Abstract :
[en] Biodiversity is becoming scarce at the start of this third millennium because of human activities, which have already led to the disappearance of many species. Many more species are threatened to extinction in the short or medium term. This threat leads scientists devoted to conservation biology to use new disciplines such as ecophysiology to strengthen species conservation efforts. This thesis presents a first attempt to apply the principles of ecophysiology to forest elephants (Loxodonta Africana cyclotis). This biological model was chosen both because of its emblematic character and because these endangered species raid and damage crops. This thesis integrates ecophysiology into elephant conservation efforts through two dimensions: a theoretical and an experimental.
In the first part which covers the theoretical dimension and involves all elephant species, the thesis reviews the concept of animal ecophysiology. Results from bibliographic investigations reveal disagreements among specialists in the definition of animal ecophysiology. In this thesis we consider animal ecophysiology as the science that studies the resilience ability of animals and mechanisms governing their physiology and behavior within their natural environments. It is characterized by the simultaneous use of many techniques such those from molecular biology, endocrinology or nutrition. With regard to elephants, results show that crop raiding by itself is a multidimensional threat that complicates the implementation of strategies for conserving these animals.
The experimental part of this thesis involves only forest elephants. Results first reveal that food selection by elephants might be influenced by their parasitic status and not stress hormone levels. Next, our research shows that the presence of fruiting trees may increase crop damage by elephants. However, deterrence methods in farm areas tend to decrease crop damage by elephants. These results also highlight the fact that steep fields might limit elephant movements and prevent them from damaging crops. Our research also show that beehives can only be effective as long-term elephant deterrents when they are occupied by densely populated bee colonies, which are active and able to cope with the small hive beetle pest. In addition, we have demonstrated that to effectively use chili pepper as a deterrent it is necessary to use technics and/or apparatus that target the animal face which seems to be the most sensitive elephant body part toward chili pepper.
Therefore, this thesis is a step forward in the use of animal ecophysiology principles for the study and conservation of elephants. It presents news data on the understanding of factors that might underlie crop damage by elephants. It highlights mechanisms that govern interactions between elephants and their environment, and the influence of physiology and health in their food selections. This thesis is also a progress in the ability of developing and implementing mitigation strategies against elephant crop raiders, for the benefit of these animals’ conservation.
[fr] La biodiversité se raréfie à l’aube de ce troisième millénaire principalement en raison des activités humaines qui ont déjà conduit à la disparition de nombreuses espèces. Un grand nombre d’autres espèces sont menacées à court ou moyen terme d'extinction. Cette menace conduit la communauté scientifique spécialisée dans la biologie de la conservation à faire recours à de nouvelles disciplines telle que l’écophysiologie pour renforcer ces efforts de conservation. Cette thèse présente une première tentative d'application des principes de l'écophysiologie sur les éléphants de forêt (Loxodonta africana cyclotis). Ce modèle biologique a été choisi du fait de son caractère emblématique, mais aussi parce que cette espèce menacée d'extinction est un ravageur de cultures. Cette thèse aborde l’intégration de l’écophysiologie dans l’effort de conservation des éléphants en deux parties: une théorique et une expérimentale.
Dans la première partie, qui concerne la dimension théorique applicable à toutes les espèces d’éléphant, la thèse fait d’abord le point sur le concept d’écophysiologie animale. Les investigations bibliographiques révèlent des désaccords entre les spécialistes sur la définition de l'écophysiologie animale. Dans cette thèse, nous considérons l'écophysiologie animale comme étant la science qui étudie la capacité de résilience des animaux et les mécanismes qui régissent leurs physiologie et comportement dans leurs milieux naturels. Elle se caractérise notamment par l’utilisation simultanée de plusieurs techniques comme celles de la biologie moléculaire, de l’endocrinologie ou encore de la nutrition. Sur le plan de notre modèle biologique, les résultats montrent que les dévastations des cultures par les éléphants représentent en elles-mêmes une menace au caractère multidimensionnel qui complexifie la mise en œuvre des stratégies de conservation de ces animaux.
La partie expérimentale de cette thèse concerne uniquement les éléphants de forêt. Les résultats révèlent d'abord que la sélection des plantes alimentaires par les éléphants pourrait être influencée par leur état parasitaire, mais pas par leur taux d’hormone de stress. Nos travaux montrent également que la présence d’arbres fruitiers influencerait positivement l’ampleur des ravages des cultures par les éléphants. Toutefois, l’utilisation de méthodes de dissuasion dans les zones cultivées limiterait les ravages des cultures par ces pachydermes. Ces résultats mettent aussi en lumière le fait qu’à partir d’une certaine pente, les terrains abrupts limiteraient les déplacements des éléphants et les empêcheraient de dévaster les cultures. Nos travaux montrent aussi que les ruches ne seraient efficaces à long terme dans la dissuasion des éléphants de forêt que lorsqu'elles sont occupées par des colonies d'abeilles (Apis mellifera adansonii) densément peuplées, actives et capables de faire face au parasitisme du petit coléoptère des ruches (Aethina tumida). De plus, nous avons montré que le piment n’est un moyen dissuasif que s’il est utilisé de manière à atteindre la face de l’animal, partie supposée la plus sensible des éléphants face au piment.
En somme, cette thèse constitue une avancée dans l’utilisation des principes de l’écophysiologie animale pour l’étude et la conservation des éléphants. Elle présente de nouvelles données relatives à la compréhension des facteurs qui seraient sous-jacents aux ravages des cultures par les éléphants. Elle met en lumière les mécanismes qui régissent les interactions entre les éléphants et les zones cultivées, et l’influence du niveau de stress et de l’état de santé des éléphants sur leurs choix alimentaires. Cette thèse représente aussi un progrès dans la capacité à développer et mettre en œuvre des stratégies efficaces contre les ravages des cultures par les éléphants, au profit de la conservation de ces animaux.
