driving their foraging, and 3) quantify their niche overlap as they exploit similar areas during elevated energetically demand. Using bio-logging data (GPS, accelerometer, dive recorder) combined with stable isotopes (carbon and nitrogen from whole blood), the winter foraging strategies of breeding males and females were investigated in a deep diver (Fiordland penguin Eudyptes pachyrhynchus) and two surface-feeders / shallow divers (Westland petrel Procellaria westlandica and southern Buller’s albatross Thalassarche b. bulleri). The tracked individuals foraged close to their colony compared to their summer breeding congenerics, using primarily the nearby shelf-slope and neritic waters. Males and females displayed similar foraging behaviour in penguins and petrels, while spatial sexual differences occurred for albatross. All three species encountered prey at a high rate, allowing raising offspring with good success and without higher foraging effort than their summer-breeding congeners.These findings suggest that winter-breeding species have a phenology matching a winter prey resource on the shelf of the west coast of New Zealand’s South Island. With additional data from literature for little penguin Eudyptula minor and spotted shag Stictocarbo punctatus, this winter-breeding community showed partial overlap of their foraging niche, but an accumulation of small divergences in home ranges, diving behaviour, temporal pattern of foraging, diet and trophic level is likely to explain their coexistence. Hence, winter-breeding can be a favourable phenology for high-level predators, which exploit shelf-slope and inshore waters undergoing winter mixing that insure fish and squids persistence through winter. In addition, winter-breeding also allow the matching of chick-fledging period with the spring (local primary production peak), and before the elevated needs of millions of summer-breeding species back from migration.