Longtemps utilisés en palynologie pour l’étude des paléo-environnements, les coprolithes, excréments fossilisés, sont également d’importantes sources d’information pour des espèces disparues, producteurs ou proies. Grâce à de nombreux échantillons archéologiques provenant d’une dizaine de grottes, comme la Grotte Chauvet-Pont d’Arc, deux espèces ont pu être étudiées : le loup, Canis lupus, et l’hyène des cavernes, Crocuta crocuta spelaea.À partir d’un coprolithe de canidé, daté à 34 500 ans, un génome mitochondrial complet de Canis lupus a pu être reconstitué. Les analyses phylogénétiques ont montré que ce spécimen se situe en dehors de la diversité des chiens et loups actuels. Puis, les analyses menées sur des gènes nucléaires ont montré que le spécimen de Chauvet ne présente pas de traces évidentes de domestication. L’étude du coprolithe met en évidence un régime carné, avec un bol alimentaire comportant des traces d’ADN d’ours des cavernes, Ursus spelaeus.Dans un second temps, grâce à l’étude de nombreux coprolithes d’hyène des cavernes, une alimentation variée composée d’animaux de grande comme de petite taille a été mise en évidence pour ce carnivore. L’analyse plus fine des séquences d’ADN contenues dans l’un des échantillons a permis de reconstituer un génome mitochondrial complet pour une espèce aujourd’hui éteinte : le bison des forêts, Bison schoetensacki. En parallèle, grâce à l’étude d’un ossement de bison des steppes, Bison priscus, un génome mitochondrial complet a été obtenu pour cette espèce éteinte. L’ajout de ces deux nouvelles séquences mitochondriales à la phylogénie des bovidés a permis d’apporter des éclaircissements à cette dernière. / Coprolites have long been used in palynology for paleoenvironments reconstruction. They also are an important source of information on the DNA of the producing species and its diet. Using numerous archeological samples from several caves, including the Chauvet-Pont d’Arc cave, we studied coprolites for two species: the wolf, Canis lupus and the cave hyena, Crocuta crocuta spelaea.Using a canid coprolite from the Chauvet cave, dated back to 34 500 years, we obtained a complete mitochondrial genome sequence. Phylogenetic analyses highlight a maternal lineage that positions outside the diversity of extant dogs and wolfs. Then, analyzes conducted on the nuclear genes showed that the Chauvet canis lupus specimen does not display obvious indication of domestication. Analysing the coprolite for other species to indicate the diet of this specimen, we detected cave bear (Ursus spelaeus) DNA sequences.Second, using many cave hyena coprolites, a flexible diet consisting of large as well as small animals was demonstrated for this extinct carnivore. Focusing the analysis on a coprolite samples that contained large amounts of bovine DNA, we obtained for the first time a complete mitochondrial genome sequence for the extinct European forest bison, Bison schoetensacki. In parallel, a bone sample for the extinct steppe bison provided the first complete mitochondrial genome sequence for Bison priscus. These two genome sequences shed new lights on the phylogeny of Bovinae.

Cette étude a pour objet la mise en évidence de traces d'ADN bactérien pathogène dans des échantillons animaux et humains anciens, et ainsi améliorer les connaissances sur l'évolution des maladies au cours du temps. En parallèle, nous avons étudié les phénomènes de dégradation de l'ADN dans le sol sur des cadavres de souris enterrées après avoir été contaminées par des bactéries non pathogènes. Cette étude des processus taphonomiques s'est étalée sur trois ans et a permis de montrer une disparition rapide des bactéries simulantes, remplacé par l'ADN des bactéries du sol, qui colonisent rapidement la dépouille et dégradent tant l'ADN endogène (murin) qu'exogène (bactérien). Cette disparition rapide explique la grande difficulté à mettre en évidence des pathogènes dans des échantillons anciens, à de rares exceptions près. Notre étude n'a pas permis de détecter d'agents pathogènes particuliers dans les échantillons que nous avons étudié, mais nous avons mis en évidence l'intérêt d'analyser certains types de restes pour accéder à une information génétique préservée. Le tartre dentaire indique est un bon indicateur de la flore buccale de l'hôte et les kystes calcifiés assurent une bonne préservation de l'ADN endogène, moins soumis à contamination et digestion par les bactéries de l'environnement. Les kystes présentent en règle générale une teneur en ADN endogène supérieure à tous les autres tissus étudiés. / The aim of this study was the identification of pathogenic bacterial DNA traces in ancient animal and human samples, and thus improve knowledge of past diseases that affect humankind over time. In parallel, we studied the DNA degradation phenomena in the soil on the buried corpses of mice after being contaminated by non-pathogenic bacteria. This study of taphonomic processes was spread over three years and has shown a rapid disappearance of simulant bacteria, replaced with the DNA of soil bacteria that colonize the body quickly after burial and degrade both the endogenous DNA (murine) that exogenous (bacteria). This quick degradation can explain the high difficulty to detect and identify bacterial pathogens in old samples, with very few exceptions. Despite the fact in our study we were not able to detect specific pathogens in the samples we have studied, we have shown the interest to analyze certain types of remnants to access preserved and informative genetic data. Dental calculus is a good indicator of the oral flora of the host and calcified cysts ensure good preservation of the endogenous DNA, less subject to contamination and digestion by bacteria from the environment. Cysts generally have an endogenous DNA content higher than all other tissues examined.

Parmi tous les animaux domestiques, le cheval est sans aucun doute celui ayant le plus influencé l’histoire des peuplements humains. Le cheval domestique a d’abord fourni à de nombreuses civilisations des ressources primaires essentielles telles que la viande et le lait. Utilisé pour sa force physique et comme moyen de transport, il a eu de profondes conséquences sur les mouvements de personnes et de biens ainsi que sur la diffusion de cultures et d’idées à travers l’Eurasie. Le cheval a ainsi fortement contribué à l’expansion de sociétés et d’empires pendant des millénaires, et ce jusqu’au vingtième siècle. Les différentes étapes de la domestication du cheval restent cependant mal comprises d’un point de vue archéologique et sont complexes à retracer à partir des données génétiques recueillies sur les races chevalines actuelles. L’émergence de la génomique ancienne au début des années 2010 a révolutionné la biologie de l'évolution, en donnant un accès direct à l’histoire des populations anciennes et actuelles. Elle est donc particulièrement adaptée pour étudier la transition historique induite par la domestication du cheval. En s'appuyant sur les dernières avancées en matière d’extraction d'ADN ancien et des technologies de séquençage d’ADN à haut débit, ce travail de doctorat vise à décrypter les modifications génétiques sous-jacentes au processus de domestication du cheval. Pour se faire, nous avons généré le plus grand jeu de données génomiques anciennes jamais rassemblées sur un organisme non humain. Celles-ci ont révélé que les chevaux domestiqués pour la première fois à Botai, dans le nord du Kazakhstan, il y a environ 5 500 ans, ne sont pas les ancêtres des chevaux domestiques ayant vécu pendant ces dernières ~4 100 années. Ce sont les ancêtres des chevaux de Przewalski, que l’on pensait jusqu’alors totalement sauvages. Cette découverte inattendue suggère qu'un remplacement majeur de la population de chevaux domestiques a eu lieu au cours du troisième millénaire avant notre ère, contribuant probablement à faire entrer l'humanité dans l'âge du Bronze. En outre, ces trois années de recherche ont permis d'identifier les signatures génétiques associées à différentes stratégies d’élevage du cheval et ont révélé les dynamiques évolutives en jeu lors des étapes clés de la domestication. En particulier, il ressort des analyses de génomes anciens que les chevaux ibériques n’ont contribué que marginalement à la création du cheval domestique tel qu’on le connaît aujourd'hui. Ce travail de thèse a par ailleurs permis de détecter une influence croissante des chevaux perses dès le début du Moyen Age. / Among all domesticates, the horse can confidently be considered as the animal that most impacted the history of human dynamics. Once they domesticated the horse, human civilizations got hold of essential domestication products including meat and milk, but also invaluable secondary products, such as fast transportation and powerful workforce. The horse thus deeply enhanced the circulation of people, goods, culture and ideas, promoting the spread of vast military and political units across Eurasia up until the 1900s. The various steps underpinning horse domestication are however difficult to track in the archaeological record and still poorly understood based on patterns of DNA variation among modern breeds. In the last decade, the advent of ancient genomics has revolutionized evolutionary biology by providing a direct window into the past history of populations. Ancient genomics therefore provides the necessary time travel machine to investigate the key historical transition in the history of humankind that was induced by the horse domestication. Leveraging the latest advances in ancient DNA recovery and High-Throughput sequencing technologies, this PhD project aimed at deciphering the genetic changes underlying the horse domestication process by generating the largest ancient genome dataset for a non-human organism, spanning the whole temporal and geographic range of horse domestication. This dataset revealed that horses first herded at Botai in Northern Kazakhstan ~5,500 years ago are not the ancestors of modern domestic horses but instead of modern Przewalski’s horses, previously thought to represent last true wild population on Earth. This major discovery also suggests that a swift genomic replacement in the domestic stock took place in the third millennium BCE, probably contributing to precipitating humankind into a new metal era, the Bronze Age. Additionally, this PhD work identified the genetic signatures associated with different management strategies and the evolutionary dynamics at play within distinct domestication stages. In particular, we were able to rule out Iberia as a major contributor to the modern domestic stock and moving towards more recent times, we characterized the growing influence of Persian-like horses starting in the early Middle Ages.

L'esturgeon européen Acipenser sturio (Linnaeus, 1758) était un poisson commun de nos fleuves jusqu'au début du 20e siècle. Toutes ses populations sont maintenant éteintes sauf une qui survit dans le bassin Gironde-Garonne-Dordogne en France. Les données disponibles sur l'espèce restent très partielles car elles proviennent quasi exclusivement de cette population relictuelle. Au cours de cette thèse, plus d'une centaine d'échantillons anciens d'esturgeons restes archéologiques ou spécimens naturalisés conservés dans les muséums d'histoire naturelle ont été analysé grâce aux méthodes de la paléogénétique. Ces analyses génétiques ont été réalisées sur l'ADN mitochondrial (surtout la Dloop) ainsi que sur cinq loci microsatellites qu'il a été nécessaire d'adapter aux méthodes d'étude de l'ADN ancien. Les données paléogénétiques obtenues ont permis d'étudier : 1) les relations de l'esturgeon européen avec les autres espèces d'esturgeons vivant ou ayant vécu en Europe, en particulier l'esturgeon de l'Adriatique A. naccarii et l'esturgeon atlantique A. oxyrinchus. 2) la diversité génétique de l'esturgeon européen sur l'ensemble de son ancienne aire de répartition. 3) la diversité génétique d'une population d'esturgeon européen au cours du temps la population du Rhône, d'une période où elle était florissante jusqu'à son extinction. L'ensemble de ces données ont été discuté à la lumière de la conservation de l'espèce, qui est aujourd'hui en danger critique d'extinction. / The European sturgeon Acipenser sturio (Linnaeus, 1758) was a common fish of our rivers until the beginning of the 20th century. All populations are now extinct except one which survives in the Gironde-Garonne-Dordogne basin in France. Data available on this species are only partial because they only stem from this relictual population. During this thesis, more than one hundred ancient sturgeon samples archaeological remains or naturalized museum specimens were analysed by paleogenetics means. These genetics anlyses were carried out on mitochondrial DNA (mainly the Dloop) and five microsatellites loci which were adapted to ancient DNA methodologies. Paleogenetics data that we obtained were used to study : 1) A. sturio interactions with other sturgeon species which live or lived in Europe, especially the Adriatic sturgeon A. naccarii and the atlantic sturgeon A. oxyrinchus. 2) the genetic diversity of A. sturio all over its former geographical range. 3) genetic diversity of a population of the European sturgeon through time the Rhone River population from a period it was flourishing until its extinction. All these data were considered in the light of the species conservation, since A. sturio is now critically endangered.

Cette thèse a premièrement permis le développement d'une méthode de détection non-enzymatique de l'ADN. Les techniques enzymatiques couramment utilisées, comme la Polymerase Chain Reaction (PCR), échouent souvent dans l'analyse d'échantillons anciens ou transformés. L'ADN subit en effet de nombreuses dégradations post mortem, parmi lesquelles certaines bloquent les enzymes ADN-polymérases. Notre méthode combine hybridation et détection par SERRS (Surface Enhanced Resonant Raman Scattering), permettant la détection et la quantification de séquences d'ADN dégradées réfractaires à l'analyse par PCR. De nouvelles perspectives s'ouvrent donc en paléogénétique. Cette thèse aborde également le rôle des surfaces minérales dans l'origine des acides nucléiques. Les surfaces minérales pourraient avoir piégé et concentré les briques élémentaires de ces biopolymères, contribuant ainsi à leur construction. Les travaux existants se sont concentrés sur des minéraux comme la montmorillonite, qui n'était cependant pas abondante à l'Hadéen/Archéeen. La minéralogie de la Terre primitive aurait plutôt été dominée par les phyllosilicates ferromagnésiens. Nous avons étudié l'adsorption de nucléotides sur des minéraux plus cohérents avec le contexte géologique, en variant les paramètres environnementaux. Ce travail permet de préciser le mécanisme d'adsorption des nucléotides sur les surfaces minérales, ainsi que les conditions de l'origine du matériel génétique.

Ce travail s’est intéressé à la dynamique de peuplement du sud de la Sibérie et de l’Altaï à l’âge du Bronze (IIIème - Ier millénaire avant J.-C), période pendant laquelle les steppes eurasiennes auraient connues de nombreux mouvements de populations. Les analyses moléculaires ont portés sur 69 spécimens anciens. La stratégie adoptée a consisté, en plus de l’étude de l’ADN mitochondrial, à étudier les lignées paternelles de ces individus, ainsi que des marqueurs autosomaux, informatifs de leur origine biogéographique (AIM) et des caractères pigmentaires. L’ensemble des données moléculaires obtenues nous a permis de mettre en évidence une évolution du pool génique au sein de la région étudiée. Le faible effectif observé par groupe culturel ainsi que le processus de recrutement funéraire peut avoir biaisé une partie des analyses. Néanmoins, ces données moléculaires ont amené de nouveaux éléments pour la compréhension du peuplement de cette région qui apparaît comme un processus complexe. / The present work has focused on the settlement of the South Siberia and the Altai mountains during the Bronze Age (III-I millennium BC), period during which the Eurasian Steppes knew a lot of population movements. The molecular analyses were performed on 69 ancient samples. The used strategy consisted in the study of maternal and paternal lineages and autosomal markers informative of biogeographical ancestry (AIM) and physical appearance. Taken together, these results show an evolution of the genetic pool in this area during the Bronze Age. The low effective observed in each cultural group and the funeral recruitment could of course have induced a bias in some analyses. Nevertheless, these molecular data gave new elements to understand the settlement of this region which seems to be a complex process that it will be necessary to deepen with new paleogenetic even paleogenomic studies.

Il a été démontré que la pulpe dentaire pouvait constituer un matériel de choix pour la paléomicrobiologie. Au début de ce travail de thèse, nous avons envisagé de rechercher les bactéries bactériémiques chez les mammifères à partir de la pulpe dentaire de dents contemporaines et anciennes. Au préalable, il était nécessaire de classer les dents modernes et anciennes mises à notre disposition par les zoologues et en particulier de déterminer l’espèce à laquelle les dents anciennes appartenaient car il est souvent difficile de différencier morphologiquement des dents appartenant à des espèces proches. Deux méthodes ont été utilisées pour réaliser cette partie de notre travail: la première méthode moléculaire avec comme outil, le gène séquençage du cytochrome b et la seconde protéomique par analyse des profils peptidiques de la pulpe dentaire. Les résultats obtenus ont confirmé que la pulpe dentaire peut constituer une source d’ADN ancien et de protéines anciennes.Dans un deuxième travail, faisant suite aux travaux effectués dans le laboratoire, en collaboration avec différentes équipes d’anthropologues, nous avons mis en place une technique de détection simultanée à haut débit d’ADN bactérien ancien combinée à une PCR «suicide». Cette technique appliquée à la pulpe dentaire de dents humaines anciennes a été utilisée pour détecter sept pathogènes. Les résultats obtenus par cette technique moléculaire attestent de la présence simultanée d’ADN de Y. pestis et de B. quintana dans la pulpe dentaire de dents prélevées sur des restes humains dans les sépultures de Bondy, France (XIème - XVème) et de Venise, Italie (XIVème - XVIème). Ces données suggèrent la transmission de Y. pestis par le pou de corps, vecteur connu de B. quintana, au cours des épidémies de peste ancienne. Les résultats obtenus ont confirmé ceux obtenus par cinq autres équipes que Y. pestis est l'agent responsable de la «Peste Noire». Les résultats de notre travail de Thèse contribuent à la paléomicrobiologie. / The dental pulp has been demonstrated to be a suitable specimen on which to base paleomicrobiology studies. At the initiation of this Thesis work, we aimed to detect bacteria in the dental pulp extracted from contemporary and ancient mammals’ teeth. In mammals, the first task was the classification of species to which the teeth belong. In a first work, we have accomplished this task by two methods used in parallel: the molecular method based on cytochrome b gene sequencing and proteomic method by the dental pulp MALDI TOF mass spectrometry peptide profiling. The results of this work demonstrated that dental pulp is a source for studying both ancient DNA and ancient proteins. In a second work, following previous publications, we detected bacterial DNA from dental pulp of ancient human teeth using a multiplex high-throughput “suicide” PCR to detect seven pathogens (Yersinia pestis, Bacillus anthracis, Borrelia recurrentis, Bartonella quintana, Rickettsia prowazekii, Salmonella enterica Typhi and Poxvirus). We demonstrated the simultaneous presence of Y. pestis DNA and B. quintana DNA in dental pulp specimens collected from burials in Bondy, France dating 11th-15th and burials in Venice, Italy dating 14th-16th. This result may suggest the transmission of Y. pestis by the body louse, the known vector of B. quintana. Also, these results reinforce the large corpus of data produced by five different teams (Pusch et al., 2004 ; Cerutti et al., 2007 ; Bianucci et al., 2009 ; Haensch et al. 2010 ; Wiechmann et al. 2010) that the agent of the Black Death is Y. pestis. Our results herein contributed to the works in paleomicrobiology.

L'étude des parentés génétiques permet à l'anthropologie d'identifier la place du sujet au sein des différentes structures dans lesquelles il évolue : l'individu est membre d'une famille biologique, d'un groupe social et d'une population. L'application des méthodes probabilistes classiques (établies pour répondre à des problématiques de médecine légale, comme la méthode des Likelihood Ratios (LR) ou " Rapports de vraisemblance ") aux données STR issues du matériel archéologique a permis la découverte de nombreux liens de parenté, qui ensemble constituent des généalogies parfois complexes. Notre pratique prolongée de ces méthodes nous a cependant amenés à identifier certaines limites de l'interprétation des données STR, en particulier dans les cas de parentés complexes, distantes ou consanguines, ou dans des populations isolées, méconnues ou disparues. Ce travail de thèse s'attache en premier lieu à quantifier la fiabilité et l'efficacité de la méthode des LR dans quatre situations : une population moderne avec une grande diversité allélique, une population moderne avec une faible diversité allélique, une population ancienne de grande taille et une population ancienne de petite taille. Les publications récentes font usage des marqueurs plus nombreux issus des nouvelles technologies de séquençage (NGS) pour mettre en place de nouvelles stratégies de détection des parentés, basées en particulier sur l'analyse des segments chromosomiques partagés par ascendance entre les individus (segments IBD). Ces méthodes ont rendu possible l'estimation plus fiable de probabilités de parenté dans le matériel ancien. Elles sont néanmoins inadaptées à certaines situations caractéristiques de la génétique des parentés archéologiques : elles ne sont pas conçues pour fonctionner avec une seule paire isolée d'individus et reposent, comme les méthodes classiques, sur l'estimation de la diversité allélique dans la population. Nous proposons donc une quantification de la fiabilité et de l'efficacité de la méthode des segments partagés à partir de données NGS, en s'attachant à déterminer la qualité des résultats dans les différentes situations qui correspondent à des tailles de population plus ou moins importantes et à une hétérogénéité plus ou moins grande de l'échantillonnage.[...] / The study of genetic kinship allows anthropology to identify the place of an individual within which they evolve: a biological family, a social group, a population. The application of classical probabilistic methods (that were established to solve cases in legal medicine, such as Likelihood Ratios, or LR) to STR data from archaeological material has permitted the discovery of numerous parental links which together constitute genealogies both simple and complex. Our continued practice of these methods has however led us to identify limits to the interpretation of STR data, especially in cases of complex, distant or inbred kinship. The first part of the present work is constituted by the estimation of the reliability and the efficacy of the LR method in four situations: a large modern population with significant allelic diversity, a large modern population with poor allelic diversity, a large ancient population and a small ancient population. Recent publications use the more numerous markers analysed using Next generation Sequencing (NGS) to implement new strategies in the detection of kinship, especially based on the analysis of chromosome segments shared due to common ancestry (IBD "Identity-by-Descent" segments). These methods have permitted the more reliable estimation of kinship probabilities in ancient material. They are nevertheless ill-suited to certain typical situations that are characteristic of ancient DNA studies: they were not conceived to function using single pairs of isolated individuals and they depend, like classical methods, on the estimation of allelic diversity in the population. We therefore propose the quantification of the reliability and efficiency of the IBD segment method using NGS data, focusing on the estimation of the quality of results in different situations with populations of different sizes and different sets of more or less heterogeneous samples.[...]

Au sein de la Sibérie Orientale, l'origine des Yakoutes reste une énigme qui demeure non résolue par les études classiques. Les Yakoutes représentent en effet le seul peuple d'éleveurs de bétail et de chevaux au sein d'un ensemble de populations composé de chasseurs et d'éleveurs de rennes. Leur langue, mélange de mots d'origine turque et mongole, ainsi que leurs pratiques culturelles accentuent encore ce contraste avec les populations alentour. <br />L'analyse moléculaire de spécimens yakoutes anciens apparaissait comme bien adaptée à l'étude de la formation de ce peuple. En effet, l'évolution récente des techniques de biologie moléculaire rend aujourd'hui possible l'analyse génétique des populations du passé et les conditions environnementales rencontrées en Sibérie Orientale sont particulièrement propices à la conservation des acides nucléiques. <br />L'étude de plus de 60 sujets anciens provenant de Yakoutie Centrale, a permis d'obtenir des résultats originaux concernant, d'une part, l'aspect moléculaire de ce travail et d'autre part, l'ethnogenèse yakoute. Ces résultats ont notamment permis de souligner la très grande qualité des échantillons provenant de Sibérie Orientale. Il a ainsi été possible d'étudier des marqueurs génétiques rarement analysables dans les études d'anthropologie moléculaire, comme les STR autosomaux et du chromosome Y, et d'obtenir des résultats uniques sur des substrats difficiles. Cet ensemble de facteurs a conduit à l'obtention de données dont l'authenticité est manifeste. En outre, le nombre important de sujets étudiés ainsi que la mise en parallèle de nouveaux protocoles sur plusieurs types de prélèvements ont permis d'apporter des informations sur les propriétés de ces différents substrats. <br />La comparaison des résultats collectés pour le chromosome Y et l'ADN mitochondrial des sujets anciens avec les populations voisines mais également du sud de la Sibérie, ont permis de dégager de nouvelles hypothèses concernant les origines des lignées paternelles et maternelles des Yakoutes. L'influence méridionale semble confirmée par notre étude, mais nos résultats mettent également en avant que des contacts anciens, précédant les migrations déjà proposées, ont du se produire entre les peuples nomades des steppes et les populations de Sibérie Orientale. De plus, la population yakoute apparaît extrêmement stable au cours des siècles malgré des changements notables dans les influences culturelles et l'arrivée des colons russes au XVIIIième siècle. Ainsi, certaines lignées masculines, spécifiques à la population yakoute, montrent une pérennité exceptionnelle puisqu'elles se sont maintenues depuis le XVième siècle jusqu'à nos jours, avec des fréquences très importantes.<br />La qualité des données obtenues ainsi que les conclusions qui ont pu être proposées suite à ce travail de recherche confirment à nouveau la pertinence de la mise en œuvre d'un approche moléculaire dans la compréhension de la formation et de l'organisation des populations du passé.

La composition des communautés de protistes et leur dynamique temporelle sont traditionnellement étudiées en analysant des séries de données de surveillance/observation dont la mise en place est relativement récente (≤40 ans). Dans cette étude, nous avons analysé les traces biologiques (formes de résistance et ADN ancien) préservés dans des sédiments couvrant une échelle temporelle d’environ 150 ans afin d’étudier les changements de la composition et la dynamique temporelle des protistes marins, principalement dans deux écosystèmes estuariens de la rade de Brest (Bretagne, France). Les analyses de metabarcoding montrent que seulement une partie minoritaire (16-18%) de la richesse des protistes (#OTUs) des sédiments superficiels est retrouvée dans les sédiments profonds et que la plupart des protistes présents dans les sédiments anciens sont connus pour être capables de produire des formes de résistance. La composition des communautés de protistes étaient différenciées en deux principales paléocommunautés (avant/après 1950), suggérant une biodiversité spécifique à chaque période. Les abondances relatives des dinoflagellés ont montré une tendance à la baisse depuis les années 70’ et les genres Alexandrium et Gonyaulax ont montré une dynamique opposée en termes d’abondance relative à travers le temps. Les données paléogénétiques (PCR en temps réel) suggèrent qu’A. minutum est présente dans la rade depuis au moins 1873 ± 7 et qu’au cours des derniers 150 ans, l’espèce est devenue envahissante, proliférant dans la rade seulement ces dernières années. De plus, Les données de PCR en temps réel suggèrent que la partie sud-est de la rade, où des sédiments à typologie vaseuse sont plus abondants, est potentiellement plus favorable à l’accumulation des kystes de l’espèce. Les analyses écophysiologiques (taux de croissance, taux de consommation de phosphore, biomasse maximale atteinte) réalisés sur des souches de dinoflagellés (A. minutum et Scrippsiella donghaienis) obtenues par germination montrent une forte variabilité phénotypique intraspécifique au sein des deux espèces et dans les deux milieux étudiés. Les résultats de ces travaux de thèse contribuent au domaine de la recherche en paléoécologie sédimentaire, montrant les avantages et les limites de cette approche pour révéler des patrons biologiques encore peu explorés. / The community composition of protist and their temporal dynamic are are traditionally studied by analyzing data sets of monitoring/observation networks, whose implementation is however relatively recent (≤40 years). In this study, we analyzed the biological traces (resting stages and ancient DNA) preserved in sediments covering a time scale of 150 years in order to study changes in the composition and the temporal dynamics of marine protists, focusing mainly on two estuarine ecosystems of the Bay of Brest (Brittany, France). Metabarcoding analyses showed that only a minor part (16-18%) of the protists richness (#OTUs) of superficial sediments is retrieved in deep sediments, and that most of the protists found in ancient sediments are known to produce resting stages. Two main paleocommunities were differentiated (before/after 1950), suggesting the existence of a distinct and specific biodiversity for the identified periods. The relative abundances of dinoflagellates showed a decreasing trend since the 70s' and Alexandrium and Gonyaulax genera showed an opposite dynamic in terms of relative abundance over the time. Paleogenetic data (real-time PCR) suggest that A. minutum is present in the Bay of Brest since at least 1873 ± 7 and that, across a time scale of about 150 years, the species has proliferated only recently in the estuaries of the bay. Moreover, real-time PCR data suggest that the south-eastern part of the bay, where muddy sediment are more abundant, is potentially more favorable for the accumulation of the species cysts. Ecophysiological analyses (growth rate, phosphorus assimilation rate, and maximal biomass attained) performed on dinoflagellate strains (A. minutum and Scrippsiella donghaienis) showed a strong phenotypic intraspecific variability for both species and for both analyzed media. The results of this thesis work contribute to the research in sedimentary paleoecology, showing the advantages and limits of this approach to reveal still underexplored biological patterns.