Dynamique pré-reproductrice de l'état physiologique et lien avec la phénologie de la reproduction chez le faucon pélerin nichant dans l'Arctique

RÉSUMÉ: Pour les animaux qui se reproduisent dans des environnements saisonniers, le succès de reproduction diminue généralement au cours de la saison. Comme la reproduction est énergétiquement coûteuse, les individus font face à un compromis entre l’avantage de se reproduire hâtivement (qualité de la progéniture plus élevée) et l’avantage de retarder la reproduction afin d’améliorer leur état physiologique et augmenter l’investissement reproducteur. Pour les oiseaux migrateurs, l’acquisition et l’allocation optimales des ressources énergétiques suivant l’arrivée sur l’aire de reproduction peuvent ainsi influencer certains paramètres reproducteurs clés, tels que la date de ponte. Les mécanismes physiologiques sous-jacents à ces ajustements sont toutefois peu connus. De 2011 à 2014, nous avons 1) caractérisé la dynamique pré-reproductrice de marqueurs physiologiques impliqués dans l’allocation énergétique et 2) relié l’état physiologique pré-reproducteur à la phénologie de la reproduction chez 32 faucons pèlerins femelles nichant dans l’Arctique canadien. Nous avons mesuré les concentrations plasmatiques de deux métabolites (acide bêta-hydroxybutyrique, BUTY, et les triglycérides, TRIG) indicateurs respectifs du jeûne et de l’engraissement à court terme, ainsi que la corticostérone basale (CORTb), une hormone impliquée dans l’allocation énergétique. Nos résultats ont démontré que les faucons pèlerins femelles amélioraient leur balance énergétique en période pré-reproductrice. Les niveaux de BUTY étaient plus faibles lors de la période de croissance rapide des follicules (RFG) que lors de la période pré-recrutement. À l’inverse, les niveaux de TRIG ont fortement augmenté jusqu’au début de la période RFG, suggérant que les lipides destinés aux follicules étaient mobilisés avant le début de cette période, une adaptation possible pour les espèces se reproduisant dans un environnement fortement saisonnier et stochastique. Au cours de la période RFG, la CORTb a augmenté considérablement, probablement en conséquence aux coûts énergétiques associés à la production des œufs. En retour, il est possible que la CORTb ait indirectement favorisé l’apport de ressources énergétiques. Le taux d’engraissement en période pré-recrutement était la variable qui expliquait le mieux la variation individuelle de la durée de l’intervalle pré-reproducteur ainsi que la date de ponte. Notre étude nous renseigne sur la dynamique pré-reproductrice de l’état énergétique chez un migrateur se reproduisant dans un environnement fortement saisonnier et améliore la compréhension des mécanismes physiologiques sous-jacents aux décisions reproductrices individuelles ayant un effet marqué sur l’aptitude phénotypique. -- Mot(s) clé(s) en français : État physiologique, période pré-reproductrice, phénologie de la reproduction, allocation énergétique, acide bêta-hydroxybutyrique, triglycéride, corticostérone, faucon pèlerin, Arctique. -- ABSTRACT: For animals breeding in seasonal environments, reproductive success usually decline in the course of the season. Given that reproduction is energetically costly, individuals face a compromise between the advantage of early breeding (high quality of offspring) and the advantage of delayed breeding to improve their physiological state and reproductive investment. For migratory birds, optimal acquisition and allocation of energetic resources following arrival on the breeding grounds may thus influence fitness-related traits such as the timing of breeding. However, the physiological mechanisms underlying individual adjustment of these traits have been under-investigated. Between 2011 and 2014, we 1) characterized pre-laying dynamics of physiological traits involved in energy allocation and 2) linked pre-laying physiological state to reproductive phenology of 32 arctic-nesting peregrine falcon females. We assessed plasma concentrations of two metabolites (beta- hydroxybutyrate, BUTY, and triglycerides, TRIG) that are respectively indicators of short term fasting and fattening, as well as baseline corticosterone (CORTb), a hormone involved in energy allocation. Our results have shown that female peregrine falcons improved their energy balance during the pre-laying period, as indicated by lower BUTY levels during the period of rapid follicle growth (RFG) compared to the pre-recruiting period. Conversely, TRIG levels strongly increased leading up to the RFG period, suggesting that lipid-based follicles precursors were mobilized before the beginning of this period, a possible adaptation for species breeding in an unpredictable environment. During the RFG period CORTb increased considerably, likely as a consequence of energetic costs associated with egg production. In turn, it is possible that CORTb indirectly promoted the intake of energetic resources. Fattening rate during the pre-recruiting period was the best factor explaining individual variation in the duration of the pre-laying interval and lay date. Our results provide information on the pre-laying dynamics of energetic state in a migratory species nesting in a highly seasonal environment. Globally, our study improves our comprehension of the physiological mechanisms underlying fitness-related reproductive decisions. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Physiological state, pre-laying period, timing of reproduction, energy allocation, beta-hydroxybutyric acid, triglyceride, corticosterone, peregrine falcon, Arctic