L’Algérie est un cas d’école en matière d’ignorance en biodiversité. A ce jour, on ne dispose d'aucun inventaire complet pour aucun taxon ni aucun atlas à l’échelle du pays ! Pourtant, l’Algérie est d’une grande importance pour la biodiversité mondiale. La façade littorale de l’Algérie fait partie du hostpot de biodiversité mondial qui est le pourtour méditerranéen et compte plusieurs points rouges de biodiversité régionaux. Par ailleurs, la partie saharienne contient une diversité d’organismes endémiques adaptés aux fortes conditions de sécheresse. Les autorités algériennes déploient un projet ambitieux pour la conservation en fixant 50 % de la surface du pays comme objectif pour les aires protégées ! Mais, l’emplacement de ces aires protégées et leur gestion n’obéit pas à des critères basés sur une bonne connaissance de la diversité, mais sont plutôt panifiés à dire d’expert. L’objectif général de cette thèse c’est l’étude de la distribution de l’ignorance en biodiversité en Algérie en se concentrant sur les « Linnean, Wallacean et Darwinian Shortfalls » et de contribuer à les réduire. J’ai consacré un chapitre qui a pour but de réduire le Linnean Shortfall en proposant 1) une première checklist des reptiles et amphibiens d’Algérie qui est le fruit d’un examen précis des publications scientifiques sur ces taxons en Afrique du Nord. 2) une première pré-évaluation des statuts de conservations des reptiles et amphibiens d’Algérie pour la production de la première liste rouge nationale. La deuxième partie de ce manuscrit traite la question de l’ignorance de la distribution géographique des espèces. Le but de cette partie est de cartographier l’ignorance qui est la différence entre la diversité la richesse spécifique attendue et la richesse spécifique observée. La richesse spécifique attendue a été modélisée avec deux approches : 1 l’utilisation des modèles de niches avec la méthode de maximum d’entropie (MaxEnt) pour prédire les habitats favorables pour chaque espèce puis additionner les différentes couches binaires de présence des espèces pour calculer la richesse spécifique. 2) l’addition des couches des aires d’occurrences des espèces construite par la méthode du minimum convex polygon pour produire la carte de distribution de la richesse spécifique. Les deux approches ont montré la même tendance à l’échelle nationale, c’est-à-dire la concentration des zones les plus riches sur le long de l’Atlas Saharien et des hauts plateaux qui sont la zone de transition entre le Sahara et la partie méditerranéenne de l’Algérie. L’opposition de la partie saharienne globalement pauvre en espèce et la moitié nord plus riche. En fin, les massifs sahariens du Hoggar et Tassili forment une zone très distincte avec une richesse nettement supérieure par rapport au reste du Sahara. Pour ce qui est des lacunes, dans la Partie nord, la Kabylie, le parc national d’El Kala et la région d’Oran sont assez bien prospectées. Dans le Sahara, seuls quelques points sont assez bien prospectés comme Biskra, Béchar et quelques zones du Hoggar et Tassili. En fin, la troisième partie porte sur la distribution des lignées génétiques dans le Maghreb. Les objectif de cette partie est localiser les zones de sutures entre les lignées génétiques divergentes des populations de l’est et de l’ouest du Maghreb et d’essayer de comprendre les mécanismes qui ont conduit à ce patron de diversité génétique. Pour répondre à ces questions, j’ai effectué une phylogéographie comparées sur 11 espèces de reptiles et amphibiens à distribution continue et large dans le Maghreb. Deux zones de sutures ont été identifiées : une zone à la frontière de l’Algérie et du Maroc, l’autre EN Kabylie à l’ouest de la vallée de la Soummam. Les divergences entre les clades est et les clades ouest ont eu lieu entre la période pré-messinienne jusqu’au à la limite plio-pleistocène et se seraient maintenues dans des refuges climatiques à l’est et à l’ouest du Maghreb. / Algeria is a case study of biodiversity ignorance. To date, there are neither complete inventories for any taxa nor atlas across the country! Yet, Algeria is of great importance for global biodiversity. The coastal area of Algeria is part of the global biodiversity hostpot which is the Mediterranean perimeter and has several regional red spots of biodiversity. Moreover, the Saharan part encompasses a diversity of endemic organisms adapted to the strong conditions of drought. The Algerian authorities are deploying an ambitious project for conservation aiming to reach 50% of the country's surface as protected areas! However, the location of these protected areas and their management don’t obey to a scientific evidence based, but are rather based on experts opinion. The main aim of this thesis is the study of the biodiversity ignorance distribution in Algeria by focusing on the "Linnean, Wallacean, and Darwinian Shortfalls" and to contribute to reduce them. The first chapter aims at reducing the Linnean Shortfall by proposing 1) a first checklist of reptiles and amphibians of Algeria which is the result of an accurate review of scientific publications on these taxa in North Africa. 2) a first pre-assessment of the conservation status of reptiles and amphibians of Algeria for the production of the first national red list. The second part of this manuscript deals with the ignorance of the geographical distribution of species. The purpose of this part is to map the ignorance which is defined as the difference between the expected specific richness diversity and the observed specific richness. The predicted species richness was modelled with two approaches: 1 ecological niche modeling with the maximum entropy method (MaxEnt) to predict the suitable habitats for each species and then add the different binary layers of species presence to calculate the specific richness. 2) Minimum convex polygon method was used to create range maps of each species and were auditioned to obtain predicted species richness. Both approaches have shown the same trend at a national scale: the concentration of the richest areas along the Saharan Atlas and the high plateaux which are the transition zone between the Sahara and the the Mediterranean part of Algeria. The opposition of the Saharan with a low species richness and the northern part with a higher species richness. Finally, the Saharan massifs of the Hoggar and Tassili form a very distinct zone with a much greater wealth compared to the rest of the Sahara. In terms of gaps, in the northern part, Kabylie, El Kala National Park and the Oran region are fairly well surveyed. In the Sahara, only a few points are clearly well prospected as Biskra, Bechar and some areas of the Hoggar and Tassili. The third part deals with the distribution of genetic llineages in the Maghreb. The aim of this section is to locate the phylogeographic breaks between the divergent eastern and western populations of the Maghreb and to try to understand the mechanisms that led to this pattern of genetic diversity. To answer these questions, I carried out a comparative phylogeography on 11 species of reptiles and amphibians with continuous and wide distribution in the Maghreb. Two suture zones have been identified: one zone on the border of Algeria and Morocco, the other in Kabylia west of the Soummam valley. The divergences between the eastern clades and the western clades occurred between the pre-Messinian periods up to the plio-pleistocene boundary and were maintained in climatic refugia in the east and west of the Maghreb.

Les organismes asexués constituent un cas particulier en écologie évolutive spécialement intéressant pour étudier les processus d'adaptation. La reproduction sexuée est avantageuse puisqu'elle maintient un polymorphisme et une diversité génétique importants, mais elle l'est moins si on prend en compte ses coûts. La persistance de plusieurs lignées hybrides asexués au sein de taxa indépendants, parfois anciennes, amène à s'interroger sur ce mode de reproduction : avantages, risques d'extinction des complexes d'hybridation. Nous avons étudié le cas des grenouilles vertes européennes présentes en France, où l'on retrouve le complexe P. esculentus, très commun, ainsi que le complexe P. grafi, localisé dans le Sud du pays. Ces lignées hybrides sont particulières car elles ont un mode de reproduction unisexué appelé hybridogénèse. Les différents taxa de grenouilles vertes se ressemblent tant que leur distinction est difficile, et nécessite des analyses génétiques. Ainsi, une nouvelle méthode PCR-RFLP basée sur la région ITS2 a été mise au point, permettant une affiliation fiable des taxa du complexe P. esculentus. Puis, les marqueurs microsatellites ont été testés comme outils d'identification taxonomique, sans succès, à cause d'un manque de spécificité, ainsi qu'à la situation complexe des peuplements français. Le fardeau génétique porté par les génomes clonaux ridibundus a été évalué lors d'un élevage expérimental, où des têtards de P. rididundus possédant soit 50% de leur génome clonal ou 0% n'ont montré aucune différence de performances larvaires. Dans cette même expérimentation, la fitness de l'hybride P. kl. grafi a été comparée à ces deux espèces parentales. Les hybrides ont montré des performances intermédiaires, meilleures que P. perezi, mais inférieures à P. ridibundus. Lors de l'étude de l'utilisation de l'habitat, nous avons pu mettre en évidence une répartition différentielle des grenouilles vertes du complexe P. esculentus en fonction du type d'habitat, et observer de nouveaux facteurs influençant leur abondance tels l'altitude, la distance à la rivière, le taux de nitrates, l'alcalinité, les duretés. Nous avons observé la relation entre le type d'habitat et la capacité d'acclimatation chez les hybrides P. esculentus au stade larvaire, et les performances révèlent que les têtards forestiers semblent généralistes en s'accommodant du changement de milieu, tandis que ceux originaires de prairie semblent localement adaptés à leur milieu. Ces résultats nous amènent à discuter du devenir évolutif des grenouilles vertes et a proposer des perspectives, afin d'affiner nos connaissances de ces complexes et d'aider à la prise de décision quant aux habitats à prioriser en termes de gestion conservatoire.

L’écotoxicité de nanoparticules de dioxyde de cérium (CeO2 NP) en milieu dulçaquicole a été évaluée à l’aide (i) d’essais monospécifiques standardisés et (ii) de chaînes trophiques expérimentales exposées en microcosme. Aucune toxicité n’a été observée chez Nitzschia palea et Chironomus riparius en conditions monopsécifiques. Une inhibition de croissance a été observée chez les amphibiens Xenopus laevis et Pleurodeles waltl., ainsi qu’une toxicité aiguë chez le xénope et une génotoxicité dose-dépendante chez le pleurodèle. Les expositions en microcosme ont mis en évidence une toxicité aiguë chez le pleurodèle, des modifications des communautés bactériennes, une diminution de la décomposition de la litière, ainsi que des effets tératogènes chez le chironome. Les effets observés varient suivant la nature des CeO2 NP étudiées. L’utilisation d’un système biologique complexe permet l’étude des mécanismes de toxicité dans des conditions plus représentatives des conditions environnementales. / The ecotoxicity of cerium dioxide nanoparticles (CeO2 NPs) was studied on freshwater organisms (i) in standardized monospecific conditions and (ii) on experimental trophic chains exposed in microcosms. No toxicity was observed on Nitzschia palea and Chironomus riparius in monospecific conditions. Growth inhibition was observed on the amphibian species Xenopus laevis and Pleurodeles waltl., as well as acute toxicity and dose-dependent genotoxicity observed on Xenopus and Pleurodeles, respectively. Microcosm experiments revealed acute effects on Pleurodeles, changes in bacterial communities, a decrease in leaf litter decomposition and teratogenicity on chironomids. The observed effects vary depending on the type of CeO2 NPs. The use of complex biological system enables the study of toxicity mechanisms in environmentally relevant conditions.

Les plantes envahissantes sont considérées comme l'une des plus grandes menaces sur les espèces, mais leurs impacts sur les amphibiens demeurent peu connus. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet de l’établissement du roseau commun (Phragmites australis) sur la répartition des amphibiens et sur leur développement larvaire. Il est présumé que cette plante s'accapare l'espace et les ressources disponibles en produisant une importante biomasse, qu’elle peut modifier l’hydrologie des marais et la structure des communautés d’amphibiens. J’ai évalué les facteurs influençant la répartition des amphibiens selon les caractéristiques des étangs et du paysage dans 50 sites envahis ou non à divers degrés. Des expériences ont également été menées afin d’étudier les répercussions de trois densités de roseau sur des têtards de la Grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) et sur la qualité de son habitat. Mes résultats suggèrent que le roseau à forte densité ralentit le développement larvaire de la grenouille des bois et influence les assemblages phytoplanctoniques. Cependant, il n’y a aucune relation entre la densité de la plante et la survie, la morphologie des têtards et les caractéristiques biotiques et abiotiques de l’eau. Dans notre aire d’étude, le paysage autour des étangs a une plus grande influence sur la répartition des amphibiens que l'établissement du roseau. Toutefois, la probabilité d’assèchement est plus élevée lorsque la plante est établie en grande quantité, ce qui, si l’envahissement s’intensifie, aura un effet néfaste sur la survie des têtards et mettra en péril la persistance des populations. / Invasive plants are considered one of the greatest threats to species, but their impact on amphibians is still poorly understood. The objective of this project is to determine the effect of the establishment of common reed (Phragmites australis) on amphibian distribution and larval development. It is thought that this plant monopolizes space and resources by producing a large biomass, and may alter wetland hydrology and amphibian community structure. I evaluated the factors influencing amphibian distribution according to the characteristics of ponds and the surrounding landscape in 50 sites invaded or not by reeds to varying degrees. Experiments were also conducted to study the impacts of three reed densities on wood frog tadpoles (Lithobates sylvaticus) and the quality of their habitat. My results suggest that high reed density slows wood frog larval development and influences phytoplankton assemblages. However, there is no relationship between, plant density and survival, tadpole morphology and water biotic and abiotic characteristic. In our study area, the landscape surrounding ponds has a greater influence on amphibian distribution than does reed establishment. However, the desiccation probability is higher when the plant is established in high quantities, which, if the invasion intensifies, will have an adverse effect on tadpole survival and therefore population persistence.

Les plantes envahissantes sont considérées comme l'une des plus grandes menaces sur les espèces, mais leurs impacts sur les amphibiens demeurent peu connus. L’objectif de ce projet est de déterminer l’effet de l’établissement du roseau commun (Phragmites australis) sur la répartition des amphibiens et sur leur développement larvaire. Il est présumé que cette plante s'accapare l'espace et les ressources disponibles en produisant une importante biomasse, qu’elle peut modifier l’hydrologie des marais et la structure des communautés d’amphibiens. J’ai évalué les facteurs influençant la répartition des amphibiens selon les caractéristiques des étangs et du paysage dans 50 sites envahis ou non à divers degrés. Des expériences ont également été menées afin d’étudier les répercussions de trois densités de roseau sur des têtards de la Grenouille des bois (Lithobates sylvaticus) et sur la qualité de son habitat. Mes résultats suggèrent que le roseau à forte densité ralentit le développement larvaire de la grenouille des bois et influence les assemblages phytoplanctoniques. Cependant, il n’y a aucune relation entre la densité de la plante et la survie, la morphologie des têtards et les caractéristiques biotiques et abiotiques de l’eau. Dans notre aire d’étude, le paysage autour des étangs a une plus grande influence sur la répartition des amphibiens que l'établissement du roseau. Toutefois, la probabilité d’assèchement est plus élevée lorsque la plante est établie en grande quantité, ce qui, si l’envahissement s’intensifie, aura un effet néfaste sur la survie des têtards et mettra en péril la persistance des populations. / Invasive plants are considered one of the greatest threats to species, but their impact on amphibians is still poorly understood. The objective of this project is to determine the effect of the establishment of common reed (Phragmites australis) on amphibian distribution and larval development. It is thought that this plant monopolizes space and resources by producing a large biomass, and may alter wetland hydrology and amphibian community structure. I evaluated the factors influencing amphibian distribution according to the characteristics of ponds and the surrounding landscape in 50 sites invaded or not by reeds to varying degrees. Experiments were also conducted to study the impacts of three reed densities on wood frog tadpoles (Lithobates sylvaticus) and the quality of their habitat. My results suggest that high reed density slows wood frog larval development and influences phytoplankton assemblages. However, there is no relationship between, plant density and survival, tadpole morphology and water biotic and abiotic characteristic. In our study area, the landscape surrounding ponds has a greater influence on amphibian distribution than does reed establishment. However, the desiccation probability is higher when the plant is established in high quantities, which, if the invasion intensifies, will have an adverse effect on tadpole survival and therefore population persistence.