Doctorante

Thèse soutenue le 07/09/2020

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CEFE/CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

Social dynamics of the Cape buffalo: from socio-ecological drivers to eco-epidemiological implications

Les dynamiques sociales du buffle du Cap : des facteurs socio-écologiques aux implications éco-épidémiologiques
 
The Cape buffalo is a key species in the socio-ecosystems of southern Africa. As one of the “Big-Five”, it contributes to consumptive and non-consumptive tourism and provides a source of protein and income for local communities. It is also involved in conflicts with humans due to its close taxonomic relationship with cattle that promotes the spread of pathogens between the two species. A better understanding of its ecology is required to mitigate conflicts, including disease transmission but also resource competition and crop destruction, and promote sustainable use (e.g. consumption and tourism).
     While the ecology of the Cape buffalo has been the focus of many studies for several decades, the literature concerning its social behaviour is comparatively sparse. My work thus focused on understanding the social dynamics of the Cape buffalo across several populations of southern Africa. In addition to improving our fundamental knowledge of the social structure of the Cape buffalo, this work aimed to better understand the transmission of diseases within buffalo populations, and ultimately with cattle populations at the interfaces between protected areas and communal lands.
     The objectives of my thesis were (1) to describe the between- and within-group social dynamics, characterized by regular splitting and merging of subgroups (“fission-fusion dynamics”) and (2) to examine the influence of seasonality, inter-population variance and indirectly, the spatial distribution of resources on these dynamics. In addition, this thesis investigated (3) the influence of sex on dispersal capacity, which may have future implications for the spread of pathogens among populations, and (4) the impact of within-group dynamics on a directly transmitted pathogen spread as a model to link the host social organisation and pathogen transmission. To do so, I mainly relied on long-term GPS tracking of Cape buffalo cows across four populations in southern Africa, but I also used genetic data, combined with the GPS data, to investigate sex-biased dispersal.

A subgroup of Cape buffalo (mainly females) in northern Kruger National Park, South Africa in 2018.

Un sous-groupe de buffle du Cap constitué principalement de femelles

Photo © Elodie Wielgus

Le buffle du Cap est une espèce clé dans les socio-écosystèmes de l'Afrique australe. En tant que l'un des « Big-Five », il contribue à l’éco-tourisme et au tourisme de consommation et fournit une source de protéines et de revenus pour les communautés locales. Il est également impliqué dans des conflits avec les humains en raison de sa relation taxinomique étroite avec le bétail qui favorise la transmission de pathogène entre les deux espèces. Une meilleure compréhension de son écologie est nécessaire pour atténuer les conflits hommes-buffles, y compris ceux liés à la transmission de maladies, mais aussi à la compétition pour l’accès aux ressources ou à la destruction des cultures, et ainsi promouvoir une utilisation durable (par exemple, la consommation et le tourisme).
     Alors que l'écologie du buffle du Cap fait l'objet de nombreuses études depuis plusieurs décennies, la littérature concernant son comportement social est relativement rare. Mon travail s'est donc concentré sur la compréhension de la dynamique sociale du buffle du Cap à travers plusieurs populations d'Afrique australe. En plus d’améliorer nos connaissances fondamentales de la structure sociale du buffle du Cap, ce travail avait pour but de mieux comprendre la transmission des maladies au sein des populations de buffles, et à termes, avec les populations de bétail aux interfaces entre les aires protégées et les terres communales.
     Les objectifs de ma thèse étaient (1) de décrire les dynamiques sociales inter- et intra-groupe, cette dernière étant caractérisée par la division et la fusion régulières de sous-groupes (dite « dynamique de fission-fusion ») et (2) d'examiner l'influence de la saisonnalité, de la variance entre populations et indirectement, de la distribution spatiale des ressources sur ces dynamiques. De plus, cette thèse a étudié (3) l'influence du sexe sur la capacité de dispersion, qui pourrait avoir des implications futures pour la propagation d'agents pathogènes entre les populations, et (4) l'impact de la dynamique intra-groupe sur un pathogène directement transmis comme modèle pour lier l'organisation sociale hôte et la transmission des agents pathogènes. Pour ce faire, je me suis principalement appuyé sur le suivi GPS à long terme des vaches buffles du Cap dans quatre populations d'Afrique australe, mais j'ai également utilisé des données génétiques, combinées aux données GPS, pour enquêter sur la dispersion biaisée par le sexe.

Supervisors : Bradley Cain (Manchester Metropolitan University), Simon CHAMAILLE-JAMMES (CEFE), Alexandre Caron (CIRAD) and Daniel Cornélis (CIRAD)

Scientific publications / Publications scientifiques

Wielgus E., Caron A., Bennitt E., de Garine-Wichatitsky M., Cain B., Fritz H., Miguel E., Cornélis D. & Chamaillé-Jammes S. Inter-group contacts in Cape buffalo and risk for pathogen transmission (in prep).

Wielgus E., Cornélis D., de Garine-Wichatitsky M., Cain B., Fritz H., Miguel E., Valls-Fox H., Caron A. & Chamaillé-Jammes S. Are fission-fusion dynamics consistent among populations? A large-scale study with Cape buffalo.  Ecology and Evolution. 2020. 10:9240–9256.

Rumiano, F., Wielgus, E., Miguel, E., Chamaillé-Jammes, S., Valls-Fox, H., Cornélis, D., Garine-Wichatitsky, M.D., Fritz, H., Caron, A. & Tran, A. Remote Sensing of Environmental Drivers Influencing the Movement Ecology of Sympatric Wild and Domestic Ungulates in Semi-Arid Savannas, a Review. Remote Sensing. 2020, 12:3218.

Oral communications / Communications orales

Wielgus E., Caron A., Bennitt E., de Garine-Wichatitsky M., Cain B., Fritz H., Miguel E., Cornélis D. & Chamaillé-Jammes S. Inter-group contacts in Cape buffalo and risk for pathogen transmission. British Ecological Society Annual Meeting. December 2019.
 
Wielgus E., Cornélis D., de Garine-Wichtitsky M., Cain B., Fritz H., Miguel E., Valls-Fox H., Caron A., Chamaillé-Jammes S. Are fission-fusion dynamics consistent across populations of the African buffalo (Syncerus caffer) ? International Conference on Ecological Science. October 2018.

Wielgus E., Cornélis D., Caron A., Cain B., de Garine-Wichtitsky M., Fritz H., Chamaillé-Jammes S. Fission-fusion dynamics in the African buffalo (Syncerus caffer). International Savanna Science Network Meeting. March 2018.

Wielgus E., Cornélis D., Caron A., Cain B., de Garine-Wichtitsky M., Fritz H., Chamaillé-Jammes S. Fission-fusion dynamics in the African buffalo. International Long Term Ecological Research Network & LTSER-France joint conference. October 2017.