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Une étude sur les campagnols fait progresser les connaissances en dynamique des populations de petits mammifères dans l'Arctique

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Eva Fuglei © Eve Fuglei

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En 2019 Dominique Fauteux (à droite) s’est joint aux chercheurs norvégiens Stein Tore Pedersen (à gauche) et Rolf Ims pour étudier une zone de l’île de Spitzbergen où vivent des campagnols. 

 

 

 

Ottawa, 10 septembre 2021 – Une étude d’une décennie sur les campagnols de l’archipel norvégien de Svalbard nous éclaire sur une énigme non élucidée en écologie arctique, à savoir : qu’est-ce qui régit les cycles bien connus de populations de petits mammifères comme les campagnols et les lemmings de l’Arctique ?

Ces rongeurs végétariens comptent parmi les mammifères les plus populeux de l’Arctique et représentent un maillon essentiel du réseau alimentaire. Publiée en ligne dans Proceeding of the National Academy of Sciences (PNAS), l’étude d’une équipe de scientifiques canadiens et norvégiens laisse entendre que les prédateurs sont les acteurs principaux de ce cycle récurrent de trois à cinq ans d’abondance démographique chez les petits mammifères. Essentiellement, l’étude montre que les interactions du bas vers le haut, c’est-à-dire des plantes aux herbivores, ne peuvent expliquer ces cycles de populations.     

« L’archipel de Svalbard présente une situation particulière : les campagnols n’y ont pas de prédateurs spécialisés, ce qui est très différent de la situation de leurs semblables des autres régions arctiques, explique Dominique Fauteux, scientifique au Musée canadien de la nature et auteur principal de l’étude. Nous avons donc un modèle vivant simple dans lequel nous pouvons analyser les influences sur les populations, en l’absence du rôle régulateur des prédateurs. »

Dominique Fauteux étudie depuis dix ans l’écologie et les réseaux alimentaires des petits mammifères dans l’Arctique canadien, où leurs principaux prédateurs sont le renard arctique, l’hermine et les rapaces. La complexité des réseaux alimentaires rend toutefois difficile d’évaluer l’importance relative des différents facteurs : prédateurs, relations plantes-herbivores (du bas vers le haut) et facteurs non biologiques, comme le climat et la météo.  

La situation particulière de l’archipel de Svalbard procure un éclairage exceptionnel. Le campagnol d’Ondrias (Microtus levis) a probablement été introduit sur l’île Spitzbergen (qui fait partie de l’archipel) par les bateaux de l’industrie minière russe des années 1920 aux années 1960. L’île fournit un écosystème isolé à peu près dépourvu de prédateur et riche en graminées dont se nourrissent les campagnols.

Nigel Yoccoz © Nigel Yoccoz

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Le campagnol d’Ondrias sur l’île Spitzbergen.

Les scientifiques norvégiens dont les coauteurs de l’étude Rolf A. Ims, Ph. D., Audun Stien, Ph. D., et Nigel G. Yoccoz, Ph. D., de l’Université arctique de Norvège, ainsi qu’Eva Fuglei, Ph. D., de l’Institut polaire de Norvège, ont étudié les populations de campagnols pendant plus de deux décennies dans les années 1990 et 2000. Ils ont étiqueté les animaux et les ont suivis grâce au piégeage d’animaux vivants. Les campagnols nichent dans des affleurements rocheux et se nourrissent des herbes qui couvrent les sols gras des pentes côtières. Ces sols sont engraissés par les déjections des Guillemots de Brünnick et des Mouettes tridactyles qui nichent dans les falaises avoisinantes.

La population de campagnols a fluctué énormément au cours des deux décennies, atteignant un sommet de 120 individus par hectare à une absence presque totale. Les scientifiques ont découvert que, contrairement à leurs cousins des autres régions arctiques et boréales, les campagnols de Svalbard ne présentent aucun cycle récurrent dans leur dynamique de population.  

Dominique Fauteux a utilisé cette donnée et mis à profit les analyses démographiques pour renforcer l’hypothèse de l’équipe sur l’importance des prédateurs pour réguler la dynamique des populations. L’équipe a ensuite mis à l’essai des modèles théoriques avec les résultats des analyses de Fauteux pour déterminer si les processus démographiques observés peuvent correspondre à des cycles similaires observés ailleurs. Si la disponibilité de nourriture était un facteur déterminant, on s’attendrait alors que les campagnols de Svalbard présentent eux aussi un cycle de trois ou cinq ans, ce qui n’est pas le cas.   

Dominique Fauteux © Musée canadien de la nature

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Les scientifiques norvégiens Rolf Ims et Eva Fuglei installent leur équipement pour examiner les campagnols piégés le long des pentes herbeuses de l’île.

« La force de notre étude réside dans la simplicité du système qui vient prouver que l’accès à la nourriture ne peut pas être le seul facteur à l’origine des cycles typiques chez les petits mammifères. » Il ajoute que cela montre l’importance d’une régulation du haut vers le bas, c’est-à-dire du prédateur vers la proie, pour les populations de petits mammifères.

Dans la seconde partie de l’étude, les auteurs s’intéressent à l’influence du climat sur les fluctuations des populations. Selon de précédentes recherches norvégiennes, la pluie sur la neige pendant l’hiver crée des croûtes dures qui empêchent les campagnols et les rennes de Svalbard d’accéder aux plantes sous la neige.

Les déclins démographiques extrêmes correspondent aux hivers où il y a eu beaucoup de pluie sur la neige. Dans la présente étude, Dominique Fauteux et ses collaborateurs montrent toutefois que la population décline aussi quand la densité de campagnols est très élevée à l’automne, ce qui entraîne probablement un surpâturage et une survie réduite pendant les longs hivers arctiques.

Un modèle théorique fondé sur ces résultats empiriques montre que les variations climatiques alliées à un surpâturage dû à une forte densité de population contribuent à une alternance irrégulière de hausses et de déclins dans la dynamique de population de ces campagnols du Haut-Arctique.

Paru dans le volume 118 de la revue PNAS, l’article s’intitule « Climate variability and density-dependent population dynamics: Lessons from a simply High Arctic ecosystem » (Influence de la variabilité climatique et la densité démographique sur la dynamique de population : Les leçons d’un écosystème simple du Haut-Arctique).

Un mot sur le Musée canadien de la nature
Sauver le monde avec des preuves, des connaissances et de l'inspiration! Le Musée canadien de la nature est le musée national de sciences et d’histoire naturelles du Canada. Il a vocation à transmettre des idées fondées sur des faits, à procurer des expériences instructives et à favoriser une relation enrichissante avec la nature d’aujourd’hui, d’hier et de demain. Il y parvient grâce à sa recherche scientifique, à sa collection de 14,6 millions de spécimens, à ses programmes éducatifs, à ses expositions permanentes et itinérantes, et à son site Web dynamique nature.ca.

Renseignements pour les médias :
Dan Smythe
Chef, Relations avec les medias
Musée canadien de la nature
613-698-9253 (cell.)
dsmythe@nature.ca