Réponses des communautés de mammifères à l’empreinte humaine : impacts du changement climatique, des actions de gestions et de la présence humaine sur les carnivores et leurs interactions

Responses of mammalian communities to human imprint : impacts of climate change, management and exposure to humans on carnivores and their interactions

• Auteur / Autrice : Aïssa Morin
• Direction : Marion Valeix, Andrew J. Loveridge
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie
• Date : Soutenance le 08/12/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive
• Jury : Président / Présidente : Ludovic Say
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marion Valeix, Elsa Bonnaud, Anne Loison, Laura Ryanne Prugh, Emmanuel Desouhant
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Elsa Bonnaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Responsabilité pour dommages dus aux changements climatiques

Nature -- Effets de l'homme

Pièges photographiques

Prédation (biologie)

Mots clés libres

Carnivores

Interactions prédateur-prédateur

Changement climatique

Gestion de l'eau

Présence humaine

Interactions proies-prédateurs

Pièges photographiques

Modèles d'''occupancy''multi-espèces

Carnivores

Predator-predator interactions

Predator-prey interactions

Climate change

Water management

Exposure to humans

Multispecies occupancy models

MultiCamera trapping

Résumé

Les écosystèmes et les espèces sont soumis à une pression humaine croissante. L’accélération du changement climatique par les activités humaines fait maintenant l’objet d’un consensus, et il est largement accepté que les modifications de température, de régimes de précipitations, ainsi que les changements de fréquence ou de la sévérité des évènements climatiques extrêmes, constituent une menace majeure pour les écosystèmes. Parallèlement, la littérature scientifique fait état de l’augmentation de l’influence du dérangement associé aux activités humaines sur les espèces à travers le monde. Ces pressions globales menacent non seulement les espèces, mais également les communautés et les écosystèmes dont elles font partie, notamment en raison d’effets en cascade via les interactions entre espèces. Ainsi, il est nécessaire de mieux comprendre les divers impacts liés aux activités humaines sur les communautés d’espèces et leurs réseaux d’interactions. Les carnivores sont particulièrement menacés par ces changements globaux, en dépit du rôle essentiel qu’ils jouent dans le fonctionnement des communautés et des écosystèmes à travers, notamment, les interactions avec leurs proies, mais aussi avec leurs compétiteurs. Ainsi, cette thèse explore l’impact de l’empreinte humaine sur les carnivores et leurs interactions, et s’organise autour de deux axes. Le premier axe s’intéresse au potentiel impact du changement climatique sur les interactions entre les mammifères carnivores et leurs proies. A travers un modèle théorique de dynamique proies-prédateurs, le Chapitre 1 explore comment l’interaction entre les changements d’abondance et la vulnérabilité des proies liés au changement climatique influence les réponses des populations de prédateurs au changement climatique sur le court et le long terme. Une étude de terrain vient compléter ce premier chapitre par une approche empirique qui explore l’un des mécanismes mis en évidence dans l’étude théorique. Ainsi, le Chapitre 2 interroge l’influence de l’aridité sur la condition corporelle des proies tuées par un prédateur à l’affût, le lion d’Afrique (Panthera leo). La seconde partie explore les effets des actions de gestion et de la présence humaine sur les interactions entre mammifères carnivores. La littérature renseignant les interactions intraguildes entre carnivores s’étoffe, et fait notamment part de la dominance des grands carnivores sur les espèces de plus petite taille, qui en retour ajustent leur comportement pour éviter ces interactions aux résultats délétères. En outre, les réseaux d’interactions au sein des communautés de carnivores sont influencés par les ressources environnementales, d’une part, mais également par l’exposition aux activités et à la présence humaine, d’autre part, ces derniers influençant directement et indirectement les carnivores. Enfin, les changements comportementaux provoqués chez les carnivores en réponse à la présence humaines ou à celle de compétiteurs, peuvent prendre la forme de modifications de l’utilisation de l’espace ou des patrons d’activité temporelle. A travers l’utilisation de pièges photographiques déployés à l’intérieur et dans les environs du Parc National de Hwange (Zimbabwe), de modèles d’«occupancy» multi-espèces et d’analyses de patrons d’activité temporelle, cette seconde partie explore les effets de l’exposition anthropique sur la communauté de carnivores. Plus précisément, le Chapitre 3 s’intéresse à l’impact de la l’eau gérée au sein du parc sur l’‘occupancy’ et les patrons d’activité temporelle des carnivores, et montre que la gestion de l’eau participe à façonner la structure de la communauté. Enfin, le Chapitre 4, explore l’impact du niveau de protection et de la présence humaine sur les carnivores et montre, entre autres, que les zones très exposées aux activités anthropiques sont caractérisées par une quasi absence des carnivores de grande et moyenne taille.

The human population is exerting an increasing pressure on species and ecosystems. It is now widely recognized that human activities are accelerating climate change, and the associated changes in temperature, precipitation patterns and frequency and severity of extreme weather events are expected to become a major pressure for biodiversity. Similarly, a growing body of literature has reported the increasing influence of disturbance associated with human activities on species worldwide. These global pressures are not only putting individual species at risk, but communities and ecosystems as well, because of cascading effects through species interactions. Therefore, there is a need for a better understanding of the impact of human activities on species communities and their network of interactions. Mammalian carnivores are particularly at risk from global changes while also playing important roles in the functioning of communities and ecosystems, mainly through interactions with their prey but also with smaller predators. This thesis will thus focus on carnivores and their interactions and the impact of humans on these interactions. Thus, the goal of this thesis is twofold. In a first part, I investigate the impact of climate change on mammalian predator-prey interactions. First, using theoretical predator-prey population dynamics modelling, I investigate how the interplay between climate-induced changes in prey abundance and prey vulnerability affects the short- and long-term responses of predator populations to climate change. This first chapter revealed that considering climate-induced changes in prey vulnerability to predation affected the expected responses of predator populations to climate fluctuations, both on the short and long terms. Second, based on a field study I investigate one mechanism underlying this theoretical approach. In this second chapter, I assess how increasing dryness influence the body condition of prey killed by an ambush predator, by studying the prey species and body condition killed by African lions (Panthera leo). In a second part, I address the effects of human management and activities on interactions among mammalian carnivore species. Among terrestrial carnivores, evidence has accumulated on large carnivore intra-guild interactions and on the effects of large carnivores on smaller species, which in return are commonly expected to adjust their behaviour to avoid negative interaction outcomes with larger carnivores. These complex networks within carnivore communities are likely to be influenced by resources but also by people. Indeed, human populations have both direct and indirect effects on carnivores. Behavioural changes in response to human and competitor presence can take the form of modification in space use or activity patterns. Using camera-trapping data, deployed in and around Hwange National Park in Zimbabwe, multispecies occupancy models and activity patterns analyses, I investigate the effect of human presence on the carnivore community and its interaction network. The third chapter explores the effect of human water management on occupancy and temporal activity patterns of the carnivore community, and shows that water management contributes to shaping the structure of carnivore communities. The last and fourth chapter focuses on the effect of land-use protection level and exposure to humans on carnivores, and shows that large- and medium-sized carnivores are barely present in areas heavily used by humans.