mardi 4 novembre 2014

Offre de stage financé M2

English translation below

Titre : Influence du type et de la location des proies et de leur mode de capture sur les patrons de mouvements (Lévy Flights) des guillemots de Brünnich

Durée du stage : 5 mois, à partir de janvier
Résumé : Les distributions des mouvements des animaux représenteraient des processus de recherche étroitement associés à la disponibilité des proies dans l’environnement. Les guillemots sont un sujet d’étude adéquat pour tester cette hypothèse parce qu'ils retournent au lieu où leurs poussins se situent avec une proie fraiche, facilement identifiable dans leur bec. Nous avons enregistré 60 trajectoires GPS qui seront analysées grâce aux méthodes des changements de trajectoire et de l’estimation du maximum de vraisemblance.
Thèmes concernés : Ecologie évolutive, Ecologie du déplacement
Contexte : De nombreux animaux se nourrissent en utilisant des trajectoires qui suivent une distribution des mouvements de type loi de puissance, aussi qualifiée de « Lévy flight » (e.g. Bartumeus et al. 2012, Marell et al. 2002, Reynolds 2012, Sueur et al. 2011, Sueur 2011). Cette distribution signifierait que les individus effectuent une recherche optimale afin d’avoir un fourragement efficace et ce, contrairement à une distribution de type exponentielle (mouvement Brownien) qui indiquerait plutôt une recherche aléatoire des proies. Des travaux théoriques suggèrent également que ces distributions aléatoires représenteraient des processus de recherche associés à la disponibilité des proies dans l’environnement. Cependant, peu d'études ont confirmé cette prédiction dans un environnement marin car il est difficile de mesurer la disponibilité des proies dans les océans. Les guillemots de Brünnich (Uria Lomvia) sont un sujet d’étude adéquat pour tester directement cette hypothèse liant la distribution des mouvements au type de proie recherchée parce que ces oiseaux retournent au lieu où leurs poussins (central place forager) se situent avec généralement une seule proie qui est facilement identifiable. Cette proie est représentative de ce qui est donné la progéniture mais également de ce que les adultes viennent d’ingérer pour eux-mêmes durant leur voyage. Dans ce contexte, nous émettons l’hypothèse que les mouvements des oiseaux qui cherchent des poissons benthiques, pour lesquels les patrons de pêches des oiseaux sont donc caractéristiques de captures réalisées sur les fonds marins, comme par exemple sur des récifs, suivront une distribution de type exponentielle (mouvement Brownien). On peut en effet s’attendre à ce que les oiseaux retournent à certains de ces récifs sans devoir explorer à nouveau leur environnement, et ces récifs sont distribués d'une façon aléatoire. Par contre, nous prévoyons que les déplacements des oiseaux qui se nourrissent sur des poissons pélagiques vivant en banc qui changent de location constamment, suivront une distribution en puissance, c’est-à-dire de type « Lévy flight ».
Objectifs : Nous avons pu enregistrer 60 trajectoires GPS associées à la capture de proies spécifiques sur une dizaine de guillemots, ainsi qu’environ 500 enregistrements de la température permettant de savoir si les individus sont en vol ou en plongée. Nous proposons d'analyser ces trajectoires afin de déterminer les patrons de mouvements suivis selon que les proies recherchées sont benthique ou pélagiques. Les trajectoires (chaque déplacement) seront d’abord examinées grâce à une analyse de changement de trajectoire (“change point analysis”, Byrne et al. 2009) puis par la méthode de l’estimation du maximum de vraisemblance (MLE, maximum likelihood estimation) afin d’estimer la distribution des déplacements (de type exponentielle ou puissance) grâce au critère d’information Akaike. Les paramètres (exponent) de chaque distribution seront ensuite intégrés à des modèles mixtes avec comme variables indépendantes les caractéristiques des individus (âge, sexe, poids) ainsi que le type de proie. L’objectif du stage étant de mettre en lien type de proie et distribution des mouvements mais également de comprendre l’influence des caractéristiques individuelles sur les stratégies de recherche alimentaire. Les données étant déjà acquises, le projet est techniquement faisable et l’expérience des superviseurs (Ethologie, Ecologie marine et Ecologie du déplacement) assure un encadrement de haute qualité. Le Dr. Kyle Elliot étudie l’ecophysiologie des guillemots depuis plus de 10 ans, tandis que le Dr. Sueur est un spécialiste des déplacements collectifs des animaux. Le Dr. Ropert-Coudert possède quant à lui l’expertise des suivis par GPS des trajectoires des oiseaux en milieu marin. 
Capacités requises : L’étudiant devra avoir des capacités de modélisation et d’analyses statistiques sous R avec une fibre biologique poussée (une connaissance des milieux marins, des oiseaux et des suivis en mer des performances par appareils enregistreurs embarqués serait souhaitable mais pas obligatoire). Une maitrise de l’anglais est également demandée, l’un des superviseurs étant anglophone.
Noms des superviseurs:
Cédric Sueur, IPHC, Strasbourg
Yan Ropert-Coudert, IPHC, Strasbourg
Kyle Elliott, Department of Biological Sciences, University of Manitoba

Lieu de stage : Département d’Ecologie, Physiologie et Ethologie, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien, 67000 Strasbourg

Le stage est financé par le GDR Ecologie Statistique. L’organisme d’accueil sera le CNRS - Délégation Languedoc-Roussillon, 1919 route de Mende, 34293 Montpellier cedex 5 et particulièrement le Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (UMR 5175), 1919 route de Mende, 34293 Montpellier cedex 5 - Directeur : Philippe JARNE. Le lieu de stage sera cependant le DEPE à Strasbourg. L’étudiant sera gratifié à hauteur de 436.05euros par mois.

Title
Influence of prey type, location and capture on movement patterns (Lévy flights) of Murres.

Internship length: 5 months, beginning in January

Abstract
Many animals forage in a manner that follows prescribed path-length distributions, such as power law distributions. Such distributions are thought to represent underlying processes in the distribution of prey availability, and there is a large body of theoretical work showing, on a theoretical basis, that the shape of the path-length distribution can be used to infer the spatial distribution of prey availability. However, few studies have been able to confirm that prediction in the marine environment because it is difficult to measure prey availability in remote oceans. Murres provide an opportunity for directly testing these ideas because they return to their offspring with a single, identifiable prey item, which is representative of both what they feed their offspring and what they feed themselves during the preceding trip. In particular, we predict that birds foraging for benthic fish, which are associated with specific bottom features such as reefs, will show a Brownian distribution as they return to these features with no searching, and these features are randomly distributed across the landscape. In contrast, we predict that birds foraging on schooling fish, which move across the landscape, will show a Levy-flight distribution. We have collected ~60 GPS tracks associated with particular prey items, as well as ~500 temperature logs (which record flight time). We propose to analyze the tracks preceding each prey capture event to determine the underlying power law distribution for benthic relative to schooling prey captures. As some individuals have multiple tracks, we will use a mixed model approach.

Desired skills from student
Ability to work hard and independently. Good knowledge of English (spoken and written) for interaction with our Canadian colleagues. Knowledge in cognitive research, animal behaviour, and skills in modelling and statistical analyses (students rebutted by hours spent in front of a computer, writing R scripts should probably not apply).

Perspectives
This internship could lead to a PhD thesis depending on funding opportunities. Such a PhD project would also involve heavy modelling and statistical analyses but would also include fieldwork (Australia, Canada, Norway, South Africa or Antarctica).

Name of supervisors and laboratories
Cédric Sueur, IPHC, Strasbourg
Yan Ropert-Coudert, IPHC, Strasbourg
Kyle Elliott, Department of Biological Sciences, University of Manitoba