Les phénomènes étudiés par les sciences de la biodiversité sont complexes. Que peut apporter un chercheur, de son point de vue particulier, d'un champ d'investigation réduit, et de par ses moyens limités, à la compréhension de tels phénomènes ? Le sujet de ce mémoire s'inscrit dans ce registre, tout en précisant : " Quelle est la situation des analyses de la diversité génétique dans la recherche en écologie ? "

Résumé : L’action législative en matière de protection de l’environnement au Québec se caractérise par la mise en place de vastes pouvoirs discrétionnaires, lesquels permettent au gouvernement d’œuvrer au maintien d’un environnement sain et respectueux de la biodiversité dans la mesure qu’il aura préalablement déterminée. Cet état de fait n’est toutefois pas sans critiques, un tel droit se révélant en effet inadapté à bien des égards aux enjeux écologiques modernes. Le présent essai vise à mettre de l’avant une autre interprétation des normes constituant le droit québécois de l’environnement. Il y est argumenté que la Loi sur le développement durable, adoptée en 2006, peut être interprétée de manière à transformer le paradigme du droit de l’environnement, voire à systématiser ce sous-système juridique. Plus précisément, le propos œuvre à démontrer que les principes de prévention et de précaution prévus dans cette loi, loin de n’être que des principes incitatifs, imposent à l’Administration publique un devoir sous-jacent à l’ensemble de ses pouvoirs d’agir afin d’optimiser les probabilités de maintenir un environnement de qualité. Associés à l’article 46.1 de la Charte des droits et libertés de la personne, lequel devrait toutefois être réinterprété de manière à assujettir l’ensemble des droits et devoirs environnementaux au régime de responsabilité prévu par cette loi fondamentale, ces principes constitueraient dès lors la substance d’un droit pour toute personne de vivre dans un environnement sain et respectueux de la biodiversité. En seconde partie, cet essai vise à envisager le contenu d’un tel devoir découlant des principes de prévention et de précaution, puis à étudier sa possible mise en œuvre judiciaire. / Abstract : Legislative action regarding environmental protection in Québec is characterized by the establishment of wide discretionary powers, which allow the governement to maintain a healthful environment in which biodiversity is preserved to the extent that it has previously determined. However, this situation does not go without critics, such definition of environmental rights and powers have proven ill-adapted in many respects to deal with modern ecological issues. This essay aims to put forth another interpretation of the rules constituting Quebec’s environmental law. It is argued that the Sustainable Development Act, which was enacted in 2006, can be interpreted so as to transform the paradigm of environmental law, even so far as to systematize this legal subsystem. More specifically, this paper try to demonstrate that the principles of prevention and precaution provided for by this Act, far from being only incentive principles, can be interpreted as imposing an underlying duty to the Administration’s powers to maximize the probability of maintaining a healthy environment. Associated with provision 46.1 of Quebec Charter of human rights and freedoms, which should, however, be reinterpreted so as to secure the overall environmental rights and duties to the liability regime provided for by this fundamental law, these principles would thus constitute the substance of a right to a healthy environment in which biodiversity is preserved. The second part of this essay aims to consider the content of such a duty, and to foresee the consequences of its judicial application.

L'exploration complète de la diversité bactérienne reste incomplète, due à des limitations techniques (extraction d'ADN incomplète, limites des techniques de caractérisation...), à la complexité et l'hétérogénéité de la matrice sol (présence de microenvironnements...) et à l'existence de populations numériquement faibles. Bien que ces populations minoritaires jouent probablement un rôle important dans le fonctionnement de la communauté, elles sont rarement détectées par les techniques conventionnelles. Nos objectifs dans le cadre de ce travail de thèse ont été de développer des approches tant conceptuelles que techniques qui permettent d‟accéder à un niveau plus important de la diversité bactérienne présente dans les environnements complexes comme les sols. La première approche a pour but de favoriser le développement de bactéries minoritaires grâce à l'inoculation de communautés bactériennes dans des sols stérilisés avec des propriétés physico-chimiques différentes, afin de confirmer ou d‟infirmer le concept de Baas Becking « tout est partout et l‟environnement sélectionne ». Les changements de structures des communautés bactériennes inoculées, sont analysés à l'aide de puces à ADN taxonomique nouvellement développées. Les résultats confirment clairement l'impact de l'environnement sur la structure des populations bactériennes. De plus l'analyse des puces à ADN révèle des bactéries précédemment non détectées, confirmant la présence de populations minoritaires et la possibilité d‟augmenter leur abondance relative sous différentes conditions. La deuxième approche consiste au développement d'une souche bactérienne capable de capturer in situ des fragments d‟ADN. Elle a pour but d'éviter l'étape d'extraction d‟ADN. Cet outil est basé sur la construction d'un système de contre sélection positive permettant de sélectionner les clones ayant intégré des gènes d'intérêt. Nos travaux montrent clairement qu'il est possible d'améliorer l'accès à cette « rare biosphere » sans toutefois pouvoir répondre entièrement à la question : est-ce que tout est partout?

Le bois mort a été retenu comme l’un des indicateurs de biodiversité pour la gestion durable des forêts. L’objectif de la thèse est de tester la pertinence de cet indicateur dans le contexte des forêts de plantation grâce à l'acquisition de données expérimentales. L’approche est focalisée sur les Coléoptères qui représentent 20% des espèces saproxyliques. La richesse spécifique et la composition des assemblages sont influencées par des variables à 3 échelles: la pièce de bois mort (diamètre, stade de décomposition et type), le peuplement (volume de bois mort, densité, couvert) et le paysage (% de couvert en pin maritime, feuillus et coupe rase). La diversité des pièces de bois mort de diamètre supérieur à 15cm constitue un bon indicateur de la richesse locale en Coléoptères saproxyliques. Un modèle de dynamique du bois mort a été développé, permettant d’évaluer les incidences potentielles de nouvelles pratiques sylvicoles sur la biodiversité des Coléoptères saproxyliques. / Dead wood has been selected as one of the biodiversity indicators for the assessment of sustainable forest management. We investigated the relevance of this indicator in forest plantations with experimental data. Our approach was focus on beetles which represent 20% of saproxylic species. Effects of environmental variables on species richness and composition of assemblages occurred at three spatial scales : the piece of wood (diameter, decomposition stage and type), the stand (volume of dead wood, density of stems, canopy cover) and the landscape (% of maritime pine stands,% of deciduous stands and % of clear-cut areas). Diversity of dead wood above 15 cm in diameter appeared to be a good indicator of the local species richness of saproxylic beetles. A model of dead wood dynamic has been proposed so as to assess impacts of new forestry practices on saproxylic beetles diversity.

Résumé : La diversité microbienne et sa relation à l'activité de décomposition ont été étudiées dans des sols forestiers. La méthode moléculaire de TGGE (électrophorèse sur gel à gradient de température) a été optimisée et utilisée pour établir des diagrammes des communautés fongiques et aussi bactériennes pendant la décomposition de divers matériaux (cellulose, bois, litière) en forêt native et dans quatre monocultures. La diversité a été comparée aux mesures de vitesse de décomposition des échantillons ainsi qu'à l' activité cellulolytique, la biomasse fongique et le C/N. L'effet de variables environnementales (propriétés chimiques, humidité et température) ont aussi été étudiées. La substitution d'espèces cause des changements de composition des communautés fongiques ou bactériennes. Les communautés changent aussi durant la période de décomposition. Pourtant, aucune diminution de la richesse en espèces n'est observée pour les substrats ou essences étudiés. Les différences de vitesse de décomposition ne sont pas liées à la disparition d' espèces ou à des changements de communautés, mais plutôt au changement de conditions microclimatiques et nutritionnelles, ayant des conséquences sur les interactions biotiques et/ou sur l'activité des espèces. Les litieres mixtes feuillus-résineux augmentent la diversité fongique ainsi que la vitesse de décomposition. Pendant l'été, la richesse des espèces diminue et les espèces communes sont remplacées par des espèces moins fréquentes, capables de tolérer des conditions sèches et restant très actives. / Microbial diversity and its relation to decomposition activity were studied in forest soils. An optimized fingerprinting method of TGGE (temperature gradient gel electrophoresis) was used to determine the patterns mainly of fungal but also of bacterial communities during decomposition of different substrates (cellulose, wood, tree litters) in a native forest and four monocultures . The diversity data were compared to measurements of decomposition rate in the samples (plus cellulase activity, fungal biomass and C/N ). Further, effect of environmental variables (soil chemistry, moisture and temperature) to diversity was also targeted. Substitution of tree species caused changes in the composition of fungal and bacterial communities. Similarly, the communities were changing during the incubation period. However, any significant decrease of species richness was detected for any substrate or tree species. The differences in the decomposition rate did not seem to be influenced by a species loss or community change, but rather by a change in the microclimatic and nutrient conditions, influencing biotic interactions and/or species activity. Leaf-needle mixed litters sustained fungal diversity and increased the decomposition rate. During summer, species richness tended to decrease and common species were replaced by infrequent ones, able to tolerate dry conditions and to be very active.

La thèse s'intéresse à l'enregistrement des propriétés de la biodiversité dans les archives sédimentaires. Elle s'appuie sur l'analyse d'une faune contemporaine de milieu tropical, collectée dans le Lagon de Touho, Nouvelle-Calédonie lors de l'expédition Montrouzier en 1993. Les différences de diversité entre les assemblages de bivalves vivants et de coquilles mortes d'un même site sont quantifiées à l'aide de plusieurs descripteurs (richesse taxonomique, indice PIE d'eveness, courbes de raréfactions, indices de fidélité) et d'outils de classification (analyses Cluster, NMDS). Les associations d'espèces vivantes varient dans l'espace en fonction de paramètres environnementaux comme le type du substrat ou la profondeur. La composition des assemblages morts diffère des écosystèmes vivants, mais ils conservent globalement les informations environnementales. Les assemblages morts sont en général plus diversifiés que les communautés vivantes associées, à cause de l'accumulation de nombreuses espèces rares. Cet enrichissement s'explique par : 1) la préservation des coquilles autochtones, 2) l'apport de coquilles allochtones et 3) la condensation du temps. Des différences de fidélité entre les communautés biologiques et les assemblages de coquilles mortes apparaissent en fonction des environnements. Par exemple, les environnements à substrat induré sont associés à une mauvaise préservation des communautés vivantes, contrairement aux environnements profonds qui conservent bien les espèces autochtones mais accumulent beaucoup d'espèces allochtones. / The thesis explores how the properties of biodiversity are preserved in the sedimentary archives. Discussions are supported by the analysis of the modern tropical fauna of the Touho Lagoon (New Caledonia), collected during the Montrouzier expedition in 1993. The differences between live bivalve assemblages and dead shell assemblages are quantified with various indices (taxonomic richness, PIE index of evenness, rarefaction curves, fidelity indices) and classification tools (Cluster analyses, NMDS).Environmental parameters, such as the type of substrate or the water-depth, are responsible for variations among live species associations. The composition of dead shell assemblages differs from the living communities but environmental informations arepreserved. Generally, the dead shell assemblages are more diversified than live fauna of the same sites because of the accumulation of rare species. The higher diversity of dead shell assemblages can be explained by 1) the preservation of autochthonous bivalve shells, 2) the input of allochthonous shells and 3) the time-averaging. The fidelity of dead shell assemblages to the biological communities varies according to the environmental conditions. For example, dead shell assemblages found on hard substrate environments may be very different from the living communities. Allochthonous species tend to accumulate in deep outer shelf environments... Salinity, substrate or water-depth are main perturbation factors, as they imply loss or gain of taxa.The preservation of living communities varies according to the biological caracteristics, such as ecology, population structure or shells mineralogy.

Au sein des anciennes chênaies-charmaies-hêtraies du Plateau lorrain (Moselle), il existe des milliers de dépressions humides fermées, les mardelles. Leur origine (naturelle ou anthropique) est débattue depuis plus de 150 ans, mais aucune étude scientifique intégrée ne leur avait encore été consacrée. Des prospections LiDAR révèlent un réseau dense de mardelles, de dimensions semblables, régulièrement espacées et fréquemment encloses dans un parcellaire fossile. Des sondages géologiques et des fouilles démontrent que leur répartition n'est pas liée à la présence de matériaux solubles dans le sous-sol ou à des effondrements karstiques, leurs remplissages sédimentaires scellant le substrat en place. Les analyses polliniques et les datations démontrent qu'elles se sont formées dans un paysage ouvert et très anthropisé au cours du second âge du Fer corroborant un creusement par l'homme, pour une raison encore hypothétique, mais certainement lié à la mise en valeur de ces espaces. Les analyses polliniques démontrent de profonds changements d'usages de ces paysages par des pratiques agro-pastorales à l'époque gallo-romaine, puis agricole à la période médiévale et enfin forestière durant la période moderne. Ces dépressions humides sont aujourd'hui colonisées par des aulnaies marécageuses ou des tourbières. Les analyses polliniques identifient les différentes phases de leur comblement et leur colonisation végétale depuis leur création. La biodiversité floristique actuelle associée à ces mardelles résulte de leur création par l'homme, ainsi que de l'impact des nombreux changements des pratiques pastorale, agraire et sylvicole sur les sols environnants depuis deux millénaires / Within the ancient oak-hornbeam-beech forests of the Plateau Lorrain, there are thousands of closed wet depressions called Mardelles. The question of their origin (natural or anthropogenic) has been debated for over 150 years, but they have not been the focus of any integrated study yet. LiDAR surveys in the region Dieuze-Sarrebourg (Moselle), reveal a dense network of Mardelles, of similar size, spaced regularly and frequently enclosed in a fossil agricultural cadastre. Geological surveys and excavations of Mardelles show that their distribution is not related to the presence of soluble materials (salt, gypsum) in the basement or karst collapses, their sedimentary infilling sealing the marl-limestone substrate in place. The pollen analysis and radiocarbon dating shows that they were formed in an open landscape in the second Iron Age or Roman Period corroborating they were dug by man, for reasons as yet hypothetical, but certainly related the agricultural development of these areas. The pollen analysis shows significant changes of uses of these landscapes, with mainly pastures in the Gallo-Roman time, agriculture in the medieval period and forestry during the modern period. These wet depressions are now colonized by alder swamps or peat bogs. The pollen analyses identify the different phases of filling and associated vegetation that colonized these ponds since their inception. Thus, the present floristic biodiversity associated with these Mardelles result from their creation by man in antiquity, and the impact of the many changes that occurred in the surrounding landscape in the last two millennia

Pour répondre aux enjeux énergétiques et écologiques actuels, les pouvoirs publics prévoient une forte augmentation des prélèvements de bois à l'horizon 2020. Cependant, très peu d'études en milieu tempéré établissent clairement un lien entre les changements sylvicoles associés et la préservation de la biodiversité. L’enjeu de cette thèse est d’améliorer les connaissances sur lesquelles fonder des outils de conservation pertinents et favorables à la biodiversité, en adoptant les coléoptères saproxyliques comme modèle biologique. Le volume de bois mort a souvent été retenu comme un indicateur de gestion durable des forêts. Au travers d'une méta-analyse, nous avons cherché à appréhender son importance et ses limites en tant qu’indicateur de biodiversité. Nous montrons que toute augmentation du volume de bois mort est favorable à la biodiversité. Nous avons ensuite testé l'effet de la qualité de différents types de rémanents (essence, diamètre et stade de décomposition) sur la biodiversité afin d'identifier les principaux facteurs déterminant la composition des assemblages. Nos résultats montrent que les variables à l’échelle de la pièce de bois mort jouent un rôle important pour la biodiversité. Enfin, nous avons étudié la valeur écologique de zones abandonnées par la sylviculture(taillis-sous-futaie abandonnés depuis plus de 60 ans), et l'impact du raccourcissement ou de l'allongement de la durée de rotation en futaie régulière de chêne. Nous avons ainsi montré que les zones vieillies hébergent une plus grande biodiversité et que la diminution des rotations sylvicoles pourrait avoir un impact négatif. Par conséquent, la préservation des zones vieillissantes permettrait de favoriser la conservation de la biodiversité saproxylique.Cette étude est la première du genre en milieu tempéré. Malgré les résultats obtenus, de multiples questions se posent encore et de nombreux facteurs sont encore à étudier. / Facing current energetic and ecological issues, public authorities forecast a strong increase in wood harvesting by 2020. Nevertheless, in the temperate biome, very few studies clearly link sylviculture changes associated with such an increase and conservation of biodiversity. The main issue of this Phd thesis was to improve the knowledge on which managers could build relevant conservation tools to preserve biodiversity. For this purpose, we used saproxylic beetles as biological model. Deadwood volume has often been used as an indicator for sustainable forest management. Using meta-analysis, we tested the relevance of deadwood volume as biodiversity indicator. We showed that an increase in deadwood volume favours biodiversity, but this relationship remains weak for temperate forests. We then tested the effect of different logging residues qualities (tree species, diameter and decay class) on biodiversity in order to identify the main drivers of assemblages’ composition. Our results showed that piece of wood characteristics play an important role on biodiversity. Finally, we studied the ecological value of areas where management had been abandoned (coppices-with-standard where coppice had not been harvested for more than 60 years) and the influence of shortened or increased rotation lengths in oak high forest (160-300 years). We thus showed that overmature areas have higher levels of biodiversity and that shortened rotations lengths may have a negative impact on biodiversity. As a consequence, maintaining such overmature zones may help preserve saproxylic biodiversity. This study is the first to be conducted in the temperate biome. Despite the results obtained, many questions lay ahead and many factors remain to be studied.

La Convention sur la diversité biologique (CDB, 1992) a établi pour la première fois en droit international un système d’accès aux ressources génétiques (RG) et du partage des avantages qui découlent de leur utilisation (système d’APA). Ce système se base sur la reconnaissance de la souveraineté des États sur leurs ressources naturelles, censée leur permettre d’en contrôler l’utilisation et bénéficier des avantages qui en découlent. La Convention se présentait alors comme un acquis pour les pays du Sud, principaux fournisseurs des RG et par conséquent principaux bénéficiaires de ce système. Deux ans après la conclusion de la CDB, l’Accord sur les aspects de la propriété intellectuelle qui touchent au commerce (l’Accord) a été conclu sous l’égide de l'OMC. Sous l’influence des pays du Nord, cet Accord étend le champ de la brevetabilité à toutes technologies, y compris celles qui étaient auparavant exclues de ce champ par de nombreux pays, notamment du Sud. Les biotechnologies sont les principales technologies visées par cette obligation. À cet égard les pays du Sud ont exprimé leur réticence en considérant que l’ADPIC n’est pas adapté aux exigences du système d’APA de la CDB puisqu’il permet la brevetabilité des RG qui sont à la base des biotechnologies sans prendre en considération ces exigences. Ces pays ont en outre estimé que l’Accord risque de compromettre la mise œuvre de ce système. Dès lors les deux textes se sont retrouvés au centre d’un réel débat, entre les pays du Sud et les pays du Nord que ce soit pour condamner leur incompatibilité ou pour défendre leur synergie. Un débat qui révèle un réel clivage Nord/Sud autour de nombreuses questions. / The Convention on Biological Diversity (CBD), concluded in 1992, has established for the first time in international law a genetic resources (GR) regime on access and benefits sharing arising from their use (ABS system). This system is based on the recognition of the sovereignty of States over their natural resources, supposed allow them the control of their use and reaping the associated benefits. Therefore, the Convention was presented as a gain for South’s countries, the main suppliers of GR and therefore the main beneficiaries of this system. Two years after the conclusion of the CBD, the Agreement on Trade Related aspect of Intellectual Property (TRIPS) was concluded under the aegis of the World Trade Organization (WTO.) Under the influence of North’s countries concerned to shape the international patent system on their own model, this Agreement extend the patentability scope to all technologies, including those which were excluded from this scope by many countries, especially in South. Biotechnologies are the most concerned by this obligation. In this regard, South’s countries have expressed reluctance, considering that TRIPS is not adapted to the requirements of the ABS system of CBD since it allows the patentability of GR which are the base of biotechnologies without regard to these requirements. These countries, moreover, considered that the Agreement could compromise the implementation of this system. Therefore, the two texts found themselves at the center of a real debate between the South and the North whether to denounce their incompatibility or support their synergy. A debate that exposes a real North/South division on numerous question.

Ce travail de recherche s’est porté premièrement sur l’analyse de la structure verte, son organisation spatiale, son évolution, sa gestion et ses usages dans le cas de l’agglomération tourangelle. En second lieu nous avons analysé l’influence des activités anthropiques, plus particulièrement les opérations de gestion et les pratiques des usagers, sur les communautés des pelouses des espaces verts publics. Troisièmement, nous avons examiné l’effet du gradient urbain, sur la composition botanique des boisements urbains.L’analyse spatiale de l’évolution de la structure verte tourangelle a permis de démontrer que les espaces verts qui n’étaient pas protégés par un statut particulier (patrimoine, valeur écologique, zone inondable, etc.) ont disparu, ont été fragmentés ou fortement artificialisés. Ce travail a mis en évidence la structuration spatiale des communautés floristiques en fonction du gradient de fréquentation, dans les pelouses, et du gradient urbain dans le cas des bois. En présence d’une gestion intensive, comme dans les pelouses urbaines, l’effet des variables du milieu semble atténué. / This research work focused firstly on the analysis of the green structures, their spatial organization, evolution, management and uses in the area of greater Tours. Secondly, we analyzed the influence of the anthropological activities, particularly management operations and users' practices, on the communities of the lawns of public green spaces. Thirdly, we examined the effect of the urban gradient on the botanical composition of urban afforestations.The spatial analysis of the evolution of the green structures of Tours has demonstrated that green spaces which were not protected by a special status (heritage site, ecological value, flood-risk area, etc.), have disappeared, been split up or become highly artificial. This work highlights the spatial structure of the floristic communities according to the gradient of frequencies in lawns, and the urban gradient in the case of wooded areas. In the presence of intensive management, as with urban lawns, the effect of the environment's variables appears to be reduced.