Thèse Causes et Mécanismes de la Dispersion Interactions Entre Facteurs Environnementaux et Individuels chez Deux Espèces de Passereau en Environnement Fragmenté H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : LBBE - LABORATOIRE DE BIOMÉTRIE ET BIOLOGIE EVOLUTIVE Direction de la thèse : Blandine DOLIGEZ ORCID 0000000330155022 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-09T23:59:59 La flexibilité comportementale représente l'un des moyens les plus efficaces pour les individus de faire face aux variations brutales liées aux changements environnementaux actuels (Duckworth and Badyaev 2007). En particulier, la dispersion (Clobert et al. 2001, Bowler and Benton 2005) vers de nouveaux habitats est une solution pour échapper à la dégradation des conditions environnementales locales à différentes échelles spatiales (Kokko and Lopez-Sepulcre 2006). La dispersion est depuis longtemps considérée comme un trait d'histoire de vie clé pour les processus évolutifs et écologiques (Clobert et al. 2001, Bullock et al. 2002), et de nombreux modèles ont mis en évidence que la dispersion peut évoluer de façon ultime en réponse aux variations environnementales (i) de la qualité de l'habitat (disponibilité des ressources, prédation...), (ii) au niveau social (compétition, coopération) et (iii) au niveau génétique (risque de consanguinité) (Clobert et al. 2004). Néanmoins, l'ontogénie du comportement de dispersion par les individus reste encore souvent mal comprise ; en particulier, l'influence des facteurs proximaux à la fois environnementaux et individuels sur les prises de décision menant à la dispersion reste un enjeu crucial pour comprendre les mécanismes par lesquels les changements de pressions de sélection imposés par les variations environnementales actuelles impactent la dispersion et son évolution en milieu naturel (Duckworth and Kruuk 2009).

L'objectif de cette thèse est d'explorer les facteurs influençant les décisions de dispersion natale pour mieux comprendre le rôle des interactions entre facteurs environnementaux et individuels, en complément d'études précédentes. La thèse comprendra trois axes de recherche visant à :
(1) estimer l'héritabilité du comportement de dispersion natale (Saastamoinen et al. 2018) en tenant compte de la structuration spatiale des sites et du niveau d'apparentement des individus, qui est généralement ignorée,
(2) comprendre le rôle des informations sur l'environnement obtenues par les individus avant la dispersion et les processus de récolte et de gestion de ces informations (Clobert et al. 2009, Patchett et al. 2022, Ponchon in prep),
et (3) explorer le rôle des facteurs précoces lors du développement sur la dispersion et les conséquences des stratégies de dispersion qui en résultent sur la fitness des individus (Robles et al. 2022).

Pour ce faire, une combinaison d'approches corrélatives (sur des jeux de données à long terme) et expérimentales sera utilisée chez deux modèles aviaires complémentaires issues de populations suivies à long terme dans des environnements fragmentés : le gobemouche à collier et le cincle plongeur, et la thèse repose sur des données déjà en grande partie disponibles. La flexibilité comportementale représente l'un des moyens les plus efficaces pour les individus de faire face aux variations brutales liées aux changements environnementaux actuels (Duckworth and Badyaev 2007). En particulier, la dispersion (Clobert et al. 2001, Bowler and Benton 2005) vers de nouveaux habitats est une solution pour échapper à la dégradation des conditions environnementales locales à différentes échelles spatiales (Kokko and Lopez-Sepulcre 2006). La dispersion est depuis longtemps considérée comme un trait d'histoire de vie clé pour les processus évolutifs et écologiques (Clobert et al. 2001, Bullock et al. 2002), et de nombreux modèles ont mis en évidence que la dispersion peut évoluer de façon ultime en réponse aux variations environnementales (i) de la qualité de l'habitat (disponibilité des ressources, prédation...), (ii) au niveau social (compétition, coopération) et (iii) au niveau génétique (risque de consanguinité) (Clobert et al. 2004). Néanmoins, l'ontogénie du comportement de dispersion par les individus reste encore souvent mal comprise ; en particulier, l'influence des facteurs proximaux à la fois environnementaux et individuels sur les prises de décision menant à la dispersion reste un enjeu crucial pour comprendre les mécanismes par lesquels les changements de pressions de sélection imposés par les variations environnementales actuelles impactent la dispersion et son évolution en milieu naturel (Duckworth and Kruuk 2009). L'objectif de cette thèse est d'explorer les facteurs influençant les décisions de dispersion natale pour mieux comprendre le rôle des interactions entre facteurs environnementaux et individuels, en complément d'études précédentes. La thèse comprendra trois axes de recherche visant à :
(1) estimer l'héritabilité du comportement de dispersion natale (Saastamoinen et al. 2018) en tenant compte de la structuration spatiale des sites et du niveau d'apparentement des individus, qui est généralement ignorée,
(2) comprendre le rôle des informations sur l'environnement obtenues par les individus avant la dispersion et les processus de récolte et de gestion de ces informations (Clobert et al. 2009, Patchett et al. 2022, Ponchon in prep),
et (3) explorer le rôle des facteurs précoces lors du développement sur la dispersion et les conséquences des stratégies de dispersion qui en résultent sur la fitness des individus (Robles et al. 2022). Données et suivis de populations

La thèse se basera sur des jeux de données obtenues dans deux populations naturelles de passereaux suivies à long terme par l'équipe d'accueil.

(1) Une population de gobemouches à collier suivie en Suède (Gotland), dans un ensemble de zones forestières séparées (de quelques centaines de m à quelques km) dans l'espace, et pour laquelle la dispersion natale est définie comme le changement de zone entre le site de naissance et les sites de reproduction (c-à-d une variable binaire). Dans ces forêts, les gobemouches se reproduisent dans des nichoirs artificiels, qui sont visités régulièrement chaque printemps pour obtenir les données de reproduction et l'identité des parents, et qui facilitent la mise en oeuvre d'approches expérimentales. La population est suivie intensivement depuis 1986, avec environ 600 couples par an jusqu'en 2016, et le pedigree social disponible sur cette population sera en particulier utilisé pour les analyses d'héritabilité, en lien avec les autres informations (en particulier spatiales) sur l'habitat et les individus. Entre 2005 et 2024, la population a fait l'objet de différentes manipulations et mesures expérimentales en lien avec la dispersion, dont les données seront utilisées au cours de cette thèse. (i) Entre 2005 et 2009, plusieurs centaines de nichées ont été échangées entre nids dont les parents étaient de statut de dispersion potentiellement différents afin de discriminer l'effet des facteurs précoces (avant l'éclosion) des facteurs tardifs (au cours du développement) sur le comportement de dispersion ultérieur. (ii) En 2008 et 2009, un suivi télémétrique a été implémenté sur des familles (jeunes et parents) pour quantifier les visites de différentes zones au moment de la prospection durant les semaines après l'envol et avant le départ en migration, tout en manipulant des caractéristiques de l'habitat (succès reproducteur local) et des individus (succès de reproduction). (iii) Entre 2012 et 2024, des tests cognitifs (apprentissage) ont été réalisés sur la population et permettront d'explorer le lien entre performances cognitives, statut de dispersion et liens avec le succès reproducteur.

(2) Une population de cincles plongeurs suivie en France au niveau du Massif de la Chartreuse (Alpes françaises) sur 11 rivières et leurs affluents, et pour laquelle on peut mesurer la dispersion en termes de distance entre le site natal et le site de reproduction sur la même rivière ou de changement de rivière (c-à-d variables continue et binaire). Sur ces rivières, les adultes sont capturés chaque année et les sites de reproduction suivis régulièrement pour obtenir les données de reproduction. La population est suivie intensivement depuis 2015, avec environ 250 à 300 nids par an, avec un pedigree social également disponible. Les rivières présentent des habitats très contrastés, qui varient en altitude (de 200 à 1100 m d'altitude), en paysage et en niveau d'anthropisation le long de leurs berges ; des données sur les caractéristiques de chaque territoire en termes de paysage, degré d'empreinte humaine et polluants (dont le mercure) sont disponibles et seront utilisées pour explorer le rôle de la variation environnementale lors du développement sur la dispersion.
L'utilisation de données issues de deux populations d'étude différentes permettra d'aborder des questions et d'utiliser des approches à la fois similaires (héritabilité dans un paysage spatialement structuré) et complémentaires (approches expérimentales chez le gobemouche à collier, exploration de la variation environnementale chez le cincle plongeur).

Analyses statistiques et mise en oeuvre du projet

Des analyses statistiques seront effectuées sur les données collectées lors des suivis à long terme et les données expérimentales, sur les deux populations étudiées, données qui sont déjà en grande partie disponibles et qui seront complétées par les données collectées au cours de la thèse pour le cincle. On utilisera des modèles mixtes linéaires généralisés (GLMM) sur la probabilité de changer de zone forestière / rivière et les distances de dispersion, incluant les données des pedigree (modèles de génétique quantitative mixtes) et de l'environnement en variables explicatives. Les modèles mettront également en oeuvre des approches spatialisées pour tenir compte de la structuration des populations à la fois dans la mesure du comportement de dispersion (similitude liée à la localisation dans l'espace au site de départ et à la configuration des sites) et dans les variables explicatives potentielles. En particulier, les deux populations devraient montrer une structuration spatiale forte dans l'apparentement génétique (analyses préliminaires chez le gobemouche à collier, hypothèse chez le cincle plongeur au vu des contraintes spatiales d'installation dans un milieu « linéaire » et des distances moyennes de dispersion observées). Les analyses seront majoritairement réalisées sous R (R Core Team, 2020). La thèse sera conduite en codirection avec J. Papaïx de l'INRAE Avignon, expert en biostatistiques spatialisées et avec qui des projets en lien avec les données de dispersion chez le gobemouche ont été initiés ces dernières années.

Le candidat devra avoir un Master 2 Recherche dans les domaines de l'écologie évolutive et comportementale, et posséder un bagage important de connaissances en statistiques et analyses de données. En particulier, la maîtrise d'un logiciel statistique général (R, de préférence) est requise. Un intérêt marqué pour le travail de terrain est également demandé (participation au suivi de population pendant la thèse).