Le Projet Marmotte Alpine

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Changement climatique

Les changements climatiques actuels se manifestent par une augmentation des températures moyennes et une augmentation des accidents climatiques (événements extrêmes: tempêtes, inondations…). Ces modifications affectent d’ores et déjà le fonctionnement de nombreux écosystèmes. Cela se traduit par des changements dans la distribution, les effectifs et les performances de nombreuses populations végétales et animales. Comprendre ces modifications et les changements qui en découlent est indispensable dans l’optique de prédire ce qu’il adviendra des populations animales face au changement climatique. Des modifications de certains traits phénotypiques ainsi que de la phénologie (séquence temporelle  des événements du cycle de la vie)  en réponse au changements climatique ont d’ores et déjà été observées chez de nombreuses espèces végétales et animales. Par exemple, en réponse à des printemps précoces, la date “moyenne” de ponte des mésanges charbonnières (Parus major) est 14 jours plus tôt qu’il y a 47 ans. En 2007, les premiers œufs de rosalies des Alpes (Rosalia alpina L.) ont éclos fin mai, soit un mois plus tôt que les autres années. Les premiers hannetons qui éclosaient avant en mai et juin apparaissent maintenant en avril. Néanmoins de tels suivis mettant en évidence l’impact des changements climatiques restent rares chez les mammifères (16.4% chez les mammifères contre 41.7% chez les oiseaux) et quasi inexistants en milieu alpin.

Une première étude conduite chez la marmotte à ventre jaune (Marmota flaviventris), une espèce de marmotte vivant en Amérique du Nord, a démontré qu’en réponse aux variations environnementales, ces marmottes ont ajustées leur période d’hibernation et de reproduction. Ces modifications de leur phénologie ont conduit à une saison d’activité et donc d’engraissement plus longue. Cet allongement de la période d’activité  favorise à la fois la survie et la reproduction de ces marmottes, entraînant un accroissement de la population. Au contraire, chez la marmotte alpine nous avons montré que l’épaisseur moyenne de neige isolant le terrier du froid pendant l’hiver a progressivement diminué depuis les années 90. Les marmottes alpines, et en particulier les femelles passent donc des hivers de plus en plus rigoureux puisque la température à l’intérieur du terrier est plus basse. Il est probable que ces dernières dépensent plus d’énergie pour maintenir leur température corporelle suffisamment élevée pour survivre pendant l’hiver. Face à ces modifications climatiques, les femelles sortent donc d’hibernation avec un poids de plus en plus faible et produisent en conséquence des portées de plus en plus petites au printemps. Ce phénomène pourrait à terme faire fortement diminuer la taille de notre population de marmottes alpines. Il ressort de ces deux cas d’études qu’établir des prédictions robustes quant aux conséquences du changement climatique sur la biodiversité demande une connaissance très pointue des effets du climat sur la biologie et la démographie de chaque espèce. Par exemple, ces deux espèces évoluent dans des milieux différents, la marmotte américaine étant avantagée par une épaisseur de neige en hiver en moyenne quatre fois supérieure à ce que l’on trouve sur notre site d’étude. De plus, ces deux espèces diffèrent notamment au niveau du métabolisme de l’hibernation, dont le bilan est bien meilleur chez la marmotte américaine.

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Comprendre les réponses des organismes aux perturbations environnementales afin de mettre en place des actions de gestion de la biodiversité est un défi majeur en Écologie et répond à un besoin sociétal pressant. A l’heure actuelle, l’impact des changements climatiques est majoritairement étudié par des approches corrélatives entre séries temporelles biologiques et climatiques déterminant comment les traits phénotypiques et la valeur sélective (reproduction, survie) des individus se modifient en réponse aux variations de l’environnement. Toutefois, si nous voulons prédire la réponse des populations au changement climatique à venir, nous avons besoin de savoir non seulement comment les traits phénotypique et la valeur sélective des individus se modifient en réponse aux changements climatique, mais également pourquoi. En d’autres termes, il est désormais capital d’identifier les mécanismes sous-jacents permettant d’expliquer la relation entre contraintes environnementales et changements biologiques observés.

Dans cette optique, nous cherchons à comprendre (i) Comment les changements climatiques affectent la dynamique des populations, et si les changements observés sont dus à des changements dans la structure de la population et plus particulièrement de la structure familiale (i.e effectif, sexe, âge, nombre d’auxiliaires) ? (ii) Quels sont les mécanismes physiologiques et comportementaux à l’échelle individuelle qui permettent d’expliquer les changements observés à l’échelle populationnelle ? (iii) Quels sont les processus évolutifs impliqués dans la réponse des espèces aux changements climatiques ? L’échelle de temps sur laquelle les données du Projet Marmotte Alpine ont été collectées ainsi que l’ampleur et la précision des données collectées grâce au Projet Marmotte Alpine, nous donne une formidable opportunité de répondre à ces questions.

Nous utiliserons ensuite ces informations, ainsi que les différents scénarios proposés de changements climatiques, afin d’explorer l’impact probable des changements climatiques à venir sur cette population de marmottes alpines, et prédire l’avenir de l’ensemble des populations de marmottes de l’arc alpin. Nous pourrons ainsi répondre, de manière formelle, à la question de l’impact des changements climatiques sur l’avenir de la Marmotte alpine et ainsi définir des plans de gestion et de conservation appropriés pour le maintien de la biodiversité alpine. Les connaissances fondamentales acquises  grâce à notre projet pourront également être mis à profit afin de protéger efficacement d’autres espèces de marmottes en danger critique d’extinction telles que Marmota marmota latirostis ou encore Marmota vancouverensis.