La transmission du parasite Echinococcus multilocularis à l'origine d'une zoonose fatale chez l'homme, l'échinococcose alvéolaire, peut être modulée par des perturbations anthropiques de l'écologie des populations de ses hôtes intermédiaires (micro-mammifères) et définitifs (canidés). Nous avons étudié des paramètres écologiques des populations de ces hôtes dans la province du Sichuan, en Chine, où sont observées de fortes prévalences humaines. Sur la base de données de piégeage, la définition d'assemblages d'espèces de micro-mammifères a permis de résumer la grande diversité des habitats échantillonnés et des espèces piégées. Nous avons trouvé que les régressions multiples non-linéaires étaient la méthode la plus performante pour modéliser les distributions des assemblages le long de gradients environnementaux extraits d'images satellites telles que l'altitude, la pente et des indices de végétation. Alors que les modèles locaux n'étaient pas transférables sur des sites distants d'une centaine de km, une classification régionale des groupes de transmission a pu être établie. D'autre part, les analyses des distributions spatiales des fèces de canidés, de leurs contaminations et des trajectoires nocturnes de chiens équipés de colliers GPS ont permis de confirmer et de quantifier le rôle prédominant du chien sur le renard dans la contamination environnementale et de localiser des zones à haut risque de transmission près des habitations. Enfin, des interactions spatiales entre les chiens et les micro-mammifères ont été mises en évidence dans les villages et constituent une estimation préliminaire du taux de contact entre les hôtes requis pour modéliser la transmission.

Il est maintenant établi que les changements anthropiques d'utilisation des terres (déforestation, irrigation, agriculture ...), les modifications de la biodiversité et les changements climatiques sont autant de facteurs qui, seuls ou en combinaison, sont à la base de modifications de l'équilibre des écosystèmes qui peuvent contrôler l'émergence de maladies infectieuses dans les populations animales et humaines, et leur patterns de transmission. De plus, bien que le niveau mondial d'émission de certains polluants ait baissé depuis quelques années suite aux législations mises en place, les contaminants chimiques de nature (éléments traces métalliques, polluants organiques persistants, radionucléides, polluants dits émergents tels que les nanoparticules ...) et d'origine (industrie, agriculture, production et utilisation de l'énergie ...) diverses sont encore largement introduits dans les écosystèmes. Les travaux présentés sont le fruit d'une approche systémique, écologique et éco-épidémiologique de la transmission de contaminants biologiques et chimiques dans les réseaux trophiques et des mécanismes écologiques qui y président. Ma contribution a consisté à documenter, à des niveaux de perception spatiaux allant de la région à la parcelle, dans l'Est de la France et en Chine, les interactions entre paysage et structure et dynamique des communautés de micromammifères, la réponse alimentaire des prédateurs aux variations de disponibilité de la ressource alimentaire (les micromammifères en l'occurrence), et les conséquences de ces facteurs, ainsi que d'autres facteurs liés à certains traits d'histoire de vie des hôtes, dans les mécanismes de transmission du parasite Echinococcus multilocularis. La seconde problématique sur laquelle j'ai plus récemment développé des recherches consiste à comprendre les mécanismes qui modulent l'exposition des micromammifères aux éléments trace métalliques (ETM) par voie trophique, notamment à travers l'analyse des variations spatiales et temporelles de régime alimentaire, dans des anciens sites industriels contaminés à l'arsenic (Sud de la France), au plomb et au cadmium (Nord de la France). Ces résultats illustrent : * L'existence d'au moins deux mécanismes de contrôle du niveau de transmission d'E. multilocularis chez le renard, l'un guidé principalement par les variations de densité des hôtes intermédiaires et l'autre par les variations de densité de l'hôte définitif. * L'importance de considérer la non-linéarité dans les mécanismes de transmission d'E. multilocularis, et le découplage entre patterns de réponse alimentaire et de réponse parasitaire chez le prédateur-hôte (ici le renard). * L'importance du contexte paysager dans la dynamique du cycle parasitaire d'E. multilocularis. * La variabilité liée au contexte paysager, à la saison et à la dimension spatiale dans l'exposition des micromammifères aux ETM par voie trophique. * La très grande puissance et capacité de discrimination taxonomique de la technique moléculaire de metabarcoding dans l'analyse du régime alimentaire de micromammifères, ouvrant la voie au test d'hypothèses écologiques innovantes.

Les interactions intimes et répétées entre hôtes et parasites peuvent engendrer la spécialisation d’un parasite à son hôte, grâce à des adaptations comportementales, morphologiques et/ou génétiques, combinées avec un flux de gènes limité. C’est un processus clef car il participe à l’évolution de la biodiversité parasitaire et peut ainsi permettre de mieux comprendre l’émergence d’organismes pathogènes. Encore peu étudié, une spécialisation d’hôtes a néanmoins été démontré lors de précédentes études chez deux espèces de tiques nidicoles : chez Ixodes uriae une tique dure, parasite des oiseaux marins coloniaux en zone arctique, et dans un complexe de tiques molles Ornithodoros capensis sensu lato, parasitant aussi de nombreuses espèces d’oiseaux marins, mais cette fois-ci en zones tempérées et tropicales. Ces deux espèces sont vectrices d’une grande diversité d’agents pathogènes incluant des virus, des bactéries et des protozoaires. Cependant, les facteurs impliqués dans le phénomène de spécialisation d’hôte restent inconnus. Dans ce cadre, le but de ma thèse était donc de déterminer 1) si l’évolution des divergences en fonction des hôtes est toujours accompagnée par les mêmes changements phénotypiques et 2) si ces changements pourraient permettre d’identifier les facteurs de sélection sous-jacents. Dans ce contexte, des campagnes d’échantillonnage de tiques ont été menées durant la période de reproduction des hôtes oiseaux dans les différentes zones de leur répartition et nous avons réalisé des analyses morphométriques, basées sur l’utilisation de landmarks et de contours sur chaque individu tique et des analyses phylogénétiques et génétiques des populations sur les mêmes individus. L’ensemble de ces résultats suggère la présence de convergences morphologiques au sein de ces systèmes et souligne un rôle de la sélection dans ce processus de divergence. En effet, les caractéristiques écologiques des hôtes mais aussi le micro-habitat exercent des pressions sélectives importantes dans ces deux systèmes pouvant être à l’origine de la divergence observée entre les populations. De plus, les caractéristiques biologiques de chaque espèce de tiques, telle que la capacité de dispersion, entrent également en jeu et peuvent fortement modifier l’épidémiologie des agents infectieux dont elles sont vectrices.Mots clés : Argasidae, écologie de la transmission, évolution convergente, interactions hôte-parasite, Ixodidae, oiseaux marins. / Intimate and repeated interactions between hosts and parasites can lead to parasite specialization to a given host via behavioral, morphological and/or genetic adaptations that act in combination with restricted gene flow. Specialization is a key process leading to the generation of parasite biodiversity and can help us understand the emergence of pathogenic organisms. Although little studied, host specialization has already been demonstrated to occur in previous studies of two nidicolous tick species: Ixodes uriae a hard tick parasitizing colonial seabirds in polar regions, and soft ticks of the complex Ornithodoros capensis sensu lato, that also exploit colonial seabirds, but this time in temperate and tropical zones. Both of these species act as vector to a wide variety of pathogenic organisms, including viruses, bacteria and protozoa. However, the factors involved in host specialization remain unknown. In this context, the aim of my thesis was to determine 1) whether the evolution of host specialization is always accompanied by the same phenotypic changes and 2) whether these changes could help to identify the selective factors that influence this phenomenon. In this context, tick collections were conducted during the breeding period of the host birds in different areas of their distribution and morphometric analyses, based on landmark and contour methods, were performed on each individual tick. Phylogenetic and population genetic analyses were also carried out using the same individuals. Overall, the results demonstrate that morphological convergence occurs within these systems, highlighting the role of selection in the divergence process. Indeed, the ecological characteristics of the hosts, but also their micro-habitat, may exert significant selective pressures on ticks and may cause the observed divergence among populations. Likewise, the biological characteristics of each tick species, particularly in relation to dispersal capacity, may also come into play and will greatly modify the epidemiology of associated infectious agents.Keywords: Argasidae, convergent evolution, host-parasite interactions, Ixodidae, transmission ecology, seabirds.