Professeur

Département : Département de biologie, chimie et géographie

Campus : Campus de Rimouski

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Téléphone : 418 723-1986, poste 1971

Téléphone sans frais : 1 800 511-3382, poste 1971

Bureau : B-016

Domaines de recherche :
  • Biologie
  • Écologie hivernale
  • Écophysiologie
  • Énergétique
  • Reproduction

Recherches et expertises

Formation

  • Ph. D. Simon Fraser University (2004)
  • M.Sc. Université de Sherbrooke (1998)
  • B.Sc. Université du Québec à Rimouski (1995)

Étudiants recherchés

Plusieurs projets de recherches sont disponibles pour les étudiants qui désirent entreprendre des études à la maîtrise ou au doctorat. Certains projets sont déjà ciblés, mais je suis toujours intéressé par les bonnes idées en lien avec les intérêts de mon programme.

Projets de recherche en cours et subventions

Les recherches du laboratoire d’écophysiologie sont à l'interface entre la biologie adaptative, la physiologie et l'écologie. Elles s'inspirent des défis énergétiques que les oiseaux doivent relever pour faire face aux contraintes imposées par leur environnement, particulièrement les environnements froids.

Les projets portent sur plusieurs thématiques :

Écologie hivernale, performance individuelle et cycles saisonniers chez les oiseaux forestiers résidents.

Ces projets forment la branche la plus active de nos recherches. Les oiseaux non migrateurs qui passent l’hiver au Québec doivent affronter les rigueurs de la saison froide. Pour ce faire, ils ont développé une panoplie d’adaptations physiologiques et comportementales. Cependant, si l’acclimatation au froid est étudiée depuis des décennies, on ne sait que peu de choses sur les compromis que doivent faire les oiseaux pour survivre aux variations rapides de l’environnement hivernal. Par exemple, comment répondent-ils aux contraintes associées à une vague de froid ou une période de redoux? Quelles sont les conséquences sur la condition des individus et est-ce que ces conséquences ont des effets à long terme? Est-ce qu’elles ont un impact sur la survie et sur le succès de reproduction? Est-ce que certains individus adoptent des stratégies qui améliorent leur valeur sélective (fitness). Le réchauffement global est accompagné d’une augmentation de la fréquence et de l’amplitude des perturbations climatiques hivernales. Un objectif majeur de ces recherches est donc de déterminer les limites de la capacité d’adaptation des oiseaux aux changements climatiques.

Les recherches ont débuté à l’hiver 2009-2010 et ont lieu à la forêt d’enseignement et de recherche Macpès (à 20 km de Rimouski). Le modèle d’étude principal est la mésange à tête noire (Poecile atricapillus) mais nous nous intéressons également à la sittelle à poitrine rousse (Sitta canadensis) et à la mésange à tête brune (Poecile hudsonicus). Cette dernière a d’ailleurs subi un fort déclin dans les dernières décennies. De par leur petite taille qui décuple les coûts de thermorégulation, ces espèces sont d’excellents modèles pour ce type d’étude. Nous suivons ainsi une population d’environ 400 mésanges marquées de bagues de couleur. Ce système permet un suivi individuel tout au long de l’année au moyen d’observations sur le terrain et de recaptures. Nous suivons aussi le succès de reproduction d’une partie de ces oiseaux à l’aide de nichoirs. La forêt Macpès compte effectivement plus de 1100 nichoirs! Comme les sites de nidification naturels (arbres morts, chicots) ne manquent pas, cette quantité de nichoirs est nécessaire pour suivre suffisamment de couples nicheurs pour nos études.

Études expérimentales des mécanismes d'adaptation aux variations climatiques et conséquences des contraintes hivernales sur la physiologie des oiseaux. 

Le laboratoire d’écophysiologie est doté d’une animalerie pour oiseaux avec chambres climatiques et volières extérieures à l’UQAR. Ces infrastructures nous permettent d’étudier, en conditions contrôlées ou semi-naturelles, plusieurs mécanismes permettant aux oiseaux de s’ajuster aux contraintes énergétiques associées à l’environnement (p.ex., régulation hormonale de la production de chaleur, changements morphologiques et comportementaux, nutrition). Ces infrastructures nous permettent également d'étudier la capacité des oiseaux à s'acclimater aux perturbations climatiques résultant du réchauffement global. En utilisant des modèles domestiques se reproduisant en captivité, nous pouvons également étudier les effets intersaisonniers issus de contraintes spécifiques (e.g. effet de l’environnement froid sur le succès de reproduction ultérieur).

Cycles saisonniers, migration et flexibilité phénotypique chez les oiseaux de rivage.

D’un point de vue physiologique, les oiseaux limicoles migrateurs sont extraordinaires. Leur mode de vie requiert en effet une grande flexibilité. Par exemple, plusieurs espèces parcourent des milliers de km, parfois sans escale, chaque année lors de la migration entre leurs aires d’hivernage et leurs aires de reproduction. À ces migrations sont associées des transformations physiologiques spectaculaires, comme l’atrophie des organes internes et l’hypertrophie spontanée des muscles pectoraux avant l’envol. Certaines espèces se spécialisent sur une diète de bivalves en hiver et ont la capacité de doubler la taille de leur système digestif en quelques jours selon la quantité de coquilles ingérée. Au cours des dernières années, en collaboration avec les Dr. T. Piersma (Université de Groningen, Pays-Bas) et R.I.G. Morrison (Environnement Canada), je me suis particulièrement intéressé à l’acclimatation au froid, aux stratégies de gestion de l’énergie, aux compromis phénotypiques ainsi qu’à la récupération postmigratoire chez les limicoles migrateurs comme le bécasseau maubèche (Calidris canutus). Ces travaux sont maintenant complétés. Cependant de nouveaux projets viendront certainement s’ajouter dans le futur.

Coûts énergétiques de la reproduction et effets sur les stratégies de gestion de l’énergie.

Chez les oiseaux nidicoles, la reproduction est souvent considérée comme la période de l’année la plus coûteuse en énergie. En effet, hors de la période de reproduction, les oiseaux ont des organes reproducteurs atrophiés. Ils doivent ainsi les reconstruire à chaque cycle annuel. Cependant si la reproduction est très étudiée, pour des raisons pratiques la majorité des études portent sur la période de nourrissage des jeunes. Les coûts énergétiques associés au développement des organes reproducteurs, et particulièrement à la formation des œufs chez les femelles, apparaissent bien avant le pic d’abondance de ressources alimentaires, mais restent toutefois assez peu connus. Nous avons entrepris de mesurer empiriquement ces coûts en prenant l’étourneau sansonnet (Sturnus vulgaris) et le diamant mandarin (Taeniopygia guttata) pour modèles. Ces travaux ont démontré que les femelles subissent une augmentation de taux métabolique de 22-27% pendant la production des œufs. Ces dépenses additionnelles seraient le résultat du développement et du fonctionnement des organes reproducteurs (principalement l’oviducte). Si ces coûts restent faibles relativement aux dépenses énergétiques totales des oiseaux en liberté, ils sont suffisamment élevés pour que les femelles compensent en réduisant leur activité par plus de 40%! Bien que ces travaux soient complétés, de nouvelles études en conditions naturelles et expérimentales sont prévues à l’UQAR.

Équipement

Le laboratoire d’écophysiologie dispose de plusieurs instruments et infrastructures pour l’étude des oiseaux en milieu naturel et en environnement contrôlé.
  • Animalerie pour oiseaux à l’UQAR :
  • Chambres climatiques à température (-25°C à +30°C) et à photopériode contrôlées;
  • Volière extérieure à quatre enclos;
  • Laboratoire de respirométrie.
Laboratoire à l’UQAR :
  • Spectrofluorimètre à plaque;
  • Appareils d’analyse diagnostique (hormones, métabolites sanguins, électrolytes);
  • Bombe calorimétrique;
  • Échographe portable (pour la mesure non invasive d’organes internes);
  • Appareil Soxhlet.
Forêt Macpès 
  • Pavillon de recherche avec laboratoire et hébergement;
  • 25 sites de captures répartis dans la forêt;
  • 1100 nichoirs;
  • Équipement de respirométrie de terrain;
  • Matériel de télémétrie pour suivi de la température corporelle sur le terrain;
  • Trois stations météorologiques enregistrant données en continu;
  • Motoneiges et VTTs.

Supervision d'étudiants de cycles supérieurs

Postdoctorat

  • Quinn Fletcher. Des nids chez vous. Projet de science citoyenne.

Doctorat

  • Audrey Le Pogam. Adaptations physiologiques aux conditions hivernales chez le plectrophane des neiges.
  • Fanny Hallot. Flexiblité phénotypique en réponse aux fluctuations climatiques chez les oiseaux.
  • Magali Petit.  Effet des fluctuations climatiques hivernales sur la performance métabolique, la condition physiologique et la survie de la mésange à tête noire.
  • Myriam Milbergue. Régulation endocrine de la performance métabolique hivernale chez les oiseaux résidents.

Maîtrise

  • Lyette Regimbald. Effet des variations thermiques sur la condition immunitaire et le stress oxydatif chez les oiseaux.
  • Marie-Pier Laplante. Distribution géographique et gestion des réserves énergétiques chez le plectrophane des neiges en hiver.
  • Karine Dubois. Flexibilité phénotypique et acclimatation thermique chez trois espèces de passeraux nord-américains.
  • Lewden, Agnès (complété).  Environnement social et capacité d’acclimatation au froid chez la mésange à tête noire.
  • Mandin, Clément (Complété).  Fluctuations climatiques hivernales et variations journalières de condition physiologique mesurées par marqueurs sanguins chez la mésange à tête noire.

Collaborations en cours ou récentes

  • Isabelle Devost (étudiante MSc Université d'Ottawa). Évaluation de la condition par profils sanguins chez la mésange à tête noire. Inovation en période de contraintes chez mésange à tête noire.
  • Pascal Royer-Bouttin (étudiant MSc UQAR). Validation de l'échographie comme méthode de mesures non invasive de la taille des muscles chez les oiseaux de petite taille.
  • Pierre Legagneux (postdoctorat UQAR). Projet de science citoyenne, Des nids chez-vous.
  • Pablo Cortes (étudiant PhD Universidad Austral de Chile). Variation intraindividuelle et intersaisonnière de performance métabolique hivernale chez les oiseaux résidents.
  • Sabrina Clavijo B. (étudiante PhD Pontificia Universidad Católica de Chile). Origine de l'endothermie: tests d'hypothèses à partir d'observations chez les oiseaux résidents.
  • Grisel Cavieres (étudiante PhD Universidad de Chile). Performance métabolique hivernale et conductance thermique chez la mésange à tête noire et la mésange à tête brune.

Autres activités

À venir

Expérience professionnelle

À venir

Affiliations

À venir