Les algues non-indigènes ont des impacts sur les communautés naturelles à une échelle mondiale: elles affectent la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes ainsi que les services écosystémiques, avec des conséquences économiques et sociales. Parmi les conséquences de ces introductions sont le déplacement d'espèces indigènes, des compétitions avec des espèces en danger et des effets sur les trajectoires éco-évolutives des espèces des communautés envahies. Bien que crucial pour anticiper le devenir des espèces non-indigènes, comprendre les mécanismes d'acclimatation et d'adaptation agissant post-introduction reste un challenge chez les algues. Au cours de cette thèse, nous avons étudié certains processus d'acclimatation, en particulier le rôle des bactéries associées, et leurs effets, en utilisant comme modèle d'étude Sargassum muticum. Cette algue brune originaire d'Asie, est une espèce emblématique parmi les algues introduites avec une présence du Mexique à l'Alaska en Amérique et du Maroc à la Norvège en Europe. Nous avons effectué une analyse bibliographique des traits et caractéristiques écologiques qui pourraient expliquer son succès. Nous avons ensuite montré que l'acidification n'a pas d'effets significatifs sur les bacteries associées, bien que des changements saisonniers du microbiome aient été observés. Enfin, nous avons utilisé un modèle de niche écologique, intégrant la phénologie, pour prédire la distribution de S. muticum sous deux scénarios de changement climatique. Selon nos résultats, d'ici 2100, la distribution de S. muticum devrait se déplacer vers le nord dans l'hémisphère nord avec des régressions dans certaines zones actuellement occupées. / Non-indigenous seaweeds impact natural communities worldwide, affecting biodiversity, ecosystem functioning, and ecosystem services, resulting in significant economic and social consequences. Among major impacts are the displacement of native species, a threat to endangered species, and effects on ecological and evolutionary processes within the invaded communities. While critical to predict the fate of introduced species, understanding the mechanisms of acclimation and adaptation following introduction represents a great challenge in seaweeds. In this thesis, we investigated some acclimation processes, with an emphasis on the role of associated microbiota, and examined their effects with Sargassum muticum as a model species. This brown seaweed native to Asia, is an emblematic invader among seaweeds, with a distribution now ranging from Mexico to Alaska in America and from Morocco to Norway in Europe. We first reviewed the competitive advantages and traits that may contribute to its invasiveness. We then showed that acidification has no significant effects on associated bacteria, although seasonal changes in the microbiome have been observed. Finally, we applied ecological niche modelling, but innovatively accounting for phenology, to project the distribution of S. muticum under two future climate change scenarios. According to our projections, by 2100 the distribution of S. muticum is expected to shift northwards along its European, North American and Asian distributions with partial retreat from the currently occupied areas.

Ce travail de thèse s'inscrit dans la problématique des proliférations algales, mené sur le genre d'algues rouges Asparagopsis en Nouvelle-Calédonie. Pour répondre aux questions concernant la nature des proliférations récentes de ces algues sur les récifs calédoniens, l'étude a été réalisée en deux temps. Premièrement, l'identification des espèces et des lignées présentes sur le territoire de la Nouvelle-Calédonie ont été réalisées en regard de la diversité du genre à une échelle mondiale. Grâce à un échantillonnage élargi et à un effort plus conséquent par localité, une nouvelle lignée pour A. taxiformis, et un nouveau clade pour A. armata ont été mis en évidence. En Nouvelle-Calédonie, seule la lignée nouvellement décrite a été identifiée. La distribution et la diversité génétique de cette lignée soutient fortement l'hypothèse qu'elle est dans son aire de distribution naturelle en Nouvelle-Calédonie. Puis, dans une seconde partie l'attention a été portée sur la diversité et la structure génétique des populations d'Asparagopsis en Nouvelle-Calédonie en lien avec un suivi terrain saisonnier de quatre populations sur trois années successives permettant de caractériser les variations d'abondance de ces algues. Ces études sur le terrain ainsi que la structure génétique des populations démontrent que les blooms précédemment décrits correspondent à des variations naturelles d'un cycle de vie saisonnier, d'une espèce qui peut ponctuellement se reproduire de façon clonale. L'ensemble de ces résultats ouvrent des perspectives de recherche futures concernant la taxonomie intégrative, l'étude des processus de spéciation et l'écologie de la reproduction. / Seaweeds proliferations may cause major issues to the ecosystems health, and especially in tropical coral reefs. The nature of theses proliferations and the species involved are two essential points to identify before taking environmental management measures. In this context, this study focused on the red algal genus Asparagopsis in New Caledonia. This work comprises two parts that aim to answer to the origins of the recent proliferations observed on Caledonian reefs. First, species and lineage identification occurring in New Caledonia were performed together with a study of the diversity at a worldwide scale. To achieve this, the sampling was extended to overlooked regions. Thanks to this enlarged sampling together with a higher sampling effort per site, a new lineage for A. taxiformis, that are now five and a new clade for A. armata were highlighted. In New Caledonia, only one lineage that has never been described was identified. Distribution and genetic diversity of this lineage highly support the hypothesis of a natural distribution area in New Caledonia. In a second part, attention was made on diversity and genetic structure of Asparagopsis populations in New Caledonia in relation with a seasonal monitoring of four populations for three consecutive years, allowing the characterization of abundance fluctuations of the algae. Field studies with population genetics revealed that blooms previously described were in fact natural fluctuation of a seasonal life cycle of a species that may occasionally reproduce clonally. All of these results revealed many research perspectives, in particular on integrative taxonomy, speciation process study and reproduction ecology.

Des données acoustiques sont collectées en continu lors de campagnes écosystémiques pour détecter les bancs de poissons d’espèces commerciales et en quantifier l’abondance. Ces données multifréquences contiennent également des informations sur des agrégations de cibles plus petites qui se présentent sous forme de couches diffusantes. Il existe une grande diversité de couches diffusantes dont l’aspect sur les échogrammes, la réponse fréquentielle et la composition spécifique varient. L'objectif de cette thèse est de définir les types de couches diffusantes rencontrées lors de la campagne PELGAS, de décrire leurs distributions spatiales à méso-échelle, de les comparer à celles des autres compartiments de l'écosystème, et d'examiner la composition taxonomique des couches diffusantes résonantes à fine échelle. Une méthode de classification non supervisée des échos appliquée aux données PELGAS permet de définir des « paysages acoustiques » structurés spatialement. Ces paysages acoustiques sont dominés par des réflecteurs porteurs de bulles de gaz résonnant aux fréquences halieutiques et ne sont corrélés à aucun compartiment de l'écosystème pélagique issus de PELGAS2013. La composition biologique de couches diffusantes denses est étudiée à fine échelle en combinant par des approches directe et inverse les résultats de leur échantillonnage acoustique et biologique. Les résultats montrent que la réponse acoustique des couches diffusantes denses est dominée par celle de bulles de gaz incluses dans des larves de poissons (e.g. Sardina pilchardus}), et dans des organismes micronectoniques, qui sont peu ou pas échantillonnés avec les outils de collecte biologique. / Fisheries acoustic data are continuously collected during ecosystemic surveys to detect fish schools of commercial species and to quantify the fish abundance. These multifrequency data also contain information about smaller target aggregations producing ubiquitous Sound Scattering Layers (SSLs) on the echograms, with quite diverse shape, frequency responses and taxonomic compositions. In this work, we focus on the SSLs observed in spring in the Bay of Biscay during the PELGAS surveys. The objectives are: i) to classify SSLs, ii) to describe their spatial meso-scale distribution, iii) to investigate their relationships with other ecosystem components, and iv) to investigate the taxonomic composition of resonant SSLs at fine scale. A Multiple Correspondence Analysis based method for non supervised echoes classification is applied to PELGAS multifrequency data to define constrasted and spatially structured “acoustic landscapes”. Acoustic landscapes are dominated by frequency responses of gas-bearing organisms, whose gas inclusion might resonate at the fisheries acoustic frequencies. No correlation is found between the spatial distributions of acoustic landscapes and those of other pelagic ecosystem components indices. The biological composition of resonant SSLs is investigated by jointly applying forward and inverse approaches to fine scale acoustic and biological data collected in the same dense SSL. Results suggest that the dense SSLs may be comprised of fish larvae (e.g. Sardina pilchardus) and larger micronektonic gas-bearing organims that are so far very poorly sampled by non-acoustic devices.

La majorité des espèces de poissons côtiers a un cycle de vie comprenant une phase juvénile et adulte démersale et une phase larvaire pélagique. Cette seconde phase représente l’unique opportunité de dispersion pour de nombreuses espèces mais est soumise à une forte mortalité. Aujourd’hui, il est toujours délicat de prédire la connectivité entre les populations car tous les processus influençant la survie et le transport des larves durant leur phase pélagique ne sont pas encore décrits. Les larves de poissons possèdent des capacités comportementales non-négligeables (de nage, d’orientation, etc.) qui pourraient leur permettre de contrôler leur dispersion au cours de leur épisode pélagique. Cependant, les observations in situ de ces comportements ont principalement été faites en milieu tropical. Elles sont nettement plus rares en milieu tempéré, notamment chez les poissons Perciformes. Dans cette thèse, nous cherchons à décrire l’écologie et les capacités comportementales des larves de poissons en Mer Méditerranée Nord-Occidentale, un milieu tempéré où elles n’ont pas encore été décrites.La première partie de cette thèse vise à décrire la distribution des jeunes stades larvaires le long d’un transect côte-large traversant un front hydrologique. Nous nous intéressons également à leurs comportements de migration nycthémérale et d’évitement des prédateurs. La méthode d’imagerie utilisée pour décrire leur distribution à microéchelle génèrant des quantités de données considérables, nous avons développé une méthode de classification automatique pour accélérer le traitement de ce type de données. La seconde partie se concentre sur la phase d’installation, c’est-à-dire lorsque les larves arrivent à la côte à la fin de leur phase pélagique. Nous avons suivi l’arrivée des larves à la côte afin de déterminer les périodes d’installation des différentes espèces ainsi que les facteurs influençant leur arrivée. Nous avons également testé in situ les capacités d’orientation des espèces les plus abondantes, en se focalisant sur les mécanismes d’orientation à large échelle. En laboratoire, nous avons mesuré les vitesses de nage de plusieurs espèces, incluant celles testées pour l’orientation. Nous avons ensuite implémenté ces comportements observés dans un modèle biophysique afin de tester leur l’influence combinée sur le taux d’installation. Pour finir, nous discutons de l’influence que peut avoir le comportement sur la survie des larves de poissons tout au long de la phase pélagique, ainsi que de l’importance de sa prise en compte dans les modèles de dispersion. / Most coastal fish species have a bipartite life history, with a demersal phase as juvenile and adult and a pelagic larval phase. Dispersal is often limited to this pelagic phase, which is also the phase experiencing the highest mortality rates. Predicting the connectivity between populations remains difficult because not all processes determining larval fish survival and transport during the pelagic phase are understood. Besides the environmental conditions that may influence the journey of fish larvae in the open ocean, these tiny organisms possess high behavioural abilities (swimming, orientating, etc.) that have the potential to shape their dispersal. However, the vast majority of in situ observations of these behaviours have been conducted in tropical environments and very little data exists on temperate Perciformes fish larvae. In this dissertation, we aim to describe the ecology and behavioural abilities of fish larvae from the Mediterranean Sea, a temperate environment where they have never been studied.The first part of this dissertation describes the distribution of young fish larvae along an inshore-offshore transect crossing an hydrological front. We also describe their diel vertical migration and predatoravoidance behaviour. The high-frequency imaging techniques used to capture their distribution at miscroscale generated huge amount of data. It lead us to modify an automatic classification method to reduce the time required to processes these kind of data. The second part focuses on the settlement phase, when fish larvae come back to the coast at the end of their pelagic journey. To shed light on the factors influencing the settlement process, we monitored the supply of fish larvae to a coastal habitat, on a weekly basis for three years and at higher frequency over shorter periods of time. Additionally, we tested the in situ orientation abilities of the most abundant species, focusing on large scale orientation mechanisms. In the laboratory, we measured the swimming speeds of several species, including the ones tested for orientation. Then, we implemented these observed behaviours in a biophysical model to explore their combined influence on settlement rate. To finish, we discuss on how larval fish behaviour may influence survival throughout the pelagic larval phase and insist on the importance of considering behaviour to improve larval dispersal models.

La dissolution biogénique réalisée par les microperforants constitue une des principales forces de destruction des récifs coralliens. Ce processus, stimulé par certains facteurs du changement global comme l'acidification, est encore peu connu et donc mal intégré dans les modèles de prédiction du devenir des récifs. Pour mieux comprendre ce processus et sa dynamique temporelle, des blocs de squelette corallien ont été exposés, sur un récif en Nouvelle-Calédonie, aux microperforants entre 1 et 12 mois et au cours de six séries temporelles; trois commençant en été et trois en hiver. Ainsi, les taux de dissolution biogénique ainsi que la diversité et l'abondance des microperforants ont été déterminés. En parallèle, un suivi de paramètres externes, abiotiques et biotiques, a été réalisé. Cette étude a mis en avant i/ trois étapes dans le processus de dissolution biogénique, décrites par un modèle logistique de croissance, contrôlées par les espèces microperforantes et par l'intensité du broutage ; ii/ les interactions entre les paramètres externes et la dynamique des successions de communautés microperforantes décrites dans un modèle conceptuel ; iii/ l'influence de paramètres externes sur la dynamique temporelle de la dissolution biogénique. Ainsi, Ostreobium quekettii, l'agent le plus actif dans la dissolution biogénique, est recruté plus rapidement et la dissolution biogénique augmente lorsque les squelettes sont exposés à des températures plus élevées ou soumis à une augmentation des nutriments. Ces résultats suggéreraient, dans le contexte du changement global, une accélération de la dissolution biogénique fragilisant d'autant plus les récifs coralliens. / Biogenic dissolution of carbonates due to microborers is one of the main destructive forces in coral reefs. Unfortunately this biogeochemical process received low attention and thus is considered as negligible by prediction models of coral reefs future while this process seems to be stimulated by global change factors such as acidification. In this context, dead coral skeletons were exposed, on a reef in New Caledonia, to microborers for six temporal series from 1 to 12 months of exposure (three started in summer and three in winter). Study of coral blocks allowed to determine together biogenic dissolution rates, the diversity and the abundance of microborers. In parallel, external biotic and abiotic parameters were recorded monthly and/or continuously. This experiment highlighted for the first time; I/ three steps in the temporal dynamics of the biogenic dissolution, described by a growth logistic models, driven by microborer communities and grazing intensity; II/ The interactions between microboring community successions and external parameters described by a conceptual model; III/ the influence of external parameters on the dynamic of biogenic dissolution. Thus, results showed an early installation of Ostreobium quekettii, the main agent of the biogenic dissolution and an increase of this process due to higher seawater temperature or nutrients. This suggests, in the context of global change, an acceleration of the biogenic dissolution weakening even more coral reef ecosystems.

Les bactéries et microalgues marines sont acteurs clés du fonctionnement des écosystèmes océaniques et leur contribution dans les cycles biogéochimiques majeurs est largement reconnue. Dans ce contexte, il apparaît essentiel de mieux comprendre les interactions existant entre bactéries et microalgues. Dans l’environnement marin, les interactions spécifiques entre microorganismes nécessitent une forte proximité qui n’est souvent rendue possible que par un attachement cellulaire. La première partie de ce travail de thèse a consisté à sélectionner les microalgues qui présentaient des bactéries physiquement attachées. Deux diatomées appartenant aux genres Thalassiosira et Chaeoceros ont été retenues afin d’étudier leur microflore épibionte issue d’associations à long terme (culture de microalgues établies depuis plusieurs années) et à court terme (microalgues prélevées directement dans l’environnement). Ces travaux ont permis de mettre en évidence une forte ressemblance des communautés épibiontes dans les associations à long terme, qui s’opposait à la forte différence des épibiontes issus des associations à court terme. Les communautés d’épibiontes bactériens étaient majoritairement composées d’alpha- et gammaprotéobactéries, mais aussi de Bacteroidetes et d’actinobactéries. Cette étude a également permis de mettre en évidence que la surface des microalgues représentait un écosystème particulier puisque près de la moitié des épibiontes isolés correspondaient à de nouveaux taxons (genres et espèces). Une de ces souches qui constitue un nouveau genre a été complètement caractérisée, contribuant à l’enrichissement de la diversité bactérienne décrite. Enfin, la nature des interactions entre les deux diatomées et leurs bactéries épibiontes a été analysée par l’intermédiaire de co-cultures, afin d’identifier une interaction forte, qui pourra être examinée par transcriptomique. De très nombreuses interactions commensalismes ont été mises en évidence, reflet de la reminéralisation de la matière organique par les bactéries. Cependant, un faible impact des bactéries sur la croissance des microalgues a été observé. Les conditions expérimentales qui excluent au maximum les stress abiotiques et biotiques, masquent peut-être les interactions qui pourraient se produire dans un environnement naturel plus fluctuant. Ces résultats témoignent de la complexité des interactions biotiques, fournissent des méthodes et des organismes modèles permettant de les étudier et soulèvent de nombreuses hypothèses exaltantes pour les travaux futurs. / Marine microalgal and bacterial contribution to the global biogeochemical cycles is largely recognized and lead to define them as key actors of oceanic ecosystems. In this context, it is essential to better understand the interactions occurring between bacteria and microalgae. In the marine environment, specific interactions between microorganisms require tight physical association that is made possible by cellular attachment. In this work, we first selected microalgae with physically attached bacteria. Two diatoms belonging to the genus Thalassiosira and Chaetoceros were selected to study the epibiotic microflora from long-term (microalgae in culture) and short-term (microalgae directly collected from natural communities) associations. This work highlighted strong similarities between epibiotic assemblages from long-term associations and a higher difference for epibiotic communities from short-term associations. The bacterial epibiotic assemblages were mainly composed of Alpha- and Gammaproteobacteria but also Bacteroidetes and Actinobacteria. This study also highlighted that the surface of microalgae represented a peculiar ecosystem where nearly half isolates constituted new taxa (genera and species). One of them representing a new genus has been completely characterized, contributing to the enrichment of the described bacterial diversity. Finally, the nature of interactions between diatoms and their epibiotic bacteria was analyzed by co-culturing to identify strong interactions, to be further examined by transcriptomics. Numerous commensal interactions have been identified, corresponding to the bacterial remineralization of organic matter. However, only small effects of bacteria on microalgal growth were observed. The experimental conditions that exclude a maximum of abiotic and biotic stresses may mask potential interactions that could occur in an unstable natural environment. These results reflect the complexity of biotic interactions, provide methods and model organisms to study them, and raise many exciting hypotheses for future work.

Ces dernières décennies, la dégradation continue de la qualité des eaux a engendré une augmentation des blooms algaux toxiques en zones côtières. Les biotoxines libérées de façon ubiquitaire lors de ces blooms, représentent un danger épidémique important pour l’homme et l’animal. Afin de limiter les risques de contamination et les pertes économiques, les organismes compétents ont mis en place des programmes de surveillance et ont établi des seuils de toxicité (OMS: 1 µg de MC-LR/L ; EFSA : 160 µg éq OA /kg de chair de coquillage). Cependant, les méthodes d’analyse préconisées sont longues et coûteuses, il est donc nécessaire de développer des nouvelles techniques d’analyse. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse a été de concevoir des outils analytiques rapides, fiables et adaptables sur le terrain afin de détecter la présence des toxines les plus nocives: les microcystines (MCs) et l’acide okadaïque (OA). En premier lieu, des bioessais colorimétriques basés sur l’inhibition des protéines phosphatases par ces toxines ont été développés. Les limites de détection obtenues ont été très inférieures aux limites maximales autorisées. Par conséquence, les tests mis au point sur microplaques ont été adaptés pour élaborer des biocapteurs électrochimiques. Les seuils de sensibilités obtenus sont conformes aux normes imposées et les tests pourront être ainsi utilisés in situ. Du fait de leurs nombreux avantages, les aptamères sont devenus depuis peu des éléments de reconnaissance alternatifs aux anticorps et aux enzymes. Afin d’améliorer la sensibilité et la stabilité des outils proposés, un aptacapteur sans marquage et réutilisable pour la détection de l’OA a été finalement conçu. / The past decades have witnessed water quality degradation due to overwhelming anthropic activities. In this context, production of biotoxins in response to increasing harmful algal blooms is a point of vital concern for human and animal health. In order to overcome bio-contamination and related economic losses, relevant authorities have established toxicity levels and monitoring program for ubiquitous toxins. However, current analysis are expensive and time consuming, so it is necessary to develop fast, reliable and field adaptable methods to assure food and water safety. Based on above described consequences, the objective of the research was to design inexpensive biotools for the detection of most toxic and widespread toxins including: microcystins (MCs) and okadaïc acid (OA).The first approach was to perform colorimetric enzymatic bioassays based on the inhibition of commercial and genetically modified proteins phosphatase by toxins. The obtained detection limit (LOD) were many folds lower than maximum limit defined by WHO (1 µg of MC-LR/L) and EFSA (160 µg eq OA/kg in shellfish meat). Subsequently, developed colorimetric methodology was adapted to design electrochemical biosensors for toxins detection. Electrochemical transduction was performed by Differential Pulse Voltammetry, showed a good LOD with the possibility of being used as a field portable device.With many advantages over antibody and enzyme, aptamers have recently emerged as powerful class of nucleic acids able to recognize specific targets. To further improve the analytical figure of merit, aptamers were used to design reusable label-free biosensors for OA detection.

Identifying the extent to which coral reef species are connected by dispersal is a fundamental challenge for developing marine conservation strategies. Many coral reef species are relatively sedentary as adults, yet have a pelagic larval phase where larvae can potentially be widely dispersed by ocean currents. This thesis focuses on the role of ocean currents in driving spatially explicit patterns of population connectivity among ecologically and commercially important coral reef species by combining research tools from population genetics, oceanography, and biophysical modeling. Despite the substantial differences among the life histories of each coral reef species in this thesis, some similarities in connectivity patterns were found among all species. The results of the kinship and genetic outlier analyses consistently found high levels of connectivity among distant populations separated by hundreds to thousands of kilometers. Despite the high levels of connectivity among distant populations, there was substantial variation in gene flow among the populations of each species. The findings of this thesis highlight the importance of international cooperation for the sustainable management of ecologically and commercially important coral reef species in the Caribbean. In conclusion, the findings of this thesis suggest that marine conservation strategies should conservatively plan for uncertainty, particularly since the many of ecological and physical drivers of connectivity among coral reef species in the Caribbean remain uncertain.

L'exploration de la diversité des êtres vivants dans les profondeurs marines est une histoire récente. C'est seulement à partir du XIXe siècle, sur un terrain vierge de toute connaissance, aussi bien géologique que biologique, que les scientifiques y révèlent progressivement la présence d'organismes, le plus souvent à l'occasion d'expédition à but économique. Par exemple, la pose de câbles télégraphiques a permis de découvrir fortuitement des organismes inattendus, ce qui a initié l'intérêt des naturalistes pour les grands fonds. Aujourd'hui, la connaissance de la diversité du vivant dans les profondeurs reste partielle. Les biologistes y font souvent face à la nouveauté et à l'imprévu, ce qui suscite un régime original de production des connaissances scientifiques reposant sur la description, elle-même fondée sur des hypothèses rarement explicitées, mal fondées sur un état de connaissance incomplet. D'autre part, ce sont souvent des intérêts économiques (tournés vers l'exploitation minière ou halieutique) qui orientent les explorations de la diversité des grands fonds vers certaines zones. Le présent travail doctoral développe une approche à la fois scientifique, historique et épistémologique liée des explorations marines et des données de biodiversité des profondeurs qui en résultent. Il s'agit de caractériser la transformation des représentations scientifiques du vivant et de sa diversité dans les profondeurs et d'identifier les facteurs et les éventuels biais méthodologiques qui déterminent l'acquisition et la structure de ces connaissances. Ce travail s'appuie sur un vaste corpus de documents rattachés au programme de campagnes océanographiques, initié en 1976 et mené conjointement par le MNHN (Muséum National d'Histoire Naturelle) et l'IRD (Institut de Recherche pour le Développement), appelé « Tropical Deep-Sea Benthos » (TDSB), anciennement « MUSORSTOM ». Ce programme informel d'exploration naturaliste cible depuis quarante ans la zone aphotique intertropicale principalement dans l'Indo-Ouest Pacifique. Une grande partie du travail a consisté en la structuration et la mise à disposition des données et des connaissances acquises pendant ce programme dans les bases de données du MNHN. Il a notamment permis de construire et d'alimenter la base de données des expéditions du MNHN (expeditions.mnhn.fr) dont le but est de fournir non seulement un référentiel géographique auquel les autres bases de données du MNHN peuvent se référer, mais aussi de documenter les métadonnées associées aux expéditions (rôle et spécialité des scientifiques participant aux campagnes, comptes-rendus de mission, photographies des spécimens et des récoltes). Parallèlement, un référentiel bibliographique a été conçu, qui permet de relier des publications aux différentes campagnes. Cette structuration des données au sens large permet de formuler des hypothèses sur la façon dont se construisent les représentations de la biodiversité et les explications qui s'y rapportent. L'analyse de ce corpus de publications a été menée en deux temps. Un premier moment descriptif a permis de dégager des tendances historiques et géographiques ainsi que des hypothèses sur les facteurs qui structurent le jeu de données obtenu. Une seconde approche a visé à étayer ces hypothèses en analysant finement le contenu des publications. Une grande partie de ces publications étant des travaux de taxonomie descriptive, cette analyse met en avant des constantes et des évolutions dans les pratiques de ce champ disciplinaire. En plus de l'analyse des documents associés au programme, un travail de contextualisation mené à partir de quinze entretiens de chercheurs permet de situer le programme TDSB dans l'histoire plus générale de l'exploration des grands fonds. / Exploring the diversity of living being in the deep sea is a recent story. It is only from the nineteenth century, on a virgin land of all knowledge, both geological and biological, that scientists gradually reveal the presence of organisms, usually on the occasion of expedition for economic purposes. For example, the laying of telegraphic cables has unexpectedly discovered organisms, which has initiated the interest of naturalists for the deep sea fauna. Today, the knowledge of the diversity of life in the depths remains partial. Biologists often face the novelty and the unexpected, which gives rise to an original regime for the production of scientific knowledge based on the description, which itself is based on hypotheses that are rarely explained and that are based on a state of incomplete knowledge. On the other hand, it is often economic interests (turned towards mining or fishing) that guide explorations of the diversity of the deep sea towards certain zones. The present doctoral work develops a scientific, historical and epistemological approach of the marine explorations and of the knowledge on biodiversity produces by this program. It is a question of characterizing the transformation of the scientific representations of the fauna and its diversity in the depths and of identifying the factors and the possible methodological biases which determine the acquisition and the structure of this knowledge. This work is based on a large corpus of documents related to the oceanographic cruises program, initiated in 1976 and conducted jointly by the MNHN (National Museum of Natural History) and the IRD (Research Institute for Development), called " Tropical Deep-Sea Benthos "(TDSB), formerly" MUSORSTOM ". This informal program of naturalist exploration has for forty years been targeting the intertropical zone, mainly in the Indo-West Pacific. Much of the work involved structuring and making available the data and knowledge gained during this program in the MNHN databases. In particular, it has helped to develop and complete the MNHN expedition database (expeditions.mnhn.fr), which aims to provide not only a geographical repository to which the other MNHN databases can refer, but also to document the metadata associated with the expeditions (role and specialty of the scientists participating in the cruises, mission reports, photographs of the specimens and substrate). At the same time, a bibliographic repository has been designed that links publications to different campaigns. This structuring of data in a broad sense makes it possible to formulate hypotheses on the way in which the representations of biodiversity and the explanations related to it are constructed. The analysis of this corpus of publications was conducted in two steps. A first descriptive approach made it possible to identify historical and geographical trends as well as hypotheses on the factors that structure the dataset obtained. A second approach aimed to support these hypotheses by finely analyzing the content of publications. Since most of these publications refer to a descriptive taxonomy field, this analysis highlights constants and evolutions in the practices of this disciplinary field. In addition to the analysis of the documents associated with the program, a contextualization work carried out from fifteen interviews of researchers makes it possible to situate the TDSB program in the more general history of deep-sea exploration.

Les picocyanobactéries marines Prochlorococcus et Synechococcus sont les organismes photosynthétiques les plus abondants sur la planète et sont présentes dans presque tous les océans. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à mieux comprendre les liens entre diversité génétique et adaptation à la niche écologique chez ces deux genres. Tout d'abord, l'étude de la répartition des populations de picocyanobactéries à l'échelle mondiale à l'aide d'un marqueur taxonomique très résolutif m'a permis de définir des unités taxonomiques écologiquement significatives, et d'identifier les principaux facteurs abiotiques influençant leur répartition. La deuxième partie de ce travail a visé à identifier les bases génétiques de l'adaptation des picocyanobactéries marines à des niches écologiques distinctes. L'étude comparative de 81 génomes non-redondants de ces organismes a révélé le rôle combiné des gains et pertes de gènes et des substitutions d'acides aminés dans la diversification des deux genres, et l'analyse de la répartition des gènes de picocyanobactéries marines dans l'océan mondial m'a permis de montrer que chaque communauté, adaptée à un environnement donné, possède un répertoire de gènes distinct. Enfin, le dernier volet de cette thèse a consisté en la caractérisation physiologique et transcriptomique de cinq souches de Synechococcus soumises à des stress lumineux et thermique afin d'analyser la variabilité écotypique de la réponse au stress. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont donc permis d'améliorer notre connaissance des niches écologiques occupées par les picocyanobactéries marines, et de mieux comprendre les mécanismes leur ayant permis de s'y adapter. / The marine picocyanobacteria Synechococcus and Prochlorococcus are the two most abundant photosynthetic organisms on earth and are present in almost all oceans. During this PhD thesis, I explored the links between genetic diversity and niche adaptation in these two genera. First, the analysis of the distribution of picocyanobacterial populations at the global scale using a high-resolution taxonomic marker allowed me to define ecologically significant taxonomic units, to improve the delineation of their ecological niches and to identify the main abiotic factors influencing their in situ distribution. The second part of this work aimed at identifying the genetic bases of adaptation of marine picocyanobacteria to distinct niches. The comparative analysis of 81 non-redundant genomes of these organisms revealed the combined role of gene gains and losses and of substitutions in protein sequences in the diversification of both genera, and the analysis of the distribution of all known picocyanobacterial genes in the global ocean allowed me to show that each community, adapted to specific environmental conditions, possesses a distinct gene repertoire. Finally, the last part of this work has consisted in the physiological and transcriptomic characterization of five Synechococcus strains, which were submitted to light and thermal stresses in order to better understand the ecotypic variability of the stress response in this genus. Altogether, results obtained during this PhD provided many new insights into the ecological niches occupied by marine picocyanobacteria and the mechanisms allowing them to adapt to these various niches.