Master spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution (EBE) Proposition de stage de M1 Année 2005-2006 Titre du stage : Stratégies d’acquisition des besoins énergétiques journaliers par les grands herbivores paisseurs en savane africaine Laboratoire d’accueil : UMR 7618 Intitulé du laboratoire : Biogéochimie et écologie des milieux continentaux Intitulé de l’équipe : Biodiversité et fonctionnement des écosystèmes Responsable du stage : Nom : Jacques Gignoux Tél : 01 44 32 37 06 Fax : 01 44 32 38 85 Email : [email protected] Description du stage : Le but de ce stage est d’établir théoriquement quelles stratégies d’acquisition des besoins énergétiques journaliers, en terme de type de ressource sélectionnée, sont les plus rentables pour des grands herbivores paisseurs évoluant dans un système naturel existant. Une hypothèse est que ces stratégies évolueront (sûrement différemment pour chaque espèce) en fonction des caractéristiques présentes de la ressource, c’est à dire en fonction des sites et de la saison. Les grands herbivores paisseurs, de par la pression de pâturage qu’ils exercent sur la strate herbacée et leur part prise dans le recyclage des nutriments, sont des agents essentiels du fonctionnement des écosystèmes pâturés (prairies tempérées, savanes tropicales, steppes…). Une variable primordiale à étudier dans l’interaction entre ces herbivores et la strate herbacée est la stratégie de sélection de la ressource consommée de chaque espèce. Ces systèmes (surtout les savanes) se caractérisent en effet par une très forte hétérogénéité spatiale et temporelle de la qualité de la ressource herbeuse. Spatialement, la topologie du terrain et l’action même des herbivores contribuent à la création et au maintien de l’hétérogénéité, alors que temporellement, c’est la lignification des tissus lors de la croissance de l’herbe et la répartition des précipitations qui est en cause. Le site d’étude, la réserve animalière de Hluhluwe-iMfolozi en Afrique du sud, se caractérise par la présence particulière d’une mosaïque entre deux états qualitatifs très distincts de la strate herbacée (une herbe haute, présentant une biomasse accessible très importante mais de qualité réduite, et une herbe courte de haute qualité nutritive, maintenue par une forte pression de pâturage). Les herbivores étant libres de choisir l’un ou l’autre des types de ressource, le site est idéal pour étudier les stratégies d’acquisition de la ressource adoptées par les différentes espèces. A l’aide de données de terrain sur les propriétés de la ressource herbeuse et d’un modèle informatique simple, l’étudiant pourra explorer les limites qualitatives des variables définissant la ressource, à l’intérieur desquelles les grands herbivores paisseurs sont capables de satisfaire leurs besoins énergétiques journaliers. Les données de terrain correspondent à des données détaillées sur la dynamique et la qualité de la strate herbacée et sur le comportement alimentaire des grands herbivores évoluant sur le site d’étude. Elles ont été collectées durant l’été 2005 (saison sèche) et le seront à nouveau début 2006 (saison humide), l’étudiant pouvant éventuellement prendre part à cette deuxième cession. En collaboration avec une équipe sud-africaine, des données de long terme (6 années) sur la dynamique de la strate herbacée sont également disponibles. Le stage consistera d’une part en un travail en laboratoire d’analyse des taux d’azote présents dans les échantillons d’herbe collectés, et d’autre part en l’exploration théorique, à l’aide du modèle, des stratégies viables pour l’acquisition des besoins énergétiques par les grands herbivores selon la saison. En fonction des compétences de l’étudiant, le modèle informatique sera soit développé par ce dernier, soit développé au préalable par l’équipe. Ce stage s’inscrit dans un programme plus large d’élaboration d’un modèle mécaniste de fonctionnement des écosystèmes pâturés ayant pour but d’aider au choix des politiques de gestion des écosystèmes pâturés, qu’ils soient naturels ou à vocation d'élevage. Ce stage sera réalisé en collaboration avec Hervé Fritz, et l'encadrement sera en partie assuré par Olivier Bonnet, du Centre d’Etudes Biologiques de Chizé (CNRS UPR 1934). Références dans le domaine : Asner, G.P., Elmore, A.J., Olander, L.P., Martin, R.E., & Harris, A.T. (2004) Grazing systems, ecosystem responses, and global change. Annual Review of Environment and Ressources, 29, 11.1-11.39. Bell, R.H.V. (1971) A Grazing Ecosystem in Serengeti. Scientific American, 225, 86-93. Fritz, H. & Duncan, P. (1994) On the carrying capacity for large ungulates of African savanna ecosystems. Proceedings of the Royal Society of London Series B, 256, 77- 82. Gordon, I.J., Hester, A.J., & Festa-Bianchet, M. (2004) The management of wild large herbivores to meet economic, conservation and environmental objectives. journal of applied ecology, 41, 1021-1031. Hobbs, N.T. (1996) Modification of ecosystems by ungulates. Journal of wildlife management, 60, 695-713. Jarman, P.J. (1974) Social Organization of Antelope in Relation to Their Ecology. Behaviour, 48, 215-267. Person, B.T., Herzog, M.P., Ruess, R.W., Sedinger, J.S., Anthony, R.M., & Babcock, C.A. (2003) Feedback dynamics of grazing lawns: coupling vegetation change with animal growth. Oecologia, 135, 583-592. Van Soest, P.J. (1996) Allometry and ecology of feeding behavior and digestive capacity in herbivores: A review. Zoo Biology, 15, 455-479.