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Mouettes Middleton 1

Recherche 


Brochette de diamants

Petits diamants

Sujet de recherche en ATER (2007-2008)

Je me suis intéressé à la reconnaissance vocale chez le diamant mandarin (Taeniopygia guttata), un petit passereau originaire d'Australie et largement étudié en biologie du comportement et en neurosciences. J'étudie notamment le rôle des cris dans la reconnaissance entre parents en jeunes, la mémorisation à long terme des paramètres des cris, et l'importance de ces cris dans la mise en place et le maintien du lien d'appariement.

Sujet de recherche de thèse (2004-2007)

Contexte scientifique

Mouette Middleton 2Un certain nombre d’espèces animales à longue durée de vie présentent un système d’appariement de type monogame (Black 1996), ce qui pose d’importantes questions évolutives. En effet, pourquoi les mâles préféreraient-ils s’apparier avec une seule femelle alors que la fertilisation de nombreuses femelles leur assurerait une meilleure aptitude phénotypique ? Qu’est-ce qui motive le choix d’une femelle plutôt qu’une autre ? Quelle garantie chaque partenaire possède-t-il de la fidélité de son conjoint ?

Des études comportementales et génétiques ont démontré, depuis les années 1970, l’importance des relations extra-conjugales dans les espèces monogames (Birkhead & Moller 1992). Chez ces espèces, les relations extra-conjugales permettraient aux femelles de s’apparier avec les meilleurs mâles, sans perdre pour autant les avantages (soins parentaux notamment) fournis par leur partenaire normal. Ainsi 11 % des petits de ces espèces socialement monogames seraient issus de relations extra-conjugales, et l’extra-paternité concernerait 90 % des espèces d’oiseaux, le groupe zoologique présentant la plus forte incidence de la monogamie (Griffith et al. 2002).

Mouette kittiwakantCependant, certaines espèces, parmi lesquelles de nombreux oiseaux de mer, montrent une monogamie stricte, aucun petit n’étant issu de relations extra-conjugales. Au regard de l’importante prévalence de paternité extra-couple et de ses bénéfices potentiels (accès aux meilleurs reproducteurs, garanties d’avoir des jeunes de meilleure qualité…), se pose la question de comprendre pourquoi chez ces espèces les mâles ne cherchent pas à augmenter leur succès de reproduction grâce à des copulations extra-conjugales ? Pourquoi les femelles ne recherchent-elles pas des relations extra-conjugales qui pourraient améliorer le génotype de leurs petits ? 

Pour certaines de ces espèces, une des proposition était que les mâles pourraient réduire leurs soins parentaux selon la confiance qu’ils ont en leur partenaire au sein de leur propre nichée. Ainsi les femelles des espèces monogames éviteraient les copulations extra-conjugales afin d’éviter une baisse des soins paternels (Møller 2000, Møller et Cuervo 2000). Mais si cette hypothèse peut expliquer le comportement des femelles des espèces à très faible mais significatif niveau d’extra-paternité, tels l’Albatros (Pheobastria irrorata) et le Pingouin d’Adélie (Pygoscelis adeliae) (Huyvaert et al. 2000, Pilastro et al. 2001), elle n’est pas suffisante pour explique le cas des espèces strictement monogames, telles la Mouette tridactyle (Rissa tridactyla).

 

Espèce d’étude

Petite mouetteLa mouette tridactyle est l’un des oiseaux marins les plus communs des zones arctiques et sub-arctiques des océans Atlantique et Pacifique. Elle hiverne généralement à proximité des mers, où elle se nourrit. Du fait de leur facilité d’observation, les populations de mouettes sont particulièrement bien répertoriées et sont considérées comme un indice important des conditions océaniques globales (Aebischer et al. 1990). Les études comportementales de cette espèce sont nombreuses et de multiples traits d’histoire de vie (tels que les principales stratégies de sélection de l’habitat) sont bien connus (Danchin et al. 1998). Par ailleurs, cette espèce est très résistante à la manipulation.

Enfin, il a été démontré au travers d’études comportementales et génétiques que cette espèce était strictement monogame (Helfenstein 2002). Ces études ont également montré que, comme la plupart des oiseaux marins coloniaux, les mouettes mâles étaient incapables de suivre les mouvements et de contrôler leur partenaire lors de leur fertilité maximale : avant le dépôt des œufs, ils pêchent en dehors de la colonie, laissant la femelle seule au nid, au milieu de mâles sexuellement actifs. Et pourtant, malgré ces nombreuses opportunités, il n’a jamais été observé de femelles recherchant une copulation extra-couple pendant leur période de fertilité (25000 heures / individu / nid d’observation, 119 petits et leurs parents analysés génétiquement grâce à des marqueurs microsatellites).

Ces observations posent de nombreuses questions comportementales et évolutives qui feront l’objet de cette thèse :

1)      La Mouette tridactyle étant une espèce longévive et particulièrement fidèle d’année en année, une première question est celle de la reconnaissance. En effet, la fidélité impose un mécanisme important de reconnaissance entre partenaires sexuels mais également entre tous les individus de la colonie. Quelles sont les bases de cette reconnaissance ? Quelle importance ont les paramètres vocaux (notamment ceux du long-call, Danchin 1987) dans cette reconnaissance ?

2)      Quelles sont les bases du choix du partenaire chez une espèce strictement monogame comme la Mouette tridactyle ? (Différents indices de qualité individuelle, dont l’importance a déjà été démontrée chez d’autres espèces, pourront être étudiés : les signaux colorés, la date d’arrivée au site de reproduction, la taille corporelle, certains paramètres vocaux …)

3)      Ces critères de choix sont-ils reliés à des différences génétiques, i.e. les femelles choisissent-elles un mâle qui leur est génétiquement le plus dissemblable, ou au contraire, similaire ? Nous utilisons pour répondre à cette question deux types de loci : des loci microsatellites (neutres), et des loci MHC (Major Histocompatibility Complex), impliqués dans l’immunité . Il a été montré chez l’homme, chez la souris, certains oiseaux et poissons, que ces loci pouvaient être impliqués dans le choix du partenaire de reproduction, en interaction avec le système immunitaire, l’odeur et la couleur).

4)      Le divorce pourrait-il être une stratégie alternative chez une espèce strictement monogame et à longue durée de vie ?

5)      Tour MiddletonLe choix du partenaire chez une espèce strictement monogame conduit-il à un appariement différent du hasard, comme cela a été démontré chez les espèces socialement monogames ou ayant une propension à la promiscuité ?

La plupart de ces questions seront abordées au travers d’approches expérimentales.

Sites d’étude

La population principalement étudiée ici est localisée sur l’île de Middleton, dans le golfe d’Alaska (USA). Cette population est suivie depuis de nombreuses années par l’équipe du Dr. Scott Hatch, de l’US Geological Survey d’Anchorage, et les conditions d’étude y sont particulièrement facilitées. Les oiseaux nichent sur une tour qui a été convertie en laboratoire d’étude : la tour a été équipée de vitres-miroirs permettant l’observation directe des oiseaux au nid depuis l’intérieur de la tour, des ouvertures facilitent l’accès aux mouettes afin de les manipuler (pesée, baguage, prise sanguine…). Par ailleurs, tous les individus nichant sur la tour sont bagués, et on connaît parfaitement l’histoire détaillée (allant de 3 à 8 ans) de la plupart d’entre eux.

Une seconde population est située au Cap Sizun (Bretagne, France). Elle a fait l’objet d’un suivi constant de 1979 à 2002 par E. Danchin et ses collaborateurs, et de nombreuses observations faisant l’objet d’analyses dans ma thèse y ont été effectuées.

Short bibliography

Aebischer, N.J., Coulson, J. C. , & Colebrook, J.M. 1990. Parallel long-term trends across four marine trophic levels and weather. Nature 347 : 753-755.
Birkhead, T.R., and Møller, A.P. 1992. Sperm competition in birds. Evolutionary causes and consequences. Academic Press, London.
Black, J. M. 1996. Partnerships in Birds : the study of monogamy. Cambridge University Press : Cambridge.
Danchin, E., Boulinier, T. & Massot, M. 1998. Conspecific reproductive success and breeding habitat selection : implications for the study of coloniality. Ecology 79, 2415-2428.
Griffith, S.C., Owens, I.P.F., & Thuman, K.A., 2002. Extrapair paternity in birds : a review of interspecific variation and adaptative fonction. Molecular Ecology 11 : 2195-2212.
Helfenstein, F. 2002. Stratégies de reproduction et conflits sexuels. Le cas d’une espèce coloniale, la mouette tridactyle Rissa tridactyla. PhD, Paris : UPMC, Paris VI.
Huyvaert, K.P., Anderson, D.J., Jones, T.C., Duan, W. & Parker, P.G. 2000. Extra-pair paternity in waved albatrosses. Molecular Ecology 9 :1415-1419.
Møller, A.P. 2000. Male parental care, female reproductive success and extrapair paternity. Behavioral Ecology 11 : 161-168.
Møller, A.P., & Cuervo, J.J. 2000. The evolution of paternity and parental care in birds. Behavioral Ecology 11 : 472-485.
Pilastro, A., Pezzo, F., Olmastroni, S., Callegarin, C., Corsolini, S. & Focardi, S. 2001. Extrapair paternity in the Adélie Penguin Pygoscelis adeliae. Condor 143 : 681-684.

Autres domaines de recherche

Dans le cadre d’un stage de longue durée de maîtrise (M1) à l’Institut méditerranéen d’Ecologie et de Paléoécologie de Marseille, sous la direction de J.-L. de Beaulieu, j’ai étudié l’impact de l’homme sur les milieux montagnards. En analysant les données palynologiques recueillies sur une tourbière alpine à proximité d’un site archéologique du haut Moyen-Âge (site de Fangeas, vallée de l’Argentière, massif des Ecrins), nous avons pu mettre en évidence les différentes phases d’occupation du site et l’influence qu’ont eu ces communautés montagnardes sur certaines populations de végétaux (notamment le sapin, le châtaigner, l’olivier, le chêne ou certaines herbacées).

Coucher de soleilMoyens d’étude

Collaborateurs scientifiques

Etienne Danchin (directeur de thèse) 
Richard H. Wagner (co-directeur de thèse)
Karen McCoy (pour toute la partie MHC)
Thierry Aubin (pour toutes les questions liées à la reconnaissance vocale)
Andrew Ramey (pour l'études des loci microsatellites)
Scott Hatch (responsable de l'étude à long terme de la population de Middleton Island)
Florence Rousseau (encadrante enseignement, Institut de Systématique UPMC-MNHN-CNRS)
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Liste de publications

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Conférences et colloques

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