Lumière sur le plectrophane des neiges

Le petit passereau qui nous fait voir grand !

Laboratoire d’écophysiologie aviaire

Le professeur en biologie François Vézina et son équipe s’intéressent depuis 2008 aux ajustements phénotypiques réversibles permettant aux espèces aviaires de faire face aux contraintes environnementales. Leurs recherches portent plus particulièrement sur les mécanismes physiologiques mis en place par les oiseaux en réponse aux défis énergétiques auxquels ils sont confrontés lors des étapes critiques de leur cycle de vie comme la migration, la reproduction, ou encore la vie en milieu froid. Actuellement, plusieurs espèces sont étudiées comme la mésange à tête noire, la mésange à tête brune, le plectrophane de neiges, le tarin des pins, le bécasseau maubèche ou encore le tournepierre à collier. Les projets se déroulent autant dans la région de Rimouski, dans l’Est du Canada que dans le Haut Arctique à ~817km du pôle Nord.
Lumière sur une des espèces étudiées par l’équipe du professeur Vézina, le plectrophane des neiges. Etudié depuis 2013, ce passereau qui se reproduit en Arctique est un spécialiste des conditions froides. Cependant, le réchauffement de l’Arctique pourrait avoir des répercussions directes sur la physiologie et la survie de cet oiseau.
Source : François Vézina
François Vézina, Audrey Le Pogam et Emmanuelle Gouin sur leur site d’étude à Alert (Nunavut)

De Rimouski à Alert pour étudier ces oiseaux hors du commun

En observant des plectrophanes des neiges maintenus en volière extérieure à l’UQAR, l’équipe a remarqué que ces oiseaux étaient moins actifs par temps chaud et qu’ils haletaient parfois lors des pics de chaleur afin de se rafraîchir. Les chercheurs ont donc voulu savoir à partir de quelle température les plectrophanes commencent à surchauffer et quelles peuvent en être les conséquences.
Pour répondre à ces interrogations, des recherches ont été entreprises dès 2019 sur deux sites situés aux extrêmes géographiques de l’aire de reproduction du plectrophane des neiges, à Alert, dans le Haut-Arctique, et à East-Bay, dans le Bas-Arctique.
Aux deux sites, des oiseaux imprimés en 3D, munis d’enregistreurs de température interne ont été déployés sur le territoire de reproduction pour mesurer la température ressentie par les plectrophanes pendant le pic d’effort reproducteur. Ces données ont ensuite été combinées aux données physiologiques et comportementales obtenues sur les oiseaux à la même période.
Source : Chris Seymour
Audrey Le Pogam et Emmanuelle Gouin inspectant, à l’aide d’une caméra flexible, une cavité rocheuse dans laquelle se trouve un nid de plectrophane des neiges.
Source : Emmanuelle Gouin
Micro-station météorologique
Source : Emmanuelle Gouin
Oiseaux imprimés en 3D, munis d’enregistreurs de température interne

Des constats préoccupants

Les résultats ont confirmé les inquiétudes des chercheurs. En raison du rayonnement solaire et de la chaleur générée par l’exercice, les plectrophanes pourraient devoir ajuster leur comportement dès 12°C pour éviter la surchauffe pendant la période d’approvisionnement des oisillons. Cela pourrait se traduire par une réduction de l’activité de nourrissage ou un effort accru par temps plus frais. Ce changement comportemental pourrait avoir des répercussions sur la croissance des oisillons et, par extension, sur leur survie.

Statistiques

Source : Audrey Le Pogam
0
à 0  %
Diminution du nombre d’individus de 60 à 75 % au cours des 50 dernières années en Amérique du Nord
0
à 0  g
Poids de ce petit passereau migrateur
Se reproduit en Arctique et hiverne plus au sud (Sud de Canada et Nord des Etats-Unis)
Réchauffement de l’Arctique
0  fois plus rapide
que le reste du monde
0  km
Distance entre notre site d’étude à Alert et le pôle Nord
Source : Audrey Le Pogam
Sachin Anand et Marianne Turcotte travaillant sur un système de respirométrie permettant de mesurer le métabolisme des oiseaux.
Marianne Turcotte mesurant le métabolisme de base des plectrophanes des neiges.
Source : Audrey Le Pogam
Geneviève McHugh mesurant température corporelle d’un tarin des pins.
Source : Audrey Le Pogam
Baptiste Courtin utilisant un appareil à résonance magnétique pour mesurer la composition corporelle des oiseaux.
Source : Audrey Le Pogam
Baptiste Courtin utilisant un échographe pour mesurer l’épaisseur des muscles pectoraux des oiseaux.
Source : François Vézina
Mesures morphométriques sur un plectrophane des neiges par Emmanuelle Gouin.

L’équipe du laboratoire d’écophysiologie aviaire étudie le plectrophane des neiges, mais également d’autres passereaux et oiseaux de rivages qui ont des capacités tout aussi surprenantes. Découvrez plus spécifiquement ici leurs recherches étonnantes.

Source : Célia Sineau

Sarah Senécal

Étudiante au doctorat en biologie

Dans le cadre de mon doctorat, je m’intéresse aux mécanismes liant la condition physique au succès reproducteur et à la survie chez deux passereaux résidents, la mésange à tête noire et la mésange à tête brune. Mes recherches visent à explorer la manière dont la performance hivernale, notamment la résistance au froid et la condition individuelle, influencent la reproduction estivale, et inversement. Pour comprendre comment les contraintes saisonnières affectent la santé des oiseaux à long terme et les implications sur leur survie et leur reproduction, j’utilise des données provenant de suivis annuels obtenus en milieu naturel à la forêt d’enseignement et de recherche de Macpès et réalise des expériences en milieu contrôlé à l’UQAR. Les résultats obtenus permettront une meilleure compréhension des stratégies d’adaptation des animaux face aux différents défis écologiques.

Baptiste Courtin

Étudiant au doctorat en biologie

Mon projet de recherche vise à établir les mécanismes et contraintes associés aux stratégies de gestion des réserves énergétiques du plectrophane des neiges lors de sa migration printanière. En associant la capacité de décollage et de manœuvrabilité des oiseaux en vol à des mesures de masse lipidique et de taille des muscles, j’examine comment l’engraissement printanier influence leur capacité de fuite. Les résultats obtenus jusqu’à maintenant suggèrent que l’accumulation de lipides a un impact significatif sur leur aptitude à échapper aux prédateurs. Cela met en évidence les compromis entre les réserves énergétiques et les coûts associés au vol pour ces oiseaux migrateurs.  Les étapes à venir incluent l’étude des stratégies de gestion des réserves pendant la migration le long de la vallée du Saint-Laurent ainsi que les trajets migratoires empruntés par les plectrophanes entre Terre-Neuve et le Groenland.
Source : Audrey Le Pogam
Source : Audrey Le Pogam

Sachin Anand

Étudiant au doctorat en biologie

Mes recherches visent à déterminer si les plectrophanes des neiges sont contraints par les défis physiologiques imposés par les changements climatiques. Plus précisément, mon objectif est d’établir comment ces oiseaux, initialement adaptés au froid, réagissent face à l’augmentation des températures et notamment si leur résistance au froid les rend moins tolérants à la chaleur. Pour cela, j’étudie des individus à différentes températures afin de déterminer leur plage de tolérance thermique. Les résultats obtenus devraient me permettre de déterminer la capacité du plectrophane à s’adapter à l’augmentation des températures. Plus largement, mes recherches permettront de savoir si les adaptations aux milieux froids limitent les adaptations aux environnements chauds et inversement chez les oiseaux.

Audrey Le Pogam

Professionnelle de recherche

Au cours de mon doctorat, j’ai développé nos connaissances sur l’endurance au froid du plectrophane des neiges pendant l’hiver, la migration et la reproduction, démontrant une endurance remarquable jusqu’à -94°C. Mes recherches ont révélé que le phénotype hivernal persiste pendant la reproduction tant que la température reste inférieure à 1,5°C. Par ailleurs, même si le plectrophane est bien adapté au froid, sa tolérance à la chaleur est limitée, avec des signes de surchauffe à des températures supérieure ou égale à 20°C. Maintenant chercheuse postdoctorale, je m’intéresse aux impacts du réchauffement rapide de l’Arctique sur les espèces nordiques spécialistes du froid, tout en encadrant des étudiantes et des étudiants et coordonnant les projets de recherche menés à Alert.
Source : François Vézina
Source : Audrey Le Pogam

Emmanuelle Gouin

Étudiante à la maîtrise en biologie

Je me consacre à l’étude de l’impact du réchauffement rapide de l’Arctique sur les plectrophanes des neiges, des oiseaux migrateurs adaptés au froid. En particulier, je cherche à déterminer les conséquences de la hausse des températures lors de la période de reproduction chez ces spécialistes du froid. Pour ce faire, je me rends à l’extrême nord de leur aire de reproduction, à Alert, dans le Haut-Arctique canadien. Là-bas, je mesure comment la chaleur influe sur la température corporelle des oiseaux, et comment cela se répercute sur leur capacité à élever leurs petits. Ma recherche permettra d’établir comment la hausse rapide des températures Arctiques peuvent affecter la survie des populations de plectrophane des neiges.

Marguerite Duchesne

Étudiante à la maîtrise en biologie

Mon projet de recherche porte sur l’influence de l’isolation du plumage des oiseaux forestiers résidents sur leur capacité à rester au chaud en hiver et à se reproduire en été. La majorité des oiseaux de petite taille ne changent de plumage qu’une fois par an, à l’automne. Une bonne isolation en hiver est un atout, mais pourrait s’avérer problématique en été puisque la reproduction est une période très exigeante pour les parents qui peuvent faire des centaines d’aller-retour au nid en une journée pour nourrir leurs jeunes, ce qui produit beaucoup de chaleur. Il y a donc un paradoxe au niveau de l’isolation thermique. Mon objectif est de comparer l’isolation thermique en hiver et en été chez mésange à tête noire et déterminer comment cette dernière influence la performance en hiver et lors de la reproduction. Ces résultats permettront de fournir des informations précieuses sur la capacité d’adaptation de nos oiseaux résidents face aux changements saisonniers.
Source : Rachel Demers
Source : Inès Fache

Inès Fache

Étudiante au doctorat en biologie

Ma thèse vise à étudier le changement climatique et l’intensification de l’agriculture comme étant des causes possibles du déclin du plectrophane des neiges en Amérique du Nord. Pour cela je travaille sur des oiseaux sauvages et captifs à l’UQAR et j’utilise des données qui recensent chaque année le nombre d’individus présents en hiver. Durant cette saison, le plectrophane se nourrit de graines et dépend de l’agriculture pour s’alimenter. Avec l’arrivée de nouvelles cultures, je souhaite déterminer si les plectrophanes se nourrissent de ces grains, pour ensuite en étudier l’effet sur leur condition, leur capacité à résister au froid et à constituer leurs réserves de gras.

Geneviève McHugh

Étudiante à la maîtrise en biologie

Pour survivre en milieu froid, les passereaux ont besoin d’une physiologie flexible pour s’ajuster rapidement aux aléas de l’environnement, ce qui permet d’éviter de se retrouver avec un budget énergétique déséquilibré. Mon projet utilise le tarin des pins comme modèle et vise à établir les mécanismes qui permettent à ces oiseaux de s’ajuster rapidement à une baisse soudaine de la température. L’idée est que pour maintenir leur budget énergétique équilibré, ces oiseaux doivent opter soit pour une réduction leur consommation, en ajustant à la baise leur métabolisme, soit pour une augmentation de leur gain d’énergie en améliorant leur digestion. Cette étude amènera de nouvelles connaissances sur les adaptations des oiseaux qui font face, comme nous, à des vagues de froid chaque hiver.
Source : Audrey Le Pogam
Source : Étienne Lampron

Marianne Turcotte

Étudiante à la maîtrise en biologie

Les plectrophanes des neiges, passereaux migrateurs, passent l’hiver dans des régions tempérées mais certains hivernent plus proches de leurs zones de reproduction arctiques, soit plus au nord. Passer l’hiver plus près de leur site de reproduction semble octroyer un avantage pour la reproduction, mais qu’en est-il des coûts ? Mon étude compare différents aspects physiologiques de ces oiseaux dans l’Est de l’Amérique du Nord selon la région où ils hivernent. Les résultats suggèrent que ceux hivernant davantage au nord paient un coût physiologique plus élevé, se traduisant notamment en des quantités de lipides et des coûts de maintenance plus importants.

Équipe de recherche

François Vézina

Professeur en biologie