But général du programme à long terme : «Captures-recaptures et suivis de reproduction d’oiseaux en région méditerranéenne»








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But général du programme à long terme : « Captures-recaptures et suivis de reproduction d’oiseaux en région méditerranéenne »


Notre programme de recherche étudie la variabilité génétique, phénotypique et comportementale des oiseaux. Il vise à déterminer comment les populations naturelles répondent à la variabilité des pressions de sélection à différentes échelles d’espace et de temps (Blondel et al 2006, Grobois et al. 2006). Il participe à évaluer l'impact des changements globaux et anthropiques sur les organismes vivants.

Ce programme initié il y a plus de 30 ans par Jacques Blondel (CEFE, CNRS, Montpellier) étudie de façon pérenne plusieurs sites en région méditerranéenne (Corse, Hérault, Vaucluse). Ces sites sont localisés dans des habitats contrastés caractérisés par une forte diversité des conditions de reproduction, e .g. nourriture, micro-climat, parasites, prédation, habitat. Les oiseaux étudiés sont principalement les mésanges bleues et charbonnières mais d’autres espèces sont aussi suivies plus ponctuellement. Ce programme est soutenu localement par l’université de Montpellier II et par l’observatoire des sciences et de l’univers en région méditerranéenne (OSU-OREME). Il est soutenu au niveau national par le CNRS et l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) et au niveau européen par une ERC. Il est réalisé pour partie en collaboration avec le Canada (Universités de Sheerbroke et Montréal).

Evaluer l'impact des changements globaux et anthropiques sur les organismes vivants exige une compréhension fine des capacités de réponse des organismes aux changements de leur environnement, ainsi que des mécanismes d’adaptation. Evaluer l'impact des changements globaux et anthropiques sur les organismes vivants nécessite l’analyse de données de suivis à long terme des populations couplée à une démarche expérimentale. En effet, suivi à long terme et expériences permettent de quantifier les variations génétiques et phénotypiques associées aux pressions de sélection en environnement changeant. Ils permettent ainsi d’identifier les pressions de sélection majeures agissant sur les organismes et d'évaluer leur potentiel d'adaptation.

Dans le but de déterminer les processus évolutifs et les facteurs expliquant la diversité dans les traits ou combinaison de traits d’histoire de vie, ce programme combine les approches écologiques, évolutives, démographiques, génétiques , physiologiques, immunologiques, et comportementales Les données acquises sont mises en relation avec celles d’autres équipes de recherche européennes travaillant sur les mêmes espèces dans d’autres régions d’Europe (Oxford, UK, Wageningen, NL). Les mêmes protocoles de base sont suivis ici et ailleurs en Europe

Le protocole de base pour ce suivi de population est :

- Suivi toutes les semaines de la phénologie de la reproduction en nichoir (environ 1200 nichoirs) entre Corse et Continent.

- Capture, mesure et baguage des parents quand les jeunes ont entre 8 jours et 15 jours

- Baguage et mesure des poussins à 15 jours

Actuellement ce programme développe 5 axes de recherche qui sont exposés ci dessous.

AXE 1- Sélection et évolution dans les environnements hétérogènes


Lieux : Hérault et Haute Corse

Depuis plusieurs décennies, les populations font face à des changements environnementaux sans précédent. Afin de répondre à ces changements les espèces peuvent se déplacer vers un autre endroit (c’est la dispersion), répondre aux changements par plasticité phénotypique, ou encore s’adapter par sélection naturelle (c’est l’adaptation locale). A l’heure actuelle nos modèles théoriques échouent à prédire les changements micro-évolutifs des populations. En effet, la présence de variance génétique sur des traits soumis à la sélection naturelle est difficilement explicable au regard de l’apparente « stase » évolutive observée dans beaucoup de populations naturelle. Cela suggère un certain nombre de contraintes à la réponse micro-évolutive. Ce projet vise à étudier ces différentes contraintes, tant théoriques qu’empiriques dans différentes populations de mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) et de mésanges charbonnières (Parus major), des espèces faisant l’objet d’un suivi à long terme depuis plusieurs décennies dans le sud de la France. Il alliera des approches d’analyses phénotypiques, de génétique quantitative, et de génomique pour comprendre les processus d’adaptation dans ces populations qui présentent une divergence phénotypique très marquée sur certains caractères (notamment phénologie et personnalité).
  1. Variation de la sélection dans le temps et dans l’espace


L’objectif est ici de quantifier dans un premier temps la variation spatio-temporelle de la sélection naturelle, dont les conséquences sur la réponse à la sélection des populations restent méconnues. Dans un deuxième temps, nous prédirons la réponse à la sélection de différents traits dans nos populations grâce au deuxième théorème de la sélection naturelle, qui reste encore très peu utilisé. Enfin, nous déterminerons si la réponse micro-évolutive peut être limitée par l’architecture génétique. Toutes ces questions seront adressées en utilisant les données à long terme récoltées sur les mésanges bleues depuis 1976, ainsi que des données environnementales (par exemple climat, couverture végétale) récoltées aussi sur le long terme.

En pratique, cela signifie pour les oiseaux

* Capture, baguage et prise de sang pour analyses génétiques et hormonales

Mésange bleue




Nombre maxi par an

Quoi ?

Durée

Hérault













Adultes

Mâles

150

Prise de sang

3 ans (2015-2017)




Femelles

150

Prise de sang

3 ans (2015-2017)

Poussins




600

Prise de sang

3 ans (2015-2017)

Tableau 1

Mésange bleue




Nombre maxi par an

Quoi ?

Durée

Corse













Adultes

Mâles

150

Prise de sang

3 ans (2015-2017)




Femelles

150

Prise de sang

3 ans (2015-2017)

Poussins




500

Prise de sang

3 ans (2015-2017)

Tableau 2
  1. Test génomique de l’adaptation locale


Nous développerons ici une approche de génomique en utilisant du séquençage RAD pour répondre à deux objectifs principaux :

a/ Caractériser la diversité génétique, les flux géniques et les signatures de sélection génomique dans des populations de mésanges bleues suivies dans des habitats fragmentés et hétérogènes (habitats décidus et sempervirents), et exposées à des variations climatiques contrastées. La structure génétique des populations et une quantification du flux génique entre habitats seront étudiées en échantillonnant un total de 800 individus entre 2012 et 2017. Les données génétiques de RAD-seq seront analysées dans un contexte riche de données environnementales, et avec une approche de génétique du paysage.

b/ Analyser les signatures de sélection (i) au niveau génomique, ainsi que (ii) au niveau des traits d’histoires de vie en se concentrant sur des traits clés tels que la phénologie de la reproduction et la propension individuelle a la dispersion. Une carte SNP dense (l’estimation est de 5000-10000 sites par individu) permettra de faire une analyse détaillée de la différentiation génétique des populations en estimant des FST au niveau du génome entier ainsi qu’en comparant des régions génomiques d’intérêt. Au cœur de ces analyses est l’objectif de comparer des populations provenant de localisations contrastées (caducifolié / sempervirent, Corse / Continent).

En pratique, cela signifie que pour les oiseaux

Ces analyses génomiques seront effectuées intégralement sur des échantillons de sang prélevés dans le passé, ou bien prévus pour 2015-2017 dans les tableaux 1 et 2 précédents.
  1. Flux de gènes et dispersions : l’apport des isotopes et des systèmes embarqués


Dans des études sur la sélection en milieu naturel, la connaissance des flux inter et intra populationnels est une composante importante de la compréhension de l’évolution des traits phénotypiques. Nous étudierons ici la dispersion des mésanges bleues sur la base d’analyses isotopiques, pour répondre à trois questions:

    • Où vont les individus issus des populations étudiées ?

    • D’où viennent les individus arrivant dans les populations ?

    • Quel rôle joue la structure du paysage dans les capacités de dispersion ?

Ces objectifs seront abordées en utilisant deux méthodes indirectes en développement : d’une part l’étude des signatures isotopiques des plumes pour identifier les milieux d’origine des oiseaux non bagués, et d’autre part l’utilisation de transpondeurs, qui permettra non seulement de marquer individuellement les oiseaux, mais aussi dans un projet parallèle, d’évaluer l’impact sur la survie et la reproduction des oiseaux du port de bagues métal chez les passereaux.

En pratique, cela signifie que pour les oiseaux

Les analyses isotopiques (carbone / azote) reposeront sur le prélèvement d’une plume par individu, soit une rectrice, soit une rémige, soit une plume des couvertures primaires, en fonction de l’usure des plumes. Ce prélèvement est effectué au moment de la capture et des mesures morphométriques effectuées chez les individus d’au moins un an capturés 2-3 semaines avant la reproduction (voir axe 3) ou bien au moment du nourrissage des jeunes (voir premier tableau de cet axe 1).

Les transpondeurs ou systèmes RFID (Radio Frequency Identification) seront placés injectés en sous-cutanée chez les poussins de 15j ou les oiseaux de 1 an ou plus. Une étude préalable sera effectué sur une dizaine d’oiseaux en janvier-février 2015 pour mettre au point le protocole. Une fois ce protocole optimisé, une expérience en 2015 et 2016 équipera un tiers des oiseaux du site de la Rouvière avec un transpondeur, un tiers avec une bague métal du CRBPO + un transpondeur, et un tiers avec uniquement un transpondeur, de manière à tester l’effet des bagues / transpondeurs sur la condition corporelle, la survie et la reproduction des mésanges. L’expérience peut être reconduite en 2017 si la puissance statistique des tests n’est pas suffisante après deux ans. Il est à noter que ces techniques ont déjà été utilisées avec succès chez cette espèce en Europe et en France (ex : Holveck et al. 2010)

Corse




Nombre maxi par an

Quoi ?

Durée

Mésange bleue

adultes

200

Prélèvement d’une plume (rectrice / rémige / couverture primaire)

3 ans (2015-2017)

Hérault et Corse




Nombre maxi par an

Quoi ?

Durée

Mésange bleue

adultes

60

Injection d’un transpondeur en sous-cutanée

2 ans (2015-2016)

Hérault




Nombre maxi par an

Quoi ?

Durée

Mésange bleue

Poussins de 15j

200

Injection d’un transpondeur en sous-cutanée

2 ans (2015-2016)

Tableau 3
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