L'acclimatation au froid est un phénomène qui permet aux plantes exposées à de basses températures positives de pouvoir tolérer ensuite le gel. ElIe est, ici, étudiée chez le pois (Pisum sativum L.) en conditions contrôlées grâce à deux lignées, Champagne tolérante au gel après cette phase d'acclimatation et Térèse sensible même après la phase d'acclimatation. L'analyse du protéome des feuilles, des tiges et des racines de ces lignées a permis l'identification de protéines ayant un rôle potentiel dans l'acclimatation au froid. Pour les feuilles et la base des tiges, la majorité des protéines différentielIement exprimées et identifiées, soit 35% des protéines, participent à la photosynthèse et à la glycolyse (métabolisme primaire). Dans les tiges, 25% des protéines sont des chaperonnes et dans les racines, les protéines de défense représentent 47% des protéines identifiées. Les teneurs en raffinose, saccharose, glucose ainsi qu'en citrate augmentent chez Champagne dans les 3 parties étudiées de la plante lors de l'acclimatation au froid. Ces concentrations restent faibles et à peu près stables chez Champagne non acclimaté et Térèse qu'il ait ou non subi la phase d'acclimatation. Le dosage de ces métabolites a aussi été réalisé chez des lignées recombinantes issues du croisement entre Champagne et Térèse. Ceci a permis la détection de QTL pouvant être explicatifs de l'acclimatation au froid avec, notamment, des QTL de teneur en raffinose qui co-localisent avec des QTL de tolérance au gel présents sur les groupes de liaison 5 et 6. Des PQL ont aussi été recherchés avec l'analyse du protéome des feuilles des lignées recombinantes. Certains co-localisent avec les QTL précédemment détectés. L'ensemble des données fournies par les différentes approches nous permet d'émettre des hypothèses pour expliquer les mécanismes mis en place chez Champagne pour tolérer le gel. / CoId acclimation is the process whereby plants, previously exposed to low positive temperatures, are sUbsequently able to tolerate frost. This phenomenon was studied under controlled conditions in pea (Pisum sativum L.) in two Iines: Champagne, frost tolerant after cold acclimation and Terese, frost sensitive even if previously submitted to a cold acclimation period. Leaf, stem and root proteomes were analysed. Thirty five per cent of the identified differentially expressed proteins in leaves and stems during the cold acclimation period were involved in photosynthesis and glycolysis. ln stems, 25% were identified as folding proteins and ir roots, 47% were involved in the defense response. The raffinose, sucrose, glucose and citrate contents increased in Champagne leaves, stems and roots during the cold acclimation. ln contrast, the levels of these compounds were low in non-acclimated Champagne as weil as in Terese submitted to the cold acclimation period or not. Metabolite levels were also determined on the recombinant inbred lines (RIL) resulting from the cross between Champagne and Terese. Subsequent analyses permitted the detection of potential cold acclimation explicative OTL. ln particular, raffinose content QTL were colocalized with frost da mage QTL on the linkage groups 5 and 6. POL were also detected with the study of RtL leaf proteome. A number of these PQL colocalized with the previously detected QTL. The data obtained using these different approaches allowed us to propose hypothezises potentially explaining the mechanisms used by Champagne to tolerate frost.

Reproduction de : Thèse de doctorat : biophysiologie des organismes et des populations : Le Mans : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 133-146.

Les épinoches à 3 épines (Gasterosteus aculeatus), pêchées dans différentes régions de Camargue, ont été étudiées et soumises à différentes salinités. La pression osmotique du sang de poissons gardés en eau douce (FW : 5 ppm), en eau saumâtre (BW : 15 ppm) et en eau de mer (SW : 30ppm) était différente (147, 457 et 911 mOsmkg-1, respectivement). Cependant, les résultats de consommation d’oxygène montrent des valeurs similaires pour les poissons capturés dans la l’étang du Marteau (SW), le canal du Versadou (FW) et l’étang mésohalin (eau saumâtre) du Vaccarès (BW). Ainsi, ces épinoches peuvent rapidement s'acclimater à différentes salinités et se déplacer librement entre ces différents habitats avec des dépenses énergétiques limitées. Pour les épinoches du Vaccarès, le taux de consommation d'O2 diminue immédiatement après le transfert en FW jusqu'à 1 heure après transfert. L'activité branchiale Na+/ K+-ATPase (NKA) des épinoches collectées dans l’étang du Marteau et directement transférées en FW a révélé une augmentation significative 24h et 48h après le transfert (28% et 40%, respectivement). Cependant, l'activité NKA des branchies est réduite de manière significative de 36%, 24h suivant le transfert en SW.La morphologie corporelle des épinoches a également été étudiée mais des variations morphologiques limitées ont pu être observées. Le nombre moyen de plaques latérales est de 4,45 ± 0,31. Cependant, une différence morphologique significative est observée pour les branchiospines.Le marquage NKA a révélé des ionocytes avec différentes morphologies. Ces cellules sont également deux fois plus nombreuses chez les poissons FW que chez les poissons SW. Deux types d'ionocytes ont été identifiés chez les poissons FW: les cellules avec un dôme apical et les ionocytes avec une structure en nid d'abeille. Ces cellules sont bien des ionocytes du fait de leurs structures internes (présence de nombreuses mitochondries et d’un système tubulo-vésiculaire dense avec une membrane basale profondément invaginée). Chez les poissons acclimatés en SW, seuls des ionocytes avec une grande crypte apicale ont été observés le long des filaments branchiaux à la base des lamelles branchiales. Aucun ionocyte n'a pu être observé le long des lamelles branchiales. L'expression relative de l'ARNm de NKA α1 est apparue plus élevée dans les branchies des poissons acclimatés en SW que chez les poissons en BW. L’expression de la NKA α1b est significativement surexprimée dans les branchies des poissons SW par rapport aux poissons BW et FW. Cependant, pour la NKAα1a, les expressions relatives dans les branchies ne sont pas différentes selon la salinité. Pour l'expression du CFTR et de la V-ATPase, nous n'avons trouvé aucune différence significative. Par contre, NKCC1 est significativement plus élevé chez les épinoches acclimatées en SW.Les analyses histologiques du rein et le marquage de la NKA au niveau des tubules proximaux du rein n'ont révélé aucune différence pour les poissons en FW et en SW. Pour l'intestin, un fort marquage a été observé le long des membranes basolatérales des entérocytes. Cependant, là encore, nous n'avons observé aucune différence due aux conditions de salinité. Ces résultats suggèrent un haut niveau de plasticité pour ces organes.Globalement, ces résultats indiquent que les épinoches de Camargue sont homogènes au niveau morphologique et physiologique et possèdent de fortes capacités euryhalines. Cependant, des différences ont été identifiées au niveau des branchiospines entre les poissons capturés dans les habitats FW et les habitats BW/SW, probablement en raison de régimes alimentaires différents. Par conséquent, ces populations peuvent ne pas se mélanger même si les différents environnements aquatiques de Camargue sont interconnectés. / Threespined sticklebacks (Gasterosteus aculeatus) fished from different areas of the Camargue were studied and challenged to various salinity conditions. Blood osmotic pressures for fish kept in FW (5‰), BW (15‰) and SW (30‰) were different (147, 457 and 911 mOsm kg-1, respectively). However, oxygen consumption results revealed similar values for fish collected from the seawater Marteau lagoon (SW), the freshwater Versadou canal (FW) and the mesohaline/brackish water Vaccarès lagoon (BW). Therefore, sticklebacks of the Camargue can rapidly acclimate to different salinity conditions and move freely among these different habitats with limited energy expenditure. For sticklebacks from the Vaccarès lagoon, a significant reduction in O2 consumption rate occurred immediately after transfer to FW and up to 1h after transfer. The branchial Na+/K+-ATPase (NKA) activity of sticklebacks collected from the SW Marteau lagoon directly transferred from SW to FW, revealed a significant increase 24 h and 48 h after transfer (28% and 40%, respectively). However, gill NKA activity was significantly decreased by 36% within 24 h following immediate transfer to SW.Body morphology of sticklebacks was also studied but limited morphological variations could be observed for fish collected from different habitats. The average lateral plate number is 4.45±0.31. However, a significant morphological difference is observed for gill rakers.NKA labeling on histological sections revealed different ionocyte morphologies. In the gills of FW sticklebacks, ionocytes were observed along the gill filaments as well as the gill lamellae. Ionocytes were only identified along the gill filaments for SW fish. For SW fish, the ionocytes were round in shape and slightly smaller than the ionocytes of the FW fish. The ionocytes of the FW fish along the gill filaments were elongated but ionocytes along the gill lamellae were flattened and wider. Ionocytes were also twice more numerous for FW fish compared to SW fish.Also, two types of ionocyte were identified in FW fish: cells with an apical dome shape and ionocytes with a honeycomb-like structure. All these cell types were confirmed as ionocytes due to their internal structures filled with numerous mitochondria and a dense tubulo-vesicular system, with deeply invaginated basal membrane. In SW-acclimated fish, only ionocytes with a large apical crypt were observed along the gill filaments at the base of the gill lamellae. No ionocytes could be observed along the gill lamellae.Relative NKA α1 mRNA expression was higher in the gills of SW acclimated fish compared to BW fish and NKA α1b was significantly overexpressed in the gills of SW acclimated fish compared to the FW and BW fish. However, for NKAα1a, mRNA relative gene expressions in the gills are not different due to salinity. Whereas, for CFTR and V-ATPase expression, we did not find any significant difference. On the other hand, NKCC1 was significantly higher in SW acclimated sticklebacks.For sticklebacks kept in FW and for those acclimated to SW, analyses of histological sections from the kidney and NKA immunolabeling of the kidney proximal tubules revealed no difference. For the intestine, a strong immunofluorescence was observed along the basolateral membranes of the enterocytes for both the anterior and posterior intestine of FW and SW-acclimated sticklebacks but, again, we did not observe any difference due to salinity conditions. These results suggest a high level of plasticity for these organs.Altogether, these results indicate that sticklebacks of the Camargue area are morphologically and physiologically homogenous and have strong euryhaline capacities. Some differences were identified however for the gill rakers between fish collected from the FW and mesohaline / euryhaline habitats most probably due to different feeding regimes. Therefore, these fish populations may not mix even if the different Camargue aquatic environments are interconnected.

La recherche sur le traitement des eaux usées industrielles prend de plus en plus d’importance à cause de la complexité des effluents que les industries rejettent. Parmi ces effluents, 5% (v/v) ont une salinité variant entre 3 et 350 g/L en chlorure de sodium (NaCl), la salinité étant la quantité de sels minéraux dissous dans l'eau. Les réglementations environnementales sont de plus en plus strictes de sorte que les procédés de traitement utilisés pourraient devenir inappropriés. Les effluents salins en particulier sont souvent incapables de satisfaire les réglementations de rejet des eaux usées, à cause de leur difficulté de traitement dûe au mélange complexe de matière organique et de sel. Le bon fonctionnement des procédés biologiques conventionnels est souvent négativement affecté par la présence de ce dernier. C’est donc vers les procédés physico-chimiques que les industries se sont tournées pour traiter les effluents salins. Mais ceux-ci étant très coûteux en termes d’opération et de maintenance, la recherche s’est concentrée sur la faisabilité du traitement d’effluents salins par procédés biologiques, plus économiques. Les nouvelles recherches sur des bactéries résistantes au sel (halophiles et halotolérantes) appliquées aux traitements biologiques, bien que peu nombreuses encore, sur la sélection bactérienne et la bioaugmentation ouvrent de nouvelles possibilités quant au traitement biologique de la matière organique présente dans les effluents salins. Cette étude a donc pour objectif principal de valider la biofiltration aérobie pour le traitement du méthanol à l’état liquide en milieu salin. Pour cela, on a réalisé le suivi de divers paramètres opératoires (concentration du méthanol à l’entrée du réacteur, charge organique, teneurs en sel). Le développement de cette technologie serait une innovation dans le traitement des effluents industriels, puisque l’application de la biofiltration au traitement de ce type d’effluent n’a jamais été étudiée. La biofiltration présente des avantages économiques comparativement aux technologies utilisées jusqu’à présent. Cette étude a permis d’obtenir une efficacité d’élimination du méthanol satisfaisante (de l’ordre de 54%) pour un effluent contenant des concentrations élevées en sel (30 g/L) sous forme de NaCl, et en méthanol 5 (g/L) pour un débit d’alimentation liquide de 5 L/j.

Les xénobiotiques se trouvant dans l’environnement peuvent occasionner des effets délétères aux organismes vivants. Toutefois, nous sommes encore loin de connaître l’ensemble des mécanismes d’action des polluants et des réponses mises en place chez les organismes afin de survivre dans un environnement pollué. Dans ce travail, nous avons utilisé le crabe chinois, Eriocheir sinensis, comme modèle d’étude afin de mettre en évidence les réponses à un stress induit par le cadmium dissous dans le milieu aquatique. Nous avons focalisé notre attention sur la fonction d’osmorégulation. Différents types d’exposition ont été testés : une exposition « aiguë » (500 µg Cd l-1 de 1 à 7 jours) ; une exposition « chronique » (10 ou 50 µg Cd l-1 pendant 30 jours). On observe une diminution de la capacité d’hyper-osmorégulation suite à une exposition aiguë. Sous cette condition, les branchies antérieures sont endommagées et les activités de différentes enzymes diminuées. Par contre, le Cd semble sans effet sur les branchies postérieures. Il est par conséquent probable que les branchies antérieures auraient perdu leurs propriétés de perméabilité et laisseraient passer plus librement l’eau et/ou les ions. Une exposition chronique n’affecte pas l’osmorégulation. Cependant, une exposition chronique suivie d’une exposition aiguë montrent que le crabe s’acclimate, c’est-à-dire qu’il devient plus résistant au Cd. Chez ces crabes acclimatés, l’hépatopancréas est capable d’accumuler une plus grande quantité de Cd grâce, en partie du moins, à une teneur accrue en métallothionéines. L’analyse protéomique a permis d’observer que l’expression d’enzymes anti-oxydantes et de chaperonnes moléculaires est augmentée dans les branchies antérieures, suggérant que le Cd affecte les branchies en induisant des espèces réactives à l’oxygène et en oxydant les groupements sulfures des protéines. De plus, le potentiel de dégradation des protéines semble accru. Enfin, plusieurs enzymes impliquées dans différentes voies métaboliques sont sous exprimées, indiquant que le crabe entre dans un état compensatoire lui permettant de faire face à de fortes quantités de Cd. Ce travail démontre qu’une approche intégrative utilisant des analyses physiologiques, morphologiques, biochimiques et protéomiques, permet de caractériser l’état de stress dans lequel un organisme aquatique se trouve suite à différents types d’exposition à un xénobiotique. Même si une exposition chronique ne montre pas d’effet physiologique, elle peut toutefois induire des changements au niveau du protéome.

Les microalgues ont développé des approches distinctes pour moduler l'absorption de la lumière et son utilisation par leurs photosystèmes en réponse à des stimuli environnementaux. Dans ce rapport de Thèse je présente les différentes stratégies employées par une algue d'eau douce (Chlamydomonas reinhardtii) et une algue marine (Phaeodactylum tricornutum) pour optimiser leur acclimatation à l'environnement.Dans la première partie de ce rapport, je propose un modèle de cellules entières de la diatomée marine Phaeodactylum tricornutum obtenue par analyses spectroscopiques et biochimiques ainsi que par l’obtention d’images par microscopie électronique et reconstitution 3-D. Ce modèle a été utilisé pour répondre aux questions suivantes i. comment est structuré un chloroplaste secondaire pour faciliter les échanges avec le cytosol à travers les quatre membranes qui le délimitent ii. comment sont structurées les membranes photosynthétiques afin d’optimiser l'absorption de lumière et le flux d'électrons et iii. comment les chloroplastes et les mitochondries sont organisés pour optimiser l'assimilation du CO2 par échange ATP / NADPH.La deuxième partie de ce rapport porte sur la régulation de la collection de la lumière et de sa dissipation chez Chlamydomonas grâce à l'étude d'une part du rôle de la perception de la couleur de la lumière et d'autre part du métabolisme sur la dissipation de l'excès de lumière par quenching non photochimique (NPQ). En utilisant des approches biochimiques et spectroscopiques, j'ai mis en évidence un lien moléculaire entre la photoréception, la photosynthèse et la photoprotection chez Chlamydomonas via le rôle du photorécepteur phototropine, démontrant ainsi que le métabolisme, en plus de la lumière, peut aussi affecter ce processus d'acclimatation.En conclusion, ce travail de thèse révèle l'existence et l'intégration des différentes voies de signalisation dans la régulation des réponses photoprotectrices mises en place chez les microalgues marines et d'eau douce. / Microalgae have developed distinct approaches to modulate light absorption and utilization by their photosystems in response to environmental stimuli. In this Ph.D Thesis, I characterised different strategies employed by freshwater (Chlamydomonas reinhardtii) and marine algae (Phaeodactylum tricornutum) to optimise their acclimation to the environment.In the first part of this work, I used spectroscopic, biochemical, electron microscopy analysis and 3-dimentional reconstitution to generate a model of the entire cell of the marine diatom Phaeodactylum tricornutum. This model has been used to address the following questions: i. how is a secondary chloroplast structured to facilitate exchanges with the cytosol via its four membranes envelope barrier ii. how have diatoms shaped their photosynthetic membranes to optimise light absorption and downstream electron flow and iii. how the cellular organelles interact to optimise CO2 assimilation via ATP/NADPH exchanges.In the second part, I have focused on the regulation of light harvesting and dissipation in Chlamydomonas by studying the role of perception of light colour and metabolism on excess light dissipation via the Non-Photochemical Quenching of energy (NPQ). Using biochemical and spectroscopic approaches, I found a molecular link between photoreception, photosynthesis and photoprotection in Chlamydomonas via the role of the photoreceptor phototropin on excess absorbed energy dissipation (NPQ) and also demonstrated that besides light, downstream metabolism can also affect this acclimation process.Overall this Ph.D work reveals the existence and integration of different signal pathways in the regulation of photoprotective responses by microalgae living in the ocean and in the land.

Plus de la moitié des pertes de bois dans les forêts européennes sont dues aux tempêtes. Une connaissance des mécanismes impliqués dans la stabilité mécanique des arbres est alors capitale. L’ancrage de l’arbre dans le sol constitue l’une des composantes principales du maintien mécanique de l’arbre. Il est principalement déterminé par l’architecture du système racinaire et son interaction mécanique avec le sol. Au cours de son développement, l’arbre modifie ses dimensions et se complexifie. Plus particulièrement, le système racinaire semble s’acclimater (ex : croissance en diamètre plus importante) aux déformations engendrées par le vent. L’ensemble de ces modifications conduit à une évolution des mécanismes à l’origine de l’ancrage au cours du développement de l’arbre. L’étude expérimentale de cette fonction est compliquée car les racines sont difficilement mesurables en continu dans le sol. Nous avons alors mis au point une approche numérique pour décrire la croissance du système racinaire et la distribution des déformations dues au vent. Une grande base de données structurée en chronoséquence de systèmes racinaires numérisés (Pinus pinaster) a été mobilisée. Comme l’étude de la structure et des fonctions des racines est plus efficiente quand la différentiation entre racines est prise en compte, nous avons d’abord formalisé les types racinaires du système racinaire du pin maritime à partir d’une technique de classification (« k-means clustering ») réalisée avec quatre variables. La classification des racines latérales du pin maritime nous a permis d’identifier 5 types racinaires au cours du développement du pin maritime. Ce regroupement explique 70% de la variabilité de notre base de données. Chaque système racinaire est caractérisé par trois grosses racines horizontales émises par la souche. Les racines montrent une forte différentiation pour leur tropisme, avec une direction de croissance soit horizontale soit verticale. La structure de la partie centrale du système racinaire est pratiquement complète dès l'âge de 4 ans. Sur la base des types racinaires identifiés, nous avons calibré un modèle architectural (RootTyp ; Pagès et al. 2004) pour le pin maritime. Treize paramètres pour chaque type racinaire ont été estimés par l’intermédiaire de la base de données, d’informations issues de la littérature et d’une procédure d'optimisation. Une modélisation réaliste du système racinaire jusqu'à 50 ans n’a pu être obtenue qu'en implémentant au modèle RootTyp de nouveaux processus biologiques : la diminution de la ramification avec la croissance de la racine et la diminution de la vigueur des racines avec l'ordre de ramification. Malgré ces améliorations, les systèmes racinaires de la base de données présentent des diamètres plus importants à proximité de la souche par rapport aux systèmes racinaires simulés. Ce biais systématique est principalement attribué à l’acclimatation des racines au vent dominant. Les altérations de croissance dues aux contraintes pédologiques ont également été implémentées grâce à l’amélioration du module de sol du modèle architectural.Enfin, pour comprendre les mécanismes à l’origine de l’acclimatation des racines nous avons combiné plusieurs modèles pour prédire la distribution spatiale des déformations dans des maquettes simplifiées de systèmes racinaires à 4, 6 et 13 ans, pour trois régimes de vent spécifiques à la région étudiée. D’après les simulations, les déformations des racines sous l'effet du vent diminuent avec l’âge, en raison de l’augmentation de la rigidité des racines. Cela suggère une plus forte réponse thigmomorphogénétique aux stades jeunes. Les modifications structurelles et anatomiques du système racinaire par acclimatation au vent s’expliquent principalement par les distributions des déformations et des contraintes dans les racines. / Storms cause more than 50% of the timber loss in European forests. However, forest tree anchorage mechanisms throughout their lifespan are not fully understood, especially the strong acclimation of root systems to common winds. This lack of knowledge is mainly due to technical difficulties: neither the root structure nor the mechanical contribution of the roots could be characterized continually. Thus we set up a numerical approach to model the development of the root system and to describe the strains resulting from common winds. This generic approach has been developed using Pinus pinaster grown in sandy soils as model species.Seven datasets of excavated root systems from 0 to 50 years were employed. The assessment of root structure and functions is more powerful if the differentiation of root system in several root types is considered. We first proposed an automatic classification of roots with the k-means clustering algorithm. Four root traits were chosen as classifiers, including three geometric architectural traits, which can be precisely assessed whatever the tree/root age. Clustering yielded similar five groups of laterals roots at all ages, explaining 70% of the variability. The three largest lateral roots per tree were all horizontal roots branching from stump and the other lateral roots show a large differentiation for tropism: nearly all the roots were horizontal or vertical roots. The framework of the central part of the root system can be almost completed in 4-year-old trees (3.5 cm collar diameter). We then calibrated the existing RootTyp (Pagès et al. 2004) architectural model for P. pinaster for each of the root types defined by the cluster analysis. We used the database combined with a literature review and an optimization method to get accurate values for 13 parameters by root types. We devoted effort to validate our model calibration. In order to model architecture of the root system, damping properties had to be implemented to yield realistic outputs up to the mature stage. Branching varied as a function of distance from the root base, and growth capacity decreased with branching order. Nevertheless, the root diameters of simulated root systems were generally underestimated. This was certainly due to root growth plasticity to the prevailing wind, an acclimation facet not taken into account at this calibration step. Growth alterations due to a cemented horizon were reproduced using the new calibrated soil module. Then, the wind acclimation of roots was numerically investigated by examining the root mechanical stimuli due to wind. A chain of biomechanical models was used to predict the spatial distribution of stress and strain in simplified root systems at 4, 6 and 13-year-old as a result of three levels of usual winds. According to simulations, the strain amplitude decreased with tree growth due to the increasing root system stiffness. This suggests larger thigmomorphogenetic responses at young stages. The modifications of the structural and wood root properties related to wind acclimation were largely explained by the stress and strain distribution in the root system.

La perte d'habitat, les obstacles à la dispersion et les déclins de plusieurs populations animales soulignent le besoin de techniques d’intervention permettant le maintien et le rétablissement des populations en milieu naturel. Au cours du XXe siècle, la translocation, la libération intentionnelle d’animaux dans le but d’établir ou d’augmenter les effectifs d’une population, est devenue une technique importante dans la gestion des populations animales. Toutefois, les coûts qui y sont associés sont élevés et relativement peu d’études en ont examiné les conséquences comportementales, démographiques et génétiques en milieu naturel. Afin de mieux comprendre les déterminants du succès de cet outil et d’en améliorer les résultats, plusieurs experts ont souligné l’importance de réaliser des suivis post-translocations détaillés au niveau populationnel et individuel. Mon projet visait à contribuer à la conservation et à la gestion du mouflon d’Amérique (Ovis canadensis) et d’espèces similaires par une meilleure compréhension des processus relatifs à la translocation en milieu naturel. Les objectifs spécifiques de mon projet étaient de : i) quantifier les processus d’acclimatation et d’intégration sociale de mouflons d’Amérique déplacés lors de translocations; et de ii) déterminer l’efficacité de la translocation à des fins de rétablissement génétique et démographique d’une population affectée par un problème de consanguinité. Pour ce faire, j’ai utilisé les données du suivi à long terme de la population de mouflons d’Amérique de Ram Mountain, en Alberta. Cette population isolée a subi un déclin drastique à la fin du XXe siècle et a eu beaucoup de difficultés à récupérer par la suite. L’augmentation de la consanguinité dans la population et l’absence d’évidence suggérant un rétablissement sans intervention justifiaient l’utilisation de translocations. Ainsi, entre 2002 et 2015, 37 mouflons d’Amérique provenant d’une même population source ont été relocalisés à Ram Mountain. Utilisant une approche intégrée à l’aide de données sociales, comportementales et morphologiques, j’ai quantifié de manière efficace comment les mouflons relocalisés s’intègrent socialement dans leur nouvelle population et s’acclimatent à leur nouvel environnement. Utilisant des données génétiques, démographiques et morphologiques, j’ai analysé le déclin et le rétablissement génétique dans une population suite à un important déclin démographique et à un programme de renforcement. De plus, j’ai testé l’hypothèse selon laquelle les croisements entre individus résidents et relocalisés auraient comme conséquence une augmentation de la valeur adaptative des agneaux dans une population touchée par un problème de consanguinité. J’ai détecté une assimilation progressive des mouflons relocalisés dans la population locale grâce à une augmentation graduelle de la centralité à l’intérieur des réseaux sociaux et à une diminution de l'évitement des résidents. Les mouflons déplacés ont passé plus de temps en vigilance et ont augmenté leur vigilance lorsqu’ils formaient des groupes avec un plus grand nombre de résidents locaux. Les mouflons déplacés ont accumulé significativement moins de masse que les résidents pendant le premier été suivant leur translocation. Mes résultats suggèrent que les mouflons relocalisés ont besoin d'au moins un an pour s'habituer à leur nouvel environnement et s'intégrer socialement à la population locale. Mes résultats présentent une rare description des processus sociaux et des coûts physiologiques relatifs à la libération d’animaux ainsi qu'une des premières utilisations des réseaux sociaux pour décrire l’intégration sociale d’individus relocalisés lors d’un programme de renforcement de population en nature. La chute drastique de la taille de la population à la fin du XXe siècle a entraîné une importante perte d'hétérozygotie et de diversité allélique sur deux générations. Après l’ajout de mouflons provenant d'une autre population, les agneaux descendants de mouflons relocalisés étaient significativement plus lourds au sevrage et avaient une survie plus élevée à l’âge d’un an par rapport aux agneaux non-hybrides. L’hétérozygotie et la diversité allélique à l'échelle de la population ont significativement augmenté après deux générations grâce à l'ajout d’allèles provenant d'individus relocalisés. Mes résultats appuient une littérature croissante en faveur de la translocation en tant qu'outil de conservation en milieu naturel. Dans l’ensemble, mon projet montre que le suivi post-translocation des individus relocalisés et des populations ciblées, autant au niveau comportemental que génétique, peut fournir des indices sur le succès ou l'échec des programmes de renforcement. L’utilisation d’une approche intégrée combinant différentes composantes de la translocation est une avenue prometteuse pour l’étude des translocations en milieu naturel.

Dans un contexte de réchauffement climatique et d'anthropisation, les organismes colonisant les espaces côtiers sont, et seront soumis, à des variations importantes de leur milieu de vie. Parmi ces organismes, la moule bleue Mytilus edulis constitue une espèce clé des écosystèmes intertidaux et est utilisée comme sentinelle. Au cours de cette thèse, des moules collectées sur des sites présentant des niveaux de contamination contrastés ont été conditionnées à deux niveaux de température différents avant une exposition à un stress thermique aigu. Des analyses protéomiques ont été réalisées pour explorer les effets de ces stress sur l'homéostasie des protéines. Une forte mortalité est observée exclusivement pour les individus issus du site pollué et conditionnés à des températures modérées. Chez les individus issus du site propre, une abondance de protéines de stress thermique et une sur-expression d'acteurs indiquant la mise en place d'un métabolisme anaérobie est observée. Les individus conditionnés à des températures plus élevées ont une meilleure réponse vis-à-vis des individus conditionnés aux températures modérées. Pour les moules provenant du site contaminé les réponses protéiques sont bien moins nettes et tendent à démontrer un effet additif délétère de la contamination et de la température. Là encore, les individus conditionnés aux températures les plus élevées répondent mieux. En conclusion, les individus au trait de vie non contaminés affichent de meilleures réponses physiologiques que les individus contaminés. De plus, les organismes dont l'historique thermique est favorable, i.e. conditionnés à des températures plus élevées, ont également des réponses améliorées. / Intertidal organisms live in a fluctuating environment. The blue mussel Mytilus edulis is a key species of those ecosystems and are largely use as sentinel species. Global warming associated with anthropization will expose mussels to contaminations together with increased temperatures. In addition, more frequent heatwaves are expected. In this work, mussels were collected at two sites depicting contrasted levels of contamination and thermal exposure in microcosm were conducted. Two acclimation scenarios were set up prior to exposure to an identical acute thermal stress. In order to decipher joint effects of acclimation and contamination on protein homeostasis, gill proteome comparisons were performed. High mortality was observed only for mussels collected at the contaminated site and acclimated to current temperatures. Concerning gill proteome analysis, organisms from the pristine site exhibit high abundance of thermal stress proteins. Proteoforms involved in anaerobic metabolism were also up-regulated. Interestingly, mussels acclimated to the higher temperatures show an enhanced response compare to the one acclimated to current temperatures. Concerning mussels from the contaminated site, the response appears more confusing, excepted for heat stress protein response. This may indicate deleterious effects of combined contamination and heat stress. Therefore, organisms acclimated to higher temperature display improved responses. In conclusion, mussels with a clean life history show better physiological abilities than individuals with contaminated life history. Moreover, organisms prepared to heat stress by higher acclimation temperatures also develop a more effective response.

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.