Cours 8 et 9 Flashcards
Homéothermie
Doivent produire leur propre température corporelle
Les oiseaux ont un métabolisme…
élevé
Vrai ou Faux: Les oiseaux ont de grandes dépenses énergétique.
Vrai
Comment les oiseaux font-ils pour fournir l’énergie nécéssaire à leur métabolisme?
Par leur alimentation
Nutriments utilisés par les oiseaux
glucides, protéines et lipides
38 nutriments essentiels, comme chez les mammifères
Les besoins nutritionnels des oiseaux sont définis par …
La quantité minimale.
Permet de conserver la masse corporelle.
La quantité de nourriture qui doit être consommée dépend…
des besoins énergétiques quotidiens et de la valeur nutritive des aliments
Comment peut-on estimer les besoins énergétiques des oiseaux?
En laboratoire en connaissant la teneur des aliments (et la quantité) et la composition chimique des fiantes;
En mesurant la chaleur produite, la consommation d’oxygène, et/ou le CO2 dégagé
Les besoins énergétiques des oiseaux varient selon
Selon le stade de développement, cycle annuel, taille (masse) de l’oiseau
Relation allométrique qui permet en retour de prédire le métabolisme et les besoins nutritionnels d’un oiseau
Vrai ou Faux: Les besoins énergétiques des oiseaux peuvent être nulle
Faux. En raison du métabolisme de base (métabolisme basal)
Un métabolisme élevé est caractéristique de quels milieux?
Milieux froids ou chauds
Vrai ou Faux: Les oiseaux peuvent transpirer.
Faux. Ils doivent prendre recours à divers méthodes afin de réguler leur chaleur corporelle, tel que la fréquentation de micro climats.
Vrai ou Faux: Les plus petits oiseaux ont des besoins plus grands par unités de masse que les plus gros.
Vrai. Ils ont un métabolisme élevé.
Vrai ou Faux: Les oiseaux ont des besoins plus grands que les mammifères.
Vrai. Ils ont un métabolisme élevé.
Besoin de protéines chez les oiseaux.
Neuf acides aminés (acides aminés essentiels) provenant de la nourriture.
Dépendent de la taille, mais aussi du régime alimentaire…
Les oiseaux frugivores (ou herbivores) ont des besoins moins grands = réponse évolutive à la faible
concentration dans leurs aliments.
Demande la plus grande pendant la croissance… diminue avec l’âge, remonte lors de la ponte.
Le régime alimentaire des oiseaux est très fortement lié…
Donner un exemple.
À la capacité de digestions de ses aliments (présence ou absence de certaines enzymes favorisent la digestion de certains aliments).
Absence de cellulase et demande énergétique élevée = peu d’oiseaux se nourrissent du feuillage
Principales sources d’énergie chez les oiseaux.
Glucides, lipides
Acide linoléique
Lipides essentiels pour les oiseaux
Chez les oiseaux, les carences en vitamines affectent…
La croissance, le plumage, la reproduction
Source principale d’énergie pour les migrations sur de longues distances
Les lipides
Source de réserve pour la migration
Accumulation des réserves adipeuses par hyperphagie (foie et sous-cutané)
Hyperphagie
Augmentation du taux d’alimentation
Torpeur et exemple d’oiseau
Diminuer métabolisme de base pour économiser l’énergie pendant période ou alimentation pas possible
Mésange en hiver vont diminuer leur chaleur corporelle
Le calcium peut être limitant pour… On compense comment?
Les femelles; compensé par l’ingestion périodique d’aliments riches en Ca (coquilles de mollusques par exemple)
La consommation de glaise chez certains oiseaux est utile pour… Donner un exemple?
Carence en Sodium
Neutralisation de l’alcalinité
Organes du système digestif
Langue Œsophage Jabot Proventricule Gésier Foie Pancréas Petit intestin Caeca pyloriques Gros intestin Cloaque
Vrai ou Faux: Action de l’oesophage peut contribuer à la production de vocalisation chez les oiseaux
Vrai.
Rôle du jabot
Certains y entreposent des aliments (grains surtout), fermentation chez l’hoazin
Rôle du proventricule
Digestion chimique… développé chez les piscivores et oiseaux de proie. S’effectue très rapidement (qlqs heures)
Rôle du gésier
Digestion mécanique (certains ingèrent des cailloux), remplace les dents
Adaptations liées au régime
Vrai ou Faux: Les caeca sont très développé chez les oiseaux herbivores
Vrai.
La présence de caeca bien développer chez les herbivores permettent…
La fermentation microbienne de la cellulose.
Pourquoi les oiseaux mangent-ils des fruits malgré le fait que ces derniers ne sont pas très nutritifs?
Les fruits ne sont pas si nutritifs = sucres et lipides simples, peu de protéines
Faciles à se procurer, certains les mangent à l’année, d’autres changent leur régime pour les incorporer
Choisissent en fonction du contenu nutritionnel (lipides vs. glucides) et de la vitesse de digestion
Les oiseaux ne digèrent pas tous les mêmes sucres, le sucrose par exemple (étourneau vs. colibri)
Quels sont les contraintes et les adaptations à l’herbivorie chez les oiseaux?
Cellulase absente
Adaptations nécessaires du tube chez les mammifères herbivores pour abriter les micro-organismes …
Long processus de fermentation vs. métabolisme élevé ( en général, les oiseaux veulent consommer et assimiler leur nourriture le plus rapidement possible)
Malgré leur petite taille relative et leur métabolisme élevé, il y a des oiseaux herbivores… (hoazin, partie antérieure),
Oies et autres, retiennent la matière la plus digeste
Souvent ne volent pas beaucoup
Comment un oiseau exploite-t-il les ressources disponibles lorsqu’elles sont suffisamment nutritives et abondantes ?
Selon une réponse fonctionnelle en fonction du taux de consommation (en Y) et de la disponibilité environnemental de ressources nutritives spécifiques (en X):
3 modèles proposés:
A: La consommation augmente de façon linéaire avec la disponibilité (consommateur passif = rare)
B: Plus typique… la consommation augmente rapidement avec la disponibilité des proies
C: Sigmoïde… Exploitation rare d’une ressource peu abondante… définition de l’image de recherche
Figure à la page 15 cours 7
D’une façon générale, le temps consacré à la quête de nourriture double….
lorsque les gains énergétiques diminuent de moitié (ressource ou qualité des ressources moins abondante)
En terme de quête de nourriture, 90% du temps…
Nourriture rare, métabolisme élevé, journées courtes (hiver)
En terme de quête de nourriture, 10% du temps..
Oiseaux tropicaux frugivores
De courtes périodes consacrées à l’alimentation permettent…
Se cacher, Sélection d’un microclimat, Hiérarchie de dominance, Parade, Soins parentaux
Les gains énergétiques sont…
Optimisés (sculptés par sélection naturelle selon approche coûts-bénéfices)
Les oiseaux veulent réduire le temps de recherche et maximiser les gains.
Stratégies optimales de quête de nourriture (Optimal foraging theory)
Les oiseaux doivent faire des choix…
Où manger? Quel chemin prendre? Combien de temps demeurer au même endroit? Quels aliments poursuivre ou éviter? Joindre un groupe? Comment éviter la prédation?
La sélection naturelle favorise les individus qui performent le mieux, ce qui se traduit par une survie accrue et une descendance plus nombreuse.
La base des comportements de quête de nourriture… dans le contexte, on développe des modèles pour décrire les décisions prises, les modèles sont testés par des observations et des expériences:
A). P1 > P2
B). P1 = É1 / (S1 + H1)
C). É2 / H2 > É1 / (S1 + H1)
P: Profitabilité
É: Énergie
S: Recherche
H: Manipulation
Vrai ou Faux: Selon les stratégies optimales de quête de nourriture, Lorsque le nombre de proies potentielles est grand, celle dont la profitabilité est la plus grande devrait faire l’objet du choix du consommateur
Vrai.
Limitations des modèles de Stratégies optimales de quête de nourriture
Les prédictions ne sont pas toujours rencontrées
Quête sous-optimale, ou autres variables inconnues, absentes du modèle…
… rencontres aléatoires des proies potentielles, connaissances limitées des proies disponibles, risque de prédation…
Optimal foraging theory: Le cas de l’huîtrier pie
On tente de développer un modèle mathématique d’optimalité pour cette espèce qui se nourrit de moules;
A). P1 > P2
Le modèle A). ne tient compte que des moules ouvertes avec succès et non des moules de grande taille occasionnellement manipulées sans succès;
Le temps de manipulation diminue la profitabilité des proies de grande taille
L’hypothèse théorique suggérée = l’huîtrier devrait choisir les mollusques ayant la plus grande profitabilité
B). P1 = É1 / (S1 + H1)
Le modèle B) développé ne s’avère pas plus juste, les moules préférées sont de l’ordre de 30 à 45 mm
Le temps de recherche (S) et de manipulation (H) et la valeur énergétique des proies sélectionnées (É) doivent être intégrés au modèle (modèle B) )
En tenant compte du temps de manipulation, des échecs à l’ouverture et de l’abondance des proies, le modèle suggère une taille de 30 à 45 mm (proie optimale)
La décision finale dépend donc de l’analyse coût-bénéfice
É2 / H2 > É1 / (S1 + H1)
P: Profitabilité
É: Énergie
S: Recherche
H: Manipulation
Modèle par le vol de Lévy
Modèle expliquant la recherche courte et aléatoire intercalées de vols occasionnels plus longs
Principales étapes du processus d’alimentation
1- Recherche et reconnaissance
2- Capture et extraction
3- Préparation et ingestion
4- Pulvérisation et digestion
Vrai ou Faux: Les principales étapes de l’alimentation des oiseaux mettent en lumière diverses adaptations…
Vrai, car directement lié à sélection naturelle par processus d’optimalité dans la quête de nourriture.
Recherche et reconnaissance
But: Localiser = recherche active, attente, provoquer le mouvement de la proie (Flush-pursuit foraging), ou une combinaison de toutes les stratégies
Aspects cognitifs (mémorisation et résolution de problème)
- Colibris mémorisent info sur sources de nectar (fleurs et taux de renouvellement du nectar) pour optimalité d’alimentation
- Corbeau très curieux de 0-2 ans, mémorisation de bcp d’info structurant leur comportement
- Jeunes balbuzards apprennent à manipuler les proies au cours de son développement
- Faucons pèlerins apprennent à capturer chauve-souris
- Dans certain cas, les oiseaux apprennent à éviter des sources de nourriture non comestible (Geai bleu apprend à ne pas manger de monarque)
Flush-pursuit foraging
Technique de recherche et de reconnaissance des ressources alimentaires
S’appuie sur l’instinct des proies, leur réflexe de sursaut (startle response)…
Les oiseaux sautillent et virevoltent dans la végétation en affichant leurs couleurs, poursuivent et attrapent les insectes qui réagissent
Attente (sit and wait)
Technique de recherche et de reconnaissance des ressources alimentaires
Typique chez les martin-pêcheur, les hérons, certains oiseaux de proie et autres
Déclinaisons… Chevêche des terriers, héron vert
Recherche active
Technique de recherche et de reconnaissance des ressources alimentaires
En vol… de longues ailes soutiennent le vol long… (oiseaux marins, martinets, hirondelles, etc.)
Plancton aérien…
D’autres scrutent les différents substrats (feuilles, troncs, sol)
Marcher et courir (ratites)
Rôle des sens dans la quête de nourriture
Acuité visuelle… vision nocturne
UV = détection de l’urine de leur proies
Ouïe… Strigiformes, oreilles asymétriques…
Pics et autres pour détecter les insectes enfouis
Olfaction… moins développée
Procellariformes, charognards comme les vautours, kiwi nocturne
Toucher… récepteurs sur le bec
Vibrisses pour la détection d’insectes (ou la protection des yeux en manipulant une proie, débris de bois)
Capture et extraction de la nourriture en milieu aquatique - Surface
Adaptations des oiseaux pour se nourrir malgré multiples propriétés de l’eau (densité, pression, luminosité, réflexion, réfraction)
- Se nourrir près de la surface (barbotteurs)
- Adaptation du bec (en scie, poche gulaire…)
- En vol… sur place (martin pêcheur pie, bec-en-ciseaux, océanite frégate (cas particulier, cours sur l’eau face au vent), balbuzard pêcheur…..
Capture et extraction de la nourriture en milieu aquatique - Sous l’eau
- Adaptation cognitive des fous pour pouvoir capturer proies même avec réfraction
- Compromis nécessaire entre flottabilité et densité
Cormoran=os lourd mais bon vol
huards, grèbes = os lourds, ailes courtes, propulsion par les pattes
Alcidés= vol inefficace au profit de la nage (intègre les battement ailes)
Manchots=spécialistes
Capture et extraction de la nourriture en milieu aquatique - Utilisation d’outils
Géospize pic-bois utilise épine de cactus
Roches sur oeufs d’autruches pour le percnotère qui fabrique et utilisent leurs outils
Corneille noire qui laisse tomber noix dans le trafic pour ouvrir par les véhicules
Adaptations morphologiques de la capture et extraction
Variations du bec, de la langue et des pattes en fonction des ressources alimentaires de choix.
Convergence dans la forme des becs chez les nectarivores
Rhynchokinesis, limicoles et colibris
Langue fourchue des colibris pour mieux ingerer nectar des fleures
Langues des oiseaux piscivore avec épines pour empêcher poissons de sortir de la bouche
Préparation et ingestion de la nourriture
Oiseaux sont limités par la taille de l’ouverture de la bouche (gape size)
Démembrement chez les oiseaux de proie
Utilisation du bec et du gésier. Certaines graines trop grosses peuvent se voir régurgitées ou déféquer sans être digéré -> (dispersion des graines, un service écologique!)
Granivores… nécessite des manipulations
Co-évolution chez le bec-croisé des sapins, colibris (nectar)
Caches
Requiert des habilités cognitives
Trois composantes principales:
1) Retarder la consommation des ressources trouvées
2) Manipuler en vue de limiter l’appropriation par d’autres animaux
3) Adopter différents comportement visant à choisir, préparer, transporter, placer, cacher et plus tard récupérer différents aliments
Considéré comme un comportement avantageux, présent chez plusieurs familles et ordres ex: Pic glandivore
L’utilisation de cache réduit la vulnérabilité face aux fluctuation de la disponibilité de la nourriture, répond à cycles naturels (jours, marées, saisons)
Pulvérisation et digestion
Dès l’arrivée dans l’oesophage
- Considérations surtout physiologiques
- Pas de dents, donc utilisation du gésier (muscles puissant et cailloux)
- Enzyme cellulase
- Oiseaux insensibles à la capsaicine = dispersent les graines (coévolution)
Coûts et bénéfices de comportements sociaux de quête de nourriture
Vie sociale = Nidification, repos, quête de nourriture
Même si seulement pour l’alimentation, l’agrégation améliore la localisation, la capture et la manipulation des proies
Les bénéfices peuvent diminuer avec la taille du groupe
Coûts:
Compétition accrue
Risque de prédation accru (groupe plus détectable qu’un individu)
Vol par des membres du groupe
Interactions complexes avec les autres et les proies
Bénéfices des comportements sociaux en terme de quête de nourriture
Les bénéfices doivent supplanter les coûts du comportement… principe d’optimalité
Forme simple = agrégation
- Émerge autour des ressources trop abondantes, éphémères ou difficiles à défendre,
- Peut donner lieu à une hiérarchie… (moineau),
- Les individus peuvent s’agréger simplement parce que d’autres s’y nourrissent
Oiseaux marins = groupes d’espèces (mutualisme)
- Pétrel, fous, sternes, pélicans, cormorans dans un même groupe
- Donne lieu au cleptoparasitisme… goélands, labbes en sont des spécialistes
Charognards (consomment carcasses)
Jusqu’à 8 espèces de charognards différentes, attirées par les hyènes ou d’autres oiseaux
Les grands vautours arrivent en premier… avantage trophique pour les autres espèces
… Sauf si les mammifères sont abondants
Compétition mène à la spécialisation (profondeur de plongée, cleptoparasitisme, différentes parties de la proie)…
Témoigne de l’influence de la compétition interspécifique sur l’évolution des comportements
On étudie le régime alimentaire des oiseaux par…
-Traçage isotopique (SIA)
Choisir bonne technique et bons tissus selon analyses d’interet et taux de remplacement des isotopes dans ces derniers
Ex: Taux de remplacement du 13C =
foie 〉sang 〉muscle 〉collagène de l’os 〉griffe 〉plume
-ADN des fragments de nourriture trouvés dans l’organisme à l’étude ou ses fientes
La signature isotopiques des plumes informe…
du régime alimentaire pendant leur croissance
Utilité des isotopes stables pour l’étude des oiseaux
Étude du régime alimentaire, des liens trophiques, des migrations
Écologie de l’espèce = nécessité de connaître les mouvements et le régime alimentaire
Souvent la seule option pour déduire les préférences alimentaires et les origines géographiques des migrateurs (ex: oiseaux marins)
Reconstruire le régime de la dernière année (plumes)…
Régurgitations ou contenus stomacaux = instantané… la SIA, selon les tissus étudiés, permet des inférences sur une plus longue période de temps
Reflète les nutriments absorbés vs. aliments consommés
Parfois la seule technique qui permet d’obtenir un échantillon suffisamment grand pour étudier les migrations (vs. Baguage, émetteurs, qui présente des difficultés de recapture; et certains petits oiseaux ne peuvent pas porter d’émétteurs)
𝛿15N
enrichissement de 2-4 ppm par niveau trophique entre prédateurs et proies
Permet d’établir le niveau trophique d’un organisme
Isotopes utilisés pour l’étude du régime
𝛿13C et 𝛿15N
𝛿13C
enrichissement de 1 ppm par niveau trophique
mixing model
analyse du contenu lipidique des proies potentielles afin d’évaluer leur contribution respective au budget énergétique
voir slide 36 cours 8
