L’utilisation des coquilles carbonatées de foraminifères planctoniques comme marqueurs paléocéanographiques repose sur l’hypothèse fondamentale que chaque espèce morphologique correspond à une espèce biologique caractéristique d’un habitat spécifique. Cette relation empirique a été récemment remise en cause par des analyses moléculaires qui ont révélé la présence systématique de plusieurs espèces génétiques (espèces cryptiques) au sein des morpho-espèces actuelles. Il a été suggéré que ces espèces cryptiques ou génotypes, présentaient (1) des préférences biogéographiques et écologiques restreintes par rapport à leur morpho-espèce respective et (2) des différences morphologiques. Dans ce travail, nous avons caractérisé la diversité génétique, morphologique et écologique de 4 morpho-espèces clefs de la paléocéanographie, i.e. Orbulina universa, Truncorotalia truncatulinoides, Globoconella inflata et Globigerina bulloides. Cette étude repose sur le développement d’un protocole d’extraction ADN non destructif pour la coquille calcaire, permettant l’analyse conjointe de la variabilité génétique et morphologique d’un même individu. Les variations de forme ou de porosité de chacun des génotypes des morphoespèces ont été quantifiées. Il apparaît que le fort degré de plasticité morphologique largement documenté chez les foraminifères planctonique et jusqu’alors interprété comme écophénotypique, est au moins en partie la conséquence du regroupement de plusieurs génotypes présentant des morphologies et préférences écologique particulières. Sur la base de ces observations, des modèles de reconnaissance morphologique permettant d’identifier les génotypes à partir de la morphologie de la coquille, utilisables à l’échelle populationnelle, ont été développés. Afin de quantifier l’impact de l’intégration de la diversité cryptique dans les reconstitutions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques, les fonctions de transfert couramment utilisées ont été re-calibrées en intégrant les distributions restreintes des génotypes d’O. universa, T. truncatulinoides, G. inflata et G. bulloides. Ces re-calibrations conduisent à un degré de précision jusqu’alors jamais atteint dans les reconstructions paléocéanographiques basées sur les assemblages de foraminifères planctoniques. / The usefulness of calcareous shells of planktonic foraminifera as a paleoceanographic proxy relies on the key hypothesis that each morphospecies corresponds to a biological species with a specific habitat. This empirical relationship has been challenged since molecular analyses have revealed a significant level of cryptic genetic diversity among modern morphospecies of planktonic foraminifera. Previous workers have suggested that the cryptic species or genotypes (1) display narrower biogeographic and ecological ranges than their related morphospecies, and (2) exhibit shell morphological differences. In this work, we have characterized the genetic, morphological and ecological diversity among four planktonic foraminiferal morphospecies of significance in paleoceanography, i.e. Orbulina universa, Truncorotalia truncatulinoides, Globoconella inflata and Globigerina bulloides. Our study relies on the development of a new single-cell DNA extraction protocol that retains the shell, allowing direct morpho-genetic comparisons. Shape or porosity variations within each genotype have been quantified. It appears that the high degree of morphological plasticity widely documented in planktonic foraminifera and classically seen as ecophenotypy, is at least partly the spurious consequence of lumping several genotypes that display morphological and environmental preferences. Based on these observations, we developed several population-scale models, which allow recognition of the cryptic species based on their shell morphology. Finally, in order to quantify the impact of integrating cryptic diversity in assemblage-based aleoceanographic reconstructions, we have re-calibrated transfer functions based on the ecological ranges of the genotypes of O. universa, T. truncatulinoides, G. inflata and G. bulloides in the southern oceans. Such recalibrations led to a great, previously never reached improvement in the accuracy of the assemblage-based paleoceanographic reconstructions.

La guerre du Việt Nam mit la forêt au coeur des enjeux militaires. Nées des controverses sur lesconséquences environnementales des épandages d’herbicides, des hypothèses ont émergé sur les impacts decette pratique : différentiels selon les unités paysagères, aggravés par les perturbations anthropiques antérieureset postérieures à la guerre. Relevant de la biogéographie, l’analyse géohistorique confronte des sources souventdivergentes et privilégie les princeps pour reconstituer, à des dates clés, les paysages d’une province au coeurdu conflit. L’état actuel de partition en trois unités – plaine, collines et montagnes – révèle le lien entreperturbation et accessibilité. Circa 1954, les pratiques précoloniales et coloniales avaient déjà perturbé lesécosystèmes, de manière croissante des montagnes vers la plaine. Les impacts d’une guerre dirigée contre lemilieu furent directs et indirects. Après-guerre, ils furent aggravés par les pratiques civiles, qui bloquèrent lareconquête spontanée et provoquèrent déboisements et déforestations ; la pression s’accrut dans les collines etles montagnes, plus affectées par la guerre. Depuis circa 1990, les décisions politiques ont placé officiellementla forêt entre protection et développement mais elles se heurtent aux nécessités du développement économique.La reconquête, dirigée, accélérée par la plantation d’espèces à croissance rapide, est engagée dans dessylvosystèmes perturbés et épargnés par la guerre. Aujourd’hui, dans les trois unités paysagères, les zonesdéfoliées ne sont pas identifiables : cicatrisation, poursuite du recul des forêts surtout ont fait leur oeuvre.Restent visibles les géofaciès de cratères et les anciennes bases militaires américaines. La conjugaison desperturbations empêche l’identification du strict impact actuel de la guerre et relativise celui-ci ; plus affaiblissont les sylvosystèmes de la plaine qui, moins touchés, subissent une forte pression séculaire. / The Việt Nam war put the forest at the heart of military stakes. The controversies over the environmentalconsequences of herbicide spraying inspire the hypothesis that the impacts of this practice are differentialaccording to landscape units, worsened by the human disturbances prior to and after the war. Coming underbiogeography, the geohistorical analysis compares sources, that are often divergent, and favors primary ones toreconstruct, at key dates, the landscapes of a province at the heart of the conflict. The present state of partitioninto three units – plain, hills and mountains – reveals the link between disturbance and accessibility. Circa1954, the precolonial and colonial practices had already disturbed ecosystems increasingly from the mountainsto the plain. The impacts of a war against the environment were direct and indirect. In the post-war years, theywere worsened by the civilian practices, which inhibited spontaneous reforestation and provoked forestimpoverishment and deforestation; the pressure increased in the hills and mountains, which were more affectedby the war. Since circa 1990, the political decisions have officially put the forest between protection anddevelopment but they come up against the necessities of economic development. Managed, accelerated by theplantation of fast-growing species, the reforestation is started in some sylvosystems, that were disturbed orspared by the war. Today, in the three landscape units, the defoliated areas are not identifiable because ofhealing and, above all, continuation of forest decline. Geofacies of craters and former American military basesremain visible. The combination of disturbances prevents from identifying the strict present impact of the warand puts this one into perspective; more weakened are the plain sylvosystems, which were less hit but suffer astrong secular pressure.

Le genre Psychotria est le plus vaste de la famille des Rubiaceae, avec plusieurs centaines d’espèces répandues dans toutes les régions tropicales humides. Les Psychotria sont principalement des arbustes (quelques-uns sont lianescents, herbacés ou arborescents) et entrent souvent pour une part importante dans la composition des sous-bois tropicaux. Certains montrent des adaptations remarquables comme la symbiose bactérienne foliaire ou l’accumulation d’humus. En raison de sa taille et des difficultés d’identifications, ce genre reste mal connu, notamment en Afrique occidentale et centrale où il n’a fait l’objet d’aucun travail d’ensemble depuis les années 1960.<p>Le présent travail a pour objectifs :1) la révision taxonomique du genre Psychotria pour l’Afrique occidentale et centrale; 2) une étude phylogénétique du genre, visant à reconstituer son évolution et améliorer la classification infragénérique ;et 3) une étude biogéographique régionale de ce groupe, afin de définir des centres de diversité et d'endémisme.<p>Notre travail de taxonomie, fondé sur l’examen des spécimens d’herbier et sur des missions de terrain au Cameroun et au Gabon, nous a conduit à reconnaître l’existence de 232 espèces en Afrique occidentale et centrale, ce qui fait de Psychotria le plus vaste genre de plantes dans cette région. Parmi ces espèces, 78 sont nouvelles.<p>Nos travaux phylogénétiques, basés sur l’étude de deux marqueurs nucléaires (ITS et ETS) et quatre chloroplastiques (rps16, trnG, matK et rbcLa), montrent que la classification de Petit (1964, 1966) est largement à revoir. Il apparaît notamment que les deux sous-genres (Psychotria et Tetramerae) reconnus en Afrique, et fondés sur la présence ou l’absence de nodules bactériens foliaires, ne sont pas monophylétiques, certaines espèces ayant secondairement perdu leurs nodules. Nos résultats soutiennent également le rattachement du genre monospécifique Peripeplus à Psychotria.<p>Le genre Psychotria montre une diversité remarquable, associée à un taux d’endémisme élevé, dans le domaine bas-guinéen (Cameroun et Gabon principalement) où plusieurs centres d’endémisme ont été identifiés. Ceux-ci sont localisés non seulement dans les massifs montagneux de l’intérieur, dont la flore particulière est bien connue, mais également dans les régions littorales. L’Afrique de l’ouest, moins diversifiée, montre cependant un fort endémisme localisé principalement dans deux centres, l’un situé au Liberia et dans l’ouest de la Côte d’Ivoire, l’autre vers la frontière Côte d’Ivoire/Ghana. Le bassin du Congo, comparable en diversité à l’Afrique de l’Ouest, est relativement pauvre en endémiques.<p>Ces résultats suggèrent que les forêts du Cameroun et du Gabon auraient relativement bien résisté aux périodes sèches passées, et remettent notamment en question l’hypothèse d’une disparition des forêts littorales du golfe de Guinée au cours du Pleistocène./Psychotria is the largest genus in the Rubiaceae family, with several hundred species in wet tropical areas worldwide. Psychotria spp. are mostly shrubs (a few being lianas, creepers or trees) and are often an important component of the undergrowth in tropical rainforests. Some show remarkable adaptations such as leaf bacterial symbiosis or litter gathering. Due to its size and identification problems, Psychotria remains a little-known genus, especially in West and Central Africa, where no major work has been done on this group since the 1960s.<p>The aims of the present work are: 1) a taxonomic revision of Psychotria in West and Central Africa; 2) a phylogenetic study of the genus, in order to trace its evolution and improve the infrageneric classification; and 3) a regional biogeographic study of the genus, to define centers of diversity and endemism.<p>Our taxonomical work, based on the study of herbarium specimens and field expeditions in Gabon and Cameroon, led us to recognise 232 species of Psychotria in West and Central Africa. Psychotria is therefore the largest plant genus in this area. Among these species, 78 are new.<p>Our phylogenetic work, based on two nuclear markers (ITS and ETS) and four chloroplastic markers (rps16, trnG, matK, rbcLa), shows that Petit’s (1964, 1966) infrageneric classification is in need of revision. In particular, we show that the two subgenera present in Africa (subg. Tetramerae and subg. Psychotria), which are defined by the presence or absence of leaf bacterial nodules, are not monophyletic: a secondary loss of the bacterial nodules has occured in some species. Our results also support the merging of the monospecific genus Peripeplus into Psychotria.<p>The genus Psychotria shows a remarkable diversity and a high level and endemism in the Lower Guinea domain (particularly Cameroon and Gabon) where several centers of endemism are identified. These are located not only in the inland hill ranges, which are well known for their particular flora, but also in littoral areas. West Africa is less diverse but also shows a high level of endemism, which concerns mostly two areas, one in Liberia and western Côte d’Ivoire and the other around the Côte d’Ivoire/Ghana border. The Congo basin, comparable in diversity to West Africa, has relatively few endemic species.<p>These results suggest that the rainforests of Cameroon and Gabon resisted relatively well during historical drier periods. They do not support the hypothesis of a disappearance of the Gulf of Guinea littoral forests during the Pleistocene.<p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce mémoire porte sur les relations phylogénétiques, géographiques et historiques du genre afro-malgache Delonix qui contient onze espèces et des genres monospécifiques et endémiques Colvillea et Lemuropisum. Les relations intergénériques et interspécifiques entre les espèces de ces trois genres ne sont pas résolues ce qui limite la vérification d’hypothèses taxonomiques, mais également biogéographiques concernant la dispersion de plantes depuis ou vers Madagascar. Une meilleure compréhension des relations évolutives et biogéographiques entre ces espèces menacées d’extinction permettrait une plus grande efficacité quant à leur conservation. L’objectif de ce mémoire est de reconstruire la phylogénie des espèces à l’aide de régions moléculaires des génomes chloroplastique et nucléaire, d’identifier les temps de divergences entre les espèces et de reconstruire l’aire géographique ancestrale pour chacun des groupes. Ce projet démontre que le genre Delonix n’est pas soutenu comme étant monophylétique et qu’une révision taxonomique s’impose. Les relations intergénériques demeurent floues quant à la position phylogénétique de Colvillea et nos résultats suggèrent de l’hybridation ou un assortiment incomplet de cette lignée. Les espèces sont apparues et se sont diversifiées au Miocène à partir d’un ancêtre commun du sud de Madagascar. La phylogénie montre deux clades associés aux aires géographiques de répartition des espèces opposant les espèces largement répandues à celles majoritairement restreintes au fourré aride. Différentes hypothèses afin d’expliquer la dispersion des Delonix africains au Miocène à partir de Madagascar sont discutées. Un point de mire sur les interactions biotiques et abiotiques, passées et présentes, dans le fourré aride de Madagascar est recommandé en terme de conservation. / This thesis discusses the phylogenetic, geographic, and historic relationships of the eleven species of the afro-madagascan genus Delonix, as well as the endemic, monospecific genera Colvillea and Lemuropisum. The intergeneric and interspecific relationships of these taxa are unresolved which limits the evaluation of taxonomic changes suggested by some studies and of conflicting biogeographical hypotheses regarding plant dispersal around Madagascar. These species are all endangered, therefore a better understanding of their evolutionary pattern would benefit conservation efforts in Madagascar. The objective of this thesis is to reconstruct a phylogeny using multiple loci from two distinct genomes, and to use it to reconstruct the ancestral geographic range of species and estimate the times of divergence of the lineages. Results indicate that genus Delonix is not supported as monophyletic and a taxonomic revision is necessary. The exact position for Colvillea is ambiguous and suggests hybridization or incomplete lineage sorting for this taxon. Species evolved mostly during the Miocene from southern Madagascan ancestors. The phylogeny shows two clades associated with the geographic distribution of species, opposing the widespread species to the rare and mostly southern, endemic, spiny thicket species. The different hypotheses that could explain the Miocene long distance dispersal of the two African Delonix species from Madagascar are discussed. We recommend that conservation efforts should focus on past and present biotic and abiotic interactions in the Madagascar spiny thicket, considering that this unique habitat is an evolutionary cradle for at least three genera.

Parmi les lignées des Caesalpinioideae (dans la famille des Leguminosae), l’un des groupes importants au sein duquel les relations phylogénétiques demeurent nébuleuses est le « groupe Caesalpinia », un clade de plus de 205 espèces, réparties présentement entre 14 à 21 genres. La complexité taxonomique du groupe Caesalpinia provient du fait qu’on n’arrive pas à résoudre les questions de délimitations génériques de Caesalpinia sensu lato (s.l.), un regroupement de 150 espèces qui sont provisoirement classées en huit genres. Afin d’arriver à une classification générique stable, des analyses phylogénétiques de cinq loci chloroplastiques et de la région nucléaire ITS ont été effectuées sur une matrice comportant un échantillonnage taxonomique du groupe sans précédent (~84% des espèces du groupe) et couvrant la quasi-totalité de la variation morphologique et géographique du groupe Caesalpinia. Ces analyses ont permis de déterminer que plusieurs genres du groupe Caesalpinia, tels que présentement définis, sont polyphylétiques ou paraphylétiques. Nous considérons que 26 clades bien résolus représentent des genres, et une nouvelle classification générique du groupe Caesalpinia est proposée : elle inclut une clé des genres, une description des 26 genres et des espèces acceptées au sein de ces groupes. Cette nouvelle classification maintient l’inclusion de douze genres (Balsamocarpon, Cordeauxia, Guilandina, Haematoxylum, Hoffmanseggia, Lophocarpinia, Mezoneuron, Pomaria, Pterolobium, Stenodrepanum, Stuhlmannia, Zuccagnia) et en abolit deux (Stahlia et Poincianella). Elle propose aussi de réinstaurer deux genres (Biancaea et Denisophytum), de reconnaître cinq nouveaux genres (Arquita, Gelrebia, Hererolandia, Hultholia et Paubrasilia), et d’amender la description de sept genres (Caesalpinia, Cenostigma, Coulteria, Erythrostemon, Libidibia, Moullava, Tara). Les résultats indiquent qu’il y aurait possiblement aussi une 27e lignée qui correspondrait au genre Ticanto, mais un échantillonage taxonomique plus important serait nécéssaire pour éclaircir ce problème. Les espèces du groupe Caesalpinia ont une répartition pantropicale qui correspond presque parfaitement aux aires du biome succulent, mais se retrouvent aussi dans les déserts, les prairies, les savanes et les forêts tropicales humides. À l’échelle planétaire, le biome succulent consiste en une série d’habitats arides ou semi-arides hautement fragmentés et caractérisés par l’absence de feu, et abrite souvent des espèces végétales grasses, comme les Cactacées dans les néo-tropiques et les Euphorbiacées en Afrique. L’histoire biogéographique du groupe Caesalpinia a été reconstruite afin de mieux comprendre l’évolution de la flore au sein de ce biome succulent. Ce portrait biogéographique a été obtenu grâce à des analyses de datations moléculaires et des changements de taux de diversification, à une reconstruction des aires ancestrales utilisant le modèle de dispersion-extinction-cladogenèse, et à la reconstruction de l’évolution des biomes et du port des plantes sur la phylogénie du groupe Caesalpinia. Ces analyses démontrent que les disjonctions trans-continentales entre espèces sœurs qui appartiennent au même biome sont plus fréquentes que le nombre total de changements de biomes à travers la phylogénie, suggérant qu’il y a une forte conservation de niches, et qu’il est plus facile de bouger que de changer et d’évoluer au sein d’un biome différent. Par ailleurs, contrairement à nos hypothèses initiales, aucun changement de taux de diversification n’est détecté dans la phylogénie, même lorsque les espèces évoluent dans des biomes différents ou qu’il y a changement de port de la plante, et qu’elle se transforme, par exemple, en liane ou herbacée. Nous suggérons que même lorsqu’ils habitent des biomes très différents, tels que les savanes ou les forêts tropicales humides, les membres du groupe Caesalpinia se retrouvent néanmoins dans des conditions écologiques locales qui rappellent celles du biome succulent. Finalement, bien que la diversité des espèces du biome succulent ne se compare pas à celle retrouvée dans les forêts tropicales humides, ce milieu se distingue par un haut taux d’espèces endémiques, réparties dans des aires disjointes. Cette diversité spécifique est probablement sous-estimée et mérite d’être évaluée attentivement, comme en témoigne la découverte de plusieurs nouvelles espèces d’arbres et arbustes de légumineuses dans la dernière décennie. Le dernier objectif de cette thèse consiste à examiner les limites au niveau spécifique du complexe C. trichocarpa, un arbuste des Andes ayant une population disjointe au Pérou qui représente potentiellement une nouvelle espèce. Des analyses morphologiques et moléculaires sur les populations présentes à travers les Andes permettent de conclure que les populations au Pérou représentent une nouvelle espèce, qui est génétiquement distincte et comporte des caractéristiques morphologiques subtiles permettant de la distinguer des populations retrouvées en Argentine et en Bolivie. Nous décrivons cette nouvelle espèce, Arquita grandiflora, dans le cadre d’une révision taxonomique du genre Arquita, un clade de cinq espèces retrouvées exclusivement dans les vallées andines. / Amongst the lineages of the Caesalpinioideae (in the family Leguminosae), one of the largest groups where phylogenetic relationships remains unclear is the Caesalpinia Group, a clade of ca. 200 species, currently considered to comprise between 14 and 21 genera. The taxonomic complexity of the Caesalpinia Group stems from persisting doubts on the generic delimitations within Caesalpinia sensu lato, a group of 150 species that are provisionally classified into eight genera. In order to establish a stable generic classification, phylogenetic analyses of five chloroplastic loci and the nuclear ribosomal ITS locus were carried out on a matrix containing an unprecedented taxonomic sampling of the Caesalpinia Group (~84% of species of this group included), with virtually all of the morphological variation and geographic distribution represented. These analyses allowed us to determine that several genera of the Caesalpinia Group, as currently defined, are polyphyletic or paraphyletic. We consider that there are 26 well-resolved clades that represent distinct genera, and a new generic classification system is proposed, which includes a key to genera, the description of the 26 genera and all species accepted within these groups. A total of twelve previously accepted genera are maintained in this classification (Balsamocarpon, Cordeauxia, Guilandina, Haematoxylum, Hoffmanseggia, Lophocarpinia, Mezoneuron, Pomaria, Pterolobium, Stenodrepanum, Stuhlmannia, and Zuccagnia), whereas two genea are abolished (Stahlia and Poincianella). In addition, two genera are re-instated (Biancaea and Denisophytum), five new genera are described, (Arquita, Gelrebia, Hererolandia, Hultholia and Paubrasilia), and the description of seven genera are emended (Caesalpinia, Cenostigma, Coulteria, Erythrostemon, Libidibia, Moullava, Tara). Our results also indicate that there could possible be a 27th lineage corresponding to the genus Ticanto, but an increased taxonomic sampling is needed to adequately address this issue. The Caesalpinia Group has a pantropical distribution that corresponds almost perfectly to the geographical distribution of the Succulent Biome, but are also found in deserts, grassland prairies, savannahs, and tropical rainforests. On a planetary scale, the Succulent Biome consists of a series of semi-arid to arid habitats that are highly fragmented, and which are characterised by the absence of fire, such as deserts and dry forests. This biome often harbours succulent plant taxa, such as the Cactaceae in the Neotropics and the Euphorbiaceae in Africa. The biogeographical history of the Caesalpinia Group was reconstructed in order to gain insight into the evolution of the flora within this Succulent biome. This biogeographical portrait of this group was reconstructed using molecular dating analysis, diversification rate shifts tests, the reconstruction of ancestral areas using the dispersal-extinction-cladogenesis model (DEC), as well as through ancestral character reconstruction of the biomes and habits. These analyses demonstrate that intercontinental disjunctions between sister species belonging to the same biome are more frequent than the total number of biome shifts across the phylogeny, suggesting that there is a strong conservation of niches, and that it is easier to move than to switch to and evolve in a different biome. Furthermore, contrary to our initial hypothesis, no changes in diversification rates were detected in our phylogenies, even when species switched biomes or evolved a different plant habit, e.g. becoming lianas or herbaceous perennials. We suggest that even when members of the Caesalpinia Group inhabit different biomes, such as savannahs or tropical rainforests, they are still tracking local ecological conditions that are typical of the Succulent biome. Finally, while total plant species diversity in the Succulent Biome does not compare to the diversity found in tropical rainforests, this biome distinguishes itself by a high number of endemic species, distributed in disjunct patches across the world. This species diversity is probably under-estimated and needs to be carefully re-evaluated, as shown in several recent descriptions of new tree and shrub species from the Succulent biome, all published in the last decade. The last objective of this thesis is to examine the species limits in Caesalpinia trichocarpa, a shrub from the Andes that has a disjunct population in Peru, which potentially represents a new species. Morphological and molecular analyses of populations occurring across the Andes, including Bolivia and Argentina, allow us to conclude that the populations in Peru represent a new species, which is genetically distinct and has subtle morphological characteristics that allow it to be distinguished from populations found in Argentina and Bolivia. We describe this news species, Arquita grandiflora, in a taxonomic revision of the genus Arquita, a clade of five species found exclusively in Andean valleys.

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 / Metaheuristics are general algorithmic frameworks, often nature-inspired, designed to solve complex optimization problems. Among representative metaheuristics, Biogeography-based optimization (BBO) has been recently proposed as a viable stochastic optimization algorithm. In this PhD thesis, both unconstrained and constrained global optimization problems in a continuous space are considered. New hybrid versions of BBO are proposed as promising solvers for the considered problems. The proposed methods aim to overcome the drawbacks of slow convergence and the lack of diversity of the BBO algorithm. In the first part of this thesis, we present the method we developed, based on an hybridization of BBO with the differential evolution (DE) algorithm, to solve unconstrained optimization problems. We show that the results of the proposed algorithm are more accurate, especially for multimodal problems, which are amongst the most difficult-to-handle class of problems for many optimization algorithms. To solve constrained optimization problems, we propose three new variations of BBO. Our extensive experimentations successfully demonstrate the usefulness of all these modifications proposed for the BBO algorithm. In the second part, we focus on the applications of the proposed algorithms to solve real-world optimization problems. We first address the problem of optimal power scheduling for the decentralized detection of a deterministic signal in a wireless sensor network, with power and bandwidth constrained distributed nodes. The objective is to minimize the total power spent by the whole sensor network while keeping the detection error probability below a required threshold. In a second time, image segmentation of gray-level images is performed by multilevel thresholding. The optimal thresholds for this purpose are found by maximizing the fuzzy entropy. The optimization is conducted by a newly-developed BBO variants (DBBO-Fuzzy). We show the efficiency of the proposed method through experimental results

Mes travaux de recherche ont eu pour but d’analyser la diversité des microorganismes des trois domaines du vivant présents dans des biofilms phototrophes exposés à l’air, se développant sur des substrats minéraux divers, afin d’essayer, d’une part, de répondre à des questions de diversité et de biogéographie et, d’autre part, d’étudier le processus de colonisation par le biais d’expériences d’exposition contrôlées.J’ai ainsi caractérisé, essentiellement par des approches moléculaires basées sur l'analyse des banques des gènes d'ARNr de la petite sous-unité (SSU rDNAs) et sur des analyses d'empreintes communautaires, la diversité microbienne (procaryote et eucaryote) formant des biofilms matures (exposés depuis plusieurs années) dans plusieurs sites géographiques en Irlande du Nord, en France et en Ukraine, dans la région de Chernobyl. Dans ces biofilms soumis à forte pression sélective, nous avons mis en évidence beaucoup de microorganismes hétérotrophes et phototrophes, mais avec une diversité relativement restreinte en comparaison à d’autres milieux comme les sols ou les systèmes aquatiques. Les archées étaient absentes. Les conditions environnementales auxquelles ce type de biofilm est constamment exposé comme l’irradiation, la dessiccation et la limitation des nutriments sélectionnent des microorganismes qui développent des stratégies pour s’adapter comme, entre autres, la production de pigments. Ce sont des microorganismes fréquemment retrouvés dans des milieux désertiques extrêmes et résistants aussi aux radiations ionisantes qui ont ainsi été identifiés, notamment des Deinococcales et des Actinobacteria, ou encore des champignons ascomycètes (Ascomycota). Parmi les organismes phototrophes, nous avons dénombré des Cyanobacteria, des algues vertes (Chlorophyta) et des Streptophyta. Nous avons mis en évidence que les facteurs environnementaux influencent la composition des biofilms. Toutefois, tandis que la composition de la communauté bactérienne est fortement dépendante de la nature du substrat ou elle se développe, la composition des communautés microbiennes eucaryotes dépend de la distance géographique. Nous avons également mené des expériences de colonisation en exposant un même substrat minéral dans trois sites géographiques en Irlande du Nord et en France. L'analyse de la diversité microbienne lors du processus de colonisation a révélé des changements importants dans la composition des communautés, que ce soit pour les procaryotes ou pour les eucaryotes avec, cependant, des comportements différents de ces deux groupes de microorganismes. Dans le cas des bactéries, on observe une transition des Gammaproteobacteria, qui dominent les temps 0-6 mois et qui correspondent vraisemblablement aux cellules inactives en dispersion, vers des Betaproteobacteria, Bacteroidetes, Alphaproteobacteria et Actinobacteria dans des phases successives de formation du biofilm. Par contre, dès leur détection sur le substrat minéral, les eucaryotes sont massivement dominés par des champignons ascomycètes et basidiomycètes, des algues vertes ainsi que d'autres composantes minoritaires comme des ciliés, étant détectées dans des stades plus tardifs. Nos résultats montrent que les organismes hétérotrophes sont pionniers dans la formation de ces biofilms, ce qui permet d'émettre l'hypothèse qu'ils facilitent l'installation des cyanobactéries et surtout des algues vertes. Ils montrent aussi que le processus d'assemblage des communautés bactériennes dépend du temps de colonisation, alors que le site géographique détermine celui des microorganismes eucaryotes. Ces différences majeures de comportement pourraient être expliquées par des modes de vie différents entre les organismes de ces deux grands groupes. / The major objective of my PhD work was the analysis of the diversity of microorganisms from the three domains of life associated with phototrophic biofilms developing on different mineral substrates exposed outdoors. These studies aimed at answering questions about microbial diversity and biogeography and also at studying the colonization process through controlled exposure experiments. I have thus characterized, essentially by molecular methods based on small subunit (SSU) rRNA gene libraries and fingerprinting analyses the diversity of prokaryote and eukaryote microorganisms forming mature biofilms (exposed for several years) in various geographic sites in Northern Ireland, France and Ukraine, in the Chernobyl area. In these biofilms, subjected to strong selective pressure, we found many heterotrophic and phototrophic microorganisms, but their diversity was limited when compared to that of other environments such as soils or aquatic systems. Archaea were absent from all biofilms. The environmental conditions to which these biofilms are constantly exposed, such as irradiation, desiccation and nutrient limitation select for organisms that develop particular adaptive strategies including, among others, pigment production. The microorganisms identified in these biofilms are also frequently found in extreme, desert environments and are known for their resistance also to ionizing radiation, such as Deinococcales and Actinobacteria or ascomycete fungi (Ascomycota). Among phototrophic lineages, we identified Cyanobacteria, Chlorophyta (green algae) and sometimes Streptophyta. We showed that environmental parameters influenced biofilm microbial communities. However, whereas the bacterial community composition depends on the nature of the substrate, the microbial eukaryotic community composition depends on the geographic distance. We also carried out colonization experiences exposing outdoors the same mineral substrate in three different sites in Northern Ireland and France. The analysis of microbial diversity along the colonization process revealed important changes in community composition both for prokaryotes and eukaryotes, although the behavior of the two groups was different. In the case of bacteria, we observed a transition from Gammaproteobacteria, which dominated the initial 0-6 months and which likely corresponded to inactive dispersive cells, towards Betaproteobacteria, Bacteroidetes, Alphaproteobacteria and Actinobacteria in successive steps of biofilm formation. By contrast, since their detection on mineral substrates, eukaryotes were massively dominated by ascomycete and basidiomycete fungi, green algae and other minor components such as ciliates were detected in later stages of biofilm formation. Our results show that heterotrophic organisms are pioneers in the formation of these biofilms, leading to the hypothesis that they facilitate the settlement of Cyanobacteria and, especially, of green algae. They also show that the process of bacteria community assembly depends on colonization time whereas the geographic site determines that of eukaryotic microorganisms. These major differences might be explained by different lifestyles between organisms of the two groups

Bilan sur la faune carcinologique (Decapoda & Stomatopoda) des îles de Polynésie française : historique des recherches, inventaire à jour avec plus de 900 espèces, écologie des principaux taxons, importance économique, bibliographie.

Ce mémoire porte sur les relations phylogénétiques, géographiques et historiques du genre afro-malgache Delonix qui contient onze espèces et des genres monospécifiques et endémiques Colvillea et Lemuropisum. Les relations intergénériques et interspécifiques entre les espèces de ces trois genres ne sont pas résolues ce qui limite la vérification d’hypothèses taxonomiques, mais également biogéographiques concernant la dispersion de plantes depuis ou vers Madagascar. Une meilleure compréhension des relations évolutives et biogéographiques entre ces espèces menacées d’extinction permettrait une plus grande efficacité quant à leur conservation. L’objectif de ce mémoire est de reconstruire la phylogénie des espèces à l’aide de régions moléculaires des génomes chloroplastique et nucléaire, d’identifier les temps de divergences entre les espèces et de reconstruire l’aire géographique ancestrale pour chacun des groupes. Ce projet démontre que le genre Delonix n’est pas soutenu comme étant monophylétique et qu’une révision taxonomique s’impose. Les relations intergénériques demeurent floues quant à la position phylogénétique de Colvillea et nos résultats suggèrent de l’hybridation ou un assortiment incomplet de cette lignée. Les espèces sont apparues et se sont diversifiées au Miocène à partir d’un ancêtre commun du sud de Madagascar. La phylogénie montre deux clades associés aux aires géographiques de répartition des espèces opposant les espèces largement répandues à celles majoritairement restreintes au fourré aride. Différentes hypothèses afin d’expliquer la dispersion des Delonix africains au Miocène à partir de Madagascar sont discutées. Un point de mire sur les interactions biotiques et abiotiques, passées et présentes, dans le fourré aride de Madagascar est recommandé en terme de conservation. / This thesis discusses the phylogenetic, geographic, and historic relationships of the eleven species of the afro-madagascan genus Delonix, as well as the endemic, monospecific genera Colvillea and Lemuropisum. The intergeneric and interspecific relationships of these taxa are unresolved which limits the evaluation of taxonomic changes suggested by some studies and of conflicting biogeographical hypotheses regarding plant dispersal around Madagascar. These species are all endangered, therefore a better understanding of their evolutionary pattern would benefit conservation efforts in Madagascar. The objective of this thesis is to reconstruct a phylogeny using multiple loci from two distinct genomes, and to use it to reconstruct the ancestral geographic range of species and estimate the times of divergence of the lineages. Results indicate that genus Delonix is not supported as monophyletic and a taxonomic revision is necessary. The exact position for Colvillea is ambiguous and suggests hybridization or incomplete lineage sorting for this taxon. Species evolved mostly during the Miocene from southern Madagascan ancestors. The phylogeny shows two clades associated with the geographic distribution of species, opposing the widespread species to the rare and mostly southern, endemic, spiny thicket species. The different hypotheses that could explain the Miocene long distance dispersal of the two African Delonix species from Madagascar are discussed. We recommend that conservation efforts should focus on past and present biotic and abiotic interactions in the Madagascar spiny thicket, considering that this unique habitat is an evolutionary cradle for at least three genera.

La guerre du Viêt Nam mit la forêt au cœur des enjeux militaires. Nées des controverses sur les conséquences environnementales des épandages d'herbicides, des hypothèses ont émergé sur les impacts de cette pratique : différentiels selon les unités paysagères, aggravés par les perturbations anthropiques antérieures et postérieures à la guerre. Relevant de la biogéographie, l'analyse géohistorique confronte des sources souvent divergentes et privilégie les princeps pour reconstituer, à des dates clés, les paysages d'une province au cœur du conflit. L'état actuel de partition en trois unités - plaine, collines et montagnes - révèle le lien entre perturbation et accessibilité. Circa 1954, les pratiques précoloniales et coloniales avaient déjà perturbé les écosystèmes, de manière croissante des montagnes vers la plaine. Les impacts d'une guerre dirigée contre le milieu furent directs et indirects. Après-guerre, ils furent aggravés par les pratiques civiles, qui bloquèrent la reconquête spontanée et provoquèrent déboisements et déforestations ; la pression s'accrut dans les collines et les montagnes, plus affectées par la guerre. Depuis circa 1990, les décisions politiques ont placé officiellement la forêt entre protection et développement mais elles se heurtent aux nécessités du développement économique. La reconquête, dirigée, accélérée par la plantation d'espèces à croissance rapide, est engagée dans des sylvosystèmes perturbés et épargnés par la guerre. Aujourd'hui, dans les trois unités paysagères, les zones défoliées ne sont pas identifiables : cicatrisation, poursuite du recul des forêts surtout ont fait leur œuvre. Restent visibles les géofaciès de cratères et les anciennes bases militaires américaines. La conjugaison des perturbations empêche l'identification du strict impact actuel de la guerre et relativise celui-ci ; plus affaiblis sont les sylvosystèmes de la plaine qui, moins touchés, subissent une forte pression séculaire.