La disponibilité de nourriture et les dépenses énergétiques saisonnières des écureuils roux: freiner et accélérer le coût de vivre Murray M. Humphries.

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1 La disponibilité de nourriture et les dépenses énergétiques saisonnières des écureuils roux: freiner et accélérer le coût de vivre Murray M. Humphries Département des sciences des ressources naturelles Campus Macdonald, Université McGill

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3 Apport d’énergie Gain d’énergie Perte d’énergie Dépense d’énergie Perte fécale Perte urinaire Perte gazeuse Entreposage d’énergie (lipides, sucres, protéines) Adapté de:

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5 Apport d’énergie Gain d’énergie Perte d’énergie Dépense d’énergie Perte fécale Perte urinaire Perte gazeuse Entreposage d’énergie (lipides, sucres, protéines) Adapté de:

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7 Hypothèse 1: Les taux élevés de dépense énergétique représentent un coût imposé par une faible disponibilité de nourriture Hypothèse 2: Les taux élevés de dépense énergétique représentent un bénéfice rendu possible par une grande disponibilité de nourriture Test expérimental Manipuler la disponibilité de nourriture Mesurer les dépenses énergétiques

8 Écureuils Roux de Kluane, Yukon Haut niveau de territorialité → Apport de suppléments alimentaires à des individus ciblés Taux de capture élevés → Utilisation d’eau doublement marquée afin de quantifier les dépenses énergétiques Accessibilité des nids dans les arbres → Mesures directes du succès reproducteur de la naissance à la sortie du nid Base de données de plus de 15 ans → Incorporer les résultats d’une brève étude dans le contexte d’une étude écologique à long terme

9 Manipulation de la Disponibilité de Nourriture Graines de tournesol fournies ad lib dans la cache territoriale à la fin de l’automne et enlevées au printemps Accès aux graines par des tunnels sous la neige utilisés naturellement pour les provisions de cônes Approvisionné d’une source de nourriture riche en énergie ayant un temps de manipulation minimal, et ce, dans un espace thermiquement stable Groupes témoins avec une faible disponibilité de nourriture parce que l’expérience fut conduite après trois années consécutives d’échec de productions de cônes

10 Évaluation des Dépenses Énergétiques Hivernales Estimation du métabolisme basal (RMR; animal au repos et en zone de thermoneutralité) via un respiromètre ventilé Estimation du métabolisme en nature (FMR ou DEE) via la technique de l’eau doublement marquée

11 Quantifier les dates de parturition, taille de portées et les taux de croissance des juvéniles Mesurer les DEE durant la lactation (35-40 jours) Évaluation de l’énergétique printanier et du succès reproducteur

12 Énergétique hivernale Les mammifères boréaux se divisent en deux groupes– “…ceux qui pèsent plus de 200-250g et qui vivent généralement au-dessus de la neige et, par conséquent, sont sujet aux vicissitudes du climat, et ceux qui pèsent moins de 200g et qui vivent ou s’abritent en-dessous de la neige dans un environnement plus chaud et plus stable” Pruitt & Lucier 1958, Journal of Mammalogy

13 RMR 2xRMR 3xRMR 4xRMR 5xRMR 6xRMR 7xRMR 8xRMR Valeur prédite pour les écureuils roux en hiver selon leur taille corporelle et la température de l’air au Yukon (Speakman 2000) Valeur maximale obtenue pour un endotherme Paresseux, humains dans les sociétés occidentales Dépense énergétique journalière en tant que multiple du taux métabolique au repos 1.45xRMR Cyclistes du Tour de France

14 Dépense énergétique journalière en hiver (kJ/jour) (40) (12) Énergétique hivernale p = 0.03

15 Dépense énergétique journalière (kJ/jour) 3xRMR 2xRMR 1xRMR (51) (45) p < 0.0001

16 Dépense énergétique journalière (kJ/jour) 3xRMR 2xRMR 1xRMR Saison: p<0.001 Traitement: p=0.07 S x T: p<0.001

17 Rendement reproductif

18 Résumé des résultats Hiver Malgré des températures de l’air aussi basse que -35 o C, la DEE hivernale (en tant que multiple du RMR) fut une des plus faibles enregistrées pour des mammifères en liberté DEE hivernale du groupe avec supplément alimentaire fut moindre que celles des témoins Lactation Contrairement à l’hypothèse de réallocation saisonière, la DEE lact fut beaucoup plus élevée que la DEE hivernale DEE lact du groupe avec supplément alimentaire fut plus élevé que celles des témoins

19 Une histoire de deux saisons… Hypothèse 1: Les taux élevés de dépense énergétique représentent un coût imposé par une faible disponibilité de nourriture Hypothèse 2: Les taux élevés de dépense énergétique représentent un bénéfice rendu possible par une grande disponibilité de nourriture

20 Swamping spruce & starving squirrels? A test of the predator satiation hypothesis Independent research project of Manuelle Landry-Cuerrier

21 Hypothesis: Mast crops swamp seed predators, leading to disproportionately high seed escape in years of high cone production Prediction: a positive relationship between cone production and seed fall? an exponential relationship between cone production and seed fall? a positive relationship between cone production and residual seed fall (observed – expected)?

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23 Calculating expected seed fall from cone crop index requires: converting cones to seed production based on average seed yield data converting cone index to total cones per tree grid-wide data on age class and density of spruce to convert total cones per tree to expected grid-wide seed fall correction for any biases in our systematic sampling of cone trees?

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25 Hypothesis: Inter-mast intervals starve seed predators, leading to reduced population densities in years of low cone production Prediction: a positive relationship between cone production and squirrel density? a positive relationship between cone production and population growth rate? a lower population density in years prior to a mast crop than in years following a mast crop? what is a mast crop (>100?, >200?)

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28 Hypothesis: Seed escape is determined by an interaction between cone production and squirrel densities high seed escape requires large cone crops coincide with low squirrel densities Prediction: a negative relationship between residual seed fall (observed – expected) and squirrel density

29 Swamping spruce & starving squirrels? A test of the predator satiation hypothesis Collectively, these results confirm masting... enhances seed escape influences predator population dynamics but do not demonstrate a causal link between seed escape and predator abundance

30 Cavity use by breeding red squirrels following a bark beetle infestation Independent research project by Patrick Bergeron

31 F 10 = 24.42, p = 0.001, r 2 = 0.75

32 F 10 = 0.79, p = 0.40, r 2 = 0.09

33 F 10 = 7.34, p = 0.03, r 2 = 0.48

34 n = 690, X 2 = 10.36, p = 0.001

35 Nest 1 Nest 2