In situ quantification of brown trout movements
Quantification in situ des mouvements de truite fario
Résumé
Movements are a crucial aspect of ecology and evolution, as they determine population and community dynamics. Threats to these dynamics because of human perturbations are therefore a major concern for conservation. In this thesis, I studied movements in the Brown trout (Salmo trutta) in the context of stocking, i.e. the supplementation of wild populations with captive-bred strains from both, native and exogenous origin. For this purpose, I first developed a new genetic tool useful for detecting genetic structure in the brown trout, as well as hybridization with captive-bred strains, exhibiting high genotyping success and enabling to successfully identify patterns of isolation-by-distance. This tool was shown cost effective, and especially, should be useful for many population genetics studies on this species across its range. Then, I developed novel assignment approaches combining genetic data and stable isotopes, to study movements at the spatial scale of a river basin, which is of interest for applied matters such as management. This approach, based on machine learning, revealed high accuracy and power to discriminate and assign individuals to their population of origin. Further, I described the genetic effects of captive breeding on patterns of genetic diversity and differentiation, and found that captive-bred genotypes increased diversity and differentiation, and that expected natural patterns could be reversed in the case of higher frequency of captive-bred genotypes occurring at the level of populations. Then, I demonstrated that admixture between wild individuals and those carrying captive-bred ancestry affected dispersal patterns, that the two strains displayed different movement patterns in terms of propensity, distances, and direction, and that admixture between strains considerably reduced dispersal. Finally, I aimed at better understanding how individual, environmental and landscape related factors influence movements in natural populations; here I found that some determinants were universal across rivers, with larger individuals being more prone to movement for instance, or sites that are directly connected by the water flow, and those that are similar in terms of elevation and stream order exchanged more migrants. One the other hand, other drivers were context dependent, for instance the relations between movement patterns and position within riverscapes and habitat availability depended on the river basin considered. This thesis contributed to improve methods for studying movements, and to identify factors underlying patterns of movements at the scale of the river basin. The implications of my thesis are thus both fundamental and applied as a better understanding of movement patterns in the context of human perturbations is crucial for management and conservation.
Les mouvements sont un aspect crucial de l'écologie et de l'évolution, car ils déterminent la dynamique des populations et des communautés. Les menaces anthropiques pesant sur ces dynamiques sont donc une préoccupation majeure pour la conservation. Dans cette thèse, j'ai étudié les mouvements de la truite commune (Salmo trutta) dans le contexte des rempoissonnements, c'est-à-dire la supplémentation des populations sauvages à partir de souches d'élevage locales et exogènes. À cette fin, j'ai d'abord développé un nouvel outil génétique utile pour détecter la structure génétique chez la truite commune et l'hybridation avec des souches élevées en captivité. Cet outil a permis un grand succès de génotypage et a permis d'identifier les patrons d'isolement par la distance. Son intérêt réside dans sa facilité de mise en œuvre, et son universalité potentielle pour la génétique des populations de cette espèce dans son aire de répartition. J'ai ensuite développé de nouvelles méthodes d'assignation combinant des données génétiques et isotopiques, afin d'étudier les mouvements à l'échelle spatiale d'un bassin hydrographique, ce qui présente un intérêt pour des questions appliquées telles que la gestion. Cette approche, basée sur le machine learning, a révélé une grande précision et un fort pouvoir discriminant pour assigner des individus à leur population d'origine. J'ai aussi décrit les effets des rempoissonnements sur les patrons de diversité et de différenciation génétiques et constaté que les rempoissonnements ont pour effet d'augmenter la diversité et la différenciation, et que les patrons naturels attendus pouvaient être inversés dans le cas de cette pratique. Ensuite, l'hybridation entre souches sauvages et d'élevage affecte les patrons de dispersion, révélant que les deux souches diffèrent en termes de propension, de distances et de direction dans leurs dispersion, alors que les hybrides présentent des patrons de dispersion moins prononcés. Enfin, j'ai cherché à mieux comprendre l'influence des facteurs individuels, environnementaux et paysagers sur les mouvements des populations naturelles; ici, j'ai trouvé que certains déterminants étaient universels d'un bassin versant à l'autre, par exemple le fait que les gros individus étant plus enclins à se déplacer, ou encore que les sites directement reliés par le flux d'eau, et ceux ayant des similitudes en termes d'altitude et de type de cours d'eau échangeaient plus de migrant que les autres. D'autre part, d'autres facteurs dépendaient du contexte, par exemple, les relations entre patrons de mouvements et position dans les paysages fluviaux et la disponibilité de l'habitat varient entre les rivières. Cette thèse a contribué à améliorer les méthodes d'étude des mouvements et à identifier les facteurs sous-jacents aux patrons de mouvements à l'échelle du bassin hydrographique. Les implications de ma thèse sont donc à la fois fondamentales et appliquées, car une meilleure compréhension des patrons de mouvement dans le contexte de perturbations humaines est cruciale pour la gestion et la conservation.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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