Water and thermal constraints associated with climate change : physiological and behavioral responses in two viviparous snakes
Contraintes hydriques et thermiques associées aux changements climatiques : réponses physiologiques et comportementales chez deux serpents vivipares
Résumé
Climate change is leading to long-term changes in global temperature and precipitation, but also to more frequent and intense extreme weather events. While the responses of ectotherms to thermal conditions have attracted considerable interest, physiological and behavioral responses to water constraints are seldomly considered. Yet, understanding the ecological responses to climate change requires the consideration of the combined effects of thermal and water stressors and clarification of the interactions between thermoregulation and hydroregulation. The general hypothesis of my thesis is that the physiological and behavioral mechanisms of thermal and water balance regulation are closely linked. Through experimental approaches, I have documented the physiological and behavioral responses to climatic constraints of two terrestrial ectotherms, the European adder (Vipera berus) and the asp viper (Vipera aspis), over time scales ranging from weeks to several years, both during and outside of reproduction. My results demonstrate that thermal and water balance regulations interact and incorporate shared proximal mechanisms. I found that there were predominantly additive effects of combined thermal and water constraints on physiology, and pronounced sensitivity to water constraints during reproduction in these viviparous ectotherms. I also demonstrated that individuals exhibit behavioral hydroregulation in response to dehydration: organisms can mitigate the effects of water stress on physiology by limiting their exposure through the selection of moist microclimates or, if avoidance is impossible, restore their water balance after stress exposure. Altogether, my work illustrates the importance of considering the effects of water constraints on ectotherms, and their ability to respond through physiological and behavioral adjustments, in order to better understand and predict the responses of terrestrial ectotherms to climate change.
Le changement climatique conduit à des modifications à long terme des températures et des précipitations à l’échelle globale, mais aussi à des événements extrêmes plus fréquents et plus intenses. Alors que les réponses des ectothermes aux conditions thermiques ont attiré un intérêt considérable, les réponses physiologiques et comportementales aux contraintes hydriques demeurent peu considérées. Pourtant, comprendre les réponses écologiques au changement climatique requiert de considérer les effets des contraintes thermiques et hydriques combinées et de clarifier les interactions entre thermorégulation et hydrorégulation. L’hypothèse générale de ma thèse est que les mécanismes de régulation physiologique et comportementale des balances thermique et hydrique sont étroitement liés. A travers des approches expérimentales, j’ai documenté les réponses physiologiques et comportementales aux contraintes climatiques de deux ectothermes terrestres, la vipère péliade (Vipera berus) et la vipère aspic (Vipera aspis), sur des pas de temps allant de semaines à plusieurs années, en dehors et pendant la reproduction. Mes résultats démontrent que les régulations des balances thermique et hydrique interagissent et intègrent des mécanismes proximaux partagés. J’ai documenté des effets essentiellement additifs des contraintes thermiques et hydriques combinées sur la physiologie, et une sensibilité hydrique prononcée pendant la reproduction de ces ectothermes vivipares. J’ai démontré des comportements d’hydrorégulation en réponse à la déshydratation individuelle : les organismes peuvent atténuer les effets des contraintes sur la physiologie en limitant leur exposition par la sélection de microclimats humides, ou si l’évitement est impossible, rétablir leur balance hydrique après l’exposition aux contraintes. L’ensemble de mes travaux suggèrent l’importance de considérer les effets des contraintes hydriques sur les ectothermes, et leur capacité à y répondre par des ajustements physiologiques et comportementaux pour mieux comprendre et prédire les réponses des ectothermes terrestres face au changement climatique.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|