La tribu d'Oleeae (Oleaceae) est un modèle biologique très intéressant pour étudier la diversification et les patterns d'évolution moléculaire chez les plantes. Les reconstitutions de l'histoire évolutive et phylogénétique des relations entre ses espèces ont été au cœur de cette thèse. Ce travail a conduit à des progrès significatifs dans la résolution des relations phylogénétiques au sein de la tribu à différents niveaux taxonomiques. Nous avons démontré que l'utilisation d'une approche de "Genome Skimming" est très appropriée pour générer plastomes complets (ptDNA) et de l'ADN ribosomal nucléaire (nrDNA), même sur un échantillon d'herbier. Nous avons montré l'utilité du ptDNA pour reconstruire la première ossature phylogénétique robuste pour la tribu, et fourni de nouvelles connaissances sur l'histoire biogéographique et sur l'évolution de certains traits. Nous avons aussi montré que l'évolution de la composition en bases du nrDNA peut être influencée par des facteurs climatiques. / The Oleeae tribe (Oleaceae) is a very interesting biological model to investigate plant diversification and molecular evolution patterns. However, a comprehensive phylogeny is missing to accurately describe the evolutionary and biogeographic history of this tribe. Reconstructions the Oleeae evolutionary history and the phylogenetic relationships between its species were the core of this thesis. This work has led to significant progress in resolving the phylogenetic relationships within the tribe at different taxonomic levels. We demonstrated that the use of a shotgun approach is a highly suitable method to generate complete plastomes (ptDNA) and nuclear ribosomal DNA (nrDNA), even on herbarium sample. We showed the usefulness of ptDNA to reconstruct highly resolved phylogeny of Oleeae and provided new insights into the biogeographic history and the evolution of some traits. We also showed that the evolution of nrDNA base-composition seems to be influenced by environmental factors.

La faune des bousiers des hautes montagnes du Mexique a été encore très peu étudiée. Des travaux ponctuels avaient été réalisés pour certaines montagnes, mais une analyse approfondie et simultanée de plusieurs massifs montagneux n'avait jamais été faite auparavant, en particulier avec une double approche, écologique et historique. Les chaînes montagneuses sont des systèmes extrêmement favorables pour analyser les influences biogéographiques et les interactions écologiques dans les assemblages d'espèces. L'objectif de cette thèse est de décrire et d'analyser la distribution et la richesse des Scarabaeinae, Geotrupinae et Aphodiinae de quatre massifs volcaniques dans la partie Est du Système Volcanique Transversal (SVT), qui se trouve dans la Zone de Transition Mexicaine (ZTM). Les zones de transition sont des régions remarquables où différentes lignées évolutives coexistent. Les montagnes échantillonnées sont La Malinche, le Cofre de Perote, le Pico de Orizaba et la Sierra Negra. Il s'agit de volcans situés dans la partie Est du SVT. La Malinche est séparée des trois autres volcans, lesquels présentent une certaine connectivité entre eux. L'importance de notre travail est basée sur le fait qu'il s'agit aussi du premier échantillonnage systématique effectué simultanément au Pico de Orizaba, à la Sierra Negra et à La Malinche, assorti d'une approche écologique et biogéographique. Pour chaque massif, nous avons utilisé trois techniques complémentaires d'échantillonnage : pièges appâtés avec des excréments, une collecte directe dans les stations et l'excavation des terriers des gauphres (rongeurs) pour y trouver les coléoptères associés à leurs déjections. Pour chaque volcan l'échantillonnage a été conduit à deux niveaux d'altitude, aux environ de 2800 m et à environ 3400 m, en prenant en compte les deux versants de chaque montagne, au vent (humide) et sous le vent (sec). L'échantillonnage a été réalisé durant trois années consécutives (2011 à 2013), pendant la saison des pluies (juin, juillet, août). Après la collecte et l'identification des coléoptères, nous avons comparé les affinités biogéographiques des communautés de bousiers de chaque massif. Les différences de composition et d'abondance ont montré que les affinités néarctiques, paléoaméricaines et mésoaméricaines de montagne prédominent dans ces massifs. L'abondance et la richesse étaient maximales aux altitudes moyennes et sur les versants au vent. La colonisation horizontale par les espèces est prédominantepour ces volcans. Plusieurs espèces nouvelles pour la science ont été découvertes grâce à ce travail : trois coléoptères coprophages (un Onthophagus et deux Aphodius), ainsi que six espèces nouvelles d'acariens phorétiques. D'une manière générale, les espèces montagnardes ont une dispersion ensuivant les chaines de montagnes ou l'Altiplano (Haut Plateau). Les espèces d'origine néotropicale présentent une distribution plus large et se trouvent plutôt à plus basse altitude. Quelques espèces avec des affinités pour le Haut Plateau se retrouvent à La Malinche sur le versant sous le vent et à une altitude moyenne. Les résultats ont permis de mieux définir la répartition des genres néarctiques, paléoaméricains et mésoaméricains de montagne dans le SVT, principalement pour les Aphodiinae. Ce travail constitue une base solide pour la connaissance de la distribution de cette faune dans ces massifs montagneux qui n'avaient jamais été étudiés en profondeur au Mexique. / High mountains' dung beetles fauna was still little studied. Punctual works have been done for some mountains, but a deep and simultaneous analysis that includes several mountains has never been done before, especially with a dual approach, ecological and historical. Mountain ranges are extremely favorable systems to analyze biogeographic influences and ecological interactions in species assemblages. This thesis objective is to describe and analyze the richness and distribution of Scarabaeinae, Geotrupinae and Aphodiinae of four volcanoes in the eastern part of the Trans- Mexican Volcanic Belt (TMVB), located in the Mexican Transition Zone (MTZ). Transition zones are remarkable regions where different evolutionary lineages coexist. Sampled mountains are La Malinche, Cofre de PEROTE, Pico de Orizaba and Sierra Negra. These volcanoes are located in the Eastern part of the TMVB. Malinche is separated from the other three mountains which have certain connectivity between them. The importance of our work is based on the fact that it is the first systematic and simultaneous sampling performed at Pico de Orizaba, Sierra Negra and La Malinche, with both an ecological and biogeographic approach. For each mountain, we used three complementary sampling techniques, baited traps with feces, direct collection at each of the stations, and excavation of pocket gopher's burrows, to find the dung beetles associated with their droppings. For each mountain, the sampling was conducted at two altitude levels, one about 2800 meters and another one of about 3400 meters, taking into account both sides of each mountain, windward (wet) and leeward (dry). Sampling was conducted during rainy season (June to August) for three consecutive years (2011-2013). After the collection and identification of beetles, the biogeographic affinities of the dung beetles' communities of each mountain were compared. The differences in composition and abundance showed that the predominant pattern affinities are the Nearctic, Mountain Paleomaerican and Mountain Mesoamerican patterns. Abundance and richness was higher in the middle elevations and in the windward side. Horizontal colonization is predominant in these four volcanoes. Tree new dung beetles' species for science were discovered thanks to this work (one Onthophagus and two Aphodiinae) as well as six phoretic mite new species. In general, montane species have a dispersion following the mountain ranges or the high lands of the High Plateau. Species with a Neotropical affinity were found to have a wider distribution and found instead at the low altitude range. The High Plateau affinity species were found mainly at the leeward side and at the lower altitude range in La Malinche. These results have helped to define the distribution of Nearctic, Montane Paleoamerican and Montane Mesoamerican genera in the SVT, mainly for Aphodiinae. This work provides a solid basis of knowledge of the distribution of this fauna in these four mountains, which had never been studied extensively in Mexico.

Bien que présentes dans tous les écosystèmes lacustres, la composition ainsi que l'abondance des communautés bactériennes peut varier à l'échelle régionale mais également à l'échelle locale. Une meilleure compréhension des facteurs responsables de ces patrons biogéographiques permettrait d'améliorer la connaissance des fonctionnements de ces systèmes aquatiques et donc de leur réponse potentielle face aux pressions anthropiques. Dans ce contexte, cette thèse a visé à étudier la biogéographie du compartiment bactérien dans un ensemble de lacs peu profonds. Les objectifs principaux de cette étude ont été d'évaluer aux échelles régionale et locale les facteurs responsables des patrons biogéographiques pour (i) l'ensemble de la communauté bactérienne et (ii) pour un groupe bactérien spécifique, i.e. les mycobactéries non-tuberculeuses. Pour atteindre ces objectifs deux approches complémentaires ont été entreprises. Tout d'abord, la variabilité spatiale à l'échelle régionale a été évaluée par l'échantillonnage en Ile-de-France de 49 lacs pendant trois étés. Couplé à cette approche, une étude plus fine a été entreprise pour caractériser la dynamique spatiotemporelle du compartiment bactérien par le suivi mensuel pendant deux ans et de six évènements pluvieux importants au sein du lac de Créteil (Val de Marne).À l'échelle régionale, la variabilité spatiale de la structure de la communauté bactérienne pour les trois années de suivi (caractérisé par T-RFLP) a été prédite à hauteur de 76% (r carré moyen) par les processus stochastiques et moins de 14% par les facteurs déterministes incluant les paramètres environnementaux (statut trophique) et les processus de dispersion (connexion du lac à une rivière et les axes PCNM). L'analyse de la composition de la communauté bactérienne par séquençage à haut débit (MiSeq Illumina) a mis en évidence des résultats similaires à ceux acquis par T-RFLP. Cependant, cette analyse a révélé que l'importance des processus impliqués dans les patrons biogéographiques pouvait évoluer en fonction des phylums ou des classes bactériens considérés. La variabilité spatiale des densités de mycobactéries (PCR en temps réel), était quant à elle expliquée à hauteur de 50% par des facteurs déterministes (pH de l'eau, concentration en fer labile et connexion à une rivière).À l'échelle locale, le suivi du lac de Créteil n'a révélé aucune variation spatiale significative (le long des transects horizontal et vertical) de la structure de la communauté bactérienne ainsi que des densités de mycobactéries. Par contre une étude spécifique sur deux lacs a révélé des variations significatives de densité et la diversité des mycobactéries au sein de différents compartiments des lacs. À l'inverse, d'importantes variations temporelles de la structure des communautés bactériennes ont été observées au cours des deux années de suivi, principalement associées aux variations de température de l'eau. Par ailleurs, bien que relativement stable au cours des deux années de suivi, les variations de densités des mycobactéries ont seulement été prédites par les processus stochastiques à hauteur de 35% / Although bacteria are widespread in lacustrine environments, their composition and abundance vary at the regional and also at the local scale. A better understanding of the factors responsible for these biogeographic patterns would improve our knowledge of these aquatic systems and thus their potential response to anthropogenic pressures. In this context, this thesis studied the biogeography of the bacterial compartment in a set of shallow lakes located in the Paris area. The main objectives of this study were to assess at the regional and local scale the factors responsible for the biogeographical patterns on (i) the entire bacterial community, and (ii) a specific bacterial group, i.e. the nontuberculous mycobacteria. To achieve these objectives two complementary approaches were undertaken. First, at the regional scale, the spatial variability was assessed by sampling 49 lakes during three consecutive summers. A finer study was also performed to characterize the spatiotemporal dynamics of the bacterial compartment over a two-year monthly monitoring and during six important rain events within the Créteil Lake (Val de Marne).At the regional scale, the spatial variability of the bacterial community structure for the three summers (assessed by T-RFLP) was predicted for 76% (mean r-squared) by stochastic processes and less than 14% by deterministic factors including environmental parameters (trophic status) and dispersal-related process (connection to a river and PCNM axes). The analysis of the bacterial composition by high-throughput sequencing (Illumina MiSeq) showed similar tendencies to those acquired by T-RFLP. However, this analysis revealed that the importance of the processes involved in biogeographical patterns could vary according to the bacterial phyla or classes considered. Spatial variability of mycobacterial densities (real time PCR) was explained up to 50% by deterministic factors (water pH, amount of labile iron and connection to a river).At the local scale, the monitoring of Creteil Lake revealed no significant spatial variation (along the horizontal and vertical transect) on the structure of the bacterial community and mycobacterial densities. However, a specific study of two lakes showed that mycobacterial density and diversity significantly varied among the different compartments of the lakes. Inversely, significant temporal variations on the bacterial community structure were observed over the two-year of monitoring, mainly related to water temperature changes. Although mycobacterial densities were relatively stable over the Créteil Lake monitoring, their variations were only predicted by stochastic processes up to 35%

Cette thèse étudie le processus de spéciation entre la lamproie fluviatile (Lampetra fluviatilis) et la lamproie de Planer (L. planeri). Les deux espèces présentent des stratégies d'histoire de vie extrêmement différentes : L. fluviatilis est parasite et anadrome alors que L. planeri n'est pas parasite et reste strictement dulcicole. Toutefois, leur degré d'isolement reproducteur et leur histoire de divergence demeurent méconnus. Ces questions ont été abordées par des approches expérimentales, de génomique de populations et de simulations démographiques. Des croisements expérimentaux ont révélé un faible isolement reproducteur, confirmé par des degrés variables de flux géniques dans les populations naturelles. Les analyses génétiques ont montré que les deux taxons représentaient probablement des écotypes avec un isolement reproducteur partiel suggérant que les barrières reproductives endogènes ne réduisaient que partiellement la migration efficace entre écotypes. L'importance du contexte géographique actuel et passé dans l'étude de la spéciation a aussi été mise en évidence par des analyses à l'échelle du génome. Ainsi, les populations isolées de L. planeri évoluent principalement sous l'effet de la dérive génétique et ont une diversité réduite. Les inférences démographiques ont suggéré que la divergence a été initiée en allopatrie puis suivie de contacts secondaires résultant en un parallélisme génomique partiel entre réplicas de paires de populations. Une hétérogénéité de la divergence génomique a démontré que les ilots génomiques de différenciation ne résultaient pas de l'action récente de la divergence écologique. En outre, nos résultats suggèrent un impact faible de la fragmentation anthropique des cours d'eau sur la diversité génétique des populations de L. planeri. Les populations résidentes possèdent une diversité génétique plus grande lorsque le flux de gènes avec L. fluviatilis dans les parties aval des cours d'eau. Globalement cette thèse a démontré que les paires d'écotypes parasites et non-parasites de lamproies représentent un excellent modèle d'étude de la spéciation et notamment de l'architecture génomique de la divergence. / This thesis investigates the process of speciation between the European lampreys Lampetra fluviatilis and L. planeri. The two species have drastically different life history strategies: L. fluviatilis is parasitic and anadromous while L. planeri is non-parasitic and strictly freshwater resident. Yet their level of reproductive isolation and history of divergence remain poorly understood. A multidisciplinary approach including experiments, population genomics analyses and historical reconstruction was undertaken to address these issues. Experimental crosses revealed a very low level of reproductive isolation, partially mirrored by variable levels of gene flow in wild populations. Genetic analyses revealed that the two taxa were best described as partially reproductively isolated ecotypes suggesting that endogenous genetic barriers partially reduced effective migration between ecotypes. Genome wide analyses showed the importance of the current and ancient geographical context of speciation. In particular, parapatric L. planeri populations diverged mostly through drift and displayed a reduced genetic diversity . Demographic inferences suggested that divergence have likely emerged in allopatry and then secondary contacts resulted in partial parallelism between replicate population pairs. A strong heterogeneity of divergence across the genome was revealed by sympatric populations suggesting that genomic islands of differentiation were not linked to ongoing ecological divergence. Further investigations showed that the genetic diversity of L. planeri populations was weakly affected by human-induced river fragmentation. Resident populations displayed a higher diversity when gene flow was possible with L. fluviatilis populations in downstream sections of rivers. Overall this thesis showed that parasitic and non-parasitic lamprey ecotypes represent a promising model for studying speciation and notably the genomic architecture of divergence.

Les forêts d'altitude connaissent une émergence croissante des feux. Via une analyse rétrospective des feux et du climat des dernières décennies dans le sud-est de la France, cette thèse montre d'abord que l'augmentation de l'activité des feux a été largement restreinte aux zones de montagne, les politiques de lutte contraignant les feux au sein des paysages méditerranéens. Les attributs d'inflammabilité et de résistance des forêts Alpines qui gouvernent ses effets et sa réponse au feu ont ensuite été analysés au sein des niches environnementales des espèces dominantes. Les résultats obtenus montrent que l'abondance et les propriétés d'inflammabilité des litières, des strates herbacées et arbustives varient en fonction de l'ouverture de canopée et la saisonnalité des précipitations. Par ailleurs, les traits de résistance au feu des arbres varient entre espèces en lien avec l'inflammabilité des communautés, selon un compromis entre tolérance (écorce épaisse en climat sec) et évitement (houppier haut en climat humide), suggérant une coévolution entre espèces et feux. Ces gradients biotiques et abiotiques gouvernent ainsi les niches d'inflammabilité des espèces, depuis les forêts denses et humides peu inflammables des Alpes externes du nord aux forêts ouvertes inflammables périméditerranéennes des Alpes du sud et subalpines des Alpes internes. Ainsi, du fait des propriétés de leur niche et de leurs traits d'histoire de vie, les arbres Alpins ne sont pas tous égaux face à l'émergence des feux au sein de la diversité des conditions de végétation et de climat des montagnes du sud de l'Europe. / Mountain forests are experiencing an increase in fire occurrence. Through a retrospective analysis over the past decades of fire and climate, this dissertation firstly shows that Mediterranean ecosystems have experienced a strong decrease in fire activity, emphasizing the strong efficiency of fire suppression policies, while fires have been more frequent and large in mountains like the southern Alps. I used vegetation and climate data to characterize the flammability and fire resistance traits of mountain forests of the western Alps that determine their effects and responses to fire. Then, assessing the vulnerability to fire of mountain ecosystems and tree species was carried out by simulating the behaviour of surface fires and their impacts (tree mortality) within the environmental niches of dominant tree species. Results show that tree cover and the seasonality of precipitation largely drive the amount and flammability properties of surface fuels (litter, grass and shrubs). Therefore, these environmental gradients govern the flammability niches of tree species, from the few flammable dense and moist forests of the northern Alps, to the open and highly flammable sub-Mediterranean and subalpine forests of the southern and inner Alps, respectively. Otherwise, fire resistance traits of trees vary according to community flammability through a trade-off between tolerance (thick bark in dry climates) and avoidance strategies (high crown in moist climates), suggesting a coevolution between species and surface fires. To conclude, the niche properties and the life history traits of Alpine trees make them unequally exposed to an increasing fire risk in southern European mountains.

Résumé: Deux facteurs principaux, une fois combinés, permettent de comprendre l’assemblage des communautés, soient i) l’environnement (abiotique et biotique), qui agit comme un filtre sélectionnant les espèces les mieux adaptées aux conditions données, et ii) les traits fonctionnels, sur lesquels s’effectue ce filtrage environnemental puisqu’ils représentent les adaptations des espèces aux conditions données. Il est donc essentiel d’établir des relations fiables entre les conditions environnementales et la structure fonctionnelle des communautés afin de pouvoir identifier et comprendre les mécanismes régissant l’assemblage des communautés. Cependant, plusieurs facteurs tels que les interactions entre variables environnementales à différentes échelles spatiales (par exemple le climat et la fertilité des sols) peuvent complexifier la situation et c’est pourquoi, malgré une quantité grandissante d’études sur le sujet, les processus d’assemblage des communautés restent difficiles à définir et à généraliser. Cette thèse vise donc à i) mieux définir et quantifier les relations trait-environnement des systèmes d’herbacées au travers de différentes échelles spatiales et ii) déterminer l’influence de ces relations sur l’assemblage des communautés et le fonctionnement des écosystèmes. Pour réaliser ces objectifs, j’ai travaillé avec les données de programmes ayant collecté des données taxonomiques et fonctionnelles sur les communautés d’herbacées à travers la France (DivHerbe et DivGrass) et, à moindre mesure, l’Europe (VISTA). Ces bases de données couvrent donc de larges gradients climatiques régionaux ainsi que des gradients environnementaux plus locaux relatifs à la qualité des sols et aux perturbations. J’ai d’abord testé l’importance de considérer à la fois des variables environnementales locales et régionales ainsi que leurs interactions pour déterminer la structure fonctionnelle et taxonomique des communautés. J’ai ensuite étudié comment l’importance relative des processus menant soit à la convergence ou à la divergence fonctionnelle peut changer le long d’une succession, puis comment ces deux types de processus influencent notre capacité à prédire l’assemblage des communautés à partir des traits fonctionnels. Finalement, j’ai présenté comment les résultats au niveau des communautés peuvent être utiles pour étudier le niveau des écosystèmes. Les résultats de cette thèse démontrent que les variables climatiques régionales interagissent fortement avec les variables environnementales locales pour influencer les processus locaux déterminant l’assemblage des communautés. Évaluer le contexte régional semble donc nécessaire afin d’éviter des interprétations erronées des patrons d’assemblage observés. Travaillant avec ces deux niveaux de variation environnementale, une dissociation important entre la variation taxonomique et fonctionnelle des communautés a été mise à jour, reflétant l’importance de considérer plusieurs facettes de biodiversité pour comprendre la dynamique des communautés. Les résultats ont aussi démontré que les processus d’assemblage menant à la convergence et à la divergence ont un impact très différent et prédictible sur les relations liant les traits et les abondances des espèces, c’est-à-dire notre capacité à prédire l’assemblage des communautés à partir des traits. Finalement, toutes ces notions, relatives aux relations trait-environnement et à l’assemblage des communautés basé sur les traits, ont été utilisées dans un contexte de biogéographie fonctionnelle. Il a été démontré qu’il était possible de construire des cartes de valeurs de traits fonctionnels dans les prairies permanentes à l’échelle de la France, à partir de variables environnementales. Certaines propriétés écosystémiques ont ensuite pu être prédites à partir de ces cartes. Ces travaux ont donc permis d’illustrer les défis à surmonter pour utiliser nos connaissances de l’écologie fonctionnelle en vue d’une conservation et d’une exploitation viables de nos écosystèmes. / Abstract: There are two main factors which, combined together, allow understanding community assembly : i) the environment (both abiotic and biotic), which acts as a filter selecting species according to how well-adapted they are to given conditions, and ii) functional traits, on which this environmental filtering occurs since they represent species adaptations to particular conditions. It is thus essential to establish reliable relationships between environmental conditions and the functional structure of communities in order to identify and understand the mechanisms driving community assembly. However, several factors such as cross-scale interactions between environmental variables (e.g. between climate and soil fertility) complicate the situation. This is why, despite a growing body of studies on the subject, processes of community assembly are still poorly understood and are difficult to generalize. The purpose of this thesis is to i) better define and quantify the trait-environment relationships in herbaceous systems across different spatial scales and ii) determine the influence of those relationships on community assembly and on ecosystem functioning. To realize these objectives, I worked with data from programs which assembled taxonomic and functional data on herbaceous communities across France (DivHerbe and DivGrass) and, to a lesser extent, Europe (VISTA). These databases thus cover large regional climatic gradients, as well as more local environmental gradients related to soil quality and disturbances. I first tested the importance of simultaneously considering local and regional environmental variables as well as their interactions to determine the taxonomic and functional structure of communities. Then, I studied how the relative importance of processes leading to either functional convergence or divergence can change along a successional gradient, and how these two types of processes influence our ability to predict community assembly from functional traits. Finally, I presented how the results at the community-level can be used to study the ecosystem-level. The results of this thesis demonstrate that regional climatic variables strongly interact with local environmental variables in driving the local processes responsible for community assembly. Assessing the regional context is thus necessary in order to avoid erroneous interpretations of observed assembly patterns. Working with those two levels of environmental variation, important discrepancies were found between taxonomic and functional variations across communities, reflecting the importance of considering several aspects of biodiversity in order to understand community dynamics. The results also demonstrated that the assembly processes leading to functional convergence and divergence have a very different and predictable impact on the relationships between traits and species relative abundances, i.e. on our ability to predict community assembly from traits. Finally, these notions related to trait-environment relationships and to trait-based community assembly were used in a functional biogeography framework: It was possible to build maps of functional traits values in permanent grasslands across France using environmental variables. These maps then allowed predicting particular ecosystem properties. Thus, this work allowed illustrating some challenges that we are facing in using our knowledge in functional ecology to build sustainable conservation and exploitation plans for our ecosystems.

220 relevés par I.P.A. complétés par 3 dénombrements par cartographie des territoires ont été réalisés dans une succession de végétation. de la série du Chêne liège ainsi que dans des reboisements de Pin maritime et d'Eucalyptus, dans la région d'Annaba - EI-Kala (nord-est algérien). Les résultats obtenus font ressortir une nette différence entre la perception à priori du phénomène successionnel, à travers la vision qu'en a le forestier ou le phytoécologue, et qui nous a conduit à une stratification fine du milieu, et la perception de l'avifaune qui a révélé une indifférenciation de certains milieux, notamment les maquis. Cette indifférenciation est due à la grande amplitude d'habitat des espèces. L'analyse de la dynamique de l'avifaune le long de la succession, a permis de mettre en évidence 2 gradients : un gradient milieux ouverts (maquis) - milieux fermés (forêts) et, au sein des forêts, un gradient forêts de plaine-forêts d'altitude. La comparaison de la succession algérienne avec 4 successions européennes, a révélé une grande similitude des avifaunes des stades mûrs des 5 successions et une originalité des avifaunes des stades jeunes. Ce phénomène est en rapport avec l'histoire de la mise en place des avifaunes dans le bassin méditerranéen. Nous avons discuté par ailleurs quelques arguments qui nous ont permis de mettre en évidence un syndrome d'insularité biologique au Maghreb.

Les métaheuristiques sont des algorithmes génériques, souvent inspirés de la nature, conçues pour résoudre des problèmes d'optimisation complexes. Parmi les métaheuristiques les plus récentes, nous retenons celle basée sur la théorie de la biogéographie insulaire: Biogeography-based optimization (BBO).Dans cette thèse, nous considérons à la fois les problèmes d'optimisation globale à variables continues avec et sans contraintes. De nouvelles versions hybrides de BBO sont proposées comme des solutions très prometteuses pour résoudre les problèmes considérés. Les méthodes proposées visent à pallier les inconvénients de la convergence lente et du manque de diversité de l'algorithme BBO. Dans la première partie de cette thèse, nous présentons la méthode que nous avons développée, issue d'une hybridation de BBO avec l'évolution différentielle (DE) pour résoudre des problèmes d'optimisation sans contraintes. Nous montrons que les résultats de l'algorithme proposé sont plus précis, notamment pour des problèmes multimodaux, qui sont parmi les problèmes les plus difficiles pour de nombreux algorithmes d'optimisation. Pour résoudre des problèmes d'optimisation sous contraintes, nous proposons trois nouvelles variantes de BBO. Des expérimentations ont été menées pour rendre compte de l'utilité des méthodes proposées. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons à l'étude des capacités des méthodes proposées à résoudre des problèmes d'optimisation, issus du monde réel. Nous nous proposons d'abord de résoudre le problème d'allocation optimale de puissance pour la détection décentralisée d'un signal déterministe dans un réseau de capteurs sans fil, compte tenu des fortes contraintes en ressources énergétiques et en bande passante des noeuds répartis. L'objectif est de minimiser la puissance totale allouée aux capteurs, tout en gardant la probabilité d'erreur de détection au dessous d'un seuil requis. Dans un deuxième temps, nous nous focalisons sur la segmentation d'images en niveaux de gris par seuillage multi-niveaux. Les seuils sont déterminés de manière à maximiser l'entropie floue. Ce problème d'optimisation est résolu en appliquant une variante de BBO (DBBO-Fuzzy) que nous avons développée. Nous montrons l'efficacité de la méthode proposée aux travers de résultats expérimentaux

Les aires de répartition des arbres pourraient être grandement affectées par le changement climatique. Les résultats d’analyses paléogéographiques ont montré que ces dernières se sont déjà déplacées avec les variations passées du climat. Ces études ont permis de déterminer la direction et la vitesse de migration des espèces, données utilisées actuellement pour générer des prédictions sur l’évolution de l’aire de répartition des espèces forestières en réponse au réchauffement du climat. Cependant, le contexte écologique dans lequel les arbres font face à ces changements est très différent par rapport aux changements climatiques passés : l'augmentation actuelle des températures est plus rapide, les surfaces susceptibles d’être colonisées sont occupées par des écosystèmes très différents et variés (forêts, surfaces agricoles, zones urbaines). Par conséquent, les arbres pourront-ils faire face à la rapidité des changements globaux actuels ? Auront-ils la capacité de migrer pour trouver des conditions plus favorables ou pourront-ils s’adapter et survivre à de nouvelles conditions environnementales ? Dans un premier temps, l’analyse de données historiques (plans d’aménagements de l’Office Nationale des Forêts et Inventaires Forestiers Espagnols) a permis de mettre en évidence des évènements de colonisation et d’extirpation et de quantifier la vitesse de migration de populations situées au cœur ou aux marges de leur aire de répartition. Une colonisation massive de Quercus ilex dans les dunes boisées atlantiques (limite Nord d’aire de répartition) a été mise en évidence au cours des 130 dernières années, confirmant les tendances prédites par les modèles. Cependant, les vitesses de colonisation de cette espèce restent bien inférieures aux déplacements de son bioclimat estimés à partir de modèles de niche. Les espèces localisées en limite Sud d’aire de répartition présentent des remontées altitudinales plus importantes que pour celles situées au cœur de leur aire. En conclusion, nos résultats montrent que les changements globaux ont déjà impactés la répartition des arbres malgré l’existence d’un décalage temporel entre les réponses migratoires des espèces forestières et le déplacement de leur bioclimat. Le stress hydrique est le facteur prépondérant pouvant expliquer le dépérissement des arbres dans un milieu dont la disponibilité en eau est limitée, notamment en marge chaude d’aire de répartition. Nous avons, par conséquent, étudié la résistance à la sécheresse et ses mécanismes chez les plusieurs espèces d’Angiospermes. Nos résultats montrent qu’un seuil de 90% d’embolie mène à des dommages physiologiques irréversibles de la plante et à la mort par déshydratation. Ce seuil est considérablement plus élevé que celui précédemment observé chez les conifères. L’étude du fonctionnement hydraulique d’espèces de chênes co-occurrentes nous a permis de montrer que la survie de Q. robur pourrait être menacée dans les forêts atlantiques dans un contexte de sécheresses de plus en plus intenses car il y subit des taux d’embolie native élevés. Au contraire, Q. ilex présente des taux d’embolie négligeables sur ce même site d’étude.Les vitesses réelles de migrations constituent des données empiriques essentielles qui nous renseignent sur les capacités migratoires effectives des arbres. Elles pourront être intégrées dans les modèles de répartition, tout comme les seuils d’embolie induisant la mort des arbres. / Tree distribution could be highly affected by climate change. Results of paleogeographic studies showed that tree distribution ranges have already shifted with past climate changes. These data are currently used to model the evolution of species distribution in response to global warming. However, the ecological context in which species have to cope with climate change is very different than the past one: the current increase of temperature occurs faster than the past global warming, the areas being likely colonized are covered by various ecosystems (forests, agricultural surfaces, urban areas). So will tree species be able to cope with the current global change? Will they be able to migrate to find more favourable conditions or to survive to drier environmental conditions? Firstly, the analysis of historical data (French National Forest Office and Spanish National Forest Inventories) allowed determining colonization and extirpation events, and quantifying migration rates of tree species populations situated at the edges or the core of their distribution range. We evidenced that Q. ilex has substantially colonized new areas at its northern margin during the last 130 years, confirming the model trends. However, the colonization rates of Q. ilex are much lower than the shift of its bioclimate predicted by bioclimatic models. Species located at their rear edge showed higher upward shifts than other species located at the core of their range. To conclude, our results showed that global change have already impacted tree distribution although a time-lag between forest species migration responses and their bioclimate shift. Water stress is the main factor explaining tree dieback when water is limited and so particularly at the warm limit of tree species distribution range. Therefore, we studied drought resistance and its mechanisms in angiosperm tree species. Our results showed that embolism threshold of 90% leads to irreversible damages and tree death by dehydration. This threshold is considerably higher than the observed in Conifers. The study of hydraulic functioning of co-occurring oaks showed that the survival of Q. robur could be threatened in the context of increasing drought in the Atlantic forests because of its functioning at high levels of embolism. On the contrary, Q. ilex presented negligible levels of embolism in the same study area. The migration rates form primordial empirical data that give us information about tree effective migration abilities. They could be integrated within vegetation distribution models as well as embolism thresholds leading to tree mortality.

Les poissons migrateurs amphihalins évoluent dans un environnement qui est perturbé, à l’échelle globale, par le changement climatique et à l’échelle régionale, par les pressions anthropiques telles que les barrages et la pollution des cours d’eau. Cette étude, menée à l’échelle continentale, avait pour objectif d’évaluer, de comprendre et de prédire les impacts de changements globaux sur la distribution de ce groupe. Afin de répondre à cette problématique, des modèles empiriques de distribution ont été construits pour chacune des 28 espèces étudiées. Leurs distributions ont été décrites au début et à la fin du XXème siècle, en termes de présence-absence et de classes d’abondance. Les variables explicatives potentielles étaient de type physique, climatique, biotique et anthropique. Dans un premier temps, il a été mis en évidence que la répartition vers 1900 des poissons migrateurs amphihalins était fortement contrainte par leur histoire biogéographique et par les conditions thermiques et hydrauliques de l’habitat continental. La projection de ces distributions, à la fin du XXIème siècle, dans le contexte du changement climatique, a montré la forte sensibilité de ce groupe aux modifications du climat. Bien que spécifiques à chaque espèce, les réponses ont pu être classées en trois catégories : expansion de l’aire de répartition, contraction de l’aire de répartition et peu ou pas de changement. Dans un deuxième temps, pour la première fois à l’échelle continentale, l’importance des grands barrages et de la densité de populations humaines pour expliquer la distribution actuelle de ces espèces a été démontrée. Les relations sont apparues complexes et dépendantes des caractéristiques écologiques des espèces, notamment de la position de leurs habitats de croissance et de reproduction le long du réseau hydrographique et de leur place au sein du réseau trophique. / Diadromous fishes live in an environment disturbed, at global scale, by climate change and at regional scale, by anthropogenic pressures such as dams and river pollution. This study, performed at continental scale, aimed to assess, understand and predict the impacts of global changes on the distribution of this group. To address this issue, empirical distribution models were built for each of the 28 species studied. Their distributions were described at the beginning and the end of the twentieth century, in terms of presence-absence and abundance. Different types of explanatory variables were used, i.e. physical, climatic, biotic and anthropogenic. On the one hand, it was demonstrated that the distribution of diadromous fishes around 1900 was constrained by their biogeographical history and by the thermal and hydraulic characteristics of the continental habitat. Projection of these distributions, at the end of the twenty-first century, under climate change, highlighted the sensitivity of this group to climatic modifications. Responses were species-specific but could be classified into three categories: expansion of the distribution range, contraction of the distribution range and little or no change. On the other hand, for the first time at continental scale, the importance of large dams and human population density to explain the current diadromous fish distribution was demonstrated. The relationships seemed complex and to be dependent on the species’ ecological characteristics, particularly the position of their essential habitats along the river network and their place within the food web.