La famille des Tephritidae comprend de nombreux ravageurs des cultures fruitières d'importance majeure. Leur contrôle nécessite des outils de lutte utilisables dans un contexte de développement durable de l'agriculture, telle que la lutte biologique. Fopius arisanus (Sonan) été introduit fin 2003 à La Réunion afin d'y limiter les populations des huit espèces de Tephritidae d'importance économique. Cette étude regroupe les travaux menés sur le comportement de sélection de l'hôte des femelles de F. arisanm. Elles parasitent toutes les espèces locales de Tephritidae nuisibles , mais préfèrent les espèces de la tribu des Dacini. Elles répondent à des infochimiques variés. Ce comportement généraliste peut les amener sur des fruits ou des Tephritidae non hôtes. Nous supposons que les interactions hôte-parasitoïde sont modelées par des mécanismes génériques. Nous discutons de l'adéquation entre ce comportement et la variabilité de son environnement originel.

L'objectif de cette thèse était de caractériser les éléments appartenant à la voie de signalisation énergétique AMP-activated protein kinase chez l'huître creuse Crassostrea gigas afin de comprendre son implication dans la gestion de l'énergie, en particulier en réponse à des conditions physiologiques qui sollicitent de l'énergie telles que la reproduction, ou à des stress environnementaux comme l'hypoxie ou le jeûne. Au niveau génomique, les trois sous-unités constitutives du trimère AMPK ainsi que plusieurs éléments impliqués dans cette voie de signalisation et dans les métabolismes glucidiques et lipidiques, potentiellement cibles de l'AMPK, ont été décrits. Au niveau protéique, plusieurs anticorps hétérologues ciblant les isoformes de la sous-unité α et la phosphorylation du résidu thréonine 172 de la sous-unité α, témoin indirect de l'activité AMPK, ont été utilisés. Deux sous-unités α tronquées dans le domaine kinase ont été caractérisées principalement dans les tissus musculaires suggérant leurs implications dans la fonction musculaire. Au cours d'un stress hypoxique, une augmentation significative des quantités de sous-unités α tronquées a été observée dans le muscle lisse. Ce résultat suggère que pendant une durée d'au moins 6 h, ces protéines tronquées sont nécessaires au maintien du métabolisme aérobie dans le muscle lisse, lui permettant ainsi de remplir son rôle de fermeture statique des valves. Nous avons suggéré une hypothèse indiquant que l'accumulation in vivo de ces sous-unitésα tronquées pourrait exercer un rôle de modulation ou de transdomination négative de l'activité de la sous-unité α entière. Dans la gonade, nous avons observé une activation de l'AMPK tout au long du processus de gamétogénèse afin de supporter les processus cataboliques de création de gamètes. Une diminution de cette activation a été observée lors du stade anabolique de mise en réserve des ovocytes. Enfin, lors d'un conditionnement en milieu contrôlé, une approche physiologique par privation de nourriture et une approche pharmacologique par injection d'AICAR ont été réalisées pour provoquer une modulation de l'AMPK. Les analyses ont montré que ni le jeûne ni l'AICAR n'ont induit une augmentation de la phosphorylation de la sous-unité α. Cependant, plusieurs changements liés à l'injection de l'AICAR ont été observés sur la physiologie de l'huître : la modification du rapport AMP:ATP chez les huîtres nourries en comparaison aux huîtres à jeun, et une mortalité dépendante de la dose injectée d'AICAR chez les huîtres mises à jeun. La caractérisation de l'AMPK chez C. gigas ouvre de nombreuses perspectives exigeant des études fonctionnelles poussées afin de démontrer le rôle pivot de cette kinase dans la gestion de l'énergie, comme démontré chez de nombreuses espèces de vertébrés, et ainsi décrypter le métabolisme énergétique de l'huître.

La " biotransformation ruminale " est un concept qui regroupe l'ensemble des réactions se produisant dans le rumen (dégradation, synthèse et conversion). Ces réactions sont pilotées par trois forces motrices majeures : les lois de la cinétique chimique, de la thermodynamique et de la dynamique des populations microbiennes. Cette thèse a pour objectif d'étudier l'impact d'un facteur alimentaire (pourcentage de concentrés incorporés dans la ration, supplémentation en huile) sur le fonctionnement du rumen et la biotransformation ruminale des constituants alimentaires en termes de dynamique et d'intensité. Cette thèse a combiné trois types d'approches : un essai in vivo sur des chèvres en milieu de lactation, deux essais in vitro (méthode du gaz-test) et une approche de modélisation mécaniste. In vivo, les réactions de biotransformation ont été évaluées par un suivi de la dynamique postprandiale et des mesures de bilans duodénaux. De plus, nous avons étudié l'influence réciproque des phénomènes ruminaux et de l'animal-hôte (comportement d'ingestion, métabolisme, paramètres zootechniques, et qualité du lait) sur le long terme (6 semaines). Nos résultats sont en accord avec la plupart des études antérieures effectuées chez la chèvre ou la vache laitières. Les modifications du comportement d'ingestion observées après 6 semaines avec le régime riche en concentrés ont eu un effet sur les phénomènes digestifs ruminaux. Les flux duodénaux d'acides gras ont expliqué les profils en acides gras du lait. Les études in vitro ont donné des résultats très cohérents par rapport à l'in vivo lorsque les animaux donneurs recevaient les régimes incubés. Enfin, nous avons développé un modèle mécaniste de fonctionnement de rumen in vitro décrivant de manière spécifique les lois physico-chimiques expliquant les dynamiques d'évolution du pH et de formation de gaz. Ce modèle aboutit à des résultats satisfaisants et pourrait être intégré à un modèle de rumen plus complet. La modélisation semble être le meilleur moyen pour intégrer toutes les réactions de biotransformation observées lors d'expérimentations.

L'étude des caractères basicrâniens et endocraniens chez les vertébrés fossiles et actuels connait un regain d'intérêt depuis quelques années. Ces caractères bénéficient en effet d'une bonne réputation en tant que marqueurs phylogénétiques, ainsi que d'un biais taphonomique favorable à leur fossilisation. C'est pourquoi dans ce volume, la région auditive et l'oreille interne (Partie I) et l'endocrâne (Partie II) de mammifères fossiles appartenant au clade des Afrotheria ont été scannés par (micro)tomographie à rayon-X, décrits, étudiés et comparés à ceux des espèces actuelles. Il s'agit plus précisément des Afrotheria fossiles que sont les Bibymalagasia (Chapitre 1), le Macroscelididae Chambius (Chapitre 2), de nombreux Hyracoidea du Paléogène (Chapitre 3) ainsi que des Tethytheria basaux tels que le proboscidien Numidotherium, l'embrithopode Arsinoitherium et le sirénien Prorastomus (Chapitre 4). Cette étude met en lumière l'intéressant signal phylogénétique fournit par les caractères de la région auditive et de l'endocrâne, capable de soutenir certains clades moléculaires (e.g. Afroinsectivora, 'Panelephantulus'). Elle montre aussi comment, sous certaines pressions de sélection, ces caractères peuvent converger de façon remarquable (e.g. chez les téthythères). Cette étude apporte aussi des éléments qui appuient l'hypothèse d'une origine Africaine des Afrotheria, ainsi que celle faisant de l'ancêtre commun des afrothères un mammifère plutôt 'ongulé' que 'insectivore'. Ces inférences fondées sur l'observation des représentants fossiles les plus anciens de ce groupe sont importants pour notre compréhension de l'origine et de la diversification des afrothères et des mammifères placentaires en général.

La question du bien-être de l'animal ne se pose que si on lui reconnaît le statut d'être sensible, capable de ressentir des émotions. Les émotions dépendent de processus cognitifs qu'entreprend l'animal pour évaluer son environnement. Pour comprendre le passage des émotions à un état de bien-être, nous avons étudié si ces processus cognitifs peuvent être biaisés par les émotions, lesquelles en retour seraient modulées durablement. Un modèle de stress chronique a été développé sur ovins : des agnelles sont exposées de manière répétée à des évènements aversifs, imprévisibles et incontrôlables. L'altération des systèmes neuroendocriniens et la potentialisation de la réactivité émotionnelle confirment que les agnelles ont développé un stress. Ensuite, l'effet de ce stress chronique sur les processus d'évaluation a été exploré : les agnelles stressées montrent une évaluation négative et des déficits d'apprentissage. Enfin, nous avons cherché à savoir si l'induction répétée d'émotions positives chez des agnelles stressées peut contrecarrer les biais d'évaluation négative induits par le stress. Elles évaluent de manière plus positive les événements ambigus que les agnelles uniquement stressées. L'accumulation d'émotions négatives peut conduire l'animal à développer une perception pessimiste de son environnement et une anhédonie, qui contribuent à auto-entretenir l'état de stress. La réduction d'anhédonie après induction répétée d'émotions positives montre que des stratégies cognitivo-comportementales sont envisageables pour corriger un stress. Bien qu'analytiques, ces travaux contribuent à la conception de pratiques d'élevage innovantes améliorant la qualité de vie des animaux.

La chasse aux trophées peut contraindre les ongulés à ajuster leur comportement pourréduire le risque de mortalité. De plus, comme cette chasse est basée sur des critères detaille, et biaisée en faveur des mâles, elle peut causer des changements morphologiquesvers des individus plus petits, et altérer la structure et la dynamique des populations. Lachasse aux trophées est l'un des modes de conservation des habitats naturels. Son potentielde conservation est encore incertain parce qu'il y a peu d'études en dehors des parcsnationaux, notamment en Afrique. Cette thèse examine les effets de cette chasse sur lesongulés africains, i.e. sur leur comportement, la longueur des cornes, la proportion de mâlesadultes, la taille de groupe, et la densité des populations. J'ai travaillé à partird'observations comportementales et de données populationnelles de suivis à long terme.Pour plusieurs espèces (surtout l'impala Aepyceros melampus, le grand koudouTragelaphus strepsiceros, et l'hippotrague noir Hippotragus niger), j'ai comparé lecomportement, la structure et la densité des populations entre le Parc National de Hwangeet les zones de chasse adjacentes, Zimbabwe. Dans les zones de chasse, j'ai analysé lestendances de longueur des cornes au cours des 30 dernières années. Les ongulés venaientdavantage de nuit aux points d'eau, et étaient plus vigilants dans les zones de chasse quedans le parc national. L'amplitude de ces ajustements en revanche, était limitée par lebesoin en eau, et par le risque de prédation naturelle. La longueur des cornes a décliné, plusparticulièrement pour les espèces prisées des chasseurs et subissant une pression de chasseélevée. Il n'y avait pas de différence significative de la proportion de mâles adultes, ou dela taille de groupe, entre les populations du parc national et des zones de chasse. Au coursdes 30 dernières années, les densités de population ont globalement davantage diminuédans le parc national que dans les zones de chasse. Ceci suggère que la chasse aux trophéesn'a eu qu'un effet minime sur les densités de population par rapport à d'autres facteurscomme les précipitations, ou possiblement la prédation naturelle et l'éléphant. Malgré lesajustements comportementaux, le déclin de la longueur des cornes, et le prélèvement biaiséen faveur des mâles adultes, les densités d'ongulés étaient aussi élevées dans les zones dechasse que dans le Parc National de Hwange. Cette étude illustre comment les zones dechasse aux trophées, lorsque rigoureusement gérées, peuvent jouer un rôle dans laconservation des ongulés africains.

Le transfert trans-générationnel d'immunité (TTGI) est défini comme étant une élévation de l'immunocompétence de la descendance suite à la rencontre des femelles avec un organisme pathogène. Le TTGI est un phénomène bien connu chez les vertébrés, chez lesquels il se réalise par le transfert d'anticorps de la mère au jeune. Il n'a été décrit que récemment chez les invertébrés, chez lesquels le support de sa transmission est encore inconnu. Le TTGI apporte un bénéfice aux descendants lorsqu'ils rencontrent l'infection vécue par la mère, dans quel cas l'élévation de leur immunocompétence a un effet protecteur. Cependant, au-delà de ce bénéfice, plusieurs indices suggèrent que le TTGI est un phénomène coûteux pour les organismes. L'évolution du TTGI ne sera permise chez une espèce que lorsque les bénéfices qu'il représente en termes de protection des descendants surpasseront les coûts qu'il représente pour eux en termes de fitness. Ainsi, l'étude de ses coûts et de ses bénéfices nous renseigne sur les pressions de sélection qui ont conduit à son évolution chez les invertébrés. Au cours de cette thèse, j'ai associé l'expression du TTGI chez un insecte avec un certain nombre de coûts, tant pour les femelles qui le réalisent que pour les descendants qui l'expriment. Pour ce faire, j'ai utilisé comme organisme modèle le ver de farine, Tenebrio molitor. Dans le premier chapitre, nous avons stimulé le système immunitaire des femelles adultes de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et étudié divers aspects de la transmission d'activité antibactérienne aux œufs qui en résultait. Cela nous a permis de voir que la transmission d'activité antibactérienne interne aux œufs commençait deux jours après la stimulation du système immunitaire des femelles et cessait après dix jours. Enfin, nous avons pu mettre en évidence un coût pour les femelles à la protection de leurs œufs, en termes de fécondité. Dans le second chapitre, nous stimulé le système immunitaire avec trois microorganismes différents tués par la chaleur, et exposé leurs jeunes larves à des microorganismes vivants. Nous n'avons pas réussi à mettre en évidence d'effet protecteur du TTGI sur les jeunes larves de T. molitor. Il s'avère cependant que l'exposition des jeunes larves à un champignon entomopathogène réduit le délai avant leur seconde mue larvaire. Dans le troisième chapitre, nous avons stimulé soit le système immunitaire des femelles, soit celui des mâles de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et observé différents paramètres de l'immunité de leurs descendants adultes. Cela nous a permis de mettre en évidence que le TTGI d'origine maternelle et paternelle n'affecte pas les mêmes effecteurs immunitaires chez les descendants, et que le TTGI d'origine maternelle comportait un coût pour eux en termes de temps de développement. Ces coûts au TTGI suggèrent qu'il n'est pas seulement une conséquence de la stimulation du système immunitaire des femelles de la génération parentale, mais qu'il est bien un mécanisme qui a été sélectionné du fait des bénéfices qu'il représente pour les organismes dans certaines conditions écologiques

Nosema ceranae est un parasite émergeant d'Apis mellifera décrit dans certaines régions comme la cause majeure de la mortalité des abeilles. Dans d'autres cas, il est soupçonné d'affaiblir les colonies par l'interaction avec d'autres facteurs de pression de l'environnement. Dans le cadre du phénomène global de la mortalité des abeilles, nous avons orienté nos recherches vers l'étude des effets N. ceranae, en faisant l'hypothèse que ce parasite est capable d'induire des changements comportementaux chez A. mellifera dus à des altérations physiologiques, ce qui pourrait éventuellement perturber l'organisation sociale et aboutir à la mort de la colonie. Etant donné cette hypothèse, trois domaines d'étude ont été inclus dans notre recherche, (i) les effets de N. ceranae sur l'organisation sociale de la colonie, (ii) les mécanismes moléculaires à la base des effets chez les abeilles parasitées, et (iii) les différences en virulence d'isolats de N. ceranae ce qui pourrait expliquer la variation des effets du parasite chez l'abeille. Nous avons obtenu trois résultats majeurs. D'abord, nous avons constaté des modifications dans la structure sociale des abeilles après l'infection. Ces changements sembleraient contribuer à la survie de la colonie constituant probablement un mécanisme d'immunité sociale. Ce mécanisme géré par un signal phéromonal, permettrait de diminuer la transmission du parasite au sein de la colonie et prolonger la survie des abeilles saines. Ensuite, nous avons mis en évidence des effets sur la physiologie de l'intestin de l'abeille qui pourraient causer sa mort : l'induction du stress oxydatif et l'inhibition du renouvellement cellulaire de l'épithélium. Finalement, nos résultats suggèrent que certaines caractéristiques de l'hôte et conditions environnementales augmenteraient la probabilité de N. ceranae d'induire la mort. En conclusion, N. ceranae a le potentiel de causer la mort des abeilles, cependant, la colonie pourrait contrer l'infection, par exemple, par de mécanismes d'immunité sociale, or, la réponse générale à l'infection dépendrait des caractéristiques de l'hôte en combinaison avec les conditions de l'environnement. Le phénomène d'effondrement de colonies à l'échelle mondiale a mis en évidence la fragilité du système colonie d'abeilles - environnement. L'étude de chaque facteur participant au système, en autres, parasites, pesticides, changements dans l'environnement, pratiques apicoles, est essentielle pour une meilleure compréhension de toutes les interactions qui maintiennent l'équilibre écologique des colonies

Chez les parasites à cycle complexe et à transmission trophique, des stratégies d'exploitation de l'hôte intermédiaire ont été sélectionnées. Notamment, de nombreux parasites sont capables d'altérer le comportement de leur hôte intermédiaire (manipulation comportementale). Cette manipulation n'intervient que lorsque le stade larvaire du parasite est infectieux pour l'hôte définitif. Avant d'atteindre cette infectivité, le développement du stade larvaire n'est pas suffisamment avancé pour lui permettre de s'établir dans l'hôte définitif (il est dit non-infectieux). La transmission prématurée d'un stade non-infectieux implique alors la mort du parasite. Les parasites capables de renforcer les défenses anti-prédateurs de leur hôte intermédiaire au stade non-infectieux (i.e. de le protéger vis-à-vis de la prédation), avant de manipuler leur comportement au stade infectieux (i.e. de les exposer à la prédation par l'hôte définitif) devraient avoir été sélectionnés. Dans ces travaux de thèse, j'ai pu montrer qu'au stade larvaire non-infectieux, le parasite acanthocéphale Pomphorhynchus laevis renforce les défenses anti-prédateurs de son hôte intermédiaire amphipode, ce qui a pour effet de diminuer ses risques de prédation. Cet effet protecteur de l'hôte intermédiaire affecte négativement l'approvisionnement de l'amphipode, bien que cela n'ait aucune incidence sur l'état des réserves énergétiques de l'hôte. De même, le comportement reproducteur de l'hôte mâle n'est pas affecté par l'infection par ce stade protecteur. Les origines de cette stratégie parasitaire sont discutées, et des perspectives écologiques à ce changement comportemental de l'hôte sont suggérées

Les organismes asexués constituent un cas particulier en écologie évolutive spécialement intéressant pour étudier les processus d'adaptation. La reproduction sexuée est avantageuse puisqu'elle maintient un polymorphisme et une diversité génétique importants, mais elle l'est moins si on prend en compte ses coûts. La persistance de plusieurs lignées hybrides asexués au sein de taxa indépendants, parfois anciennes, amène à s'interroger sur ce mode de reproduction : avantages, risques d'extinction des complexes d'hybridation. Nous avons étudié le cas des grenouilles vertes européennes présentes en France, où l'on retrouve le complexe P. esculentus, très commun, ainsi que le complexe P. grafi, localisé dans le Sud du pays. Ces lignées hybrides sont particulières car elles ont un mode de reproduction unisexué appelé hybridogénèse. Les différents taxa de grenouilles vertes se ressemblent tant que leur distinction est difficile, et nécessite des analyses génétiques. Ainsi, une nouvelle méthode PCR-RFLP basée sur la région ITS2 a été mise au point, permettant une affiliation fiable des taxa du complexe P. esculentus. Puis, les marqueurs microsatellites ont été testés comme outils d'identification taxonomique, sans succès, à cause d'un manque de spécificité, ainsi qu'à la situation complexe des peuplements français. Le fardeau génétique porté par les génomes clonaux ridibundus a été évalué lors d'un élevage expérimental, où des têtards de P. rididundus possédant soit 50% de leur génome clonal ou 0% n'ont montré aucune différence de performances larvaires. Dans cette même expérimentation, la fitness de l'hybride P. kl. grafi a été comparée à ces deux espèces parentales. Les hybrides ont montré des performances intermédiaires, meilleures que P. perezi, mais inférieures à P. ridibundus. Lors de l'étude de l'utilisation de l'habitat, nous avons pu mettre en évidence une répartition différentielle des grenouilles vertes du complexe P. esculentus en fonction du type d'habitat, et observer de nouveaux facteurs influençant leur abondance tels l'altitude, la distance à la rivière, le taux de nitrates, l'alcalinité, les duretés. Nous avons observé la relation entre le type d'habitat et la capacité d'acclimatation chez les hybrides P. esculentus au stade larvaire, et les performances révèlent que les têtards forestiers semblent généralistes en s'accommodant du changement de milieu, tandis que ceux originaires de prairie semblent localement adaptés à leur milieu. Ces résultats nous amènent à discuter du devenir évolutif des grenouilles vertes et a proposer des perspectives, afin d'affiner nos connaissances de ces complexes et d'aider à la prise de décision quant aux habitats à prioriser en termes de gestion conservatoire.