Plutôt que de chercher une continuité dans l'évolution menant à notre espèce consciente, supposée merveille de complexité, nous proposons de parler de rupture. Celle-ci s'articulera autour du développement d'une forte plasticité dans une nouvelle dynamique de développement ontogénétique, mettant en place une tendance spécifique, la flexibilité. II ne s'agit pas d'un simple trait biologique, elle décrit une posture d'ouverture qui sera la base de qualificatifs subséquents. L'environnement en est, curieusement, le premier; nous avançons pour commencer l'idée qu'il est avant tout déterminé par les organismes plutôt que représenter une toile de fond dont les changements les affecteraient. Nous verrons alors que notre environnement changeant n'est pas une condition d'émergence et d'adaptation de notre espèce mais bien la conséquence de notre plasticité, de notre ouverture. C'est le même renversement qui permettra de fonder notre individualité et notre soi comme réalisation toujours à faire des possibles que l'ouverture instaure. A leur tour, la liberté et la conscience seront des versants de l'être créatif en action ouverte. Ainsi ces aspects de notre expérience sont-ils caractérisés par la flexibilité. Mais dans son apparition on en comprend l'unicité et partant l'enfermement que représente notre point de vue, condamné à projeter sur les autres organismes et l'évolution notre mode d'être particulier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Adaptation biologique, Anthropologie philosophique, Biocomplexité, Conscience, Constructivisme (philosophie), Créativité, Éthologie, Évolution, Évolution de l'homme, Évolutionnisme, Environnement, Existentialisme, Individuation, Liberté, Progrès.

Le cadmium (Cd) est un métal toxique, inducteur de stress oxydatif, dont la principale source de contamination pour l'humain non-fumeur est la nourriture. L'épithélium intestinal est la première barrière de l'organisme franchie par le Cd ingéré. Lors de sa phase proliférative, la lignée cellulaire Caco-2 est représentative des précurseurs d'entérocytes et, lors de sa phase différenciée, des entérocytes matures de l'épithélium intestinal. Un prétraitement de 24 h à 10 µM de Cd induit une tolérance au Cd dans les cellules prolifératives, mais pas dans les cellules Caco-2 différenciées alors que ces dernières sont, de façon naturelle, moins sensibles. Les objectifs de cette étude sont d'évaluer, en fonction du stade de différenciation entérocytaire, le rôle du stress oxydatif dans l'induction de cette tolérance et dans la toxicité aiguë du Cd, ainsi que de comparer la tolérance induite par le Zinc (Zn) à celle induite par le Cd. Les hypothèses de cette étude sont: i) le stress oxydatif est impliqué dans le mécanisme de résistance acquise des cellules prolifératives, ii) la MT-lIa et la HSP70 ne sont pas essentielles à ce processus de résistance et iii) les résistances acquises induites par le Zn et le Cd impliquent des processus différents. La méthodologie de cette étude comprend des techniques de culture cellulaire, des tests de viabilité cellulaire, des analyses d'expression de la MT-lIa et de la HSP70 par RT-PCR, des dosages de contenus en thiols intracellulaires et d'activité de la catalase (CAT) et de la glutathion peroxidase (GSH-Px), des mesures d'accumulation cellulaire de ¹⁰⁹Cd et des analyses de type de mort cellulaire par cytofluorimétrie de flux. Les résultats montrent que l'inhibition de la catalase par 100 mM de 3-amino-1,2,4-triazole (3 A T) empêche l'induction de la résistance acquise et provoque une sensibilisation des cellules prolifératives prétraitées au Cd, mais pas des cellules témoins. Cependant, l'inhibition de la synthèse de glutathion par 3 mM de L-buthionine sulfoximine (BSO) ainsi que de la synthèse protéique par 1 µM de cycloheximide (CHX) ne préviennent pas l'induction de cette résistance, mais elles sensibilisent les cellules à la toxicité aiguë du Cd. Contrairement à 10 µM de Cd, un prétraitement de 24 h à 100 µM de Zn en co-exposition avec 100 mM 3AT induit une résistance acquise. Enfin, l'induction de la MT-lla et de la HSP70 ne semble pas nécessaire au mécanisme de résistance acquise bien qu'un prétraitement au Cd ou au Zn augmentent les niveaux d'ARNm de ces deux protéines. En conclusion, les cellules Caco-2 répondent différemment à une exposition à une faible concentration de Cd selon leur état de différenciation et la présence de catalase active semble essentielle à l'induction, par le Cd mais pas par le Zn, d'une résistance acquise des cellules prolifératives à une exposition subséquente au Cd. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cadmium, Stress oxydatif, Épithélium intestinal, Cellules Caco-2, Résistance acquise.

Alors que la communauté scientifique internationale, ainsi que plusieurs politiciens à travers la planète parlent de l'importance grandissante de s'adapter aux effets des changements climatiques, qu'en est-il de la population? En est-elle consciente? S'en soucie-t-elle? L'activité humaine et la grande inertie du système climatique global, rendent inévitables les effets des changements climatiques qui entraînent, entre autres, des variations dans les écosystèmes, ainsi que des événements climatiques extrêmes. Ces changements affectent les humains qui doivent s'adapter à cette nouvelle donne environnementale. Le fleuve Saint-Laurent n'échappe pas à ce phénomène. La manifestation la plus évidente des changements climatiques sur le fleuve, selon les scientifiques, serait l'occurrence de niveaux d'eau extrêmes. Ces derniers affectent les nombreux usagers du fleuve de diverses façons. Les pêcheurs, par exemple, pratiquant leur activité à même l'écosystème fluvial, pourraient être sensibles, voire vulnérables, à ces changements. Toutefois, le groupe de pêcheurs que nous avons rencontrés -les pêcheurs plaisanciers des rapides de Lachine -par leurs réponses à nos questions concernant leur vulnérabilité et leur adaptation aux effets des changements climatiques, nous ont surpris. Bien qu'ils soient, en théorie, sensibles et vulnérables aux effets des changements climatiques sur le Saint-Laurent, dans les faits, ils s'en préoccupent beaucoup moins que les scientifiques. Ces résultats de terrain nous ont permis de pousser plus loin la réflexion sur l'importance et la complexité du contexte individuel et social dans lequel s'inscrivent les stratégies d'adaptation aux changements climatiques. Le tableau dans lequel s'intègre l'adaptation est plus complexe qu'une simple relation directe entre l'Homme et le climat. L'importance et la signification que chacun donne à l'environnement et aux phénomènes qui s'y produisent dépendent de la façon dont il conçoit cet environnement, de la place qu'il s'y donne et de ses besoins et intérêts par rapport à ce dernier. La perception et l'adaptation aux effets des changements climatiques seront donc tributaires de la « vision du monde » ou, plus précisément, de la « vision de l'environnement » propre aux personnes ou groupes concernés. De plus, lorsqu'une ressource ou un espace sert plusieurs usagers, plusieurs visions de l'environnement et plusieurs intérêts entrent en interaction. Ces interactions mettent en évidence un système comprenant de nouvelles vulnérabilités qui n'apparaissent pas lorsque l'on étudie séparément les composantes -les différents acteurs ou porteurs d'intérêts et de visions de l'environnement -du système. Les interactions entre les acteurs, tout comme les acteurs eux-mêmes, ont une importance non négligeable lorsqu'il est question d'adaptation. À l'aide d'une étude de cas effectuée auprès de plusieurs pêcheurs, nous illustrons l'importance de prendre en compte, dans les études sur l'adaptation aux changements climatiques, le quotidien des acteurs, ainsi que la complexité des dynamiques locales. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Changements climatiques, Vulnérabilité, Adaptation, Fleuve Saint-Laurent, Niveau d'eau, Représentations sociales, Perspectives culturelles, Dynamiques locales.

Les mitochondries possèdent leur propre matériel génétique (ADN mitochondrial ou ADNmt) qui code pour des peptides interagissant avec ceux codés par l'ADN nucléaire pour former les complexes du système de transport des électrons (ETS) ainsi que l'ATP synthase qui participent au processus de phosphorylation oxydative (OXPHOS). Il a été suggéré que la sélection sur l'ADNmt peut mener à des haplotypes adaptés à différents environnements. Dans cette thèse, Drosophila simulans a été choisie pour examiner le potentiel adaptatif des divergences de l'ADN mitochondrial. Cette espèce présente trois haplogroupes (siII, siII et siIII) subdivisés avec approximativement 3% de divergences inter-haplogroupes mais n'ayant aucune subdivision nucléaire observée au niveau des loci codés par l'ADN nucléaire. Le principal objectif de ce travail était d'examiner le rôle de l'ADN mitochondrial sur l'établissement de caractères phénotypiques tel que le métabolisme mitochondrial des haplotypes siII et silll de Drosophila simulans et de déterminer le potentiel adaptatif des divergences du génome mitochondrial sur les propriétés fonctionnelles des mitochondries en fonction des variations de température. Le premier objectif était d'identifier les différences au niveau des performances mitochondriales et de la thermosensibilité associées à la divergence des mitotypes sill et silll de Drosophila simulans en évaluant l'activité des différentes enzymes de l'ETS à quatre températures différentes grâce à une approche in vitro (isolations mitochondriales). Nous avons montré que les différentes enzymes de l'ETS ont différentes thermosensibilités, ce qui peut mener à une distribution différente du contrôle de la respiration par les composantes de l'ETS et par les déshydrogénases en amont de l'ETS à différentes températures. Par exemple, nous avons détecté un excès apparent au niveau du complexe IV d'environ 604% et 613% pour sill et silll respectivement, mais seulement à basse température (12°C), ce qui nous a amené à penser que cela était dû à un dysfonctionnement des déshydrogénases à basse température. Le second volet de cette thèse reprenait les mêmes objectifs que le premier. Cependant, pour ce chapitre, une nouvelle méthode (approche in situ) a été développée sur des fibres musculaires perméabilisées en utilisant un protocole en respirométrie à haute résolution. Nous avons montré, et ce pour la première fois, que l'approche in situ est très appropriée pour évaluer les performances mitochondriales chez des invertébrés et serait même plus pertinente que l'approche in vitro. De plus hautes capacités catalytiques des complexes de l'ETS ont été détectées à 24°C pour le mitotype siII. Cette capacité catalytique plus élevée pour siII peut lui donner un avantage en termes d'intensité du métabolisme aérobie, d'endurance, ou des deux si l'intensité de l'exercice qui peut être effectué au niveau aérobique est dictée par la capacité aérobique du tissu. De plus, les résultats obtenus sur la thermosensibilité ont montré que même si la température affecte les capacités catalytiques des différentes enzymes de l'ETS, les mitotypes sill et silll ont une grande tolérance aux variations de température. Le troisième volet de cette thèse se concentrait sur l'évaluation du potentiel adaptatif des divergences de l'ADNmt aux quatre températures déjà testées dans les chapitres précédents en utilisant des introgressions. Les performances mitochondriales des haplotypes ainsi créés (sill-introgressé et siIII-contrôle) ont ensuite été mesurée avec l'approche in situ. Nos résultats ont montré que les capacités catalytiques des différentes enzymes de l'ETS dans les organismes introgressés (sill-introgressé) étaient quasiment similaires à celles détectées dans le mitotype sill, du moins à 24°C. De plus, les différences entre sill et silll détectées à 24°C dans le second volet se retrouvent aussi entre sill-introgressé et siIII-contrôle, dénotant que les propriétés fonctionnelles des mitochondries sont principalement conférées par l'ADN mitochondrial. Cependant, l'impact de la température divergeait entre sill-introgressé et silIl-contrôle, principalement au niveau de l'excès apparent de COX à 12°C (excès d'environ 193% pour silIl-contrôle, mais pas d'excès pour sill-introgressé) et au niveau des coefficients de température (Q10) mesurés entre 12 et 18°C. Il est donc possible que les interactions entre ADN nucléaire et ADN mitochondrial soient nécessaires pour permettre aux organismes de faire face aux variations de température. C'est, selon nos connaissances, l'une des premières démonstrations claires du potentiel adaptatif de différents ADNmt sur les propriétés fonctionnelles des mitochondries. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : respiration mitochondriale, système de transport des électrons, interactions mitonucléaires, ADNmt, température.

Dans l'environnement, l'évolution contemporaine des organismes vivants est de plus en plus dépendante des perturbations d'origine anthropique. En particulier, la pollution amplifie l'intensité ou la quantité des pressions de sélection auxquelles sont soumises les populations. Or ces changements peuvent avoir des effets négatifs sur la vie, la reproduction et la croissance des individus. La démographie des populations peut aussi être affectée, tout comme au cours des générations, les caractéristiques phénotypiques et génétiques de ces populations. Ainsi en réponse aux pressions de sélection, des changements microévolutifs sont susceptibles de se manifester. Mais ces phénomènes entraînent en parallèle la mise en place de coûts adaptatifs. Par exemple, une réduction de la diversité génétique d'une population induit une diminution du potentiel adaptatif face à d'autres contraintes. Ceci peut fragiliser le maintien de populations vivant dans des environnements toujours plus changeants, notamment avec l'accroissement des activités humaines. Dans une démarche d'évaluation des risques écologiques, il ne suffit donc plus d'étudier les mécanismes d'action et les effets néfastes immédiats des polluants sur les organismes vivants. Il est également nécessaire de développer nos connaissances sur l'évolution des populations en milieu pollué, et plus globalement en milieu stressant. Dans ce contexte, cette étude vise à déterminer les réponses microévolutives de populations d'un organisme modèle, Caenorhabditis elegans, exposées à des stress environnementaux et à mesurer les coûts adaptatifs de ces microévolutions. Ces populations ont été exposées expérimentalement, durant 22 générations, à une forte concentration en uranium, en chlorure de sodium ou à une alternance de ces deux polluants. L'analyse des modifications phénotypiques et génétiques observées, au travers des mesures de traits d'histoire de vie, a été accomplie grâce à plusieurs techniques de génétique quantitative. Nous avons notamment mis en évidence une différentiation génétique des populations exposées, associée à augmentation de la résistance, au cours du temps. La vitesse des réponses évolutives était dépendante des conditions d'exposition et de leurs effets sur l'expression de la structure génétique des traits (matrice G). Ces phénomènes microévolutifs ont pu être reliés à des coûts adaptatifs, tels qu'une réduction de la fertilité, dans de nouveaux environnements stressants (ex : augmentation de la température) ou en l'absence de stress. Ainsi, même après plusieurs générations sans la présence de polluant, les populations adaptées voient leur fragilité augmenter par rapport à des populations non adaptées. Toutefois, nous n'avons pas identifié de coûts supplémentaires pour les populations adaptées à l'environnement d'alternance par rapport à celles adaptées à une pollution constante. Ce projet nous a permis de mieux identifier comment une exposition à un ou deux polluants peut affecter la réponse évolutive de populations de C. elegans et d'évaluer les conséquences sur leur sensibilité aux conditions environnementales. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : évolution expérimentale, génétique quantitative, coûts adaptatifs, stress environnementaux, traits d'histoire de vie, structure génétique, adaptation locale, évolution du généralisme, Caenorhabditis elegans, pollution, uranium