The Impact of Climate on the Breeding and Foraging Success of the King Penguin Aptenodytes patagonicus | L'impact du climat sur le succès d'alimentation et de reproduction du manchot royal Aptenodytes patagonicus

Inglés. The Southern Ocean is among the most productive marine ecosystems in the world, with complex circumpolar currents sustaining a rich trophic chain. It is unclear how climate change might affect the food webs in this region, where oceanographic sampling in lower trophic chains is difficult to conduct. Alternatively, top predators could be used as reliable indicators of the changes occurring in the food web. In this thesis, I look at the effects of climate on the foraging and breeding success of a marine predator, the king penguin Aptenodytes patagonicus, at Kerguelen Island and use the results to understand the state of the food web. In Chapter 1 and 2, I introduce key concepts for the thesis, such as the marine dynamics around Kerguelen and the complex breeding biology of king penguins. In the Chapter 3, I test a technique to remotely detect prey captures in king penguin dives using accelerometry, a method that would be useful to estimate foraging success in two other Chapters. Accelerometry assessed prey capture rate with far better accuracy than traditional techniques. In Chapter 4, I examine seven years of foraging success and isotope data to understand whether king penguins change their diet when faced with poor foraging conditions – such as those that might arise in the context of a changing world. King penguins had a homogenous diet despite the conditions encountered and are unlikely to switch prey with climate change, but might rather adjust foraging effort. In Chapter 5, I study habitat choice in wintering king penguins. Populations had different strategies for selecting wintering habitat based on the biogeographic aspects surrounding their colony. In Chapter 6, I conduct a case study on the catastrophic breeding failures of 2009 and 2010 occurring at Kerguelen. The winter period was likely where penguins experienced poor at-sea conditions – eventually leading to the observed breeding failures – highlighting the importance of this period for the food web of the Southern Ocean. Finally, in Chapter 7, I examine links between the climate, the foraging success and the breeding success of penguins during the chick-rearing season using 25 years of data. Prey abundance likely depended on sea surface temperature, seemingly increasing with warmer weather. This benefited the foraging and breeding success of king penguins in the last, warmer decade. My thesis shows how the state of the king penguins and their prey varied with climate change, allowing predictions for how they might change going forward, and provided new tools to aid the ongoing monitoring of this species with regards to the ecosystem.

Francés. L'Océan Austral est parmi les écosystèmes marins les plus productifs de la planète, mais aussi un des plus vastes. L'effet des changements climatiques sur la faune de cet océan est toutefois méconnu, car le suivi à long terme est difficile à réaliser dans cette région éloignée. En contrepartie, l'étude en mer de prédateurs marins pourrait servir d'indicateur des changements affectant la chaîne trophique de cet environnement. Dans cette thèse, je me suis intéressé à l'effet du climat sur le succès de reproduction et d'alimentation du manchot royal Aptenodytes patagonicus – un prédateur marin – se reproduisant sur l'archipel Kerguelen, dans l'Océan Indien sud. J'utilise ensuite mes résultats pour mieux comprendre la dynamique avec les maillons inférieurs des réseaux trophiques. Dans les deux premiers chapitres, j'ai introduit les concepts clés de ma thèse, comme la dynamique des courants autour de Kerguelen et l'écologie de reproduction des manchots royaux. Dans le troisième chapitre, j'ai testé une technique pour détecter à distance les captures de proie des manchots en utilisant l'accélérométrie, une méthode qui me sera utile dans les chapitres suivants. L'accélérométrie s'est avérée bien plus précise pour estimer le taux de capture que les techniques traditionnelles. Dans le quatrième chapitre, j'ai utilisé sept ans de données isotopiques pour vérifier si les manchots sont susceptibles de modifier leur alimentation en cas de périodes difficiles, comme celles pouvant avoir lieu avec les changements climatiques. Les manchots se sont avérés avoir un régime alimentaire très stable, quelles que soient les conditions rencontrées en mer, mais peuvent, en contrepartie, ajuster leur comportement et effort d'alimentation. Dans le chapitre cinq, j'ai analysé les premières données de distribution hivernale pour la colonie de Kerguelen, et comparé la sélection d'habitat avec la colonie de Crozet. Dans le chapitre six, j'ai produit une étude de cas sur l'échec de reproduction catastrophique des manchots royaux de la colonie en 2009 et 2010. Je découvre que ces deux échecs se sont probablement produits à cause de conditions peu favorables rencontrées durant l'hiver, soulignant l'importance de cette période pour l'écosystème de l'Océan Austral. Finalement, j'ai examiné dans le chapitre sept les liens entre le climat, le succès d'alimentation et le succès reproducteur des manchots durant l'élevage des poussins en utilisant 25 ans de données. L'abondance des proies semble dépendre de la température, avec paradoxalement une augmentation de la productivité lors des années légèrement plus chaudes que la normale. Cela fut bénéfique pour le succès reproducteur des manchots dans les dernières années, plus chaudes en moyenne. Ma thèse fournit des éléments concrets pour aider à prédire le statut des manchots royaux et de leurs proies et propose de nouveaux outils pour améliorer le suivi de cette espèce en fonction de la dynamique écosystémique.