Testing hypotheses of bison population decline (1970–1999) in Wood Buffalo National Park: synergism between exotic disease and predation

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Abstract

One hypothesis to explain the decline of bison (Bison bison (L., 1758)) abundance in Wood Buffalo National Park, Canada, is the “disease–predation” hypothesis where tuberculosis (Mycobacterium bovis Karlson and Lessel, 1970) and brucellosis (Brucella abortus (Schmidt, 1901)) reduce bison survival and reproduction, thus shifting bison abundance from a high-density, food-regulated equilibrium to a low-density, predator-regulated equilibrium. We use historical data on bison abundance and stochastic population simulation to examine this hypothesis. A decline in only one area of the park would discount disease as a factor, because exotic disease is present throughout the park; however, we found that decline rates were similar in the two main populations of bison. Using simulation, we found a high (68.5%) probability that a tuberculosis- and brucellosis-infected bison population experiencing predation by wolves (Canis lupus L., 1758) would stabilize at low densities (<0.83 bison/km2), which increased to 93.6% when anthrax and drowning were considered to be mortality sources. In the absence of tuberculosis and brucellosis, there was a low probability that bison would persist at this low density (<8%). These simulations suggest that an interaction between tuberculosis, brucellosis, and predation may account for the decline of bison abundance in Wood Buffalo National Park from 1970 to 1999.

Une des hypothèses qui expliquent le déclin en abondance des bisons (Bison bison (L., 1758)) du parc national Wood Buffalo, Canada, est celle de la «maladie–prédation» qui veut que la tuberculose (Mycobacterium bovis Karlson et Lessel, 1970) et la brucellose (Brucella abortus (Schmidt, 1901)) réduisent la survie et la reproduction des bisons, ce qui a comme conséquence que l'abondance des bisons passe d'un système de forte densité avec un équilibre conditionné par la nourriture à un système de faible densité dont l'équilibre est contrôlé par les prédateurs. Des données sur l'abondance passée des bisons et une simulation stochastique de la population nous ont servi à évaluer cette hypothèse. L'existence d'un déclin dans une seule région du parc éliminerait la maladie comme facteur puisque la maladie exotique est présente partout dans le parc; les taux de déclin sont, cependant, semblables dans les deux populations principales de bisons. Les simulations indiquent une forte probabilité (68,5%) qu'une population de bisons infectés par la tuberculose et la brucellose, qui fait face à la prédation par les loups (Canis lupus L., 1758), se stabilise à des densités faibles (<0,83 bison/km2); la probabilité augmente à 93,6% lorsque l'anthrax et la noyade sont ajoutées aux causes de mortalité. En l'absence de tuberculose et de brucellose, la probabilité que la population se maintienne à une densité basse est faible (<8%). Ces simulations indiquent qu'une interaction entre la tuberculose, la brucellose et la prédation peut expliquer le déclin de l'abondance des bisons dans le parc national Wood Buffalo de 1970 à 1999.[Traduit par la Rédaction]

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