contribution du déplacement et des décisions individuelles à la dynamique de populations spatio-temporellement structurées

contribution of movement and individual decisions to the dynamics of spatio-temporally structured populations

• Auteur / Autrice : Killian Gregory
• Direction : Pierre-André Crochet, Aurélien Besnard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : EERGP-Biologie et Ecologie Evolutives
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 01/12/2025
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
• Jury : Président / Présidente : Ophélie Ronce
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-André Crochet, Blandine Doligez, Aurélien Besnard, Ana Sanz aguilar, Michael Schaub
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Blandine Doligez, Ana Sanz aguilar

Mots clés

Mots clés libres

Connectivité migratoire

Dispersion informée

Populations Spatiallement Structurées

Dynamique des populations

Mouvement animal

Prospection

Migratory connectivity

Informed dispersal

Spatially Structured Populations

Population dynamics

Animal movement

Prospection

Résumé

Le déplacement, en permettant aux individus d’utiliser l’espace et en influençant leurs performances démographiques, est un déterminant majeur de la dynamique des populations. Il façonne leur distribution spatiale et temporelle, modifie la dynamique locale et connecte les populations dans l’espace et le temps. Ces connexions forment des populations spatio-temporellement structurées, où la dynamique locale des sous-populations est influencée par les autres sous-populations. Si l’importance théorique du déplacement est reconnue, notamment pour comprendre les réponses aux changements globaux, les liens entre déplacements et dynamique démographique restent difficiles à caractériser dans les systèmes empiriques. De plus, ces liens ont été surtout étudiés pour un type de déplacement, la dispersion, avec des représentations simplifiées en flux d’individus négligeant souvent les mécanismes comportementaux sous-jacents. À travers deux cas d’études, l’objectif de cette thèse est de contribuer à comprendre comment le déplacement relie la dynamique de plusieurs sous-populations dans l’espace et le temps, dans des systèmes empiriques. Le premier cas porte sur la migration saisonnière qui relie populations reproductrices et non reproductrices. Ces liens, appelés connectivité migratoire, sont essentiels pour comprendre comment des évènements localisés influencent la dynamique en d’autres étapes du cycle migratoire. Cependant, des outils manquent pour étudier simultanément la connectivité migratoire et la dynamique démographique, limitant la compréhension de l’interdépendance entre flux migratoires et dynamique des populations. Après avoir synthétisé les méthodes d’étude de la connectivité migratoire, avec un accent sur la combinaison de différentes sources de données, nous avons développé un modèle de connectivité et de population intégré. Ce modèle tire davantage d’information des données de déplacement et démographiques et intègre la variabilité des survies dans les différentes zones migratoires à l’étude de la dynamique des populations. Il fournit aussi un cadre initial pour étudier empiriquement l’interaction entre connectivité et processus démographiques. Le second cas porte sur la dispersion au sein de populations spatialement structurées. L’utilisation d’informations environnementales dans les décisions de dispersion, i.e. la dispersion informée, permet aux individus de s’installer sur des sites favorables. Elle peut influencer la dynamique de la population en modifiant les interactions entre sous-populations, selon les échelles de collecte et d’utilisation d’information. Cependant, ces mécanismes sont rarement pris en compte dans les études de dynamique des populations. Ici, nous avons examiné le rôle de la dispersion informée dans une population d’un oiseau colonial, la mouette rieuse (Chroicocephalus ridibundus). Nous avons confirmé l’existence de déplacements de prospection tout au long de la reproduction, permettant la collecte d’information sociale et conditionnant les déplacements ultérieurs dont la dispersion. Nous avons ensuite montré que la dynamique des colonies reflète directement l’utilisation d’information sociale à différentes échelles lors de la dispersion. Enfin, nous avons établi un lien entre la réponse à des perturbations environnementales et l’utilisation d’information sociale dans la dispersion. La population résiste aux perturbations affectant une petite fraction d’individus, mais est apparue sensible à la perturbation de la colonie principale, qui a entraîné un changement dans le régime de dispersion. Ces travaux soulignent l’importance de considérer le déplacement et ses mécanismes pour comprendre la dynamique des populations spatio-temporellement structurées et leur réponse aux changements environnementaux. L’étude des liens entre déplacement et démographie soulève de nombreuses questions méthodologiques, mais bénéficiera de notre capacité croissante à collecter des données de déplacement à grande échelle.

Movement allows individuals to use space and directly influences their demographic performance, making it a major determinant of population dynamics. It shapes the spatial and temporal distribution of individuals, alters local dynamics, and connects populations across space and time. These connections create spatio-temporally structured populations, where the dynamics of local subpopulations are influenced by other subpopulations. While the theoretical importance of movement is recognised, particularly for understanding responses to global changes, the links between movement and demographic dynamics remain difficult to characterise in empirical systems. Moreover, these links have been studied mainly for one type of movement – dispersal – with simplified representations of flows of individuals, often neglecting the underlying behavioural mechanisms. Through two case studies, this thesis aims to contribute to understanding how movement links the dynamics of multiple subpopulations across space and time, in empirical systems. The first case study focuses on seasonal migration, which links breeding and non-breeding populations. These links, referred to as migratory connectivity, are crucial for understanding how localised events influence dynamics at other stages of the migratory cycle. However, tools to study migratory connectivity and demographic dynamics jointly are lacking, limiting our understanding of the interdependence between migratory flows and population dynamics. After synthesising methods for studying migratory connectivity, with an emphasis on combining multiple data sources, we developed an integrated connectivity and population model. This model extracts more information from movement and demographic data and incorporates variability in survival across migratory areas into the study of population dynamics. It also provides an initial framework to empirically investigate the interaction between connectivity and demographic processes. The second case study focuses on dispersal within spatially structured populations. The use of environmental information in dispersal decisions, i.e. informed dispersal, enables individuals to settle in favourable sites. It can influence population dynamics by modifying interactions among subpopulations, depending on the scales at which information is gathered and used. Yet, such mechanisms are rarely considered in population studies. Here, we examined the role of informed dispersal in the dynamics of a spatially structured population of a colonial bird, the black-headed gull (Chroicocephalus ridibundus). We demonstrated the occurrence of prospecting movements throughout the breeding season, enabling the collection of social information and influencing subsequent movements, including dispersal. We then showed that colony dynamics directly reflect the use of social information at various spatial scales. Finally, we established a link between population responses to environmental perturbations and the use of social information in dispersal. The population resists perturbations affecting a small fraction of individuals, but proved sensitive to the perturbation of the main colony, which led to a shift in dispersal dynamics. These findings highlight the importance of considering movement and its mechanisms to understand the dynamics of spatio-temporally structured populations and their responses to environmental change. Studying the links between movement and population dynamics raises methodological questions but will benefit from our growing capacity to collect movement data at large scales.