L'objectif à long terme de mon programme est de documenter et, à terme, de prévoir les conséquences des changements de traits génétiques et phénotypiques sur la dynamique des populations. Nos recherches s'appuient sur des études et continues à long terme sur des individus marqués (notamment sur l’Hirondelle bicolore, le mouflon d'Amérique, les ours brun scandinaves et les humains) et utilisent des approches multidisciplinaires pour aborder des hypothèses nouvelles. Les intérêts de notre groupe de recherche peuvent être classés en cinq thèmes de recherche interdépendants.
The long-term goal of my program is to document and ultimately forecast the consequences of both genetic and phenotypic trait changes on population dynamics. Our research relies on ongoing long-term studies of marked individuals (including tree swallows, bighorn sheep, Scandinavian brown bears and human) and uses multidisciplinary approaches to address novel hypotheses. Our group research interests can be broadly class in 5interrelated research themes.
Effets de l'activité humaine sur la faune Human effects on wildlife
Pourquoi certaines espèces persistent-elles dans les paysages modifiés par l'homme alors que d'autres s'éteignent ? Comment les espèces répondent-elles aux changements de leur environnement induits par l'humain ? Et est-ce que les espèces peuvent évoluer en réponse à ces changements ? Nos travaux tentent de répondre à ces questions tant des perspectives écologiques qu'évolutives. Nous avons par exemple documenté des réponses évolutives à la chasse au trophée et des réponses plastiques aux changements phénologiques chez le mouflon d'Amérique. Nous nous intéressons aussi aux effets indirects de la chasse sur la dynamique de population de l'ours brun. Dans le cadre d'un suivi à long terme de l'Hirondelle bicolore, nous étudions aussi l'effet de l'intensification agricole sur la dynamique de population et l'évolution de l'histoire de vie.
Why do some species thrive in highly human-modified landscapes while others go extinct? How do species respond to human-driven changes in their environment? And can species evolve in response to human-driven changes? Our research tackles these key questions from both an ecological and evolutionary perspectives. For example, we have documented evolutionary responses to trophy hunting and plastic responses to phenological changes in bighorn sheep. We are also interested in the indirect effects of hunting on population dynamics in brown bear. As part of a long-term research project on tree swallows, we study the effect of agricultural intensification on the population dynamics and life-history evolution.
Les activités humaines présentent une force sélective majeure dans la nature. Les changements phénotypiques sont particulièrement rapides chez les animaux et les plantes sauvages récoltés par l'homme, étant donné que la récolte élimine préférentiellement certains phénotypes et/ou génotypes des populations. Des évidences de plus en plus nombreuses provenant de modèles, d'expériences et de données empiriques montrent que ces changements de caractéristiques peuvent remodeler l'écologie des populations récoltées et avoir des effets en cascade plus larges sur les populations, les communautés et les écosystèmes. Ainsi, notre capacité à prévoir la dynamique de certaines de nos espèces les plus charismatiques (par exemple, le mouflon d'Amérique, le saumon, la morue, le lotus des neiges) dépend fondamentalement d'une compréhension mécanistique de la façon dont les forces de l'évolution, telles que la sélection ou le flux génétique, interagissent avec les forces écologiques telles que la mortalité ou la maladie. Il s'agit d'un problème "éco-évolutif" car lorsque des traits génétiques tels que la taille du corps affectent des taux vitaux comme la survie et la reproduction, ces traits sont à la fois des cibles et des agents de changement évolutif. Notre groupe s’intéresse à documenter les conséquences de l'évolution des traits sur la dynamique des populations d'espèces sauvages, en particulier celles qui sont exploitées par l'homme.
Human activities present a major selective force in nature, potentially accelerating evolutionary dynamics in wild species. Phenotypic changes are particularly rapid in wild animals and plants harvested by humans, given that harvesting preferentially removes certain phenotypes and/or genotypes from populations. Growing evidence from models, experiments, and empirical data shows that these trait changes can reshape the ecology of the harvested populations and have wider, cascading effects on interacting species. Thus, forecasting the dynamics of some our most charismatic species (e.g., bighorn sheep, salmon, cods, snow lotus) depends fundamentally on a mechanistic understanding of how evolutionary forces such as selection or gene flow interact with ecological forces such as mortality or disease. This is an “eco-evolutionary” problem because when genetically-based traits such as body size affect vital rates such as survival and reproduction, those traits are both targets and agents of evolutionary change. Our group is interested in documenting the consequences of trait evolution for population dynamics of wild species, especially those under human exploitation.
Bien que la variation intraspécifique soit une composante majeure de la biodiversité, elle est généralement ignorée dans la conservation et la gestion des espèces sauvages. Étant donné que les variations phénotypiques et génétiques au sein des populations et entre elles sont importantes pour l'adaptation aux changements environnementaux, il est essentiel de comprendre comment elles affectent la persistance des populations. Cependant, beaucoup de modèles traditionnels de dynamique de population ignorent les différences individuelles autres que l'âge ou le sexe. Nos travaux de recherche montrent que l'hétérogénéité inter-individuelle - issue par exemple de l'environnement de naissance - peut affecter les taux vitaux et la dynamique de population. Pour quantifier l'importance de ces différences sur la dynamique de population, le génotype, le phénotype, le succès reproducteur et la survie d'individus marqués sont connus. Nos recherches contribuent aux études démographiques basées sur les traits d'histoire de vie tant chez les animaux sauvages que les humains.
Although intraspecific variation is a major component of biodiversity, it is generally ignored in conservation and management of wild species. Given that phenotypic and genetic variations within and among populations are important for adaptation to environmental changes, it is critical to understand how they affect population persistence. However, most population dynamics models ignore individual differences other than sex and age. Work from our lab has shown that inter-individual heterogeneity - due for example to birth environment - can affect vital rates and population dynamics. To quantify the importance of inter-individual differences on population dynamics, our group works on extremely detailed datasets on marked individuals with known genotypes, phenotypic traits as well as fitness. Our research thus contributes to the development of trait-based demography in both animal and human populations.
Évolution des stratégies d'histoire de vie Evolution of life-history strategies
http://collections.musee-mccord.qc.ca/fr/collection/artefacts/I-19147.1
Famille Lovell, Montréal, QC, 1865
Les organismes présentent souvent des fenêtres temporelles de développement sensibles, lorsque les effets environnementaux sur le phénotype sont particulièrement marqués par rapport aux autres stades de la vie. Ainsi, un mauvais départ peut persister jusqu'à l'âge adulte et avoir un effet d'entraînement sur la forme physique. Notre groupe souhaite comprendre comment les conditions précoces peuvent influencer la physiologie, le cycle biologique, les caractéristiques morphologiques et le vieillissement chez les espèces sauvages et les humains. De plus, pour comprendre le potentiel évolutif des vertébrés, il est essentiel de quantifier la base génétique des traits, leur covariance avec la valeur adaptative et leur potentiel à évoluer. Nos recherches utilisent des méthodes de génétique quantitative pour documenter les changements évolutifs chez l'Hirondelle bicolore, le mouflon d'Amérique et l'humain.
Organisms often show sensitive developmental time windows, when environmental effects on phenotype are particularly marked compared to other stages of life. Thus, a bad start can persist to adulthood and have a ripple effect on fitness. Our group is interested in understanding how early-life conditions can influence physiological, life history, morphological traits and ageing in wild species and humans. To understand the evolutionary potential of vertebrates, it is essential to document the genetic basis of traits, their covariance with fitness and their potential to evolve. Our research also apply quantitative genetic methods to investigate evolutionary changes in tree swallow, bighorn sheep and human.
La sélection sexuelle joue un rôle critique dans l'évolution et les adaptations. Notre groupe s'intéresse aux liens entre la démographie et l'intensité de la sélection sexuelle chez les béliers du mouflon d'Amérique et aux facteurs influençant la variation du succès de la reproduction. Nous étudions aussi le lien entre l'iridescence dans le plumage de l'Hirondelle bicolore et le succès reproducteur. Récemment, nous avons exploré les conflits sexuels et l'infanticide sexuellement sélectionné chez l'ours brun scandinave. Nous avons aussi montré que les effets paternels peuvent influencer la valeur adaptative de la progéniture, et ce, même chez les espèces qui ne prodiguent pas de soins parentaux.
Sexual selection has a critical role in evolution and it is a key process for adaptation. Our group has investigated the links between demography and the intensity of sexual selection in bighorn rams and identified factors influencing variation on reproductive success. We also study the link between iridescence in tree swallow plumage and their reproductive success. More recently, we investigated sexual conflict and sexually selected infanticide in brown bears. We also showed that paternal effects can be important in influencing offspring fitness even in species without parental care.