The long-term survival of many species is challenged by the need to adapt to changing environments on evolutionary short timeframes. Behavioural diversity may enhance the capacity of adaptation to instable living conditions or, on the contrary, cause a certain inflexibility to respond to changes. Behavioural studies on broad spatial and temporal scales represent great challenges in the wild for direct observational methods. eDNA-based studies may provide complementary tools and help including behavioural or even cultural diversity into conservation management. The term eDNA refers to the genetic material that organisms leave in their environment. eDNA can be recovered by collecting any type of environmental sample, providing a wealth of information at the scales of species, populations, communities, complete ecosystems and biodiversity. In addition, being a non-invasive method, organisms can be studied without the need to observe, disturb or harm them.
For this PhD project, faecal samples of wild vervet monkeys (Chlorocebus pygerythrus) living in neighbouring groups in South Africa were analysed using DNA metabarcoding to link behavioural diversity to social factors. Chapter 1 compared arthropod and plant sequences from faecal samples and observational data of foraging on plants and insects, on the population level. We observed strong seasonal effects and a correlation between both methods, validating here the use of relative read abundances (RRA) as semi-quantitative measurements. In Chapters 2 and 3, the plant-based diet was assessed to investigate the part of intergroup variation (IGV) that cannot be explained by environment or genetics, indicating effects of social factors. In summer, we found IGV for all individuals, but also a positive correlation between group size and intragroup variation, indicating the importance of social dynamics. Therefore, Chapter 3 focused on adult females, the philopatric sex, to inquire about IGV across seasons. In addition, we developed a set of baits for targeted sequence capture (TSC) of insects (Project+). In this project, we have shown the potential of eDNA-based analyses to inform on behavioural diversity. This opens the possibility for further research on our study species as well as others. In addition, the combination of eDNA samples and TSC is a promising approach to comble the lack of absolute quantification of DNA metabarcoding. Overall, these are interesting tools and perspectives for behavioural ecology, evolutionary biology, and cultural evolution studies, as well as conservation management.
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La survie à long terme de nombreuses espèces est compromise par la nécessité de s'adapter à des environnements changeants dans des délais très courts. La diversité comportementale peut augmenter la capacité d'adaptation à des conditions de vie instables ou au contraire induire une certaine rigidité face aux changements. Les études comportementales sur de grandes échelles spatiales et temporelles représentent un grand défi en milieu naturel pour les méthodes d'observation directe. Les études basées sur l'ADN environnemental (ADNe) peuvent fournir des outils complémentaires et aider à inclure la diversité comportementale ou même culturelle dans la gestion de la conservation. Le terme ADNe fait référence au matériel génétique que les organismes laissent dans leur environnement. L'ADNe peut être récupéré en collectant n'importe quel type d'échantillon environnemental, ce qui fournit une mine d'informations à l’échelle des espèces, des populations, des communautés et même des écosystèmes complets, ainsi que sur la biodiversité. En outre, la méthode étant non invasive, les organismes peuvent être étudiés sans qu'il soit nécessaire de les observer ou perturber.
Dans le cadre de ce projet de doctorat, des échantillons fécaux de singes vervet sauvages (Chlorocebus pygerythrus) vivant dans des groupes voisins en Afrique du Sud ont été analysés à l'aide du métabarcoding de l'ADN afin d'établir un lien entre la diversité comportementale et les facteurs sociaux. Dans le chapitre 1, nous avons comparé les séquences d'arthropodes et de plantes trouvés dans les échantillons fécaux et les données d'observation concernant la recherche de nourriture de plantes et d'insectes au niveau de la population. Nous avons observé de forts effets saisonniers et une corrélation entre les deux méthodes. Dans les chapitres 2 et 3, le régime alimentaire à base de plantes a été évalué pour investiguer la part de variation intergroupe (IGV) qui ne peut pas être expliquée par l'environnement ou la génétique, indiquant des effets de facteurs sociaux. En été, nous avons trouvé de l’IGV pour tous les individus, mais aussi une corrélation positive entre la taille du groupe et l’IGV, ce qui indique l'importance de la dynamique sociale. Par conséquent, le chapitre 3 s'est concentré sur les femelles adultes, le sexe philopatrique, pour analyser l'IGV à travers les saisons. En outre, nous avons développé un ensemble de sondes pour la capture de séquences ciblées (TSC) d'insectes (Project+). Dans ce projet, nous avons montré le potentiel des analyses basées sur l'ADNe pour informer sur la diversité comportementale. Cela ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur les espèces étudiées et sur d'autres. En outre, la combinaison d'échantillons d'ADNe et de TSC est une approche prometteuse pour pallier le manque de quantification absolue du métabarcoding de l'ADN. Dans l'ensemble, il s'agit d'outils et de perspectives intéressants pour l'écologie comportementale, la biologie évolutive et les études sur l'évolution culturelle, ainsi que pour la gestion de la conservation.