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Chez les espèces d’insectes dont le développement larvaire nécessite plusieurs hôtes, la survie larvaire peut être dépendante à la fois du comportement d’oviposition des femelles et du comportement de recherche des larves. La présente thèse porte sur l'étude de ces deux comportements et leurs possibles impacts sur la performance larvaire de la pyrale de la canneberge, Acrobasis vaccinii (Lepidoptera: Pyralidae), une espèce dont chaque larve a besoin de plusieurs fruits de canneberge, Vaccinium oxycoccos (Ericacae), pour compléter son développement. Dans un premier temps, j’ai démontré que les femelles en laboratoire pondent significativement plus souvent sur les plus gros fruits disponibles; la taille des larves sortant du premier fruit choisi par la femelle étant proportionnelle à la taille de ce fruit. Cependant, sur le terrain, cette préférence n’a pas été observée et mon étude met en évidence que la période d’oviposition survient tôt dans la saison, dès l’apparition des premiers fruits; ceci impliquant une faible variabilité dans la taille des sites de ponte disponibles. Cette étude démontre également une distribution hétérogène des fruits de canneberge en nature et une variabilité importante dans la production annuelle de fruits entre mes deux années d’étude. Le fait que les fruits puissent être rares certaines années serait une raison conduisant les femelles à accepter les fruits de plus faible qualité (fruits de petite taille). Ainsi, cette étude démontre une plasticité dans le comportement d’oviposition chez A. vaccinii, les femelles ne devenant sélectives que lorsque les conditions sont favorables (telles que celles en laboratoire). Dans un deuxième temps, mon étude du comportement d'alimentation des larves a démontré l'induction du rougissement des fruits après l'attaque par une larve. Cette modification peut constituer un indice dissuadant les conspécifiques de se diriger vers des fruits déjà occupés et représente un moyen de réduire la compétition intraspécifique larvaire. Cette étude démontre également la capacité des larves à tenir compte de la taille des fruits et de la distance à parcourir pour atteindre les hôtes. Les larves A. vaccinii présentent une plasticité comportementale en accordant une importance variable à chacun de ces différents facteurs (taille du fruit, couleur du fruit et distance entre les fruits) selon le contexte, ceci leur permettant de maximiser la recherche de nourriture tout en réduisant les risques de compétition intraspécifique et de prédation. / In insect species whose larvae need several hosts to complete their development, larval survival is usually dependent on both the choice of oviposition sites by females and the food searching behaviour of larvae. In this thesis, I studied oviposition behaviour and larval foraging behaviour and their possible impacts on larval fitness in the cranberry fruitworm, Acrobasis vaccinii (Lepidoptera: Pyralidae), a species in which each larva must feed on several fruits of the cranberry, Vaccinium oxycoccos (Ericacae), to complete its development. Firstly, I demonstrated that females, under laboratory conditions, exhibit a significant preference for the largest fruit available when choosing oviposition sites; larvae leaving these maternally selected large fruits were significantly larger than those larvae leaving smaller fruits. In the field, however, this preference based on fruit size was not observed. This lack of preference in nature may be due, in part, to the fact that the oviposition period of A. vaccinii is relatively early during the summer when cranberry fruits are still small and when there is little variation in the size of fruits available. I also found a heterogeneous distribution of hosts in patches of varying fruit densities, and a large variability in fruit production between the two years of my study. The fact that, in any given year, hosts may be rare may be a reason why females accept relatively low-quality hosts (i.e., relatively small fruits). Thus, this study demonstrates a behavioural plasticity in A. vaccinii, females selecting largest fruits only when environmental conditions are good (such as in our laboratory conditions). A second study on larval feeding behaviour demonstrated that green cranberry fruit become red following attacks by A. vaccinii larvae. This host modification (fruit colour) may be a cue used by conspecific larvae to avoid already infested fruits, thus reducing the risk of intraspecific competition. I also showed that A. vaccinii larvae are able to take into account two other factors - fruit size and distance between hosts - in their choice of fruit. Larvae of A. vaccinii show behavioural plasticity when choosing fruit in that they accord a different degree of importance to each factor (fruit size, fruit colour and distance between fruit) depending on the context. This plasticity allows the larvae to maximise foraging efficiency while minimising intraspecific competition and predation risk.

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Cette étude visait à évaluer la relation entre la richesse des coléoptères et l’hétérogénéité compositionnelle et structurale de l’habitat, caractérisée à plusieurs échelles spatiales. Aux étés 2004 et 2005, 70 peuplements de la forêt boréale de la Côte-Nord du Québec ont été échantillonnées. Globalement, 133 espèces de coléoptères ont été capturées au sol par pièges fosse et 251 espèces dans les airs par pièges à impact. L’influence du type d’hétérogénéité et de l’échelle spatiale variait entre ces deux groupes de coléoptères. L’hétérogénéité compositionnelle, évaluée à l’échelle du peuplement, expliquait le mieux les variations spatiales de richesse des coléoptères terricoles, alors que c’était plutôt l’influence conjointe de l’hétérogénéité structurale et compositionnelle évaluée aux échelles du peuplement et du paysage qui expliquait le mieux les variations spatiales de richesse des coléoptères volants. L’étude démontre l’importance de considérer plusieurs composantes de l’hétérogénéité et plusieurs échelles spatiales pour la compréhension des patrons de biodiversité. / The main objective of this study was to establish the relationship between beetle species richness and compositional and structural heterogeneity characterized at multiple spatial scales. During the summers of 2004 and 2005, 70 stands of the boreal forest of the North shore region of Québec were sampled. Overall, 133 ground-dwelling beetle species and 251 flying species were captured using pitfall and flight interception traps. The influence of the type of heterogeneity and the spatial scale varied between the two groups of beetles. Compositional heterogeneity evaluated at the stand scale best explained spatial variations in ground-dwelling beetle richness, whereas it was the joint influence of structural and compositional heterogeneity at both stand and landscape scales that best explained spatial variations in flying beetle richness. The study outlines the importance of considering several components of heterogeneity and multiple spatial scales to better understand of biodiversity patterns.

La distribution et l’abondance des poissons sont largement déterminées par les interactions trophiques et les conditions environnementales. Les changements climatiques en Arctique constituent des modifications environnementales majeures susceptibles d’influencer le succès des espèces. Au sein du réseau trophique pélagique de l’Arctique canadien, la morue arctique (Boreogadus saida) assure la majeure partie des flux de carbone entre la production zooplanctonique et les prédateurs supérieurs. Cependant, l’écologie des stades adultes de cette espèce clé reste très mal connue. Ce manque de connaissances est largement imputable aux difficultés d’échantillonnage dans les conditions extrêmes de l’océan Arctique. L’acoustique sous-marine a été utilisée dans cette thèse, en couplage avec des données d’océanographie physique et biologique, afin d’améliorer les connaissances sur l’écologie de la morue arctique en mer de Beaufort. Une série temporelle hivernale acquise à une station fixe de 230 m de profondeur en baie de Franklin a permis de percer l’écologie hivernale de la morue arctique. L’étude à l’échelle saisonnière a montré que sous le couvert de glace, la morue arctique se maintenait dans la partie inférieure de la colonne d’eau, et était associée à l’halocline pacifique. Les estimations de biomasses ont progressivement augmenté à partir de la fin janvier (10 g m–3) pour atteindre des valeurs maximum en avril (2673 g m–3). Cette accumulation de morue arctique résulte probablement d’une advection passive dans les eaux de talus. L’étude à l’échelle journalière a mis au jour l’existence de migrations verticales journalières de la morue arctique, déclenchées par le taux de changement de lumière. La migration nocturne d’une partie de la population vers la surface reflète un comportement adopté par les plus petits individus pour s’alimenter en réduisant à la fois la compétition avec les plus grands individus et le risque de prédation par les phoques. Enfin, l’étude de la distribution spatiale avant la consolidation de la banquise a montré que la morue arctique se concentrait sur les talus (isobathes 150 à 600 m) du plateau du Mackenzie et du golfe d’Amundsen. Les densités étaient plus faibles (< 1 g m–3) que dans l’agrégation hivernale et constituaient probablement la source de l’agrégation détectée en baie de Franklin. Cette thèse a permis de caractériser l’habitat de la morue arctique et les interactions trophiques qui déterminent son comportement. Les estimations de biomasses ont confirmé l’importance de cette espèce dans le réseau trophique pélagique de l’Arctique. / Distribution and abundance of fish are greatly determined by trophic interactions and environmental conditions. Climate change in the Arctic constitutes major environmental modifications likely to influence the success of species. Within the pelagic trophic web of the Canadian Arctic, Arctic cod (Boreogadus saida) makes the most part of carbon fluxes between zooplanktonic production and top predators. However, the ecology of adult stages of this key species remains poorly known. This lack of knowledge is mostly attributable to sampling difficulties in the extreme conditions of the Arctic Ocean. Marine acoustics were used in this thesis, coupled with physical and biological oceanographic data, in order to improve the knowledge about Arctic cod’s ecology in the Beaufort Sea. A winter time series collected at 230 m deep fixed station in Franklin Bay enabled to uncover winter ecology of Arctic cod. The seasonal scale study showed that under the sea-ice cover, Arctic cod maintained in the lower half of the water column, and was associated with Pacific halocline. Biomass estimates progressively increased from late January (10 g m–3) to reach maximum values in April (2673 g m–3). This Arctic cod accumulation probably resulted from a passive advection within slope waters. The daily scale study revealed the existence of diel vertical migrations of Arctic cod, triggered by the rate of change in light intensity. The nocturnal migration of a part of the population toward surface reflects a behaviour adopted by smaller individuals to feed, reducing at the same time competition with larger individuals and predation by seals. Finally, the study of spatial distribution prior to sea-ice consolidation showed that Arctic cod concentrated on slopes (isobaths 150 to 600 m) of Mackenzie shelf and Amundsen Gulf. Densities were lower (<1 g m –3) than in the winter aggregation and likely constituted the source for the aggregation detected in Franklin Bay. This thesis enabled to characterize the habitat of Arctic cod and trophic interactions that determine its behaviour. Biomass estimates confirmed the importance of this species in the pelagic food web of the Arctic.

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L’évaluation du rôle joué par les interactions trophiques dans un écosystème est essentielle afin de comprendre sa structure. La prédation pourrait être particulièrement importante dans les réseaux trophiques simples caractérisés par une faible productivité primaire comme la forêt boréale ou la toundra arctique. Nous avons mesuré la pression de prédation imposée par les principales espèces d’oiseaux prédateurs sur les populations de petits mammifères dans la toundra en évaluant précisément leurs réponses numériques, fonctionnelles et totales à l’Île Bylot, Nunavut et à l’Île Herschel, Yukon, Canada. Nous avons ainsi pu démontrer que la pression de prédation imposée par les oiseaux prédateurs est très forte, et qu’elle serait suffisante pour limiter les populations d’une des deux espèces de lemmings pendant la saison estivale. Nous avons ensuite étudié les déplacements annuels du harfang des neiges (Bubo scandiacus) afin de mieux évaluer son rôle dans la dynamique spatiale de l’écosystème terrestre arctique. À l’aide de la télémétrie par satellite, nous avons pu déterminer que le harfang effectuait des déplacements exploratoires printaniers importants et démontrait une très grande dispersion reproductive annuelle. De plus, nous avons évalué les taux de survie et de reproduction annuels chez les femelles harfangs et avons démontré que ces oiseaux pouvaient se reproduire à chaque année dans un environnement où la disponibilité des ressources varie considérablement et de façon irrégulière d’une année à l’autre. Finalement, nous avons étudié l’utilisation hivernale de l’espace chez ces oiseaux. Nous avons ainsi pu démontrer les liens étroits qui existent entre écosystèmes puisque le harfang, un prédateur reconnu pour se spécialiser sur des proies terrestres, semble s’alimenter de proies marines pendant une partie importante de son cycle annuel. Globalement, nos résultats indiquent que les oiseaux prédateurs peuvent fortement influencer le fonctionnement du réseau trophique de la toundra. Leur rôle dans l’écosystème terrestre est aussi vraisemblablement modulé par leur mobilité et la présence de subsides allochtones. / Evaluation of the role played by predator-prey interactions in an ecosystem is essential to understand its food web structure. Predation has been suggested to be especially important in simple food webs characterized by a low primary productivity such as the boreal forest or the Arctic tundra. We first measured the predation pressure that the main species of predatory birds imposed on small mammal populations of the tundra by assessing precisely their numerical, functional and total responses on Bylot Island, Nunavut and Herschel Island, Yukon, Canada. We were able to show that the predation pressure imposed by predatory birds is very strong, and appears to be sufficient to limit the populations of one of the two species of lemmings during the summer. We then studied the annual movements of snowy owl (Bubo scandiacus) to better assess its role in the spatial dynamic of the Arctic terrestrial ecosystem. Using satellite telemetry, we showed that owls do extensive exploratory movements in spring and exhibit very large annual breeding dispersal movements. In addition, we evaluated the annual survival and reproduction rates in breeding female snowy owl and showed that these birds can breed every year in an environment where resource availability can vary considerably and irregularly from year to year. Finally, we investigated winter space use in this species. We were able to demonstrate the close links between ecosystems as snowy owls, well-known to specialize on rodents, seem to feed on marine prey for a significant part of their annual cycle. Globally, our results show that avian predators can greatly influence the tundra food web functioning. Their role is apparently modulated by their mobility and access to allochthonous subsidies.

Notre étude a eu pour but d’évaluer l’influence de l’environnement sur la morphologie, le comportement et l’expression de gènes dans le cerveau chez deux populations d’eau douce d’épinoches à trois épines, Gasterosteus aculeatus, de la région du Bas St.-Laurent provenant des lacs Témiscouata et Rond. Des différences significatives ont été trouvées au niveau de la morphologie; les structures défensives étant plus développées chez les épinoches du lac Témiscouata. Des juvéniles de chacun des lacs ont également été élevés en milieu commun au laboratoire et des différences significatives ont été trouvées dans leurs comportements. Les niveaux d’activité et d’agressivité étant plus élevés dans la population du lac Rond que dans le lac Témiscouata. Finalement, aucune différence significative n’a été trouvée dans l’expression des gènes ciblés entre les deux populations. Nous avons toutefois observé un patron moléculaire apparent dans l’expression des gènes: l’expression de certains gènes étant corrélé avec l’expression de leurs récepteurs alors que d’autres non. Les différences morphologiques et comportementales trouvées pourraient être expliquées par le niveau de prédation qui semble a priori plus élevé dans le lac Témiscouata que dans le lac Rond. / Our study aimed to evaluate the influence of the environment on morphology, behaviour and gene expression in the brain in two freshwater populations of threespine sticklebacks, Gasterosteus aculeatus, in the Bas St.–Laurent coming from Témiscouata and Rond lakes. Significant differences were found in the morphology of the animals: defensives structures of the sticklebacks are more developed in Témiscouata Lake. Moreover, juveniles of each lake were raised in common environment in a laboratory, and significant differences were found in behaviour: activity and aggressiveness were higher in population from Rond Lake. However, we observed molecular pathway in global gene expression: some neuropeptide expressions were correlated with their receptor expressions but not in all cases. Morphological and behavioural differences could be explained by the predation risk, which seemed a priori higher in Témiscouata Lake than in Rond Lake.

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