Déterminants de l’hétérogénéité spatio-temporelle des agents pathogènes dans des populations d’ongulés sauvages : exemple du chevreuil et de ses parasites - Université de Lyon
Theses Year : 2023

Determinants of spatio-temporal heterogeneity of pathogens in wild ungulate populations : the case of roe deer and their parasites

Déterminants de l’hétérogénéité spatio-temporelle des agents pathogènes dans des populations d’ongulés sauvages : exemple du chevreuil et de ses parasites

Abstract

Our world is currently experiencing sudden and significant global disturbances, such as climate change and the modification of natural habitats, which could cause the emergence and spread of pathogens. Host-parasite systems, included in a specific environment, are directly impacted by these changes through multiple factors that can influence host-parasite associations: climatic conditions, habitat structure, diet, behavioral traits, host sociality, population density (hosts and parasites), virulence of the parasite, host immunocompetence, body condition. In wildlife, parasitic infestations are likely to have significant effects on survival, reproduction or host population dynamics, which can be problematic for species management. Therefore, understanding environment-host-parasite relationships requires better identification of the different parameters influencing the prevalence and abundance of parasites, and in particular those at the origin of the heterogeneity of infestations in wild populations. Taking the example of the roe deer (Capreolus capreolus), a wild ungulate host to several parasites, we studied at different spatial and temporal scales the influence of phenotypic attributes and environmental factors on the heterogeneity of parasitic infestation, and in particular the effect of habitat which, unlike intrinsic factors, has not often been the subject of studies in a natural environment.During my thesis, I was firstly interested by the role of a potential animal health indicators that had previously been little studied in wildlife, mineral elements. Indeed, the latter have an essential role in an individual's immunity and inadequate concentrations in the body can lead to the appearance of diseases, in particular parasitic infections. We first constituted a basis for reference values of the mineral elements concentrations in different natural populations of roe deer, then we studied their relationship with parasite burdens and immune parameters of individuals. The results indicate that overall, concentrations of several essential trace elements are positively related to the burden of all internal parasites studied and to certain immune parameters such as globulins and basophils. Then, I oriented my thesis work towards studies at the intra-population scale, in order to better understand the temporal and spatial variability of parasitic infestation within a population, taking into account intrinsic and extrinsic factors. My results confirm the effect of factors such as age, sex, body mass on the parasite burden of individuals, and highlight the importance of the temporal and spatial scales in parasitic infestations. Indeed, these infestations can vary greatly between years, in particular following an extreme climatic event such as a storm which can considerably modify the habitat in which the host-parasite system evolves. On the other hand, the spatial structure of parasitic risk is different depending on the quality of the habitat (type of vegetation, availability and quality of food resources) in which roe deer live. Understanding the heterogeneity of parasitic infestation therefore requires adopting an integrative vision at all scales of environment-host-parasite relationships.
Notre monde connaît actuellement des changements globaux brusques et importants, comme le dérèglement climatique et les modifications des habitats naturels, enclins à provoquer l’émergence et la propagation d’agents pathogènes. Les systèmes hôte-parasite, qui intègrent une composante environnementale, sont directement impactés par ces changements, par le biais de multiples facteurs influençant les associations hôte-parasite : conditions climatiques, structure de l’habitat, régime alimentaire, traits comportementaux, socialité de l'hôte, densité de population (hôtes et parasites), virulence du parasite, immunocompétence de l'hôte, condition corporelle. Dans la faune sauvage, les infestations parasitaires sont susceptibles d’avoir des effets importants sur la survie, la reproduction ou encore la dynamique de population des hôtes, ce qui peut générer des interrogations pour la gestion des espèces. Par conséquent, comprendre les relations environnement-hôte-parasite nécessite de mieux identifier les différents paramètres influençant la prévalence et l’abondance des parasites, et notamment ceux à l’origine de l’hétérogénéité d’infestation dans les populations d’animaux sauvages. En prenant l’exemple du chevreuil (Capreolus capreolus), un ongulé sauvage hôte de plusieurs parasites, nous avons étudié à différentes échelles spatiales et temporelles, l’influence des attributs phénotypiques et des facteurs environnementaux sur l’hétérogénéité d’infestation parasitaire, et notamment l’effet de l’habitat qui, contrairement aux facteurs intrinsèques, n’a pas fait souvent l’objet d’études approfondies en milieu naturel.Au cours de ma thèse, je me suis intéressée au rôle de potentiels indicateurs de santé animale jusqu’alors peu étudiés dans la faune sauvage, les éléments minéraux. En effet, ces derniers ont un rôle essentiel sur l’immunité d’un individu et des concentrations inadéquates dans l’organisme peuvent conduire à l’apparition de maladies, notamment des infections parasitaires. Après avoir décrit les concentrations observées en éléments minéraux dans différentes populations naturelles de chevreuils pour constituer une base de valeurs de référence, j’ai étudié leur relation avec les charges parasitaires et les paramètres immunitaires des individus. Les résultats indiquent que globalement, des concentrations de plusieurs oligo-éléments essentiels sont positivement reliées à la charge de tous les parasites internes étudiés et à certains paramètres immunitaires comme les globulines et les basophiles. Ensuite, j’ai orienté mes travaux de thèse vers des études à l’échelle intra-populationnelle, afin de mieux comprendre la variabilité temporelle et spatiale de l’infestation parasitaire, en prenant en compte des facteurs intrinsèques et extrinsèques. Mes résultats confirment l’effet de facteurs intrinsèques comme l’âge, le sexe, la masse corporelle sur la charge parasitaire des individus, et met en avant l’importance des échelles temporelles et spatiales pour lesquelles nous avons étudié les infestations parasitaires. En effet, il en résulte tout d’abord que ces infestations peuvent fortement varier d’année en année, notamment à la suite d’un évènement climatique extrême tel qu’une tempête qui a modifiée considérablement l’habitat dans lequel évolue le système hôte-parasite. D’autre part, il est constaté qu’une structure spatiale du risque parasitaire est différente selon la qualité de l’habitat (type de végétation, disponibilité et qualité des ressources alimentaires) dans lequel vivent les chevreuils. Comprendre l’hétérogénéité d’infestation parasitaire nécessite donc d’adopter une vision intégrative à toutes les échelles des relations environnement-hôte-parasite.
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Cite

Léa Bariod. Déterminants de l’hétérogénéité spatio-temporelle des agents pathogènes dans des populations d’ongulés sauvages : exemple du chevreuil et de ses parasites. Biodiversité et Ecologie. Université Claude Bernard - Lyon I, 2023. Français. ⟨NNT : 2023LYO10317⟩. ⟨tel-04785347v2⟩
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