Une bonne compréhension des facteurs influençant la dynamique de population est cruciale aussi bien en gestion des espèces invasives qu’en conservation des espèces en déclin. Les modèles classiques de dynamique de population sont basés sur la notion de densité dépendance et font souvent la supposition que la population est homogène. Cette supposition est rarement vraie. Les modèles structurés par âge sont une amélioration et considèrent les différences en âge entre individus ; pourtant la différence en âge n’est pas la seule différence individuelle qui est importante. Très peu de modèles considèrent d’autres sources de différences. L’objectif principal de cette thèse est donc d’explorer les causes et conséquences de trois sources de différences entre individus : les différences en génotype, les différences en phénotype et les différences entre cohortes. Pour ce faire, la population de mouflon d’Amérique (Ovis canadensis) de Ram Mountain, Alberta, Canada, est utilisée comme modèle d’étude. Cette population est suivie individuellement depuis plus de 40 ans et des informations aussi bien phénotypiques que génotypiques sont disponibles pour la grande majorité des individus. La chasse au trophée peut imposer de fortes pressions sélectives sur certains traits et peut conduire à des changements évolutifs si ces traits sont héritables. Les effets anthropiques sur l’évolution dans la nature sont d’un grand intérêt pour la biologie de l’évolution et de la conservation parce que les pressions sélectives exercées par l’homme peuvent être plus fortes que celles imposées par les prédateurs naturels. Bien qu’il existe de nombreux exemples de changements phénotypiques induits par l’homme dans les populations de poissons exploités, très peu d’études ont les données nécessaires pour tester les changements génétiques liés aux récoltes chez les mammifères. J’ai utilisé de nouvelles méthodes statistiques combinant une généalogie profonde, des mesures morphologiques répétées et un changement des règlements de chasse pour montrer que l’évolution d’un trait morphologique ciblé par la chasse au trophée est possible (Chapitre 2). Contrairement à ce qui a longtemps été supposé, les changements évolutifs peuvent survenir relativement rapidement. Ces changements rapides en phénotype ont le potentiel d’avoir un impact sur des processus écologiques. Ces impacts de l’évolution sur l’écologie ont récemment captivé l’attention des scientifiques et mené à l’émergence de l’étude de la dynamique éco-évolutive. Une synthèse des connaissances actuelles de ce domaine d’étude est faite (Chapitre 3) et le manque d’études empiriques en nature est souligné. La majorité des études de dynamique éco-évolutive ont été faites en laboratoire. Parmi celles faites en nature, peu font la distinction entre changements évolutifs et plastiques. Pourtant, cette distinction est cruciale pour bien comprendre l’importance des changements en traits sur les processus écologiques. J’ai donc quantifié l’effet des changements évolutifs et non évolutifs en masse corporelle sur la survie, le recrutement et le taux de croissance de population et comparé leurs importances aux effets des changements en structure d’âge, de densité et de climat (Chapitre 4). J’ai ainsi pu montrer que l’impact sur la dynamique de la population des changements en masse peut être aussi important que celui des changements en densité et en structure d’âge. Les changements évolutifs contribuent beaucoup moins aux changements en taux de croissance que les changements plastiques, mais leur importance augmente avec la durée de la période d’observation. Les effets cohorte sont une autre source importante de variabilité interindividuelle. Les différences dans l’environnement de naissance peuvent avoir des conséquences à long terme sur la performance individuelle et donc sur la dynamique de la population. J’ai quantifié les effets à long terme de l’année de naissance sur la survie et la probabilité de se reproduire, et j’en ai exploré les causes environnementales (Chapitre 5). Mon étude a révélé que les conditions à la naissance expliquent jusqu’à 34% de la variabilité de la capacité à sevrer un agneau et que les différences entre les cohortes étaient principalement dues à la densité à la naissance. J’ai ensuite exploré les mécanismes par lesquels l’environnement à la naissance conduit à des effets à long terme sur la valeur adaptative (Chapitre 6). L’analyse de piste révèle à la fois un effet à long terme sur la masse adulte et un effet direct de la densité à la naissance sur le succès reproducteur à vie. En somme, les résultats de ma thèse suggèrent que les différences interindividuelles peuvent avoir des impacts majeurs sur la dynamique des populations et que leurs causes sont complexes et multiples. Mes recherches contribuent ainsi à mieux comprendre l’impact des pressions anthropiques sur les traits et l’importance de ce genre de changement évolutif en trait sur le taux de croissance de population. De plus, mes recherches apportent une meilleure compréhension mécanistique des effets cohorte et de la manière dont ils pourraient induire un délai dans la réponse d’une population aux changements environnementaux.

Les invasions biologiques sont reconnues comme un facteur évolutif important sur une échelle de temps courte. Elles affectent notamment la structure génétique des populations, les patrons d’évolution phénotypique et la richesse des faunes de parasites associées aux populations envahissantes. Cette étude se propose de quantifier les conséquences d’une invasion biologique suivant ces trois niveaux (génétique, phénotypique et parasitologique) en prenant pour exemple le cas du tilapia du Mozambique Oreochromis mossambicus. Ce cichlidé africain présente un statut remarquable en biologie de la conservation puisqu’il est à la fois (i) l’une des espèces les plus envahissantes au monde car dispersée à l’échelle globale au cours du XXème siècle et (ii) une espèce « quasi-menacée » (UICN) sur son aire native (partie du sud-est de l’Afrique) du fait de son hybridation massive avec d’autres Oreochromis sp. introduits. La démarche générale employée ici est de décrire l’histoire récente des populations à l’aide de marqueurs nucléaires (AFLP) et des séquences de l’ADN mitochondrial (ADNmt), puis de mettre en relation ces résultats génétiques avec la diversité morphologique et la parasitologie des populations. Deux systèmes différents ont été étudiés : Au sein de l’aire native, l’étude se focalise sur le Limpopo inférieur et le sous-bassin de la Changane (Mozambique). Des patrons d’introgression incluant trois espèces en présence sont détectés, mais les hybrides sont peu fréquents et leur expansion limitée. Ces résultats sont de plutôt bonne augure pour la conservation d’O. mossambicus et ils permettent d’identifier deux zones de conservation prioritaires. L’étude des parasites indique une plus grande diversité parasitaire mais de faibles prévalences dans les sites de moindre valeur en conservation, ce qui pourrait favoriser le succès des espèces introduites et de leurs hybrides. Parmi les territoires envahis, les AFLP et l’ADNmt soutiennent une homogénéité générale et une diversité génétique faible, qui sont interprétées comme le résultat d’un fort goulot d’étranglement précédant l’expansion à l’échelle mondiale. Une structure des populations en lien avec la géographie à large échelle (Nouvelle-Calédonie, Guadeloupe, Jamaïque) est cependant détectée. La variation de la forme du corps est également structurée à large échelle géographique, ce en dépit des fortes variations environnementales enregistrées à l’échelle locale. Cela suggère un effet des contraintes génétiques sur la diversification morphologique contemporaine. L’absence de parasites monogènes sur les populations introduites en Nouvelle-Calédonie peut être mise en relation avec un évènement fondateur, et est proposé comme l’un des facteurs ayant pu favoriser le succès de l’espèce. En conclusion, une faible diversité génétique ne contraint vraisemblablement pas un potentiel envahissant élevé et une diversification rapide chez les tilapias. / Biological invasions are recognized as a significant evolutionary factor over short time scales. In particular, their effect is well recorded on the genetic structure of populations, the patterns of phenotypic evolution and the richness of parasite fauna associated to invasive populations. This study aims at quantifying the consequences of a biological invasion according to these three levels (genetical, phenotypical and parasitological) taking as example the Mozambique tilapia Oreochromis mossambicus. This African cichlid is characterized by an unusual conservation status since it is both (i) ranked among the world’s worst invasive species due to its global dispersion during the 20th century and (ii) sorted as “near-threatened” (IUCN) over its native range (a part of south-east Africa) because of massive hybridization with alien introduced Oreochromis species. The approach used in this study imply to describe the recent history of populations using nuclear (AFLP) and mitochondrial DNA (mtDNA) markers, and then to compare this genetic background to results describing the morphological and parasitological diversity of populations. Two different biological systems were studied: 1) Within the native range, the study focuses on the Lower Limpopo and the Changane sub-drainage (Mozambique). Introgression patterns involving the three co-occurring species were detected, but the frequency of hybrid is low and their geographic expansion is limited. These results provided rather good auspices for the conservation of O. mossambicus, and they allowed to identify two zones of high conservation priorities. The parasitological survey reveals high parasite richness and low prevalences among sites of low conservation values. This last pattern could favour the success of alien introduced species and their hybrids. 2) Among the invasive range of O. mossambicus, both AFLP and mtDNA support a strong genetic homogeneity and a low genetic diversity, a pattern interpreted as resulting from a strong population bottleneck preceding the events of global dispersion. A pattern of population structure related to large scale geography (New Caledonia, Guadeloupe, Jamaica) is nevertheless detected. Body shape variation is also primarily structured at large geographical scale, suggesting a role for genetic constrains on contemporary morphological diversification. The total absence of monogenean parasites in the populations of New Caledonia could result from a founding event and is suggested as a potential factor that could have favoured the O. mossambicus’ success. In conclusion, a low genetic diversity does not likely constraint a strong invasive potential and a rapid phenotypic diversification in tilapias.

Les invasions biologiques sont reconnues comme un facteur évolutif important sur une échelle de temps courte. Elles affectent notamment la structure génétique des populations, les patrons d'évolution phénotypique et la richesse des faunes de parasites associées aux populations envahissantes. Cette étude se propose de quantifier les conséquences d'une invasion biologique suivant ces trois niveaux (génétique, phénotypique et parasitologique) en prenant pour exemple le cas du tilapia du Mozambique Oreochromis mossambicus. Ce cichlidé africain présente un statut remarquable en biologie de la conservation puisqu'il est à la fois (i) l'une des espèces les plus envahissantes au monde car dispersée à l'échelle globale au cours du XXème siècle et (ii) une espèce " quasi-menacée " (UICN) sur son aire native (partie du sud-est de l'Afrique) du fait de son hybridation massive avec d'autres Oreochromis sp. introduits. La démarche générale employée ici est de décrire l'histoire récente des populations à l'aide de marqueurs nucléaires (AFLP) et des séquences de l'ADN mitochondrial (ADNmt), puis de mettre en relation ces résultats génétiques avec la diversité morphologique et la parasitologie des populations. Deux systèmes différents ont été étudiés : Au sein de l'aire native, l'étude se focalise sur le Limpopo inférieur et le sous-bassin de la Changane (Mozambique). Des patrons d'introgression incluant trois espèces en présence sont détectés, mais les hybrides sont peu fréquents et leur expansion limitée. Ces résultats sont de plutôt bonne augure pour la conservation d'O. mossambicus et ils permettent d'identifier deux zones de conservation prioritaires. L'étude des parasites indique une plus grande diversité parasitaire mais de faibles prévalences dans les sites de moindre valeur en conservation, ce qui pourrait favoriser le succès des espèces introduites et de leurs hybrides. Parmi les territoires envahis, les AFLP et l'ADNmt soutiennent une homogénéité générale et une diversité génétique faible, qui sont interprétées comme le résultat d'un fort goulot d'étranglement précédant l'expansion à l'échelle mondiale. Une structure des populations en lien avec la géographie à large échelle (Nouvelle-Calédonie, Guadeloupe, Jamaïque) est cependant détectée. La variation de la forme du corps est également structurée à large échelle géographique, ce en dépit des fortes variations environnementales enregistrées à l'échelle locale. Cela suggère un effet des contraintes génétiques sur la diversification morphologique contemporaine. L'absence de parasites monogènes sur les populations introduites en Nouvelle-Calédonie peut être mise en relation avec un évènement fondateur, et est proposé comme l'un des facteurs ayant pu favoriser le succès de l'espèce. En conclusion, une faible diversité génétique ne contraint vraisemblablement pas un potentiel envahissant élevé et une diversification rapide chez les tilapias.