Timing of important events in animal lives, such as breeding and migration, is shifting globally due to human-induced environmental change. While considered important for population resilience, the mechanisms underlying these shifts are not well understood. In this thesis, I use experimental and observational approaches to test the effects of environmental variation on breeding phenology of two seabird species: black-legged kittiwakes (Rissa tridactyla) and thick-billed murres (Uria lomvia). I focus on the role of food supply, which is often the resource that limits life history allocation, and use a diverse set of tools, including long-term monitoring, endocrinology, and biologging. First, I test whether environmental effects on phenology carry over to influence subsequent phenology. Food supply during the breeding season affected both breeding phenology and subsequent migratory phenology, demonstrating that the timing of seasonal events can be interconnected across life-history stages. Second, I test whether food supply during the pre-breeding season advances the timing of reproduction through energy reserves in income breeders. Food supply affected female behaviour, endocrine and reproductive phenology without influencing nutritional status or body condition, suggesting that perceiving greater food supply can advance phenology of income breeders. Third, I test for sex-specific behavioural and endocrine responses to food supply in the pre-breeding season. Contrary to predictions from the literature, I found that male pituitary sensitivity peaked after females, which suggests males integrate synchronising cues to align with female timing of reproduction. Finally, I test for climate drivers of breeding phenology in two circumpolar seabirds in very different environmental contexts. I found that black-legged kittiwakes lay earlier after experiencing colder climate, likely via bottom-up effects of climate on food supply, while thick-billed murres lay earlier in when sea-ice out dates were earlier and thus granted earlier access to the breeding grounds. While breeding phenology can be simple to observe—an empty nest one day, an egg the next—I conclude that this key event is connected to environmental variation in food supply through dynamic shifts in behaviour, movement, morphology, and physiology.
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Le calendrier des événements importants de la vie des animaux, tels que la reproduction et la migration, change à l'échelle mondiale en raison des changements environnementaux induits par l'homme. Bien qu'ils soient considérés comme importants pour la résilience des populations, les mécanismes sous-jacents à ces changements sont encore mal compris. Dans cette thèse, j'utilise des approches expérimentales et observationnelles pour tester les effets des variations environnementales sur la phénologie de reproduction de deux espèces d'oiseaux marins : la mouette tridactyle (Rissa tridactyla) et le Guillemot de Brünnich (Uria lomvia). Je me concentre sur le rôle de l'approvisionnement alimentaire, qui est souvent la ressource qui limite l'investissement dans chacune des étapes du cycle de vie, et j'utilise des outils diversifiés, notamment la surveillance à long terme, l'endocrinologie et le biologging. Tout d'abord, je teste si les effets environnementaux sur la phénologie présente se répercutent sur la phénologie ultérieure. L'approvisionnement alimentaire pendant la saison de reproduction a affecté à la fois la phénologie de reproduction et la phénologie migratoire subséquente, démontrant que le moment des événements saisonniers peut être interconnecté à travers les étapes du cycle biologique. Deuxièmement, je teste si l'approvisionnement alimentaire pendant la saison de pré- reproduction avance le moment de la reproduction grâce aux réserves d'énergie acquise localement. L'approvisionnement alimentaire a affecté le comportement des femelles, la phénologie endocrinienne et reproductive sans influencer l'état nutritionnel ou l'état corporel, ce qui suggère que la perception d'un approvisionnement alimentaire plus important peut faire progresser la phénologie des animaux dépendants des ressources locales. Troisièmement, je teste les réponses comportementales et endocriniennes spécifiques au sexe à l'approvisionnement alimentaire pendant la saison précédant la reproduction. Contrairement aux prédictions de la littérature, j'ai découvert que la sensibilité hypophysaire des mâles atteignait un pic après celui des femelles, ce qui suggère que les mâles intègrent des signaux de synchronisation pour s'aligner sur le moment de la reproduction des femelles. Enfin, je teste les facteurs climatiques de la phénologie de reproduction chez deux oiseaux marins circumpolaires dans des contextes environnementaux très différents. J'ai découvert que les mouettes tridactyles pondaient plus tôt après avoir connu un climat plus froid, probablement en raison des effets ascendants du climat sur l'approvisionnement alimentaire, tandis que les guillemots de Brünnich pondaient plus tôt lorsque les dates de sortie de la glace de mer étaient plus précoces et permettaient ainsi un accès plus précoce au site de reproduction. Bien que la phénologie de la reproduction puisse être simple à observer - un nid vide un jour, un œuf le lendemain - je conclus que cet événement clé est lié à la variation environnementale de l'approvisionnement alimentaire par le biais de changements dynamiques de comportement, de mouvement, de morphologie et de physiologie.