Study of female brown bear movements and inference of reproductive status
Étude des mouvements des femelles ours bruns et inférence du statut reproducteur
Résumé
This study had two main objectives: first, to demonstrate how reproductive status influences the movements of females and to explore the environmental factors that may affect them using Generalized Additive Mixed Models (GAMMs). Females with cubs of the year (COY) moved less than solitary females, while those with yearling cubs exhibited an intermediate pattern. The second objective aimed to infer the reproductive status of females and detect litter loss events through the analysis of their movement data. A machine learning method, the Random Forest (RF) or decision tree forest, was used to determine the reproductive status of females upon den emergence with 85% accuracy. Litter loss dates were identified through Bayesian Changepoint detection and validated with 75% accuracy using the pre-trained RF. These results offer an innovative and promising approach to filling data gaps for certain individuals that escaped field monitoring. This approach could potentially be used to detect other events in their life cycle (conflicts, disturbances, health deterioration, etc.) and could also be applied to other species equipped with GPS collars. Despite challenges related to the biological specifics and seasonality of brown bears, this study lays the foundation for evaluating the reproductive status of females after hibernation, providing valuable insights into cub birth and mortality rates, while also opening new perspectives for research on the population dynamics of brown bears.
Cette étude avait deux objectifs principaux : premièrement, démontrer comment le statut reproducteur influence les déplacements des femelles et explorer les facteurs environnementaux pouvant les affecter à l’aide de Modèles Additifs Mixtes Généralisés (GAMMs). Les femelles avec des oursons de l’année (COY) se déplaçaient moins que les solitaires, tandis que celles avec des oursons d’un an présentaient un schéma intermédiaire. Le second objectif visait à inférer le statut reproducteur des femelles et à détecter des événements de perte de portée via l’analyse de leurs données de mouvement. Une méthode de machine learning, la Random Forest (RF) ou forêt d’arbres décisionnels, a permis de déterminer le statut reproducteur des femelles à la sortie de la tanière avec 85 % de précision. Les dates de pertes de portée ont été identifiées par détection de Bayesian Changepoint ou points de rupture bayésiens, et validées avec une précision de 75 % grâce à la RF préentraînée. Ces résultats offrent une approche innovante et prometteuse pour combler les lacunes des données de certains individus ayant échappé à la surveillance sur le terrain. Cette approche pourrait potentiellement servir à détecter d’autres événements de leur cycle de vie (conflits, perturbations, dégradation de l’état de santée etc.) mais également s’appliquer à d’autres espèces équipées de colliers GPS. Malgré les défis liés aux spécificités biologiques et à la saisonnalité des ours bruns, cette étude pose les bases pour évaluer le statut reproducteur des femelles après l’hibernation, fournissant des informations précieuses sur les taux de natalité et de mortalité des oursons, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche sur la dynamique des populations des ours bruns.
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