Le drainage minier acide de Carnoulès est caractérisé par un pH très acide et une forte concentration en métaux et en arsenic. Par différentes approches moléculaires, des études précédentes ont montré une faible biodiversité et ont permis d'établir un modèle de fonctionnement de la communauté bactérienne. Le but de ce travail de thèse a été de préciser la composition et le fonctionnement de cette communauté bactérienne, en utilisant pour cela des approches culturales et fonctionnelles, en se focalisant particulièrement sur le recyclage de la matière organique. L'élaboration de différents milieux a permis l'isolement de 49 souches bactériennes appartenant à 19 genres, augmentant ainsi de 10 % la diversité bactérienne détectée à Carnoulès par rapport aux approches métagénomiques précédentes. Parmi les 19 genres, 3 sont nouveaux dont un, inféodé aux écosystèmes acides, a été caractérisé taxonomiquement et dénommé Acidiminas carnoulesii. La capacité de l'isolat Q8 appartenant au genre Paenibacillus à dégrader I'amidon et la xylane, dans de larges gammes de pH et de concentrations en arsenic, a permis d'attribuer à Paenibacillus un rôle dans la résilience de la communauté pour ces fonctions. Un criblage fonctionnel de I'ADN de Q8 dans Escherichia coli apermis d'isoler les gènes codant les protéines de dégradation de ces polymères. Par ailleurs, un criblage de 80000 clones de la banque d'ADN métagénomique de Carnoulès a permis la détection de 28 clones positifs pour l'activité amylolytique. Deux protéines ne présentant aucune similarité de séquence avec des amylases connues ont été caractérisées in vitro, confirmant leurs activités amylolyiques et démontrant que la bioprospection dans des sites a priori incongrus, autorise des découvertes insoupçonnées. Ces travaux ont ainsi permis de montrer que les approches culturales et fonctionnelles apportent des informations nouvelles par rapport à celles obtenues par les approches moléculaires. La complémentarité de ces approches est vérifiée, et elle apparaît indispensable dans l'analyse de la complexité des écosystèmes. Cependant, la compréhension de leur fonctionnement exigera des efforts redoublés. / The Carnoulès acid mine drainage is characterized by an acidic pH and high metal and arsenic concentrations. Based on the low bacterial biodiversity, molecular approaches allowed the determination of a bacterial community functioning model. The aim of the PhD work was to clariff both the composition andthe functioning of this community, using cultural and functional approaches, focusing on the organic matter recycling. Different media were designed that allowed the isolation of 49 bacterial strains belonging to 19 genera,leading to a 70 o  increase in the bacterial diversity compared with previous metagenomic approaches. Among the 19 genera,3 are new, one of which, a previously uncultured genus frequently detected in acidic environments, has been taxonomically characterized and named Acidiminos cornoulesii.The ability of strain Q8, belonging to the genus Paenibacillus, to degrade starch and xylan over a wide rangeof pH values as well as 4rsenic concentrations allows to assign to Paenibacillus a role in the resilience of the community for these functions. A function-based screening of the Q8-DNA in Escherichia coli led to isolatethe genes encoding the polymer-degrading proteins.Moreover, a function-based screening of 80,000 clones from a Carnoulès metagenomic DNA library led to the detection of 28 positive clones for the amylolyic activity. Two proteins sharing no sequence similarity with known amylases were characterized in vitro, demonstrating that bioprospecting in a priori incongruous sites can lead to unsuspected discoveries.These works show that new informations using cultural and functional approaches can be obtained compared to those gained with molecular approaches. Results confirmed the complementarity between both approachesis crucial to analyze complex ecosystems. Nevertheless, more research efforts still have to be undertaken tounderstand their functioning.

Cette thèse se propose d’éclairer les connaissances sur les délaissés urbains, définis comme temporaires et abandonnés au sein de l’urbain, ne présentant pas de projet d’aménagement immédiat, laissant place à une végétation spontanée. Notre objectif est de caractériser la biodiversité végétale des délaissés urbains afin de comprendre en quoi ils peuvent avoir un rôle en tant qu’espaces de nature en ville et plus spécifiquement dans les politiques de préservation des continuités écologiques, notamment les Trames Vertes et Bleues (TVB). Etant étudiés dans le milieu urbain, il est nécessaire de considérer les délaissés au sein de l’espace géographique qu’est la ville. D’un point de vue écologique, la mise en relation des dynamiques écologiques et des caractéristiques du milieu urbain permet non seulement d’analyser leur intérêt écologique intrinsèque, mais aussi leur rôle potentiel pour les continuités écologiques en ville. Afin d’appréhender ce rôle, il est également nécessaire de saisir la façon dont ces espaces sont pris en compte dans les politiques d’aménagement du territoire et de conservation de la nature. Enfin, les résultats de cette caractérisation pluridisciplinaire des délaissés urbains porteront sur les outils d’aménagement du territoire mobilisables pour améliorer la prise en compte des délaissés au sein des politiques environnementales. / This PhD aims to enlighten knowledge on urban wastelands, defined as abandoned and temporary lots within urban areas that are not included into immediate planning project, allowing spontaneous vegetation to develop. Our goal is to characterize urban wastelands’ biodiversity in order to understand their role as natural spaces in the city and more specifically, with the accession of sustainable development, in ecological continuity preservation policies, including the “Trame Verte et Bleue” tool (TVB). Given that our research is an urban study, it is necessary to consider wastelands within the urban geographical area. From an ecological point of view, linking ecological dynamics with urban characteristics allows to understand their intrinsic ecological value, and their potential role in TVB. To understand this role, it is also necessary to embrace how these spaces are considered in urban planning and conservation policies. Finally, the results of this wastelands’ multidisciplinary characterization focus on the development of tools to improve wastelands’ inclusion in environmental policies.

Ecosystèmes et sociétés humaines interagissent de façon bidirectionnelle, notamment via la perte de biodiversité et de services écosystémiques. Au sein de cette boucle de rétroaction, les interactions d'échelles (spatiales et temporelles) mènent à des découplages qui peuvent réduire le bien-être humain et la durabilité des systèmes socio-écologiques (SSEs). Par une approche de modélisation, cette thèse explore les conséquences de long terme de telles interactions d'échelle. Nous montrons que le découplage temporel dû aux dettes d'extinction peut mener à des effondrements. De plus, ces découplages temporels réduisent la capacité d'adaptation du système, rendant plus probables des transitions soudaines vers des trajectoires non durables. Cependant, la conservation des habitats naturels et l'internalisation économique des conséquences de la perte de biodiversité permettent d'éviter ou de réduire ces crises. Cette étude met en évidence le rôle des rétroactions et des interactions d'échelles dans les SSEs, et insiste sur l'importance d'une vision de long terme pour la durabilité des sociétés humaines. / Human-nature interactions form a feedback loop that is driven by the loss of biodiversity-dependent ecosystem services. These interactions occur over many spatial and temporal scales, and mismatches between the scales of human dynamics and ecological processes can contribute to a decrease in human well-being and sustainability. This thesis investigates theoretically the long-term consequences of biodiversity feedbacks on the sustainability of social-ecological systems (SESs). Temporal mismatches resulting from extinction debts can generate unsustainable human population cycles, especially in the most technology-intensive SESs. Moreover, temporal mismatches postpone desirable behavioral changes and reduce resilience, thus increasing the probability of abrupt regime shifts towards unsustainable trajectories. However, natural habitat conservation, e.g. through land set aside or the economic internalization of biodiversity feedbacks, can help prevent or mitigate such crises. This thesis thus emphasizes the role of feedbacks and scales in human-nature interactions, and highlights the importance of foresight for the sustainability of human societies.

La question de l’environnement et de la biodiversité se place au cœur du débat international autant au plan scientifique que politique. La croissance exponentielle des activités humaines, en particulier l’accélération de l’urbanisation et la pression massive sur les ressources naturelles qui en résultent, annonce l’âge de l’Anthropocène. Cette thèse porte sur les « trames vertes urbaines », conçues comme de nouveaux outils d’aménagement du territoire visant à reconstituer un réseau écologique afin de préserver la biodiversité autant dans les espaces naturels que dans les espaces urbanisés. Le schéma spatial des trames vertes trouve ses racines dans les pratiques des paysagistes et des urbanistes à l’international depuis la seconde moitié du XIXe siècle. Nous partons de l’hypothèse que les trames vertes urbaines sont des moyens d’aménité urbaine. Trois approches ont été mobilisées : biographique, géo-historique et des représentations sociales. Cette thèse accord une attention particulière à la question des représentations et pratiques sociales associées à la « nature en ville » : une entrée mobilisée pour appréhender les modalités de mise en œuvre des trames vertes à Marseille et à Strasbourg / The problems of the environment and biodiversity is at the heart of the international debate scientifically and politically. The exponential growth of human activities, particularly the acceleration of urbanization and the resulting massive pressure on natural resources, heralds the era of the Anthropocene. This thesis focuses on "urban green frames", conceived as new land-use planning tools aimed at reconstituting an ecological network in order to preserve biodiversity both in natural areas and in urban areas. The spatial pattern of green frames has its roots in the practices of landscape architects and urban planners internationally since the second half of the nineteenth century. We start from the hypothesis that urban green fields are means of urban amenity. Three approaches have been mobilized: biographical, geo-historical and social representations. This thesis pays particular attention to the question of representations and social practices associated with "nature in the city": an entry mobilized to understand the methods of implementation of green networks in Marseille and Strasbourg.

Suite à des usages intensifs d’origines industrielles, des surfaces considérables de sols dégradés, peu fertiles, voire contaminés sont délaissées. Dans un contexte de raréfaction des sols et de pressions foncières et économiques grandissantes, la réhabilitation de ces sols fortement anthropisés et délaissés peut-être un enjeu. Toutefois, pour envisager une réutilisation de ces sols, il est nécessaire de mieux les caractériser. L’étude de la qualité des sols prend rarement en compte la biodiversité et le fonctionnement biologique. Ainsi, l’objectif de ce travail de thèse était de caractériser des sols délaissés, en prenant en compte leurs paramètres abiotiques, biotiques et fonctionnels. Pour cela, six sols fortement anthropisés délaissés du nord-est de la France, correspondant à différentes activités industrielles, ont été étudiés in situ et en laboratoire. Plusieurs groupes biotiques (bactéries, champignons, mésofaune, macrofaune et flore) ont été étudiés afin d’avoir une approche quasi-exhaustive de la biodiversité des sols. Une approche taxonomique et fonctionnelle (basée sur les traits) de la biodiversité a été réalisée pour les champignons, la méso- et la macrofaune. De plus, l’évolution in situ au cours du temps des paramètres abiotiques et biotiques a été prise en compte sur un des six sols délaissés étudiés. Enfin, les interactions biotiques entre une espèce de collembole, de champignon mycorhizien à arbuscules et de plante herbacée ont été étudiées dans deux sols délaissés, en laboratoire. Nous avons montré que les sols délaissés étaient caractérisés par une biodiversité significative, comparable selon les cas, à celles d’autres types de sols, comme les sols forestiers, de prairies ou agricoles. Toutefois, des différences de densité, de richesse et de structures taxonomiques et fonctionnelles entre les sols délaissés existent et dépendent du groupe biotique étudié. Ces différences sont notamment liées aux propriétés physico-chimiques contrastées de ces sols. Ainsi, un sol construit, amendé en compost, était l’écosystème le moins perturbé des sols étudiés, contrairement à un autre sol construit et contaminé en métaux lourds. Nous avons montré que les paramètres physico-chimiques, et surtout biologiques, évoluaient rapidement au cours du temps (environ un an) dans le sol construit contaminé en métaux lourds. Enfin, nous avons mis en évidence, dans les deux sols étudiés en laboratoire, des modifications des interactions biotiques sous l’influence de nombreux paramètres comme le volume de sol, la durée de l’interaction, la présence d’une microflore indigène etc. Finalement, nous avons montré que ces sols pouvaient être le support de services écosystémiques tels que l’habitat pour la biodiversité et qu’ils pouvaient être fonctionnels, permettant ainsi de considérer leur potentielle valorisation / Due to industrial activities intensification, large surfaces of degraded soils, with low fertility and sometimes contamination, are derelict. In the context of land depletion and economic pressure, the rehabilitation of these derelict anthropogenic soils could be a key issue. However, these derelict soils needs to be better characterized before to consider their potential use. Soil quality studies rarely take into account the biodiversity and the biological functioning. Thus, the aim of this PhD work was to characterize derelict soils by considering their abiotic, biotic and functional parameters. To this end, six derelict strongly anthropogenic soils from north-eastern France, resulting from different industrial activities, were studied in situ and in laboratory. Several biotic components (bacteria, fungi, mesofauna, macrofauna and flora) were studied to have an almost complete approach of the soil biodiversity. Taxonomical and functional (trait-based approach) study of biodiversity was performed for fungi, meso- and macrofauna. Moreover, the in situ evolution over time of abiotic and biotic parameters was taken into account in one of the six studied derelict soils. Lastly, biotic interactions between a species of Collembola, of arbuscular mycorrhizal fungi and of herbaceous plant were studied in two derelict soils, in a growth chamber. We showed that derelict soils were characterized by a significant biodiversity, comparable case to case with other kinds of soils like forest, grassland or crop. Nevertheless, differences in terms of density, richness and taxonomical and functional structure community were observed between soils and depend on considered biotic group. These differences were notably linked with contrasting physico-chemical parameters between soils. Thus, a compost-amended constructed soil was the less disturbed among the six studied soils, in contrast with a heavy metal-contaminated constructed soil. We showed that abiotic parameters, notably biotic parameters, evolved quickly (within one year) in the metal-contaminated constructed soil. In the two derelict soils where interactions between Collembola and mycorrhizal fungi were studied, biotic interactions were affected by several parameters like soil volume, time of interaction, indigenous microflora presence etc. Finally, we have shown that these derelict soils support ecosystems services such as biodiversity reserve and could be functional, allowing potential re-use

Les insectes sont encore aujourd’hui peu pris en compte dans les programmes de conservation de la biodiversité, malgré leur rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Du fait de leur grande diversité, et d’une grande méconnaissance des patrons de structuration des communautés, la conservation de ces organismes se heurte à des problématiques liées à l’évaluation et à la hiérarchisation des enjeux ainsi qu’à l’estimation de la richesse spécifique des communautés. Parce qu’ils constituent deux groupes d’insectes particulièrement impactés par les changements environnementaux, les Rhopalocères et les Odonates constituent une part importante des insectes protégés en Europe. Dans ce contexte de faible prise en compte de la diversité entomologique en biologie de la conservation, cette thèse a eu pour objectifs (1) de mesurer les dynamiques récentes (déclin, stabilité ou essor) de ces deux taxa en France, et d’identifier les facteurs climatiques et écologiques susceptibles de les conditionner, (2) pour les Rhopalocères, d’utiliser une description fine des réseaux d’interaction entre les larves et leurs plantes-nourricières pour questionner les statuts de conservation selon une approche systémique (3) et enfin, dans un objectif résolument opérationnel, d’évaluer les liens entre les gains d’informations et les efforts/coûts d’échantillonnage mobilisés au cours des études d’impacts.L’étude comparative des dynamiques temporelles des populations de ces deux taxons a été réalisée à l’échelle de trois pays d’Europe de l’Ouest grâce à une analyse diachronique des patrons de répartition des espèces sur un pas de temps de 35 ans. Ce travail a mis en évidence une forte corrélation entre l’artificialisation des paysages (urbanisation, intensification agricole, régression des zones humides) et le déclin de nombreuses espèces, majoritairement caractérisées par des exigences écologiques strictes et actuellement non protégées. A cette même échelle, l’analyse de l’architecture du réseau d’interactions entre les larves de Rhopalocères et leurs plantes nourricières a quant à elle révélé une structure modulaire en relation avec la taxonomie des partenaires, ainsi qu’un lien entre le degré de spécialisation et la vulnérabilité des espèces (sans que la similarité du régime alimentaire des espèces ne semble conditionner leur statut de conservation). Une dernière partie a été ciblée sur l’évaluation du degré d’exhaustivité des inventaires entomologiques réalisés lors d’études d’impact réalisées en amont d’aménagements. Une procédure de repasse systématique et calibrée, sur des sites échantillonnés en garrigue méditerranéenne, a permis de mettre en évidence les limites des protocoles actuels, en termes d’estimation de la richesse spécifique et de détection d’espèces à enjeux. Sur cette base, des recommandations sont formulées pour optimiser les protocoles d’échantillonnage à mettre en œuvre pour la détection des espèces à enjeux.Cette thèse contribue à l’articulation entre problématiques fondamentale et besoins opérationnels, en permettant à la fois une meilleure compréhension des mécanismes de structuration des communautés d’insectes et la formulation de recommandations pour une meilleure application locale des politiques de conservation. / Insects are still poorly considered in biodiversity conservation programs, despite their major role in the functioning of terrestrial ecosystems. Because of their great diversity, and a great lack of knowledge of community structuring patterns, the conservation of these organisms faces major challenges related to the evaluation and prioritization of issues as well as the estimation of the species richness of communities. Because they constitute two groups of insects particularly impacted by environmental changes, butterflies and dragonflies are an important part of protected insects in Europe. In this context of low consideration of entomological diversity in conservation biology, this thesis aims to (1) measure the recent dynamics (decline, stability or expansion) of these two taxa in France, and to identify the climatic and ecological factors likely to condition them, (2) for butterflies, to use a fine description of the interactions network between the larvae and their hostplants to question the conservation status according to a systemic approach (3) and finally, with a clearly operational objective, to evaluate the links between the information gains and the efforts / sampling costs mobilized during environmental impact assessments.The comparative study of the temporal dynamics of the populations of these two taxa was carried out at the scale of three countries of Western Europe through a diachronic analysis of the species distribution patterns on a time step of 35 years. This work has highlighted a strong correlation between the artificialisation of landscapes (urbanization, agricultural intensification, regression of wetlands) and the decline of many species, mainly characterized by strict ecological requirements and currently unprotected. On this same scale, the analysis of the architecture of the interactions network between butterfly larvae and their food plants revealed a modular structure in relation to the taxonomy of the partners, as well as a link between the degree specialization and species vulnerability (although the similarity of the species' diet did not seem to condition their conservation status). A final part was focused on the evaluation of the completeness of entomological surveys carried out during environmental impact assessments. A systematic and calibrated return procedure, on sites sampled in Mediterranean scrublands, allowed highlighting the limits of the current protocols in the estimation of species richness and the detection of protected or vulnerable species.This thesis contributes to the articulation between fundamental issues and operational needs, by allowing both a better understanding of the structuring mechanisms of insect communities and the formulation of recommendations for a better local application of conservation policies.

Face à l’érosion mondiale de la biodiversité causée par les activités humaines, la compensation écologique, et plus largement la séquence « Eviter Réduire Compenser » (ERC), s’est développée depuis les années 1970, avec l’ambition de concilier développement au niveau des projets d’aménagement et préservation de la biodiversité. L’objectif de cette séquence est d’atteindre « zéro perte nette » (No net Loss, NNL) de biodiversité. Un des enjeux clé pour y arriver consiste à démontrer l’équivalence écologique entre les gains apportés par la compensation et les pertes occasionnées par les impacts. Malgré les avancées règlementaires, le cadre français n’inclut pas de méthode à suivre pour déterminer l’équivalence et aucune n’est unanimement reconnue. Cela amène à des pratiques hétérogènes et une difficulté d’atteindre le NNL. Dans ce contexte, ces travaux de thèse visent à développer un cadre méthodologique standardisé (CMS) d’évaluation de l’équivalence, combinant à la fois opérationnalité, bases scientifiques et exhaustivité (prise en compte des quatre dimensions de l’équivalence : écologique, spatiale, temporelle et les incertitudes). Dans un premier temps, 13 méthodes utilisées à l’étranger sont analysées afin d’identifier des éléments structurant pour le développement du CMS adapté au contexte français. La construction du CMS est décomposée en trois étapes. La première consiste à sélectionner un lot organisé d’indicateurs sur lesquels baser l’évaluation de l’équivalence, permettant de répondre aux exigences règlementaires et reflétant la complexité de la biodiversité : évaluation à deux échelles spatiales (sur le site et dans un périmètre élargi) et à trois niveaux d’enjeu (général, habitat ou espèce). La deuxième étape porte sur la prédiction de l’évolution dans le temps des valeurs initiales des indicateurs, sous l’effet des impacts et de la compensation, en prenant en compte les incertitudes associées. La troisième étape conduit à la détermination de règles de calcul des pertes et des gains aboutissant à l’évaluation globale de l’équivalence. Le CMS ainsi construit est ensuite testé sur deux sites d’étude afin d’en démontrer la plus-value et d’en éprouver les limites. Des perspectives d’amélioration du CMS, et plus largement de l’évaluation de l’équivalence sont dégagées. En dernier lieu, l’ensemble de ces éléments nous permettent de questionner l’efficacité de la compensation écologique pour lutter contre l’érosion de la biodiversité. / In light of the global erosion of biodiversity caused by human activities, biodiversity offsets and, more broadly the Mitigation Hierarchy, are increasingly used since the 1970s, with the ambition of reconciling economic development and biodiversity conservation. Its objective is to achieve "No Net Loss" (NNL) of biodiversity. One of the key issues to achieve this goal is to demonstrate ecological equivalence between the gains from offsets and the losses caused by impacts. Despite regulatory improvements, the French law does not include a method for assessing equivalence, and no method is unanimously recognized. This leads to heterogeneous practices and difficulties in reaching the NNL objective. In this context, this thesis aims to develop a standardized methodological framework (SMF) for assessing equivalence, which combines operationality, scientific basis and comprehensiveness (taking into account the four dimensions of equivalence: ecological, spatial, temporal and uncertainties). First, 13 methods used abroad are analysed in order to identify structural elements for the development of a SMF adapted to the French context. The construction is decomposed into three steps. The first consists in selecting an organized set of indicators, on which equivalence assessment should be based in order to meet legislative requirements and reflect the complexity of biodiversity. The assessment is to be done at two spatial scales (on-site and within an expanded perimeter) and at three levels reflecting general or specific issues (habitat or species). The second step regards the prediction of the values of the indicators over time, consequently to the impacts and offsets, taking into account the implied uncertainties. The third step leads us to establish rules for calculating losses and gains, as well as for the overall assessment of equivalence. Finally, this SMF is tested on two study sites in order to demonstrate the added value and to identify its limits. Prospects for improving the SMF, and more broadly the evaluation of equivalence, are then suggested. Finally, all these elements make it possible to question the effectiveness of offsets in order to tackle biodiversity erosion.

La plupart des écosystèmes sont aujourd'hui soumis à une pression anthropique croissante. Les études portant sur l'effet des activités humaines sur la biodiversité se multiplient mais elles se focalisent, principalement pour des raisons méthodologiques, sur un nombre restreint de groupes taxonomiques. L'originalité de ces travaux repose sur l'application d'une approche basée sur l'ADN environnemental permettant d'accéder à l'ensemble de la diversité biologique. Elle a ici été utilisée pour étudier l'impact des activités anthropiques sur les communautés biologiques et la résilience de ces dernières, à travers différentes échelles spatiales et temporelles. Dans une première partie, les communautés édaphiques, sous l'influence de diverses perturbations anthropiques, ont été caractérisées grâce à l'ADN contenu dans les sols. Ces études, réalisées dans différents milieux, mettent en évidence l'impact direct des activités humaines et leur influence sur les paramètres biotiques et abiotiques déterminant la distribution spatiale de la biodiversité des sols. La seconde partie se propose d'examiner l'impact à long terme des activités anthropiques au travers d'un exemple particulier en milieu de montagne. L'ADN contenu dans les archives sédimentaires lacustres a permis de retracer l'histoire des activités pastorales au cours de l'Holocène mais également les changements environnementaux que ceux-ci ont engendrés dans le bassin versant. L'approche mise en œuvre se révèle pertinente pour étudier à la fois les changements induits par les perturbations humaines sur les communautés et les facteurs influençant leurs dynamiques. Les résultats obtenus mettent notamment en lumière l'impact à long terme qu'exercent les activités anthropiques sur les communautés biologiques via les modifications profondes qu'elles génèrent sur les caractéristiques abiotiques du milieu. / Most ecosystems undergo an increasing anthropogenic pressure. Studies about the effects of human activities on biodiversity are proliferating but they focus on few taxonomical groups, mainly for methodological reasons. The originality of this work is based on the application of an approach based on environmental DNA that allows access to the biodiversity as a whole. It was used here to study the impact of anthropogenic activities on biological communities and the resilience of these latter, across different spatial and temporal scales. In the first part, edaphic communities under the influence of several human disturbances were characterized from soil DNA. These studies, performed in various environments, bring out the direct impact of human activities and their influence on biotic and abiotic parameters driving spatial distribution of soil biodiversity. In the second part, long-term impact of human activities was investigated through the analysis of lake sediments in the Alps. DNA from lacustrine sediments allowed to reconstruct livestock farming history over the Holocene and environmental changes that they induced in the catchment. We showed that this approach was relevant to study both changes generated by human disturbances on communities and factors driving their dynamics. Our results highlight the long-term impact of anthropogenic activities on biological communities, in relation to the alteration of environmental characteristics.

La biodiversité est définie comme la variété et la variabilité du monde vivant sous toutes ses formes. Elle est souvent appréhendée par la richesse en espèces. Pourtant il existe d'autres « facettes » de la biodiversité (telles que la diversité phylogénétique et fonctionnelle) qui sont à considérer pour comprendre la plupart des processus évolutifs et écologiques. Aujourd'hui, la prise en compte de ces différentes facettes ainsi que les services des écosystèmes –bénéfices que les humains retirent directement des écosystèmes – sont au cœur de l'agenda européen de la conservation. Cependant pour mettre en place de nouvelles actions, une meilleure compréhension des variations spatiales de ces différentes facettes et de leurs relations avec les services des écosystèmes est nécessaire. Ce travail visait à quantifier, décrire et comprendre la distribution de la richesse spécifique et de la diversité phylogénétique et fonctionnelle des tétrapodes d'Europe et leurs liens avec les services écosystémiques. L'étude des patrons spatiaux de la diversité phylogénétique pour différents groupes taxonomiques a montré une absence de recouvrement, une protection inégale et a permis d'identifier des zones particulières d'histoire évolutive indétectables par le prisme unique de la richesse spécifique. Alors que les facteurs environnementaux liés au climat (comme la température ou la productivité primaire) semblent être prépondérant pour expliquer la distribution de chaque facette de diversité, leurs influences respectives varient selon la facette considérée. Enfin, la comparaison de différents scénarios de conservation dans lesquels plus d'importance est donnée soit à la protection de la biodiversité soit à celle des services écosystémiques a mis en avant des relations complexes (synergies et compromis) et non prédictibles mettant en évidence les enjeux liés à la protection simultanée de plusieurs groupes d'espèces, plusieurs facettes de diversité et d'un éventail de services écosystémiques. / Biodiversity is defined as the variety and variability of living organisms on Earth and is often measured through species richness. However, biodiversity is composed of other facets (e.g. phylogenetic and functional diversity) that need to be considered to account for evolutionary and ecological processes. Considering these multiple facets of biodiversity together with ecosystem services – direct benefit human obtain from nature – is central in the European conservation agenda. However, to propose new planning strategies, a better understanding of the spatial variation of these different facets and their relationships to ecosystem services is crucial. The objective of this Ph. D. project was to better quantify, describe and understand the spatial variation of different biodiversity facets and analyse their links to ecosystem services. The study of spatial pattern of phylogenetic diversity showed a low overlap between the different taxonomic groups and an unequal protection within the current European protected areas system. This analysis allowed identifying areas of particular evolutionary history, which would be undetectable through the unique lens of species richness. Although environmental factors related to climate (e.g. temperature, primary productivity) seemed to best explain each facet, their relative importance varied across biodiversity facets. Finally a comparison of conservation scenarios where priority was given either to protecting biodiversity protection or to protecting ecosystem services highlighted complex and unpredictable relationships (synergies and trade-offs) and stressed out the stakes linked to the simultaneous protection of different facets of diversity of multiple taxonomic groups and a set of ecosystem services.

Ce travail de thèse porte sur l’étude des relations, telles qu’elles sont conçues par les Masa, entre la reproduction des sorghos et celle des humains. Pendant vingt-deux mois des enquêtes ethnographiques ont été menées dans l’Extrême-Nord du Cameroun afin de décrire les processus techniques, cognitifs, sociaux et rituels nécessaires au maintien et à la reproduction des variétés de sorgho d’une année à l’autre et à leur transmission entre générations de cultivateurs. Le sorgho est essentiel à la vie matérielle et sociale des Masa. Plante phare de l’agrosystème, aliment de base, ingrédient rituel, il est aussi un marqueur de l’identité des individus qui font de sa transmission, de père en fils, un symbole de la continuité du patrilignage. Pourtant, lors du décès d’un individu, ses semences deviennent stériles ; elles ne recouvrent leur fertilité que par le biais d’un circuit rituel mobilisant les relations de parenté et d’alliance qui, jadis, avaient permis au défunt de se reproduire. L’analyse de ce rituel, ainsi que des règles d’héritage et des funérailles, met en évidence que la capacité des sorghos à se reproduire procède de celle de leur propriétaire. La capacité génésique des individus, condition nécessaire à la perpétuation du patrilignage, ne peut, cependant, se transmettre en ligne agnatique sans recours aux flux horizontaux de l’alliance. Grâce à une analyse systématique des pratiques agricoles, des connaissances ethnobotaniques de la diversité des sorghos ainsi que des réseaux d’échange de semences, il est apparu que les relations d’alliance sont également centrales à la reproduction interannuelle des sorghos, y compris ceux présentés comme les ‘semences de nos pères. L’ambition de ce travail est de montrer, notamment grâce à l’adoption d’une méthodologie mixte alliant approches qualitatives et quantitatives, que l’étude des conceptions relatives à la reproduction des plantes cultivées apporte un éclairage pertinent à la compréhension de la reproduction des sociétés humaines. / The relations, as conceived of by the Masa, between the reproduction of sorghum and that of humans is the main of focus of this thesis. From 2009 to 2010, twenty-two months of ethnographic fieldwork was carried out in several villages of Far-North Cameroon, mainly in Nuldayna, in order to document the technical, cognitive, social and ritual processes by which farmers maintain and reproduce, both on a yearly basis and from generation to generation, a wide array of sorghum landraces. Sorghum is a keystone of the Masa material and social life. It is by far the main crop, the main staple, a widely used ritual ingredient and, through its transmission across generations, a symbol of social identity and of the patrilineage’s continuity. However, after a man’s death, his sorghum seeds become sterile. Their fertility may only be regained by triggering a ritual circuit involving the kinship relationships that had enabled the deceased to marry. The analysis of this ritual, as well as those related to funerals and inheritance, shows that the sorghum’s reproductive capabilities are dependent on those of its owner. While individuals’ procreative powers are held to be a necessary condition for perpetuating the patrilineage both materially and socially, these powers cannot be transmitted in the male line without involving the horizontal relations of affinity. Moreover, the systematic analyses of agricultural practices, of ethnobotanical knowledge regarding sorghum diversity and of seed exchange networks, reveals that affinity is also essential for the inter-annual reproduction and maintenance of sorghum, including those seeds that are proudly presented as ‘the seeds of our fathers.’ More generally, this work attempts to demonstrate that, using mixed qualitative and quantitative methods, the study of crops and of the indigenous conceptions related to their reproduction can provide important insights into the study of human societies.