Causes intrinsèques et extrinsèques de variations dans les taux de reproduction d'une espèce longévive menacée par le changement climatique : l’ours polaire du Svalbard

La dynamique temporelle d’une population est régie par les variations de ses paramètres démographiques (survie, reproduction, et migration). Afin de comprendre la trajectoire passée et prédire la trajectoire future d’une population, il est donc crucial d’identifier les facteurs qui entrainent ces variations, particulièrement dans le contexte actuel d’effondrement de la biodiversité et de changement climatique. Comparé à d’autres espèces plus faciles à étudier, les grands carnivores ont peu fait l’objet d’études démographiques fines, alors même qu’ils sont souvent menacés. L’objectif de cette thèse était d’analyser les causes intrinsèques (âge, taille, etc.) et environnementales des variations des taux de reproduction chez un grand carnivore menacé par le changement climatique, l’ours polaire. J’ai adopté une perspective de démographie évolutive pour éclairer la formulation d’hypothèses et l’interprétation des résultats. J’ai pu montrer que l’âge est un déterminant majeur du succès reproducteur chez les ourses polaires, en influençant chaque stade du cycle de reproduction (de l’entrée dans une tanière de maternité, à la survie des oursons). La plupart des taux de reproduction étudiés présentait une augmentation en début de vie et un déclin en fin de vie (i.e. de la sénescence). Au bilan, les femelles d’âge moyen avaient une probabilité beaucoup plus élevée que les jeunes femelles et un peu plus élevée que les vieilles femelles de réussir un cycle de reproduction. Cela nous indique que la majeure partie de la contribution des femelles à la génération suivante a lieu pendant quelques années en milieu de vie.J’ai aussi pu montrer grâce à un modèle de capture-recapture (CR) combiné à une analyse de chemin que certaines femelles étaient capables d’investir plus de ressources dans la reproduction en produisant des portées plus lourdes, composées de plus d’oursons. Bien que les grandes portées soient plus lourdes, les oursons qui les composent sont plus légers que ceux de portées plus petites, et ont donc des chances de survie plus faible. Néanmoins, il est adaptatif pour les femelles capables d’investir beaucoup de ressources dans la reproduction d’avoir des portées plus grandes, car cela conduit à plus d’oursons atteignant leur deuxième année. J’ai aussi construit un modèle de CR prenant en compte les informations sur le statut reproducteur de femelles provenant d’instruments de bio-logging et bio-télémétrie (ces instruments permettant de savoir lorsque les femelles hivernent dans une tanière de maternité). Grâce à ces informations, j’ai pu estimer pour la première fois la probabilité d’entrée dans une tanière, et la probabilité que la portée survive jusqu’au printemps. J’ai pu tester l’existence d’un coût de la reproduction sur la reproduction future (un attendu théorique important de démographie évolutive), ainsi que l’impact de la disponibilité de la banquise sur les taux de reproduction. Il apparaît que la fonte de la banquise au Svalbard entraine une baisse des chances de succès de plusieurs phases du cycle de reproduction. Dans une dernière analyse, j’ai testé si une date de sortie précoce de la tanière de maternité joue le rôle de médiateur de l’effet négatif du changement climatique sur la probabilité que les oursons survivent jusqu’au printemps. Pour cela, j’ai étendu le modèle précédent en le combinant à une analyse de chemin. J’ai pu montrer qu’après des années avec peu de banquise, les femelles sortent plus tôt de leur tanière, probablement parce qu’elles ont épuisé leurs réserves, ce qui réduit les chances de survie de leurs oursons. Ma thèse a donc permis d’identifier l’âge comme déterminant majeur du succès reproducteur chez les ourses polaires, et de révéler l’impact jusque-là cryptique de la fonte de banquise sur cette population. En outre, ma thèse illustre les bénéfices de combiner la CR et l’analyse de chemin pour acquérir une compréhension fine des mécanismes produisant des variations des taux de reproduction.