L’avancée des forêts au Moyen Age confinait à une proximité inquiétante avec des animaux sauvages qui échappaient à notre volonté de maîtrise et de contrôle, engendrant d’inévitables conflits de territoire. Ces conflits sont à l’origine du classement de certaines espèces dans la catégorie des « nuisibles ». Les plus étudiés d’entre eux demeurent les grands prédateurs, loup et ours notamment. Les mustélidés (la belette (Mustela nivalis), la fouine (Martes foina), la martre (Martes martes), le putois (Mustela putorius) et le vison d’Amérique (Mustela vison)) ont beau être des prédateurs plus discrets en taille comme en popularité, ils n’en demeurent pas moins étroitement dépendants des « respirations » de l’imaginaire humain. Leurs mœurs nocturnes et leurs comportements furtifs sont le terreau sur lequel poussent et se nourrissent les perceptions humaines. Brossant le portrait de cette insaisissable engeance, regroupée par les piégeurs sous le vocable collectif de « sauvagine », nous engageons une réflexion pluridisciplinaire réconciliant sciences naturelles et humaines et mêlant plusieurs approches capables de s’éclairer et de se répondre : géographie, anthropologie, écologie et symbolisme. L’étude des écrits naturalistes anciens, associée à un travail d’enquête auprès de naturalistes et de piégeurs dans les campagnes de moyenne montagne du sud-ouest du Massif central (Aveyron, Tarn et Tarn-et-Garonne), permet de mieux appréhender l’évolution de la notion d’animal « nuisible » et sa perception par les acteurs de terrain. Éternels « hors-la-loi », les mustélidés déjouent nos tentatives de les cerner, de les identifier et de leur assigner un territoire parfaitement distinct du nôtre. Le partage des territoires échoue, l’homme échouant à tenir ces petits animaux ondoyants en respect, à leur place, de leur côté de la barrière. Les « nuisibles » offrent une illustration exemplaire de l’homme confronté au sauvage et permettent une analyse de l’hésitation permanente entre ordre et désordre, partage et partage, altérité et identité. / The advance of forests in the Middle Ages bordered on a disturbing nearness with wild animals which escaped our will of control, engendering inevitable conflicts of territory. These conflicts are at the origin of the classification of certain animal species in the category of “pests”. The most studied of them remain the big predators, wolf and bear in particular. Mustelids (weasel (Mustela nivalis), stone marten (Martes foina), marten (Martes martes), polecat (Mustela putorius) and American mink (Mustela mink)) may be more discreet predators in size as in popularity, they remain not less strictly dependent on “breaths” of the human imagination there. Their night-customs and their furtive behavior are the compost on which the human perceptions grow and feed. Painting a portrait of this imperceptible scum, grouped by trappers under the collective word of “Sauvagine”, we commit a multidisciplinary reflection reconciling natural and human sciences and mixing several approaches : geography, anthropology, ecology and symbolism.The study of natural histories, associated with investigations with naturalists and with trappers in the countrysides of low mountain range of the southwest of Massif Central (Aveyron, Tarn and Tarn-et-Garonne), allows to comprehend better the evolution of the notion of “pests” and its perception by rural actors. Eternal “outlaws”, weasels frustrate our attempts to encircle them, to identify them and to assign them a territory perfectly different from ours. The sharing of territories fails, the man failing to hold these small undulate animals in respect, on their place, from their part for the barrier. “Pests” offer an exemplary illustration of the man confronted with the savage and allow an analysis of the permanent hesitation between order and disorder, sharing and sharing, otherness and identity.

Au Québec, de nombreux arthropodes s'attaquent au pommier, entraînant des pertes de rendement pour les producteurs. Afin de minimiser ces pertes, les producteurs ont recours à différents traitements chimiques qui ont des conséquences négatives pour l'environnement et la santé humaine. L'objectif de ce projet de recherche était d'établir un aménagement végétal pour améliorer la lutte naturelle aux arthropodes ravageurs. Des plates-bandes de fleurs composées d'achillée millefeuille (Achillea millefolium L.) et de verge d'or du Canada (Solidago canadensis L.) (Asteraceae) ont été établies dans trois vergers de pommiers commerciaux au Québec, afin d'évaluer leur impact sur deux ravageurs du pommier et sur les principaux prédateurs. Les populations de l'hoplocampe des pommes Hoplocampa testudinea Klug et du puceron vert du pommier Aphis pomi DeGeer ont donc été suivies durant l'été 2008 à l'aide de pièges collants blancs et d'observations visuelles dans les vergers et au sein même des aménagements. Dans le même temps, les principaux prédateurs aphidiphages en verger ont été suivis, soit les Araneae, Cecidomyiidae, Chrysopidae, Coccinellidae, Hemerobiidae et Syrphidae. Chaque verger de pommiers comportait des parcelles aménagées (avec plate-bande de fleurs) et non aménagées (avec couvre-sol naturel) qui étaient comparées entre elles. La plate-bande de fleurs a eu un effet positif sur l'hoplocampe des pommes en réduisant significativement l'abondance des populations dans les parcelles aménagées. De plus, une étude en parallèle a permis de démontrer que l'huile essentielle d'achillée millefeuille avait un effet répulsif sur ce ravageur, en réduisant significativement la ponte et le nombre d'œufs dans les fleurs de pommiers. D'un autre côté, le pourcentage de dommages aux fruits était similaire entre les parcelles aménagées et non aménagées. La plate-bande de fleurs n'a pas eu d'effet sur le puceron vert du pommier ni sur les prédateurs aphidiphages, car les abondances n'étaient pas différentes entre les parcelles aménagées et non aménagées, ni entre la plate-bande de fleur et le couvre-sol naturel du verger. La plate-bande de fleurs n'a donc pas joué son rôle attractif attendu envers les arthropodes bénéfiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement végétal, plate-bande de fleurs, Malus sp., huile essentielle, Achillea millefolium, Solidago canadensis, Hoplocampa testudinea, Aphis pomi, prédateurs, Araneae, Coccinellidae, Syrphidae.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les estuaires et les zones côtières constituent des territoires à fort enjeux stratégiques économiquement et pour l'environnement. Ils assurent de nombreuses fonctions biologiques et écologiques dont celle de nourricerie et de frayère pour les poissons. Ces écosystèmes sont pourtant soumis à de multiples facteurs de stress, à la fois naturels et anthropogéniques, qui peuvent représenter une menace potentielle envers les organismes aquatiques, en particulier pour les espèces commerciales de poissons. Dans ce contexte, les effets de facteurs de stress environnementaux tels que la contamination chimique et les efflorescences algales nuisibles (HABs) ont été étudiés par des approches in situ et expérimentale (microcosme et mésocosme) sur deux espèces de poissons : le flet (Platichthys flesus) et le bar (Dicentrarchus labrax). Durant cette thèse, nous avons utilisé différents indicateurs pour déterminer les réponses des poissons aux stress environnementaux. Parmi ces outils, nous avons utilisés des indices de croissance et condition, des biomarqueurs moléculaires et des paramètres immunologiques. / Estuaries and coastal areas are essential fish habitat as nursery and spawning but characterized by the presence of multiple interacting stressors, both natural and anthropogenic, which can represent potential threat toward aquatic organisms, especially for commercial fish species. In this context, the impacts of environmental stressors such as chemical contamination and Harmful algal blooms (HABs) have been studied by in situ and experimentally (microcosm and mesocosm) approaches on two fish species : European flounder (Platichthys flesus) and European sea bass (Dicentrarchus labrax). During this thesis, we used various indicators to determine fish responses to environmental stressors. Among these tools, we used the growth and conditions indices, molecular biomarkers and immunological parameters. In situ approach has been realized in two different systems anthropogenically influenced : one is heavily impacted system (Seine estuary) and the others are less impacted and/or considered as "clean" systems (Canche, Authie and Somme estuaries). As juvenile flounders concentrate in estuaries, we have chosen this species as a biological indicator to evaluate the quality of these estuarine habitats. This in situ study emphasized the negative impact of contaminants on the nursery function of estuaries. The Seine estuary exhibited the highest metals and PAHs contents in sediment compared to other estuaries and metal concentration in juvenile flounder of this estuary were also significantly higher than ones collected in the less polluted estuaries. In the same way, fish growth and condition indices were significantly lower in individuals from this estuary in spite of the sufficient food availability. To control environmental parameters such as hydrological parameters and food availability, a microcosm experiment was carried out on sea bass juveniles exposed to fresh sediment from five sites with different chemical concentrations using multi-biomarker approaches. After 21 days exposure, no metal accumulation in fish gills and any significant differences on the physiological performances and immune system responses of fish juveniles could be observed. On the other hand, responses of molecular biomarkers, particularly, EROD, GST and CAT activities increase with the chemical contamination gradient after 7days of exposure in sediment. This microcosm study confirmed the sensibility and relativity of short term molecular biomarkers responses to the chemical contamination. These two studies highlighted the complexity of the fish responses to environmental stressor due to the many variable environmental factors in situ and due to the selection of fish species (pelagic or benthic) and the exposure duration in controlled laboratory assays. Beside the impact of pollution on fish, Harmful algal blooms (HABs) are widespread along the eastern English Channel and may alter ecological functions of coastal zones and thus affecting nursery ground and fish populations. Nevertheless, the effects of two recurrent harmful algal blooms : a) Phaegocystis globosa and its degraded form transparent exopolymeric particles (TEP) with foam accumulation and b) Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima (exponential versus senescent phase) was investigated on the growth and condition of sea bass juveniles. Both mesocosm experiments exhibited any negative impact on juvenile sea bass physiological performance, hence, survival and recruitment success. In conclusion, the results of this thesis contributed to improve the fish responses with multi-biomarker approaches to monitor and assess the health of fish communities and fish habitat quality, as well as the general ecological status of coastal zones and estuaries against the various environmental stressors.

Le maïs Bt, une forme transgénique du maïs exprimant une toxine du Bacillus thuringiensis, a été rapidement adopté par les producteurs québécois malgré plusieurs interrogations quant à son utilité réelle et ses impacts environnementaux. Des essais réalisés en 2003 et 2004 sur deux sites agricoles ont montré ici peu de différences de rendement entre les cultivars Bt et conventionnels. Des échantillonnages au champ ont aussi permis de calculer un indice de biodiversité de l'entomofaune similaire, peu importe les lignées testées. En particulier, les lignées transgéniques n'ont montré aucun impact sur les populations de coccinelles et de pucerons, alors que des différences étaient observées d'une lignée conventionnelle à l'autre. Des expériences en serre sur la performance biologique du puceron modèle Rhopalosiphum padi ont confirmé les données de terrain. Une étude protéomique comparant le taux de divergence métabolique inter-hybrides a montré des différences marquées entre les hybrides conventionnels, comparées à de faibles taux de divergence entre les hybrides conventionnels et leurs contreparties transgéniques. En somme, ces résultats suggèrent un impact négligeable des hybrides transgéniques sur la biodiversité des insectes dans les cultures de maïs au Québec, expliqué en partie par une forte ressemblance de ces hybrides avec leur lignée mère.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 novembre 2023) / Pour la culture de petits fruits, la régie de culture sous grands tunnels est utilisée pour l'obtention d'un microclimat favorable au rendement des plants et pour diminuer la pression des ravageurs. De plus, l'utilisation d'une barrière anti-insectes au pourtour des abris tunnels permet de réduire l'incidence des populations de ravageurs. Cette étude a été menée afin de comparer les effets de cinq recouvrements (TÉMOIN, CLAIR-D, CLAIR, GRIS et ROSE) et de l'incidence d'une barrière anti-insectes sur les cultures de framboises (Rubus idaeus L.) et de bleuets (Vaccinium corymbosum L.) en pots. Les expériences ont été menées aux Fraises de l'Île d'Orléans au cours des saisons de culture 2021 et 2022. L'impact du microclimat sur les populations d'insectes ravageurs (cicadelles, thrips, pucerons et Drosophila suzukii) a été évalué sur les cultures de framboises et de bleuets alors que l'effet sur la productivité a été mesuré sur les framboisiers seulement. L'efficacité d'une barrière anti-insectes sur les ravageurs a été étudiée que pour la culture de bleuets. Les différences de qualité spectrale et de températures mesurées sous les différents recouvrements n'ont pas été suffisantes pour qu'une différence significative de la performance agronomique des plantes soit observée, dont le rendement et la qualité des fruits. En revanche, des différences significatives d'abondance des principaux ravageurs ont été mesurées dans les bleuetiers et les framboisiers. Ainsi, un revêtement ayant les propriétés du revêtement CLAIR, soit une grande transmissivité du rayonnement photosynthétiquement actif (PAR), une faible transmission de lumière diffuse, d'UV et d'infrarouge a favorisé chez le framboisier les populations de certains ravageurs dont le puceron et la cicadelle. D'autre part, la barrière anti-insectes a permis de réduire significativement les populations de pucerons et de drosophiles à ailes tachetées et s'avère une pratique de contrôle fort prometteuse pour les producteurs. Combiner un revêtement optimisant les paramètres agronomiques et minimisant les populations de ravageurs avec une barrière anti-insectes constitue une alternative durable afin de réduire l'utilisation de biopesticides et de pesticides pour la production respective de petits fruits en régie biologique et conventionnelle.

Une exploration métabolique détaillée a été entreprise chez trois insectes sains ou subissant divers types de maladies soit des infections par Bacillus thuringiensis 3a3b, par polyédrie nucléaire (Baculovirus) ou par microsporidies (Protozoaires). Les Invertébrés expérimentés étaient trois insectes forestiers dévastateurs soit la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana C. (Lepidoptera : Tortricidae), la Livrée des forêts, Malacosoma disstria H. (Lepidoptera : Lasiocampidae) et le Diprion de swaine, Neodiprion swainei M. (Hymenoptera : Diprionidae). Cette étude avait pour but de déterminer les possibilités qu'offre la Biochimie clinique, d'une part pour comprendre les perturbations métaboliques que les micro-organismes examinés causent chez leurs hôtes et donc le mode d'action de ces entomopathogènes chez les insectes susceptibles, d'autre part pour définir les limites dans lesquelles se situent les constantes biologiques chez les trois insectes sains ou subissant les pathologies expérimentées. De plus, pour comparaison cette étude a été aussi réalisée chez ces insectes en inanition totale. Cette exploration biochimique a donc été accomplie sur l'hémolymphe et sur l'organisme entier des larves des insectes en question et ce, à l'aide des micro-méthodes couramment employées en chimie clinique. Ces, analyses ont porté principalement sur la composition ionique de l'hémolymphe, sur la teneur en réserves énergétiques (protéinestotales, lipides) et en différents métabolites (glucose, glycérol, azot euréique) ainsi que sur les activités de divers enzymes dans l'hémolymphe. Il a été ainsi constaté que chaque type de stress ou infection provoque des altérations métaboliques spécifiques chez l'hôte… / Montréal Trigonix inc. 2018

La cécidomyie orange du blé, Sitodiplosis mosellana (Géhin), est un ravageur commun du froment. Présente sur les trois continents de l’hémisphère Nord, cette espèce est connue depuis deux siècles mais son contrôle reste difficile tant par sa présence discrète que par ses effectifs hautement variables. En Wallonie, les niveaux d’infestations sont globalement faibles mais atteignent localement des seuils inquiétants.<p>Au début des années 2000, la phéromone sexuelle de S. mosellana a été identifiée au Canada. Cette découverte a permis la fabrication de pièges qui ont considérablement amélioré la détection et la mesure des vols de cet insecte minuscule. De 2007 à 2010, les captures de S. mosellana ont été mesurées quotidiennement dans plusieurs dizaines de champs de Wallonie, aux historiques et aux couverts variés.<p>Les volumes de captures au piège à phéromone sexuelle ont été très importants. Il a fallu en étudier la signification, notamment en termes de mesure du risque. En effet, si les mâles sont efficacement capturés, seules les femelles constituent un risque de dégâts. L’interprétation correcte des captures à l’aide de ce type de piège, a été rendue possible par l’observation de différences fondamentales concernant la mobilité et la distribution spatiale des mâles et des femelles de S. mosellana. Même s’ils ne mesurent pas directement l’émergence proprement dite, les pièges à phéromone ont permis, grâce à leur très grande sensibilité, de préciser les connaissances sur l’émergence des adultes et de révéler que plusieurs vagues d’émergence pouvaient se succéder au cours d’une même année.<p>La prévision des émergences de la cécidomyie orange du blé, constitue la clé de voûte de la lutte contre ce ravageur dont un contrôle efficace par des insecticides ne se justifie éventuellement que lorsque la courte saison des pontes coïncide avec l’épiaison des froments. Les patrons d’émergence obtenus par les pièges ont été confrontés aux prévisions de différents modèles conçus en Europe ou en Amérique du Nord, et appliqués aux conditions météorologiques observées de 2007 à 2010. Aucun de ces modèles n’a prévu correctement les émergences sur l’ensemble des quatre années.<p>Les données d’émergence obtenues à l’aide des pièges à phéromone (effectifs élevés et relevés quotidiens) ont fait apparaître une relation de cause à effet entre, d’une part les vagues d’émergences et, d’autre part les épisodes pluvieux observés trois à six semaines plus tôt. L’écart entre une &61618;pluie inductrice&61618; et la vague d’émergence induite correspondante s’est avéré constant en termes d’accumulation de température :il équivaut à 160 degrés-jours en base 7°C. Partant de ce constat et des acquis des modèles antérieurs, un modèle prévisionnel original des émergences a été développé et validé sur le terrain. Allié à une meilleure connaissance de la biologie du ravageur, il constitue un outil majeur de la lutte intégrée.<p>Par ailleurs, les travaux menés ont également révélé l’existence d’un biais fréquent dans les essais d’évaluation des variétés, entraîné par la concentration des pontes de cécidomyie orange sur les premières parcelles atteignant le stade épiaison. Dans le système d’évaluation en vigueur, notamment pour l’inscription dans les catalogues nationaux, ce biais conduit à une sous-estimation du potentiel de rendement des variétés de blé les plus précoces.<p>Enfin, la découverte du rôle inducteur des pluies sur l’émergence des adultes a été exploitée en conditions contrôlées pour planifier des émergences échelonnées, et pour disposer, pendant une longue période, de jeunes adultes prêts à pondre. Cette application permet dès à présent de mesurer en serre le niveau de résistance des variétés exposées de façon homogène à l’insecte, quel que soit leur degré de précocité.<p>De diverses façons, cette étude contribue à une meilleure connaissance de la cécidomyie orange du blé et offre de nouveaux outils pour la lutte intégrée contre ce ravageur.<p><p>--------------------------------------------------<p><p>The orange wheat blossom midge, Sitodiplosis mosellana (Géhin), a common pest of wheat throughout the northern hemisphere, is known for two centuries but remains difficult to control due to its discrete behavior and its highly variable population level.<p>In general, the infestation levels in Wallonia (Belgium) are low, although levels could locally exceed worrying thresholds. <p>In the early 2000s, the sexual pheromone of S. mosellana has been identified in Canada. This discovery has led to the manufacturing of traps which have greatly improved the detection of this tiny insect. From 2007 to 2010 in Wallonia, S. mosellana captures have been daily registered in about 20 fields with different cropping histories and grown with different crops.<p>Insect captures by pheromone traps were numerous. Relation between amount of captures and risk measurement has been studied. As expected, only the males are attracted by the pheromone and the risk of ears infestation is mainly related to the presence of females. The correct interpretation of captures in pheromone traps has been established by the observation of fundamental differences between males and females concerning their mobility and their spatial distribution. <p>Despite the fact that pheromone traps are not real emergence traps, they have led to new information on adult emergence indicating that several emergence waves can be consecutive during the same year. <p>Forecasting the emergence of the adult orange wheat blossom midge is a key element on pest management. Insecticides treatments are sometimes justified when the egg laying period of the insect coincides with ear emergence of wheat. Emergence patterns established from captures of pheromone traps have been compared with the forecast of several models built in Europe or North America. These forecasting models were used with the meteorological data observed from 2007 until 2010. None of the six tested models provided a reliable forecast across the four years of our study. <p>Emergence data from catches in pheromone traps were very accurate because the number of catches were high and were taken each day. This emergence data showed a relation between emergence waves and rainfalls occurring during the preceding 3 to 6 weeks. The lag between inductive rain and emergence wave is constant in terms of temperature accumulation: it is equivalent to 160 degree–days above 7°C. This discovery, combined with experience from previous models, was incorporated into a new forecasting model.<p>In addition, the present work has also revealed the existence of a common bias in variety evaluation trials leading sometime to the concentration of the eggs in the earliest earing variety. In the current evaluation system, this bias leads to a sub-evaluation of the yield for the most precocious varieties. <p>Finally, the discovery of the inductive rain for adult emergence has been used in the screening for resistant varieties to S. mosellana by providing adults during the complete duration of the test. This application of the model allows to measure, under controlled conditions, the level of resistance of all varieties (early and late heading varieties) which are exposed homogeneously to the insect.<p>In total, this study has contributed to a better understanding of the orange wheat blossom midge and provides some new tools in the management of this pest.<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La prise de conscience des problèmes d'environnement et des effets directs et indirects des activités humaines a conduit à renforcer la surveillance haute fréquence des écosystèmes marins par l'installation de stations de mesures multicapteurs autonomes. Les capteurs, installés dans des milieux hostiles, sont sujets à des périodes de calibration, d'entretien voire des pannes et sont donc susceptibles de générer des données bruitées, manquantes voire aberrantes qu'il est nécessaire de filtrer et compléter avant toute exploitation ultérieure. Dans ce contexte, l'objectif du travail est de concevoir un système numérique automatisé robuste capable de traiter de tel volume de données afin d’améliorer les connaissances sur la qualité des systèmes aquatiques, et plus particulièrement en considérant le déterminisme et la dynamique des efflorescences du phytoplancton. L'étape cruciale est le développement méthodologique de modèles de prédiction des efflorescences du phytoplancton permettant aux utilisateurs de disposer de protocoles adéquats. Nous proposons pour cela l'emploi du modèle de Markov caché hybridé pour la détection et la prédiction des états de l'environnement (caractérisation des phases clefs de la dynamique et des caractéristiques hydrologiques associées). L'originalité du travail est l'hybridation du modèle de Markov par un algorithme de classification spectrale permettant un apprentissage non supervisé conjoint de la structure, sa caractérisation et la dynamique associée. Cette approche a été appliquée sur trois bases de données réelles : la première issue de la station marine instrumentée MAREL Carnot (Ifremer) (2005-2009), la seconde d’un système de type Ferry Box mis en œuvre en Manche orientale en 2012 et la troisième d’une station de mesures fixe, installée le long de la rivière Deûle en 2009 (Agence de l’Eau Artois Picardie - AEAP). Le travail s’inscrit dans le cadre d’une collaboration étroite entre l'IFREMER, le LISIC/ULCO et l'AEAP afin de développer des systèmes optimisés pour l’étude de l’effet des activités anthropiques sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques et plus particulièrement dans le contexte des efflorescences de l’algue nuisible, Phaeocystis globosa. / Because of the growing interest for environmental issues and to identify direct and indirect effects of anthropogenic activities on ecosystems, environmental monitoring programs have recourse more and more frequently to high resolution, autonomous and multi-sensor instrumented stations. These systems are implemented in harsh environment and there is a need to stop measurements for calibration, service purposes or just because of sensors failure. Consequently, data could be noisy, missing or out of range and required some pre-processing or filtering steps to complete and validate raw data before any further investigations. In this context, the objective of this work is to design an automatic numeric system able to manage such amount of data in order to further knowledge on water quality and more precisely with consideration about phytoplankton determinism and dynamics. Main phase is the methodological development of phytoplankton bloom forecasting models giving the opportunity to end-user to handle well-adapted protocols. We propose to use hybrid Hidden Markov Model to detect and forecast environment states (identification of the main phytoplankton bloom steps and associated hydrological conditions). The added-value of our approach is to hybrid our model with a spectral clustering algorithm. Thus all HMM parameters (states, characterisation and dynamics of these states) are built by unsupervised learning. This approach was applied on three data bases: first one from the marine instrumented station MAREL Carnot (Ifremer) (2005-2009), second one from a Ferry Box system implemented in the eastern English Channel en 2012 and third one from a freshwater fixed station in the river Deûle in 2009 (Artois Picardie Water Agency). These works fall within the scope of a collaboration between IFREMER, LISIC/ULCO and Artois Picardie Water Agency in order to develop optimised systems to study effects of anthropogenic activities on aquatic systems functioning in a regional context of massive blooms of the harmful algae, Phaeocystis globosa.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 novembre 2023) / Le longicorne asiatique, Anoplophora glabripennis, originaire de Chine et de la péninsule coréenne, est devenu un insecte nuisible qui représente une menace significative pour les forêts et les économies du monde entier. La gestion efficace de ses invasions et de ses dommages potentiels repose sur une détection précoce grâce aux méthodes de biosurveillance. Dans cette thèse, j'utilise des techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) et des méthodes de génomique des populations pour 1) caractériser la similarité et la différenciation des populations de ce coléoptère, 2) identifier les signatures génomiques qui déterminent la différenciation entre les lignées génétiques et les signatures génomiques associées à l'adaptation environnementale (i.e. variables climatiques), en particulier l'adaptation au froid, 3) éclairer l'histoire de son invasion en Amérique du Nord. Dans le premier chapitre, j'étudie la structure de population des ALB indigènes de l'Asie pour informer la conception des outils de biosurveillance afin d'identifier les sources d'invasion. En utilisant des individus de populations indigènes, en séquençant leurs génomes grâce au séquençage par génotypage (GBS), et en identifiant des marqueurs de polymorphisme nucléotidique (SNP) à l'échelle du génome, j'ai comparé la diversité génétique, mesuré le flux de gènes, et effectué des tests d'assignation de population. J'ai identifié six groupes génétiques avec une division claire entre les groupes du nord et du sud de l'aire de répartition native de cette espèce. Nos résultats démontrent qu'un petit nombre de SNPs peut assigner précisément des individus à des régions géographiques, jetant les bases pour de nouveaux outils de biosurveillance pour l'ALB. Dans le deuxième chapitre, j'examine les signatures génomiques sous sélection associées aux variables climatiques, en particulier la température. J'ai effectué un séquençage complet du génome sur dix échantillons multiplexés, chacun avec 20 individus, pour produire une forte densité de marqueurs SNP à l'échelle du génome. Le criblage du génome et l'analyse gène-environnement (GEA) ont été utilisés pour identifier plus de 5 000 gènes potentiellement impliqués dans l'adaptation locale chez l'ALB. Alors que des gènes communs de tolérance au froid, tels que la glycérol kinase, les cytochromes P450, la protéine antigel et les protéines de choc thermique ont été trouvés à travers des analyses de sélection, ceux-ci n'étaient pas significatifs dans l'analyse GEA, indiquant une relation complexe entre les facteurs environnementaux et l'évolution génétique de la tolérance au froid. Ce profilage génomique complet offre de nouvelles perspectives sur les mécanismes génétiques sous-jacents à l'adaptation locale chez cette espèce. Dans le troisième chapitre, j'utilise des données génomiques obtenues grâce à la technologie GBS pour reconstruire l'histoire invasive du longicorne asiatique en Amérique du Nord (NA) et mieux comprendre les invasions biologiques. Les résultats révèlent que la plupart des populations invasives de NA proviennent de plusieurs introductions indépendantes du nord de la Chine. Les origines spécifiques incluent la Région Nord Deux pour les populations de l'Illinois, de Toronto et de l'Ohio, la Région Sud pour les populations du Massachusetts, et la Région Nord Un pour les populations de Farmingdale, New York. Après leur introduction, toutes les populations ont connu des goulots d'étranglement, certaines connaissant également une seconde expansion, comme New York. Les résultats de notre étude sont cohérents avec les données historiques, offrant de nouvelles perspectives sur la dynamique d'invasion de cette espèce. En conclusion, cette thèse présente une étude approfondie sur la structure populationnelle, l'adaptation et l'histoire invasive du longicorne asiatique en utilisant des techniques génomiques avancées. Nos découvertes améliorent non seulement notre compréhension de la biologie de ce coléoptère et de ces mécanismes adaptatifs, mais fournissent également des perspectives précieuses pour le développement de stratégies de biosurveillance efficaces pour gérer et atténuer les impacts de ses invasions. Alors que la menace des espèces invasives continue d'augmenter à l'échelle mondiale, les méthodes et les connaissances acquises grâce à cette étude peuvent être appliquées à d'autres nuisibles invasifs, contribuant finalement à la protection de nos forêts, écosystèmes et économies. / The Asian longhorned beetle (ALB) Anoplophora glabripennis, native to China and Korea Peninsula, has become a global insect pest that poses a significant threat to forests and economies worldwide. Effective management of its invasions and potential damage relies on early detection through biosurveillance methods. In this thesis, I utilize next-generation sequencing (NGS) techniques and population genomics methods to 1) characterize the beetle's population similarity and differentiation, 2) identify genomic signatures that determine the differentiation between genetic lineages in its native range and signatures related to environmental adaptation associated with climate variables especially cold adaptation, and 3) provide insight on its invasion history in North America. In the first chapter, I investigate the population structure of native ALB populations to inform the design of biosurveillance tools for identifying invasion sources. By collecting native population samples, sequencing their genomes using genotyping-by-sequencing (GBS), and obtaining genome-wide single nucleotide polymorphism (SNP) markers, I compared genetic diversity, measured gene flow, and conducted population assignment tests. I identified six genetic clusters with a clear division between northern and southern groups. Our results demonstrate that a small number of SNPs can accurately assign individuals to geographic regions, laying the foundation for new ALB biosurveillance tools. In the second chapter, I examine genomic signatures under selection and associated with climate variables, specifically temperature. I performed whole genome sequencing on ten pooled samples, each with 20 individuals, to produce high-density genome-wide SNP markers. Genome scans and gene-environment analysis (GEA) were used to identify over 5,000 genes potentially involved in local adaptation in ALB. Notably, while common cold tolerance genes, such as glycerol kinase, cytochrome P450s, antifreeze protein, and heat shock proteins, were found through selection scans, these were not significant in GEA analysis, indicating a complex relationship between environmental factors and genetic evolution of cold tolerance. This comprehensive genomic profiling provides new insights into the genetic mechanisms underlying local adaptation in this species. In the third chapter, I use genomic data obtained through GBS technology to reconstruct the invasion history of the Asian longhorned beetle in North America (NA) to better understand the biological invasions in the invasive region. Findings reveal that most NA invasive populations originated from multiple independent introductions from northern China. Specific origins include North Region Two for populations in Illinois, Toronto, and Ohio, South Region for Massachusetts populations, and North Region One for Farmingdale, New York populations. Post introduction, all populations experienced bottleneck events, with some also experiencing secondary spread, such as New York. The results of our study are consistent with historical records, offering further insights into the invasion dynamics of this species. In conclusion, this thesis presents a detailed study of the Asian longhorned beetle's population structure, adaptation, and invasion history using advanced genomic techniques. Our findings not only enhance our understanding of the beetle's biology and adaptive mechanisms but also provide valuable insights for developing effective biosurveillance strategies to manage and mitigate the impacts of its invasions. As the threat of invasive species continues to rise globally, the methods and knowledge gained from this study can be applied to other invasive pests, ultimately contributing to the protection of our forests, ecosystems, and economies.