Ecophysiologie comparée de la cistude
d’Europe Emys orbicularis, le long d’un gradient latitudinal
CONTEXTE:
Les zones humides sont des milieux naturels dynamiques et productifs à forte
valeur socio-économique. Toutefois, ces habitats sont particulièrement affectés
par l’intensification des activités humaines et par le changement climatique.
Ces hydrosystèmes font l’objet de nombreuses actions de restauration dont la
pertinence et l’efficacité à long terme restent floues. En Alsace, le programme
européen "Restauration des milieux humides rhénans et préservation de la
biodiversité dans les environs de la Lauter", initié en 2009 par le
Conseil Départemental du Bas-Rhin (CD67), a permis de recréer la trame bleue
transfrontalière franco-allemande en vue de l’établissement et/ou du
renforcement d’espèces emblématiques des zones humides rhénanes, dont la
cistude d’Europe Emys orbicularis. Au delà de son caractère emblématique, cette
petite tortue d’eau douce occupe une niche écologique originale : elle présente
une vaste distribution géographique, c’est un consommateur opportuniste allant
de la nécrophagie à la prédation (macro-invertébrés aquatiques
essentiellement), et sa physiologie ectotherme la soumet à l’influence directe
de la température ambiante (et donc du changement climatique) dont elle est
tributaire pour assurer sa thermorégulation (notamment lors d’épisodes d’insolation).
Depuis 2011, l’IPHC (CNRS UMR7178) et le LIVE (CNRS UMR7362) travaillent de
concert pour évaluer (1) l’efficacité des actions de restauration des habitats
sur la biodiversité et (2) le rôle de la cistude dans le fonctionnement des
milieux restaurés, ce (3) afin d’apporter une base scientifique d’aide à la
gestion raisonnée des espaces et des espèces.
OBJECTIFS/HYPOTHESES :
Nous étudierons l’écophysiologie de cistudes issues de populations confrontées
à des conditions environnementales et climatiques contrastées le long d’un
gradient latitudinal à travers l’Europe. Nous testerons 2 hypothèses : _H1_ Du
fait de sa physiologie, la cistude est supposée ajuster son comportement
thermorégulateur le long d’un gradient climatique. Par une approche écophysiologique
développée à l’IPHC basée sur l’utilisation de la microélectronique embarquée
sur la faune sauvage, de la thermographie infrarouge et de la respirométrie en
conditions contrôlées, nous étudierons le budget-temps et les bilans
thermiques/énergétiques saisonniers d’individus soumis à des conditions
climatiques actuellement favorables (Aquitaine, Roussillon), médianes (Alsace)
et extrêmes (Lettonie). _H2_ Du fait de son comportement opportuniste,
l’écologie alimentaire et fonctionnelle de la cistude sont supposées suivre la
phénologie des principales espèces-proies. Par une approche écologique
développée au LIVE, le candidat mènera un suivi de la diversité spécifique et
de la biomasse en macro-invertébrés des mares naturelles et récemment restaurées
accueillant actuellement des cistudes en Alsace pour proposer des indicateurs
de qualité des milieux, de disponibilité et de qualité alimentaire pour les
cistudes et in fine d’efficacité des actions de restauration en faveur de
l’espèce. Ces deux résultats seront combinés aux suivis du régime alimentaire
et de croissance des cistudes menés à l’IPHC afin d’estimer la pression de
prédation exercée par les cistudes sur les ressources, et inversement l’impact
de la qualité du milieu sur l'état de santé des individus.
In
fine, nous chercherons à identifier les déterminants environnementaux et
individuels de la survie et du rôle fonctionnel des cistudes confrontées à des
conditions climatiques et écologiques contrastées, et ainsi de proposer des
scenarii de dynamique de population dans le contexte du changement global. Ces
résultats contribueront à orienter des programmes de conservation similaires
développés en France (PNA cistude) et en Europe.
Ces
approches ont déjà été validées et ont fourni un jeu de données sur plusieurs
années qui constituera l’état de référence. Le candidat bénéficiera des
collaborations et les renforcera en particulier lors de missions de terrain. Ce
projet bénéficie de financements récurrents (CD67, CNRS, Site d’Etude en
Ecologie Globale).
MOT
CLES : climat, hydrosystèmes, écophysiologie, monitoring, vertébrés,
conservation, gestion durable
COMPETENCES
SOUHAITEES : Connaissances solides en écologie, en physiologie animale, en
biologie des organismes et des populations ; connaissances naturalistes en
entomologie et herpétologie ; connaissances de base en analyse du signal
(Matlab est un plus) ; compétences en analyse de données et en
statistiques (ANOVA, régression multiple, analyse en composantes principales,
statistiques non-paramétriques) et maîtrise avérée de logiciels statistiques ;
maîtrise de l’anglais lu, écrit et parlé ; une expérience de terrain est
un plus, avec capacité à mener des protocoles de terrain en autonomie et en
équipe.
EXPERTISES
QUI SERONT ACQUISES AU COURS DE LA FORMATION : Ecologie : suivi des
hydrosystèmes (caractérisation abiotique et biologique, taxonomie des
macro-invertébrés aquatiques) ; suivi de populations (zootechnie, biométrie,
démographie). Ecophysiologie : Suivi comportemental de la faune sauvage
(systèmes d’acquisition de données embarqués, télémétrie, radiopistage) ;
physiologie (biochimie, thermographie, respirométrie). Général : Gestion de
projet et de calendrier ; gestion et analyses de bases de données, analyse du
signal et traitements statistiques, modélisation des réseaux trophiques ;
rédaction scientifique ; consolidation de réseaux scientifiques.
PROCEDURE :
Le
sujet de thèse a été déposé pour le concours 2017 de l’Ecole Doctorale 414 de
l’Université de Strasbourg.
Les
candidatures sont à envoyer à JYGeorges, par courriel, avec cv actualisé et
lettre de motivation.
CONTACT :
Jean-Yves
Georges, jean-yves.georges@iphc.cnrs.fr,
0388106950
Institut
Pluridisciplinaire Hubert Curien, IPHC (Université de Strasbourg, CNRS,
UMR7178), Département Ecologie, Physiologie et Ethologie, 23 rue du Loess,
Strasbourg.
CITATIONS REFERENCE :
Enstipp MR, Ballorain K, Ciccione S,
Narazaki T, Sato K, Georges JY (2016) Energy expenditure of adult green turtles
(Chelonia mydas) at their foraging grounds and during oceanic migration.
Functional Ecology 30(11) : 1810–1825, doi : 10.1111/1365-2435.12667
Enstipp MR, Ciccione S, Gineste B,
Milbergue M, Ballorain K, Ropert-Coudert Y, Kato A, Plot V, Georges JY (2011)
Energy expenditure of freely swimming adult green turtles (Chelonia mydas) and
its link with body acceleration. Journal of Experimental Biology 214 :
4010-4020, doi:10.1242/jeb.062943
Plot V, Jenkins T, Robin JP,
Fossette S, Georges JY (2013) Leatherback turtles are capital breeders:
morphometric and physiological evidence from longitudinal monitoring.
Physiological and Biochemical Zoology 86(4) : 385-397, doi: 10.1086/671127
Comparative ecophysiology of the
European pond turtle Emys orbicularis throughout a latitudinal gradient
CONTEXT : Wetlands are highly
dynamic and productive ecosystems of high socioeconomical values due to
ecosystemic services they provide. Yet wetlands are threathened by increasing
human activities and climatic change. Restoration of these hydrosystems
typically occurs on small scales, both in time and space. Thus, the relevance
and the efficiency of such conservation actions are difficult to assess. The
European program "Restoring Rhine wetlands and preserving the biodiversity
in the vicinity of the Lauter River", initiated in 2009 by the local
council (CD67), has re-created trans-bordering water connectivity between
France and Germany in order to enhance the establishment and/or the
reinforcement of emblematic species of Rhine wetlands, such as the European
pond turtle Emys orbicularis. Beyond its emblematic value, this small-sized
freshwater turtle fills an original ecological niche: Emys is widely
distributed throughout Europe, it is an opportunistic consumer feeding from
scavenging to predation (mostly on aquatic macro-invertebrates), and as an
ectotherm, it is directly impacted by ambient temperature (and thus by climate
change) to thermoregulate (e.g. though sun-basking events). Since 2011, our
laboratories IPHC & LIVE cooperate to assess (1) the efficiency of habitat
restoration on local biodiversity and (2) the functional contribution of Emys
on ecosystem functioning, in order to (3) provide a scientific-based frame for
sustainable management of landscapes and wildlife.
OBJECTIVES/HYPOTHESES : We will
investigate the ecophysiology of Emys from different populations facing
contrasted environmental and climatic conditions throughout its pan-European
distribution. We will test the following two hypotheses :_H1_ Due to its
physiology, Emys is supposed to adjust its thermoregulatory behaviour
throughout a latitudinal gradient over its natural distribution. Using an
eco-physiological approach developped at IPHC, based on animal-borne
micro-electronics in the wild, IR thermography and respirometry in controlled
conditions, we will study seasonal time-budgets and thermal/energetic balances
of individuals living under favourable (Aquitaine, PACA), average (Alsace) et
extrem (Latvia) climatic conditions. _H2_ Due to its opportunistic behaviour,
Emys’ diet is supposed to show seasonality related to the phenology of its main
prey species. Using an ecological approach developped at LIVE, the candidate
will implement a seasonal monitoring of biological diversity and biomass of aquatic
macro-invertebrates in natural and restored ponds, in order to define new
indexes of ponds’ quality, food resources availability and quality for Emys,
and ultimately indexes of efficiency of restoration actions devoted to Emys. These
results will be merged with data on Emys’ individual diet and growth to
estimate the predatory pressure of Emys on natural resources, but also the
effects of habitat quality on individual health.
In fine, this study aims at identifying
the environmental and individual determinants of survival in Emys, and Emys
functional ecology in contrasted ecosystems so that we may predict future
population dynamics in the context of global change. Expected results will be
shared with similar conservation programmes currently led in France (Emys-Actions
National Plan) and Europe.
All proposed approaches have already
been validated by our teams and have provided a first dataset that can be
considered as the reference baseline. This new project benefits recurrent
fundings from CD67 and CNRS through the label of Site d’Etude en Ecologie
Globale.
KEY WORDS : climate, hydrosystems,
ecophysiology, monitoring, vertebrates, conservation, sustainable management
SKILLS REQUIRED : Real
knowledge in ecology, animal physiology and behaviour, individual and
population biology ; entomology and herpetology ; basic knowledge in signal
analysis (MatLab) ; reak skills in data analysis and statistics (ANOVA, GLMM,
PCA, non parametric stats) and mastering in stat softwares ; mastering English
(reading, writing, speaking) ; a personal experience in the field is welcome,
with capacities in performing field protocols, by yourself and within a team.
ACHIEVED COMPEENCES : Ecology :
hydrosystems monitoring (abiotic and biological quality, macro-invertebrates
taxonomy) ; animal population monitoring (zootechny, biometry, demography) ;
foodweb modelling. Ecophysiology : Wildlife behavioural monitoring
(animal-borne electronics, tracking) ; animal physiology (plasmatic biochemistry,
IR thermography, respirometry). General Skills: project management, time
management ; database management, data analysis, scientific publication ;
consolidating an international network, grant application.
PROCEDURE :
The subject has been proposed for
the forthcoming application 2017 at the Doctoral School 414 of the Université
de Strasbourg.
Candidates can contact JYGeorges, by
email, with updated cv and motivation letter.
CONTACT :
Jean-Yves
Georges, jean-yves.georges@iphc.cnrs.fr,
0388106950
Institut
Pluridisciplinaire Hubert Curien, IPHC (Université de Strasbourg, CNRS,
UMR7178), Département Ecologie, Physiologie et Ethologie, 23 rue du Loess,
Strasbourg.
CITATIONS REFERENCE :
Enstipp MR, Ballorain K, Ciccione S,
Narazaki T, Sato K, Georges JY (2016) Energy expenditure of adult green turtles
(Chelonia mydas) at their foraging grounds and during oceanic migration.
Functional Ecology 30(11) : 1810–1825, doi : 10.1111/1365-2435.12667
Enstipp MR, Ciccione S, Gineste B,
Milbergue M, Ballorain K, Ropert-Coudert Y, Kato A, Plot V, Georges JY (2011)
Energy expenditure of freely swimming adult green turtles (Chelonia mydas) and
its link with body acceleration. Journal of Experimental Biology 214 :
4010-4020, doi:10.1242/jeb.062943
Plot V, Jenkins T, Robin JP,
Fossette S, Georges JY (2013) Leatherback turtles are capital breeders:
morphometric and physiological evidence from longitudinal monitoring. Physiological
and Biochemical Zoology 86(4) : 385-397, doi: 10.1086/671127