Ecologie des interactions prédateurs-proies et prédateurs prédateurs dans un contexte multiprédateur

Ecology of predator-prey and predator-predator interactions in a multi-predator context

• Auteur / Autrice : Elise Say-Sallaz
• Direction : Hervé Fritz, Marion Valeix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 04/06/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Desouhant
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Fritz, Marion Valeix, Scott Creel, Elsa Bonnaud, Camilla Wikenros, Nadège Bonnot, Anne Loison
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Scott Creel, Elsa Bonnaud, Camilla Wikenros

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Populations

Stratégies anti-prédatrices

Interactions interspécifiques

Prédation (biologie)

Animaux prédateurs

Mots clés libres

Grands carnivores

Grands herbivores

Prédation

Interaction interspecifique

Écologie de la peur

Large carnivore

Large herbivores

Predation

Interspecific interactions

Ecology of fear

Résumé

La coexistence d’espèces de grands carnivores n’est pas rare, l’objectif de cette thèse est de comprendre comment cela affecte les interactions proie-prédateurs. La première partie de la thèse porte sur les effets non létaux (NCE, Non-Consumptive Effects) des prédateurs. Face au risque de prédation les proies peuvent modifier leur comportement, ce qui est couteux (stress, énergie), et va avoir un effet sur la dynamique de population des proies. Chez les invertébrés les NCE contribuent jusqu’à 85% de l’effet total de la prédation. Le premier chapitre est une revue de littérature à propos des NCE chez les grands mammifères. J’ai mis en évidence qu’étudier les NCE chez les grands mammifères implique de collecter des données sur le long terme, que les réponses réactives (i.e. les réponses à un risque de prédation immédiat) ont été peu étudiées, et que les connaissances sur les NCE avaient principalement été acquises en ne prenant en compte qu’un prédateur (or pour 90% des zones d’études plusieurs espèces de prédateurs coexistent). Ainsi, dans le deuxième et troisième chapitre, j’ai étudié la réponse réactive antiprédateur de grands herbivores à des prédateurs ayant des modes de chasses différents, afin de tester l’hypothèse que les prédateurs à l’affût (attrapent leurs proies par surprise) induisent des NCE plus importants que les prédateurs cursoriaux (coursent leurs proies) comme cela a été démontré chez les invertébrés. Le second chapitre porte sur la réponse spatiale réactive du zèbre des plaines (Equus quagga) après une rencontre avec la hyène tachetée (Crocuta crocuta) un prédateur cursorial, ou le lion d’Afrique (Panthera leo) un prédateur à l’affut, et ce à partir de données issues de colliers GPS, déployés simultanément sur les trois espèces. Les zèbres avaient deux fois plus de chances de fuir, ils se déplaçaient plus rapidement et plus loin après avoir rencontré un lion qu’après avoir rencontré une hyène. Dans le troisième chapitre j’ai mis au point une expérience pour évaluer la réponse comportementale immédiate du chevreuil (Capreolus capreolus) au lynx (Lynx lynx) un prédateur à l’affût et au loup gris (Canis lupus) un prédateur cursorial. Le risque de prédation a été simulé la nuit avec des repasses acoustiques, et la réponse des proies a été filmée. Les chevreuils abandonnaient plus souvent le site après une repasse acoustique de lynx. Les résultats des deux chapitres tendent à supporter l’hypothèse de départ. Parce que les prédateurs ne diffèrent pas que par leur mode de chasse (masse corporelle, socialité…), et que ces chapitres ne s’intéressent qu’à une seule paire de prédateurs à la fois, il y a besoin d‘autres études pour pouvoir tirer des conclusions générales comme cela a été le cas pour les invertébrés. Les grand carnivores sympatriques sont liés par un réseaux d’interactions diverses (négative et positives). Dans une seconde partie de la thèse étant le quatrième chapitre, j’ai évalué les cooccurrences spatio temporelles de trois grands carnivores sympatriques : le lion, la hyène tachetée et le léopard (Panthera pardus), à différentes échelles en utilisant des données de pièges photographiques. Les trois espèces avaient des patrons d’activité temporelles chevauchants. Les patrons spatiaux des hyènes chevauchaient ceux des lions et des léopards, et ces deux derniers présentaient une ségrégation dans l’espace. Les hyènes tendaient à suivre les lions (et inversement) et les léopards qui eux évitaient les hyènes. Ces patrons ont été discutés en terme de mécanismes sous-jacents comme la facilitation via le kleptoparasitisme ou de compétition indirecte via les proies. Ainsi, le contexte multiprédateurs permet d’augmenter la complexité du système étudié et de mieux comprendre les interactions interspécifiques qui ont lieu dans un écosystème (Annexe 1) et montre ainsi le chemin pour de futures recherches, car au vu des changements auxquels ces espèces font face elles seront amenées à interagir de plus en plus.

Large carnivores’ coexistence is common, the aim of that thesis is to understand how it affects predator prey interactions. First part of the thesis is about predator’s Non-Consumptive Effects (NCE hereafter) on prey. Predation risk induce costly behavioural modification for prey, that have an impact on prey population dynamics. For invertebrates these NCE can account for 85% of the total effect of predation. The first chapter is a literature review about NCE for large terrestrial mammals, it highlighted the fact studying NCE requires long term data collection, that reactive (i.e. immediate risk assessment) antipredator response have been less studied that proactive response (long term risk assessment) and that knowledge on NCE mostly come from studies taking only one predator species into account while 90% of the studies took place where several coexist. Hence, second and third chapters focus on reactive response of prey to predators with different hunting mode in order to test the hypothesis that ambush predators (that take prey by surprise) induce higher NCE than cursorial ones (chase down prey), as it has been demonstrated for invertebrates’ species. The second chapter investigate plain zebras (Equus quagga) spatial reactive response to encounters with spotted hyaena (Crocuta crocuta) a cursorial predator and African lion (Panthera leo) an ambush one, with data from GPS collars that were simultaneously deployed on the three species. zebras were twice as likely to leave and they left faster and further away after a lion’s encounter than a hyaena’s one. The third chapter was an experiment to evaluate the immediate behavioural response of the roe deer (Capreolus capreolus) to the Eurasian lynx (Lynx lynx) an ambush predator and the grey wolf (Canis lupus) a cursorial one. Predation risk was simulated at night with playbacks and prey’s response was filmed. Roe deer were more likely to leave the experiment site if lynx vocalises were broadcasted. Results from both chapters support the hypothesis that ambush predator induce higher antipredator response than cursorial one. Because predator not only differ by their hunting mode (body size, sociality) and that both chapters only considered one pair of predator at a time, more studies are needed in order to draw general conclusions as it has been done for invertebrates’ species. Sympatric large carnivores are linked within a web of diverse interactions (negative and positive), in a second part of the thesis with fourth chapter we evaluated spatio-temporal co-occurency patterns at different scales, of three sympatric large carnivores: the spotted hyaena, the lion and the leopard (Panthera pardus), using camera trap data. The three species had overlapping diel activity patterns. Lions and hyaenas had overlapping general spatial distribution, it was also the case for hyaenas and leopards but it was not for lion and leopards. Hyaenas tended to follow lions, and lions tended to follow hyaenas. Hyaenas tended to follow leopards while leopards tended to avoid hyaenas. I discussed the patterns of spatio-temporal avoidance/attraction in terms of potential underlying mechanisms (direct interactions between them, but also indirect competition or facilitation through prey behaviours). Finally, multipredator context allows to increase the complexity of the system studied and to have a better understanding of interspecific interactions within natural ecosystems (Appendice 1). These results pave the way for future investigations as the rapid changes large carnivores and herbivores are facing may lead them to interact even more in the future.