Ce texte retrace l'évolution de l'Institut franco-ontarien depuis sa fondation en 1976. Leur texte contient une foule de renseignements sur les activités et les interventions de l'IFO et témoigne de la diversité de ses intérêts.

No description available.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2024 / L'évolution est souvent perçue comme un processus lent, s'étalant sur de très longues périodes. Cependant, un phénomène qui peut jouer un rôle rapide dans l'évolution adaptative est l'hybridation, car elle entraîne une augmentation instantanée de nouveaux génotypes au sein des populations. Il n'est pas étonnant que l'hybridation ait captivé les scientifiques pendant des décennies. Tout d'abord, en raison de son attrait mystérieux, d'autant plus qu'autrefois, les organismes hybrides étaient perçus comme des « créatures monstrueuses » incapables de se reproduire. Cependant, le rôle de l'hybridation dans des processus évolutifs majeurs, tels que la spéciation ou la radiation adaptative, a remis en question cette vision passéiste et a ravivé l'intérêt pour comprendre leurs dynamiques évolutives. Certains hybrides peuvent coloniser des niches écologiques inaccessibles aux parents, probablement grâce à la plasticité accrue de leur génome favorisant une exploration rapide de nouveaux phénotypes. Cependant, la majorité des études comparant la valeur adaptative des hybrides à celle des espèces parentales ont examiné les effets immédiats après l'hybridation, négligeant leur évolution sur le long terme. Par conséquent, les répercussions négatives de l'hybridation ont principalement été axées sur l'isolement reproductif, avec moins d'attention portée à l'incidence sur leur potentiel adaptatif. Pour combler ces lacunes, cette thèse vise à explorer les dynamiques évolutives des hybrides depuis leur formation jusqu'à leur éventuelle adaptation à des environnements extrêmes. Pour atteindre cet objectif, nous avons exploité la prédisposition des espèces de levure à s'hybrider naturellement, en utilisant ce système pour croiser *Saccharomyces cerevisiae* et *Saccharomyces paradoxus*. Ces deux espèces, qui ont divergé il y a entre cinq et dix millions d'années, occupent des niches écologiques similaires et montrent des signes d'introgression, avec un potentiel adaptatif dans certains cas, révélant un historique naturel d'hybridation. En raison de la diversité génétique accrue offerte par l'hybridation, nous avançons l'hypothèse que les hybrides s'adapteront plus rapidement que les espèces parentales. Nous avons ainsi évalué leur potentiel adaptatif dans un environnement contenant une molécule toxique qui endommage directement l'ADN, simulant l'effet du rayonnement UV (dorénavant désigné comme conditions mimétiques UV), un défi en termes d'adaptation. Nous avons exposé 180 populations, incluant des hybrides ainsi que leurs souches parentales, aux conditions mimétiques UV et, en parallèle, aux conditions contrôle, pendant environ 100 générations, suivant une approche d'évolution expérimentale. Contrairement à notre hypothèse initiale, nous avons constaté que les taux d'adaptation étaient inférieurs chez les hybrides par rapport aux espèces parentales. Les conditions mimétiques UV accroissent l'instabilité génomique et pourraient davantage affecter les génomes hybrides intrinsèquement instables. Par conséquent, nous avons émis l'hypothèse que la moindre adaptation des hybrides pourrait résulter d'une accumulation plus rapide de changements génomiques, mais aucune telle association n'a été trouvée. Alternativement, les hybrides pourraient manquer d'accès aux mêmes mutations que les espèces parentales en raison de leur architecture génomique particulière. Cependant, nous avons remarqué que l'un des gènes les plus mutés (*PDR1*) était le même pour les trois génotypes, révélant ainsi un parallélisme évolutif remarquable et suggérant des mécanismes d'adaptation moléculaire similaires. Nous avons constaté que les mutations dans ce gène étaient principalement homozygotes chez les parents, mais hétérozygotes chez les hybrides, ce qui pourrait limiter le potentiel d'adaptation des hybrides. Nous avons donc avancé l'hypothèse qu'un taux de perte d'hétérozygotie (LOH) plus faible chez les hybrides pourrait entraver l'augmentation de leur valeur adaptative. Pour tester cette hypothèse: 1) nous avons utilisé l'édition du génome pour démontrer que les mutations présentent une dominance incomplète, nécessitant l'homozygotie pour être pleinement bénéfiques. C'est seulement ainsi que les mutations deviennent visibles pour la sélection et peuvent contourner le tamis de Haldane, qui favorise la fixation des mutations dominantes; et 2) nous avons remonté dans le temps à l'aide de « fossiles » congelés, afin de suivre la fréquence des mutations homozygotes et hétérozygotes dans nos trois génotypes. Nos résultats confirment que la LOH se produit à un rythme plus faible chez les hybrides que chez les parents. Globalement, nos découvertes révèlent que le tamis de Haldane entrave l'adaptation hybride, mettant en lumière une contrainte inhérente de leur architecture génomique qui peut restreindre l'impact de l'hybridation dans l'évolution adaptative. Dans l'ensemble, nos recherches soulignent l'impact de la LOH sur les taux d'adaptation, tout en illustrant comment les interactions alléliques limitent les dynamiques évolutives des hybrides. / Evolution is often perceived as a slow process, spanning very long periods. However, a phenomenon that can play a rapid role in adaptive evolution is hybridization, as it leads to an instantaneous increase in new genotypes within populations. It is not surprising that hybridization has captivated scientists for decades, initially due to its mysterious appeal, especially considering that hybrid organisms were once perceived as « monstrous creatures » incapable of reproduction. However, the role of hybridization in major evolutionary processes, such as speciation or adaptive radiation, has challenged this antiquated view and reignited interest in understanding their evolutionary dynamics. Some hybrids can colonize ecological niches inaccessible to parents, likely due to the increased plasticity of their genome favoring the rapid exploration of new phenotypes. However, most studies comparing the adaptive value of hybrids to that of parental species have focused on immediate post-hybridization effects, overlooking their long-term evolution. Consequently, the negative impacts of hybridization have primarily focused on reproductive isolation, with less attention paid to their adaptive potential. To address these gaps, this thesis aims to explore the evolutionary dynamics of hybrids from their formation to their eventual adaptation to extreme environments. To achieve this goal, we leveraged the predisposition of yeast species to naturally hybridize, using this system to cross *Saccharomyces cerevisiae* and *Saccharomyces paradoxus*. These two species, which diverged between five and ten million years ago, occupy similar ecological niches and show signs of introgression, with adaptive potential in some cases, revealing a natural history of hybridization. Due to the increased genetic diversity offered by hybridization, we hypothesize that hybrids will adapt more rapidly than parental species. We thus assessed their adaptive potential in an environment containing a toxic molecule that directly damages DNA, mimicking the effect of UV radiation (hereafter referred to as UV mimetic conditions), which poses a challenge in terms of adaptation. We exposed 180 populations, including hybrids and their parental strains, to UVmimicking conditions and, in parallel, to control conditions, for about 100 generations, following an experimental evolution approach. Contrary to our initial hypothesis, we found that adaptation rates were lower in hybrids compared to parental species. UV mimetic conditions increase genomic instability, potentially exerting a greater impact on inherently unstable hybrid genomes. Therefore, we next hypothesized that the lower adaptation of hybrids could result from a faster accumulation of genomic changes, although no such association was found. Alternatively, hybrids may lack access to the same mutations as parental species because of their unique genomic architecture. However, we observed that one of the most mutated genes (*PDR1*) was the same for all three genotypes, revealing a remarkable evolutionary parallelism and suggesting similar molecular adaptation mechanisms. We found that mutations in this gene were mainly homozygous in parents but heterozygous in the hybrids, which could limit the adaptive potential of the hybrids. We thus hypothesized that a lower rate of loss of heterozygosity (LOH) in hybrids could hinder the increase in their adaptive value. To test this hypothesis: 1) we used genome editing to demonstrate that mutations exhibit incomplete dominance, requiring homozygosity to be fully beneficial. Only then do mutations become visible to selection and can bypass Haldane's sieve, which favors the fixation of dominant mutations; and 2) we traced back in time using frozen « fossils » to track the frequency of homozygous and heterozygous mutations in our three genotypes. Our results confirm that LOH occurs at a slower pace in hybrids than in parents. Together, our results show that Haldane's sieve slows down adaptation in hybrids, revealing an intrinsic constraint of their genomic architecture that can limit the impact of hybridization in adaptive evolution. In summary, our studies emphasize the impact of the LOH on adaptation rates, while illustrating how allelic interactions limit the evolutionary dynamics of hybrids.

Les systèmes toxine-antitoxine (TA) sont composés de deux gènes organisés en opéron retrouvés chez la quasi-totalité des bactéries ainsi que chez les archées. Ils ont été découverts sur des plasmides, où ils induisent une tuerie post-segregationnelle (PSK). En effet, l’antitoxine est instable car elle est dégradée par une protéase ATP dépendante. Lors de la réplication, si un plasmide portant un système TA n’est pas transmis à la cellule fille, celle-ci recevra tout de même une partie du cytoplasme de la cellule mère qui contenait des protéines de toxine et d’antitoxine. Cette dernière étant instable, et sans synthèse de novo, la toxine va se retrouver libre d’affecter sa cible cellulaire. Un système TA crée donc une addiction au plasmide qui le porte, stabilisant celui-ci. Les systèmes TA se retrouvent également, dans un nombre de copies variable, au sein du chromosome. Dans ce cas, plusieurs hypothèses existent quant à leur fonction, comme la mort cellulaire programmée, la réponse au stress, la stabilisation de régions génomiques non essentielles, ou l’anti-addiction au plasmide. L’origine et l’évolution des systèmes TA restent inconnues, alors qu’ils présentent des aspects intrigants. En effet, les toxines CcdB et MazF ont des séquences et des activités toxiques très différentes, malgré une structure proche ; les toxines RelE et ParE présentent des séquences proches, mais des fonctions différentes. À l’heure actuelle, les deux hypothèses concernant l’origine évolutive des systèmes TA sont soit qu’ils seraient tous issus d’un ancêtre commun, soit qu’ils auraient été réinventés plusieurs fois au cours de l’évolution, à partir d’un nombre limité de gènes. Au cours de cette thèse, nous avons abordé la question de l’origine et l’évolution des systèmes TA de plusieurs manières : par la reconstruction de phylogénies et de séquences ancestrales, et par l’étude d’un système chromosomique particulier au sein de nombreuses souches d’Escherichia coli. Enfin, nous nous avons décidé d’analyser le contexte génomique des systèmes TA chromosomiques. Ces travaux ont notamment permis de mieux comprendre l’évolution des systèmes TA, et de conforter l’hypothèse selon laquelle ils seraient des éléments égoïstes, évoluant au sein des génomes sans gain d’aptitude pour l’hôte.

Dans cette thèse, nous abordons les problématiques liées à la gestion de l'évolution des ontologies, dans le cadre défini par le Web sémantique. Nous le faisons en développant l'idée qu'une « bonne évolution » est celle qui, en plus de préserver la consistance de l'ontologie évoluée, préserve aussi l'intégrité de ce qui repose déjà sur l'ontologie. Dans notre contexte, ceci est le référencement sémantique des ressources. Ce dernier aspect nécessite toutefois une connaissance approfondie des changements apportés à l'ontologie. Sans cette connaissance, il nous serait impossible d'identifier les effets de l'évolution sur le référencement sémantique et donc, de maintenir l'accès et l'interprétation des ressources au moyen de l'ontologie évoluée. À l'heure actuelle, très peu de travaux de recherche proposent des solutions pour la journalisation des changements (et leur identification après l'évolution d'ontologie). Encore moins nombreux sont les travaux qui analysent les effets de l'évolution sur les ressources référencées et aucun, à notre connaissance, ne propose des solutions concrètes pour la résolution des effets problématiques, conduisant à une perte d'accès aux ressources, par exemple. Dans cette thèse, nous apportons des solutions novatrices pour combler ces lacunes. Nous proposons une approche de joumalisation des changements, élémentaires et complexes, apportés à une version d'ontologie VN pour obtenir une nouvelle version VN+1. Cette approche est fondée sur un modèle uniformisé, mais aussi riche sémantiquement, car il a comme base une ontologie des changements, également développée dans cette thèse. Nous fournissons aussi un formalisme de représentation des changements, semi-compatible avec l'OWL, qui rend interopérable et partageable l'historique des changements. De même, nous contribuons de façon originale à l'avancement de la problématique du Web sémantique en proposant un ensemble de stratégies de modification du référencement sémantique affecté par l'évolution des ontologies. Ces stratégies sont fondées sur l'analyse des types de changement et de leur impact sur l'accès aux ressources référencées, mais aussi sur l'interprétation de celles-ci au moyen de la nouvelle version de l'ontologie. Nous regroupons toutes ces solutions dans un cadre, intégrateur et modulaire, composé du système CHB (ChangeHistoryBuilder), pour la gestion de l'historique des changements, mais aussi du système SAM (SemanticAnnotationModifier), pour la gestion du référencement sémantique des ressources. L'originalité de ce cadre s'impose par le fait que, loin d'être dépourvu de toute intervention humaine, il s'incarne dans une société distribuée d'agents humains et logiciels qui s'échangent des informations et des services pendant, mais surtout après l'évolution des versions d'ontologie. Soulignons aussi qu'il s'est précisé pendant notre avancement dans la conception d'une méthodologie d'évolution des ontologies, Ceci fait de notre cadre une réponse pertinente aux besoins technologiques de notre méthodologie, également proposée dans cette thèse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Web sémantique, Évolution des ontologies, Méthodologie, Journalisation des changements, Référencement sémantique évolutif.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les régions arctiques et subarctiques constituent un défi pour la recherche sur la biodiversité en raison de leur éloignement et des conditions environnementales extrêmes. Cependant, il est essentiel d'acquérir une compréhension fondamentale du biote polaire. Les bryophytes sont une composante importante des écosystèmes polaires à cause de leur abondance et de leurs rôles écologiques, tels que la production primaire, la stabilisation des sols et le cycle des nutriments par le biais d'interactions bactériennes. Malgré leur rôle vital dans les écosystèmes polaires, l'écologie des bryophytes est loin d'être comprise. Cette thèse contribue à la connaissance des bryophytes de l'Arctique et du Subarctique, en mettant l'accent sur les populations de mousses. Je me suis concentré sur trois sujets principaux : l'histoire évolutive, la diversité génétique locale et les interactions microbiennes en utilisant la mousse *Racomitrium lanuginosum* comme espèce modèle. Une approche intégrative a été utilisée pour étudier ces sujets, englobant le séquençage Sanger, le génotypage par séquençage (GBS), des modèles de répartition des espèces, le séquençage des amplicons, les essais de réduction de l'acétylène (ARA) et la spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS). Le premier chapitre dévoile l'histoire évolutive de la mousse dans l'hémisphère nord, en découvrant quatre groupes génétiques cryptiques repartis dans des environnements subarctiques et arctiques et en montrant l'impact des dernières glaciations sur la diversité génétique des populations. Le deuxième chapitre illustre comment la reconnaissance de lignées cryptiques peut avoir un impact sur les évaluations de la diversité génétique dans les habitats et peux aider à comprendre la répartition de la variation génétique dans des populations clonales de *R. lanuginosum*. Le troisième chapitre étudie les communautés microbiennes associées à la mousses et leurs capacités de fixation d'azote dans l'écotone forêt-toundra, en mettant en évidence le microbiote central des mousses, les différences de communautés bactériennes entre les habitats et les bactéries diazotrophes qui façonnent la fixation d'azote. En résumé, cette thèse contribue de manière significative à la connaissance des aspects évolutifs et écologiques des plantes de la région subarctique, en se concentrant sur un organisme clé de la toundra. L'étude souligne l'importance des bryophytes et de leurs relations symbiotiques dans les écosystèmes polaires, et met en évidence la nécessité de poursuivre les recherches sur ces systèmes complexes. Afin d'assurer la préservation à long terme de ces écosystèmes vulnérables, il est essentiel d'acquérir une compréhension approfondie de leur dynamique et de développer des stratégies de conservation efficaces, tout en évaluant la manière dont les organismes réagissent aux changements environnementaux. / The Arctic and subarctic regions pose a challenge to biodiversity research due to their remote location and harsh environmental conditions. However, gaining a fundamental understanding of the polar biota is crucial. Bryophytes are significant components of polar ecosystems due to their abundance and ecological roles, such as primary producers, soil stabilization, and nutrient cycling through bacterial interactions. Despite their vital role in polar ecosystems, bryophyte ecology remains far from being understood. This thesis contributes to the knowledge of Artic and Subarctic bryophytes, with a focus on mosses. I covered three main topics: evolutionary history, local genetic diversity and microbial interactions using the moss *Racomitrium lanuginosum* as a model species. An integrative approach was used to study these topics, encompassing Sanger sequencing, genotyping-by-sequencing (GBS), species distribution modeling, amplicon sequencing, acetylene reduction assays (ARA), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The first chapter unveils the evolutionary history of the moss in the Northern Hemisphere, uncovering four cryptic genetic groups scattered across subarctic and arctic environments and showing the impact of the last glaciations on the population's genetic diversity. The second chapter illustrates how recognizing cryptic lineages can impact genetic diversity assessments in habitats and help to understand the partition of genetic variation in clonal populations of *R. lanuginosum*. The third chapter delves into the moss-associated microbial communities and their N₂ fixation capabilities in the forest-tundra ecotone, highlighting the moss core microbiome, the bacterial community differences between habitats and the diazotrophic bacteria influencing this process. In summary, this thesis significantly contributes to the knowledge of the evolutionary and ecological aspects of plants in the subarctic region, focusing on a key tundra organism. The study emphasizes the importance of bryophytes and their symbiotic relationships in polar ecosystems, highlighting the need for further investigations into these intricate systems. A deep understanding of plant dynamics in Arctic and Subarctic environments will be crucial to ensure the long-term preservation of these vulnerable ecosystems

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.