ArcticSCOPE: Une approche de modélisation thermique pour prédire la performance des vertébrés de l'Arctique face à un environnement en changement

 

François Vézina

Université du Québec à Rimouski [UQAR]

 

Domaine : environnement

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

Les évidences suggèrent que les oiseaux arctiques spécialistes des milieux froids auraient une faible tolérance à la chaleur, ce qui dans certains cas peut causer des mortalités catastrophiques en raison du réchauffement rapide de l'Arctique. Les mécanismes par lesquels ces organismes répondent aux variations de température sont encore mal compris. Il devient donc urgent d'étudier les liens entre la capacité de thermorégulation et les processus écologiques pour prédire leurs réponses aux contraintes issues des changements climatiques. Notre équipe propose d'appliquer un cadre théorique récemment développé, appelé le polygone de thermorégulation, pour étudier comment les variations de températures ambiantes à travers l'Arctique affectent la capacité d'exercice et les activités de reproduction de deux espèces sensibles et en déclin, le plectrophane des neiges (Plectrophenax nivalis) et le guillemot de Brünnich (Uria lomvia).

Le projet implique des études expérimentales à l'UQAR et des études de terrain sur quatre sites couvrant l'aire de reproduction des deux espèces et ainsi l'ensemble des variations thermiques auquel sont exposés ces oiseaux (plectrophanes: East-Bay et Alert, guillemot: Coats/Digges Island et Cape Graham Moore). En combinant les ressources logistiques et l'expertise de jeunes professeurs déterminés avec l'aide de 2 MSc, 2 PhD et plusieurs étudiants BSc, notre équipe prévoit (1) utiliser le polygone de thermorégulation pour prédire comment l'activité physique et les variations de température arctiques peuvent déclencher un stress thermique chez ces espèces. Elle prévoit ensuite (2) examiner comment l'effort reproducteur sur le terrain est modulé en relation avec la température ambiante pour éviter la surchauffe corporelle. Ces traits seront ensuite (3) liés à des paramètres de valeur sélective pour générer des prédictions pour tout l'Arctique à partir de scénarios de changements climatiques. À terme, ce projet permettra de cartographier la progression du déclin potentiel de ces deux espèces. Il permettra donc d'identifier les endroits où ces animaux pourraient être les plus vulnérables dans les années à venir.

À court terme, ce projet sera significatif pour les communautés du nord du Québec puisqu'une des espèces est récoltée régulièrement pour la consommation. Il formera plusieurs jeunes scientifiques dans un environnement interdisciplinaire et collaboratif pour leur permettre d'obtenir des postes dans les milieux académiques, gouvernementaux, ou comme jeunes professionnels dans des ONG ou des institutions privées. Ce projet lancera de nouvelles collaborations susceptibles de générer des recherches parallèles dont certaines sont déjà en phase préparatoire. À plus long terme, le projet livrera un nouveau cadre innovant basé sur une compréhension mécanistique de la réponse des animaux aux contraintes thermiques. Ce cadre sera utilisable comme outil prédictif pour résoudre des problèmes de conservation associés aux changements climatiques et à la tolérance à la chaleur. Notre projet devrait donc être instrumental pour aider les gestionnaires à prédire les changements de populations dans le nord du Québec et à travers l'Arctique canadien de même que pour déterminer les endroits prioritaires pour la conservation. Ce projet est une opportunité exceptionnelle pour le Québec de devenir chef de file en recherche sur la résilience de la faune face aux changements climatiques.