Soutenance de thèse. Christophe Cambronne : «Biology and population genetics of the White-crowned Pigeon, Patagioenas leucocephala, and the Scaly-naped Pigeon, P. squamosa : implications for conservation», mardi 13 décembre 2022

Christophe Cambronne soutiendra sa thèse de doctorat :

• Mme BELL Diana, Professeure, Université d’East Anglia, Royaume-Uni, Rapportrice ;
• M. BEZAULT Etienne, Maître de conférences, Université des Antilles, co-Directeur de thèse ;
• M. CEZILLY Frank, Professeur, Université de Bourgogne Franche-Comté, co-Directeur de thèse ;
• M. GUILLEMAIN Matthieu, Chargé de recherche HDR, Office Français de la Biodiversité, Rapporteur ;
• Mme MONTI Dominique, Professeure, Université des Antilles, Examinatrice ;
• Mme TOSSAS Adrianne G., Professeure, Université de Porto-Rico, Examinatrice.

Elle se déroulera à la fois en présentiel à l'Université des Antilles dans l’amphithéâtre Alex Méril, bâtiment Recherche, campus de Fouillole, à Pointe à Pitre (Guadeloupe) et par vidéo-conférence via ZOOM.

Résumé :

En raison de son histoire biogéographique, la région des Caraïbes figure parmi les foyers de biodiversité les plus importants au monde, caractérisé par un grand nombre d’espèces animales et végétales, dont beaucoup sont endémiques à la région. Toutefois, cette biodiversité exceptionnelle est exposée à la perte d’habitats, la surexploitation, les espèces envahissantes, la pollution et le changement climatique. Bien que les autorités locales et la population civile aient pris, dans la mesure du possible, certaines précautions pour prévenir l’érosion de la biodiversité ou pour améliorer le statut de conservation d’espèces menacées d’extinction, de nombreuses espèces sont encore en déclin et pour beaucoup d’entre elles, les données scientifiques manquent pour bien comprendre leur écologie et leur biologie par rapport aux menaces et aux risques d’extinction qui leur sont associés. Ceci est particulièrement vrai pour les espèces de pigeons et de tourterelles, qui font partie de l’une des familles d’oiseaux les moins étudiées dans le monde et dans la Caraïbe insulaire. Pour remédier à cela, nous avons réalisé une synthèse quantitative afin de fournir des lignes directrices qui aideraient à prioriser la recherche scientifique sur les espèces de columbidés en fonction de leur risque d’extinction, de leur écologie, de leur biologie et de leur environnement. A cette fin, nous avons utilisé des modèles de forêts aléatoires pour évaluer quantitativement dans quelle mesure divers facteurs écologiques, biologiques, environnementaux et sociopolitiques pouvaient influencer le risque d’extinction et les tendances démographiques des espèces de columbidés dans le monde. De la même manière, nous avons étudié la variation interspécifique des niveaux d’attention scientifique, via une étude bibliométrique. Les autres recherches développées dans le cadre de cette thèse de doctorat se sont concentrées sur deux espèces de pigeons endémiques des Caraïbes, le Pigeon à cou rouge (PCR - Patagioenas squamosa) et le Pigeon à couronne blanche (PCB - Patagioenas leucocephala), qui sont respectivement classées comme de préoccupation mineure et presque menacées dans la liste rouge de l’UICN. Cependant, ces mêmes espèces ont récemment été considérées comme menacées dans les Antilles françaises. De manière générale, comme les autres espèces de columbidés et la plupart des oiseaux des Caraïbes, les PCB et PCR sont exposées à la perte d’habitat, à une pression de chasse peu ou mal maîtrisée et aux mammifères prédateurs exotiques. En conséquence, la présente étude visait à apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur l’écologie de ces deux espèces de pigeons afin de pouvoir, à la lumière des résultats obtenus, fournir des recommandations pour de futurs plans de gestion. Dans un premier temps, des études méthodologiques ont été réalisées afin de proposer des méthodes appropriées pour prélever des échantillons d’ADN et suivre les fluctuations démographiques des deux espèces. A cette fin, nous avons comparé l’efficacité de l’extraction d’ADN et du séquençage à partir de deux types de tissu biologique et démontré que la méthode la moins invasive, qui consistait à prélever des cellules buccales avec des écouvillons, était aussi efficace que celle consistant à récolter des échantillons de sang, méthode plus invasive et plus stressante pour les pigeons. Par ailleurs, nous avons comparé deux méthodes de détection sur le terrain afin de proposer une méthode fiable pour suivre les fluctuations des populations au cours du temps. Nous avons ainsi montré que l’utilisation de la repasse permettait d’obtenir une meilleure estimation sur la présence et l'abondance des espèces. Notre étude sur la génétique des populations de PCB et PCR a permis de documenter leur diversité génétique et la connectivité existante entre plusieurs populations insulaires. Ces analyses ont mis en évidence un flux de gènes élevé entre populations insulaires, suggérant d’importants mouvements inter-îles pour les deux espèces. En outre, les deux espèces de pigeons présentaient une diversité génétique relativement élevée, en particulier la PCB pour lequel les valeurs de diversité génétique estimées à l’aide de gènes mitochondriaux étaient les plus fortes jamais signalées chez une espèce de Columbidae. En ce qui concerne la connectivité élevée entre les populations constatée via les analyses génétiques, nous avons initié une étude de suivi par satellite pour étudier les mouvements régionaux et locaux du PCB. Cependant, certains problèmes techniques et environnementaux ont prématurément mis fin à l’acquisition de données de localisation GPS. Enfin, nous avons montré une forte prévalence et une diversité élevée d’hémosporidies dans cinq populations insulaires de PCB. Nous avons notamment découvert six nouvelles lignées appartenant à la famille des Haemoproteus, des Parahaemoproteus et des Plasmodium. La mise en évidence d'une forte diversité génétique chez les deux espèces est encourageante, et indique que le PCB et le PCR ne sont pas parmi les espèces de columbidés les plus en danger dans la Caraïbe insulaire. Cependant, étant donné leur exposition connue à plusieurs menaces importantes, la mise en place d’un plan de gestion à l’échelle régionale pour ces deux espèces est fortement recommandée. En outre, d’importantes lacunes dans les connaissances doivent encore être comblées pour améliorer la conservation et la gestion du PCB et du PCR, comme c’est le cas pour de nombreuses autres espèces d’oiseaux d’intérêt patrimonial de la Caraïbe insulaire.

Abstract:

Due to its biogeographical history, the Caribbean region is one of the most important hotspots of biodiversity, characterized by a large diversity of plant and animal species, many of which are endemic to the region. However, this exceptional biodiversity is threatened by habitat loss, overexploitation, invasive species, pollution and global change. Although local authorities and the civil-society have, whenever possible, taken some actions to prevent biodiversity erosion or protect species at high risk of extinction, many species are still declining. For many of them, scientific data are too scarce to have a good appreciation of their ecology and biology in relation to threats and extinction risks. This is particularly the case of pigeon and dove species, which are constitute of one of the least studied avian families in the world and, particularly, in the insular Caribbean region. To remedy to this, we aimed to provide some guidelines to help prioritizing research on columbid species according to extinction risk and their ecology, biology and environment. In this respect, the present PhD study started with a review that relied on random forest models to quantitatively assess to what extent various biological, ecological, environmental and socio-political drivers influence extinction risk and population trends of columbid species throughout the world. We also investigated interspecific variation in levels of scientific attention. The PhD then focuses on two Caribbean endemic pigeon species, the Scaly-naped Pigeon (SNPi - Patagioenas squamosa) and the White-crowned Pigeon (WCPi - Patagioenas leucocephala), which respectively are classified as least concern and near-threatened in the IUCN red list, but have been recently considered as endangered in the French West-indies. Like other columbid species and most Caribbean birds, the WCPi and SNPi are exposed to habitat loss, unregulated or poorly regulated hunting and invasive predators. The present PhD study aimed at bringing some new fundamental knowledge about the ecology of these two pigeon species in order to able, in the light of obtained results, to provide recommendations for management plans. In addition, we carried out methodological tests to improve on both the collection of DNA samples and the estimation of population trends in the two species. We thus compared two DNA tissue samples as source of DNA for Sanger sequencing analysis and showed that the less invasive method, which consisted in collecting buccal cells with swabs, was as efficient as blood samples, which is more invasive and stressing for pigeons. We also compared two census methods to track population fluctuations through time and concluded that the call broadcast methods allowed a better estimation of species occurrence and abundance than traditional auditory point counts. Our results on population genetics in WCPi and SNPi allowed us to assess genetic diversity and the existing connectivity among island populations. Genetic analyses provided evidence for high gene flow among island populations, suggesting significant inter-island movements for both SNPi and WCPi. In addition, the two pigeon species presented relatively high genetic diversity, especially the WCPi for which genetic diversity values estimated using mitochondrial genes were the highest ever reported in a Columbidae species. In relation to the high connectivity found through genetic analyses, we initiated a satellite tracking study to investigate both regional and local movements of the WCPi. However, some technical and environmental issues prematurely stopped the acquisition of location data. Finally, we documented a high prevalence and diversity of haemosporidian, malarial blood parasite, within five island populations of WCPi, including the discovery of six new lineages of Haemoproteus, Parahaemoproteus and Plasmodium. Our findings are encouraging, in revealing high genetic diversity, meaning that the two species are not the most endangered columbid species in the Caribbean region. However, given their known exposure to several significant threats, the development of a regional management plan for both of them is highly recommended. Besides, important gaps in knowledge have still to be filled to improve the conservation and the management of the WCPi and SNPi, as is true of many other Caribbean bird species of patrimonial interest.