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Supplemental material, sj-pdf-3-trc-10.1177_19400829211032585 for Understanding Drivers of Unsustainable Natural Resource Use in the Comoro Islands by Mohamed Thani Ibouroi, Said Ali Ousseni Dhurham, Aurélien Besnard and Nicolas Lescureux in Tropical Conservation Science

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The Comoros Islands are known for their important biodiversity with a high endemism rate for each taxonomic group. This natural richness face huge anthropogenic pressures due to a high rate of habitat loss and fragmentation estimated to be the highest in the word. Wild endemic mammals are the most threatened fauna in these islands. These species are often characterized by small population sizes making them highly vulnerable to disturbances. Indeed, small population size makes populations prone to allee effect, genetic drift or inbreeding depression, which subsequently conducts to a decrease of species’ evolutionary potential, thus diminishing their long term viability. In order to understand the effect of habitat disturbance on the Comoros Islands natural fauna, I studied two endemic and highly threatened flying fox species (Pteropus livingstonii with a population size estimated of 1300 individuals and P.seychellensis comorensis whose population is estimated to few thousands of individuals). For that, I combined different approaches including spatial distribution and ecological niche modeling, as well as population demography and socio-economic approaches. This integrated approach is crucial to identify the different causes of mammals’ population loss and propose relevant conservation measures. In a first part of this thesis, I show the results of the spatial distribution modeling and habitat selection of the two flying fox species as well as their geographic distribution ranges using Species Distribution Modelling (SDM) and Ensemble of Small Models approach specifically adapted to rare and threatened species. This first part allowed me to assess which ecological variables and anthropogenic pressures are determinant for the distribution of both species as well to characterize the degree of threat of the two species. In the second part of this thesis, I studied the genetic diversity and genetic population structure of both species among the four islands of Comoros with the aim to look for possible gene flow breaks between sub-populations but also to uncover which species face a high risk of extinction. This study highlights that these two phylogenetic and morphologically related species show different genetic structures among islands. In a third part, I explored the feasibility and costs of a non-invasive genetic monitoring protocol to obtain accurate population size, demographic parameters and develop a long-term monitoring of P. livingstonii. Due to the sensitivity of this species to capture and handling but also because of its rareness, a direct monitoring using classical capture-recapture method was not possible. This study showed that this approach is realistic but involves a high cost that seems to be unsuitable with the budgets available for conservation of the species in the Comoros Islands. In a fourth part of my thesis, I characterized the anthropogenic pressures that impacts both species using a socio-economic characterization of these islands (forest exploitation and hunting pressures among others) by using semi-structured interviews and a Q-methodology approach. This allows me to understand the relationship of local communities with the local biodiversity as well as to interpret the ongoing natural habitat evolution and to predict its future. In the last chapter (fifth), I combined the results of all the different but complementary approaches used along the thesis with the aim to propose a management plan appropriate for these two species.; L’archipel des Comores héberge une diversité biologique exceptionnelle avec un taux d’endémisme élevé au sein de chaque groupe taxonomique. Cette richesse fait cependant face aux effets alarmants de la perte d’habitats naturels et de leur fragmentation causées par les pressions anthropiques mal planifiées. Les mammifères sauvages sont parmi la faune la plus touchée par la perte d’habitats dans ces îles. Ces espèces sont souvent caractérisées par des tailles de populations faibles qui les rendent sensibles aux perturbations. De plus, ces petites tailles de populations peuvent amplifier les menaces à travers des mécanismes de consanguinités et/ou d’effet Allee, ce qui conduit à la réduction de leur potentiel évolutive et de leur viabilité dans le long terme. Pour mieux appréhender l’effet des actions anthropiques sur la faune des Comores, j’ai étudié deux Mégachiroptères endémiques et menacées d’extinction des Comores (Pteropus livingstonii dont la taille de la population est estimée à 1300 individus et P. seychellensis comorensis dont la taille de la population est estimée à plusieurs milliers d’individus). Je me suis appuyé sur des approches génétiques, d’écologie spatiale, de démographie mais aussi sur une étude socio-économique. Une telle approche intégrée est cruciale pour identifier les causes des déclins et proposer des mesures de conservation efficaces. Dans le premier volet de ma thèse, j’ai modélisé l’utilisation de l’espace par les deux espèces ainsi que leur distribution géographique à travers des modèles de niches, plus spécifiquement la méthode de « Species Distribution Modeling » à travers l’approche « Ensemble of Small Models » spécifiquement adaptés aux espèces rares. Ce premier axe m’a permis de déterminer quelles sont les variables écologiques et/ou les pressions anthropiques qui déterminent la distribution des deux espèces dans l’archipel. Cela m’a permis aussi de caractériser le degré de menace subi par ces deux espèces. Dans le deuxième volet de ma thèse, j’ai étudié la diversité génétique et la structuration des populations des deux espèces entre les quatre îles des Comores afin de détecter d’éventuels ruptures des flux géniques entre les différentes populations d’une même espèce et d’identifier les populations à risque d’extinction. Cette étude montre que les deux espèces, pourtant proches phylogénétiquement et morphologiquement, ne présentent pas du tout le même patron de structuration des populations. Dans un troisième volet, j’ai exploré la faisabilité et le coût de la mise en place d’un éventuel suivi individuel à long terme des paramètres démographiques des populations de P. livingstonii à travers un échantillonnage non-invasif combiné à l’approche capture-marquage-recapture (NIGS-CMR). En effet, la sensibilité à la capture et le degré de menace sur cette espèce ne permettent pas d’adopter les méthodes traditionnelles de suivi basées sur la capture physique et le marquage des individus. Cet axe montre que l’approche NIGS-CMR est réaliste mais induit des coûts qui paraissent peu compatibles avec les budgets disponibles pour le moment pour la conservation et le suivi de cette espèce aux Comores. Enfin, dans un quatrième volet, j’ai caractérisé les pressions anthropiques subies par ces populations en lien avec les caractéristiques socio-économiques de l’archipel (exploitation des forêts, pressions de chasse…) et cela à travers des interviews classiques et d’un dispositif original d’étude sociologique (Q-sort). Ces approches permettent de mieux comprendre quelles représentations ont les populations locales de ces espèces afin de mieux interpréter l’évolution de la forêt naturelle et prédire son avenir. Dans une dernière partie je mets en regard les résultats des différentes approches complémentaires pour discuter d’un plan de gestion et de conservation approprié pour ces espèces à fortes valeurs patrimoniales.

The Comoros Islands are known for their important biodiversity with a high endemism rate for each taxonomic group. This natural richness face huge anthropogenic pressures due to a high rate of habitat loss and fragmentation estimated to be the highest in the word. Wild endemic mammals are the most threatened fauna in these islands. These species are often characterized by small population sizes making them highly vulnerable to disturbances. Indeed, small population size makes populations prone to allee effect, genetic drift or inbreeding depression, which subsequently conducts to a decrease of species’ evolutionary potential, thus diminishing their long term viability. In order to understand the effect of habitat disturbance on the Comoros Islands natural fauna, I studied two endemic and highly threatened flying fox species (Pteropus livingstonii with a population size estimated of 1300 individuals and P.seychellensis comorensis whose population is estimated to few thousands of individuals). For that, I combined different approaches including spatial distribution and ecological niche modeling, as well as population demography and socio-economic approaches. This integrated approach is crucial to identify the different causes of mammals’ population loss and propose relevant conservation measures. In a first part of this thesis, I show the results of the spatial distribution modeling and habitat selection of the two flying fox species as well as their geographic distribution ranges using Species Distribution Modelling (SDM) and Ensemble of Small Models approach specifically adapted to rare and threatened species. This first part allowed me to assess which ecological variables and anthropogenic pressures are determinant for the distribution of both species as well to characterize the degree of threat of the two species. In the second part of this thesis, I studied the genetic diversity and genetic population structure of both species among the four islands of Comoros with the aim to look for possible gene flow breaks between sub-populations but also to uncover which species face a high risk of extinction. This study highlights that these two phylogenetic and morphologically related species show different genetic structures among islands. In a third part, I explored the feasibility and costs of a non-invasive genetic monitoring protocol to obtain accurate population size, demographic parameters and develop a long-term monitoring of P.livingstonii. Due to the sensitivity of this species to capture and handling but also because of its rareness, a direct monitoring using classical capture-recapture method was not possible. This study showed that this approach is realistic but involves a high cost that seems to be unsuitable with the budgets available for conservation of the species in the Comoros Islands. In a fourth part of my thesis, I characterized the anthropogenic pressures that impacts both species using a socio-economic characterization of these islands (forest exploitation and hunting pressures among others) by using semi-structured interviews and a Q-methodology approach. This allows me to understand the relationship of local communities with the local biodiversity as well as to interpret the ongoing natural habitat evolution and to predict its future. In the last chapter (fifth), I combined the results of all the different but complementary approaches used along the thesis with the aim to propose a management plan appropriate for these two species.; L’archipel des Comores héberge une diversité biologique exceptionnelle avec un taux d’endémisme élevé au sein de chaque groupe taxonomique. Cette richesse fait cependant face aux effets alarmants de la perte d’habitats naturels et de leur fragmentation causées par les pressions anthropiques mal planifiées. Les mammifères sauvages sont parmi la faune la plus touchée par la perte d’habitats dans ces îles. Ces espèces sont souvent caractérisées par des tailles de populations faibles qui les rendent sensibles aux perturbations. De plus, ces petites tailles de populations peuvent amplifier les menaces à travers des mécanismes de consanguinités et/ou d’effet Allee, ce qui conduit à la réduction de leur potentiel évolutive et de leur viabilité dans le long terme. Pour mieux appréhender l’effet des actions anthropiques sur la faune des Comores, j’ai étudié deux Mégachiroptères endémiques et menacées d’extinction des Comores (Pteropus livingstonii dont la taille de la population est estimée à 1300 individus et P. seychellensis comorensis dont la taille de la population est estimée à plusieurs milliers d’individus). Je me suis appuyé sur des approches génétiques, d’écologie spatiale, de démographie mais aussi sur une étude socio-économique. Une telle approche intégrée est cruciale pour identifier les causes des déclins et proposer des mesures de conservation efficaces. Dans le premier volet de ma thèse, j’ai modélisé l’utilisation de l’espace par les deux espèces ainsi que leur distribution géographique à travers des modèles de niches, plus spécifiquement la méthode de « Species Distribution Modeling » à travers l’approche « Ensemble of Small Models » spécifiquement adaptés aux espèces rares. Ce premier axe m’a permis de déterminer quelles sont les variables écologiques et/ou les pressions anthropiques qui déterminent la distribution des deux espèces dans l’archipel. Cela m’a permis aussi de caractériser le degré de menace subi par ces deux espèces. Dans le deuxième volet de ma thèse, j’ai étudié la diversité génétique et la structuration des populations des deux espèces entre les quatre îles des Comores afin de détecter d’éventuels ruptures des flux géniques entre les différentes populations d’une même espèce et d’identifier les populations à risque d’extinction. Cette étude montre que les deux espèces, pourtant proches phylogénétiquement et morphologiquement, ne présentent pas du tout le même patron de structuration des populations. Dans un troisième volet, j’ai exploré la faisabilité et le coût de la mise en place d’un éventuel suivi individuel à long terme des paramètres démographiques des populations de P. livingstonii à travers un échantillonnage non-invasif combiné à l’approche capture-marquage-recapture (NIGS-CMR). En effet, la sensibilité à la capture et le degré de menace sur cette espèce ne permettent pas d’adopter les méthodes traditionnelles de suivi basées sur la capture physique et le marquage des individus. Cet axe montre que l’approche NIGS-CMR est réaliste mais induit des coûts qui paraissent peu compatibles avec les budgets disponibles pour le moment pour la conservation et le suivi de cette espèce aux Comores. Enfin, dans un quatrième volet, j’ai caractérisé les pressions anthropiques subies par ces populations en lien avec les caractéristiques socio-économiques de l’archipel (exploitation des forêts, pressions de chasse…) et cela à travers des interviews classiques et d’un dispositif original d’étude sociologique (Q-sort). Ces approches permettent de mieux comprendre quelles représentations ont les populations locales de ces espèces afin de mieux interpréter l’évolution de la forêt naturelle et prédire son avenir. Dans une dernière partie je mets en regard les résultats des différentes approches complémentaires pour discuter d’un plan de gestion et de conservation approprié pour ces espèces à fortes valeurs patrimoniales.