La palourde japonaise, Venerupis philippinarum, a été introduite en France au début des années 70 à des fins aquacoles. Depuis 1987, d'importants épisodes de mortalité, causés par la bactérie pathogène Vibrio tapetis, touchent cette espèce le long des côtes françaises et européennes. Cette vibriose, appelée Maladie de l'Anneau Brun (MAB), est considérée comme une maladie d'eau froide. L'interaction tripartite entre V. philippinarum, V. tapetis et l'environnement a été explorée à travers le rôle du système enzymatique des phénoloxydases (POs) dans le but de mieux comprendre la réponse immunitaire de la palourde japonaise, la virulence de l'agent pathogène mais aussi l'impact de l'environnement et plus particulièrement de la température. Les POs sont des oxydoréductases impliquées dans la synthèse de la mélanine et de ses dérivés mais aussi dans les processus de reconnaissance du non-soi et d'encapsulation chez les invertébrés. Dans un premier temps, l'activité PO du sérum d'hémolymphe a été caractérisée d'un point de vue biochimique comme étant majoritairement de type laccase ; une activité minoritaire de type tyrosinase a également été identifiée. Des infections de palourdes par trois souches de V. tapetis, à différentes températures, ont mis en évidence une modulation de la réponse du système PO en fonction du temps et du compartiment étudiés. De façon générale, l'infection bactérienne s'est traduite par une augmentation de l'activité PO. Toutefois, le niveau basal d'activité PO est variable d'une population à une autre et cette variabilité semble traduire une susceptibilité différente à la MAB. L'augmentation de la température de 15 à 22°C a entraîné une augmentation des capacités immunitaires de la palourde japonaise. La températurea également eu un impact sur la pathogénicité de V. tapetis et ce, de façon différentielle selon les souches. L'inhibition de l'activité PO observée in vitro en présence de produits extracellulaires bactériens souligne la complexité de l'interaction entre V. philippinarum et V. tapetis. Ainsi, le suivi de l'activité PO constitue un biomarqueur pertinent des capacités immunitaires des invertébrés marins dans l'interaction tripartite hôte-pathogène-environnement.

Actuellement en France et aux Etats-Unis, seules 30 à 35 % des premières inséminations artificielles chez la vache Holstein aboutissent à un vêlage. Les échecs de gestation ont lieu le plus souvent au cours du développement embryonnaire (Non-Fécondation-Mortalité Embryonnaire Précoce (NF-MEP) entre 0 et 16 jours, Mortalité Embryonnaire Tardive (MET) entre 16 et 45 jours après insémination). Ces échecs précoces de gestation expliquent en grande partie les différences de fertilité observées en France entre la race Holstein et les autres races plus fertiles. Les facteurs de risque de l'interruption de la gestation sont multiples : liés à l'animal, à l'environnement et à la conduite de l'élevage. Trois facteurs cependant ont évolué au cours du temps pour les vaches Holstein : le potentiel génétique, les anomalies de reprise de la cyclicité après vêlage, le déficit énergétique en début de lactation. Notre objectif a été d'identifier l'influence de ces trois facteurs sur les échecs précoces de gestation après première insémination postpartum chez la vache de race Holstein. Le potentiel génétique a été associé à l'incidence de NF-MEP et de MET. Les phases lutéales prolongées sembleraient être à l'origine d'une augmentation d'incidence de MET. Le déficit énergétique a eu un effet sur la NF-MEP et sur la MET. L'effet du déficit énergétique postpartum sur la qualité des ovocytes au moment de la mise à la reproduction reste hypothétique. Notre travail sur les échecs précoces de gestation a permis de contribuer à fournir des outils d'amélioration de conduite d'élevage aux professionnels.

Notre étude a montré l'implication de la déficience de PPARα dans la modulation de latranscription des gènes de l'insuline et de l'inflammation des adipocytes chez les sourisadultes C57BL/6J (WT) et PPARα-null. A jeun, les souris PPARα-null sont hypoglycémiquespar rapport aux animaux témoins WT. La concentration en insuline et l'expression de sesARNm pancréatiques, par rapport aux animaux témoins, sont diminuées chez les sourisPPARα-null, suggérant que la suppression du gène de PPARα contribuait à la faibletranscription de ces gènes. De plus, la suppression du gène de PPARα aboutit à la diminutiondes facteurs de transcription des gènes de l'insuline comme Pdx-1, Nkx6.1 et MafA. En outre,la capacité pancréatique fonctionnelle est aussi détériorée par la suppression du gène dePPARα puisque le pancréas des souris PPARα-null exprime de faibles taux de Glut2 et deglucokinase. Les souris PPARα-null expriment des taux élevés d'adiponectine et de leptinecomparées aux souris témoins. Dans les tissus adipeux, les souris PPARα-null présentent uneaugmentation de l'expression de CD14 et CD68 généralement exprimés par les macrophages.La suppression du gène de PPARα diminue, au niveau des adipocytes, l'expression de MCP-1, TNFα, IL-1β, IL-6 et RANTES, alors que l'expression de TLR-2 et de TLR-4 (récepteurspro-inflammatoires) était élevée dans les tissus adipeux. Ces résultats suggèrent qu'encondition normale, la déficience en PPARα, chez les souris est impliquée dans la modulationde la transcription des gènes de l'insuline et le statut inflammatoire du tissu adipeux.En outre, l'invalidation du gène de PPARα dans les cellules T a abouti àl'augmentation de T-bet et la diminution de GATA-3 tant aux niveaux de la protéine que del'ARNm. Comme prévu, l'acide Docosahexaénoïque (DHA) a exercé non seulement un effetinhibiteur sur la prolifération des cellules T, mais aussi a diminué la sécrétion d'IFN-γ etstimulé la sécrétion de l'IL-4 dans les deux types cellulaires. Le DHA a aussi diminué T-bet etaugmenté GATA-3 tant au niveau de la transcription qu'au niveau de la protéine. Quoique lescellules T des souris PPARα-null ont exprimé un plus fort niveau de phosphorylation de p38MAP kinase que les cellules T de WT, le DHA a diminué la phosphorylation des MAPkinases (p38 et ERK1/2) dans tous les deux les types cellulaires. Les inhibiteurspharmacologiques des MAP kinases ont aussi diminué T-bet et augmenté GATA-3 dans lescellules T. Ces résultats démontrent que le DHA, via son action sur les MAP kinases, modulel'expression des facteurs de transcription. Ces résultats expliquent aussi le mécanisme d'actionde cet acide gras sur la différenciation des cellules T dans la maladie et la santé

L'attention scientifique s'est récemment portée sur l'identification des mécanismes proximaux sous-tendant les compromis évolutifs;tels que les compromis existant entre croissance/reproduction et longévité. La production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS )a été suggérée comme un candidat potentiel ,de par sa liaison étroite au métabolisme énergétique (sous-­produits du fonctionnement mitochondrial) et son caractère inévitable. Si la production de ROS excède le niveau des défenses antioxydantes, une situation de stress oxydant va en résulter et a été associé au vieillissement . Puisque la mitochondrie n'est pas uniquement la centrale énergétique de la cellule mais aussi le principal producteur de ROS, cette thèse s'est attachée à clarifier les relations entre métabolisme énergétique , fonctionnement mitochondrial et stress oxydant ; avec des études concernant l'impact d'activités coûteuses en énergie (croissance, reproduction, thermogénèse) sur l'équilibre de la balance oxydative.

The coastal areas are subject to multiple anthropogenic pressures including chemical pollution that can pose a real risk to the sustainability of aquatic species. The Arcachon Bay, macrotidal lagoon located on the French Atlantic coast, is the important ecosystem for oyster farming. But for several years, the oyster farms face lower recruitment and high mortality of oyster spat. Chemical contamination of the environment as a factor that may contribute to the observed effects on oysters has so far not been investigated.The present thesis aimed at evaluating through different approaches, of the potential toxicity of heavy metals and pesticides representative of the Arcachon Bay contamination on the early life stages of the Pacific oyster, Crassostrea gigas. Embryotoxicity, genotoxicity and expression levels of eleven targeted genes were studied. Firstly, different pesticides (S-metolachlor, irgarol, and diuron) and metals (copper and cadmium) were separately tested to determine their spectrum of effects. It were shown that exposure of gametes and embryos of oyster to environmental concentrations of pesticides and copper increased developmental abnormalities and DNA damage, and reduced fertilization success and affected offpring quality. Cadmium, meanwhile, showed no embryotoxic and genotoxic effects at the concentrations found in the Arcachon Bay. Metabolites of metolachlor, metolachlor ESA and metolachlor OA, are found in the Arcachon Bay at higher concentrations than their parent compound. The results showed that these metabolites were less embryotoxic and genotoxic on oyster embryos and spermatozoa than metolachor. Significant changes in expression of genes involved in antioxidant defense were observed for oyster larvae exposed to metolachlor and metolachlor ESA. Toxicity of mixtures of pesticides representative of the Arcachon Bay contamination with and without copper was then evaluated. Exposures of oyster embryos to these mixtures lead to development defects, DNA damage and changes in the expression of genes involved mainly in oxidative stress responses. Finally, mapping of toxicity of sediments from the Arcachon Bay was conducted for four seasons of 2011 with the oyster embryo-larvae assay. Sediments collected from Arguin exhibited low toxicity, regardless any season. In contrast, sediments from Le Tès showed higher toxicity in spring and summer seasons compared to winter season.From this work, it can be hypothesized that chemical contamination of the Arcachon Bay represents a threat for oyster reproduction and development.

The Umwelt concept of Jakob von Uexküll considers animals as subjects that inhabit their own subjective universe which is determined by the animal's sensory perception and cognitive abilities. Dolphins present an interesting species to investigate its Umwelt because cetaceans underwent a drastic change in lifestyle in the course of evolution because these mammals returned from a terrestrial life back into the water. Although bottlenose dolphins are intensively studied there are still many knowledge gaps. Here we studied some aspects of the dolphins' Umwelt by asking: (1) how their nocturnal acoustic Umwelt is arranged; (2) what the production of vocal copies can tell us about the dolphins' perception of their environment; (3) whether they are able to perceive tastes (4) or odours; (5) whether they are sensitive to magnetic stimuli. We found that the dolphins' nocturnal Umwelt was characterized by a temporally patterned vocal activity that also included vocal copies of sounds that the dolphins had heard during the day. This is a striking separation between auditory memory formation and vocal copy production and the copies might be a vocally expressed nocturnal rehearsal of day events. Thus, vocalizations can serve as possible indicators of events or objects that are meaningful to the dolphins. Regarding dolphins' perceptive abilities, we found that they were sensitive to both gustatory and olfactory food-related stimuli. They might use this ability to locate and/or evaluate prey. Further, dolphins responded to a magnetic stimulus, suggesting that they are magnetosensitive, what could be useful for navigation. So far, chemo- and magnetoreception have not been considered seriously as potentially functional in dolphins. The results obtained during this thesis fill some of the gaps that still exist in the knowledge of the dolphin's Umwelt and therefore contribute to a better understanding of this species. Moreover, they illustrate that even already intensively studied species may still hold important facets of their biology to reveal and that research should broaden the view and remain unbiased when studying a topic.

Les organismes font face à des compromis entre leur reproduction, leur maintenance et leur survie, dont découlent des stratégies adaptatives énergétiques, comportementales et écologiques.Ce travail de thèse propose de préciser les stratégies de reproduction chez la tortue luth Dermochelys coriacea nidifiant en Guyane. Nous avons étudié les caractéristiques maternelles, les performances de reproduction et les potentiels liens existants entre la migration et la reproduction chez une population d'individus d'identité connue, suivis grâce à un suivi longitudinal original combinant biométrie, physiologie et biologie moléculaire.Premièrement nous montrons que les tortues luth opèrent comme des reproducteurs sur capital, i.e., leur reproduction repose sur les ressources stockées sous forme de réserves corporelles pendant la migration précédant la saison de ponte. D'autre part, nous suggérons que les femelles ajustent la durée de leur migration en fonction des conditions océanographiques rencontrées pendant la migration. Ceci leur permettrait, à l'échelle de la vie, de répondre au compromis entre la reproduction en cours et les reproductions futures. Enfin, notre démarche souligne l'importance de prendre en compte les caractéristiques individuelles dans la compréhension des stratégies de reproduction, et de manière ultime pour l'établissement de modèles réalistes de la dynamique des populations, notamment dans le cas d'espèces emblématiques telles que les tortues marines.

A l'origine de cette étude, des auto-anticorps anti-LKM2 (Liver Kidney Microsomes) avaient été détectés par immunofluorescence indirecte sur coupes de foie de rats dans le sérum de patients ayant fait une hépatite après prise d'acide tiénilique (Diflurex). Il avait été montré au laboratoire que ces anticorps sont dirigés contre un cytochrome P-450 humain responsable du métabolisme du médicament, le cylochrome P-450-8 (IIC9). Nous avons émis une hypothèse quant au mécanisme conduisant à l'apparition de ces auto-anticorps et élaboré un modèle d'étude chez l'animal. Nous avons tout d'abord déterminé, par différentes techniques biochimiques, la protéine hépatique de rat reconnue par les anticorps anti-LKM2. Ces anticorps réagissent de façon croisée avec une forme constitutive de cytochrome P-450 Hépatique de rat, le cytochrome P-450-UT-A (IIC1 1) qui est majoritaire dans le foie de rats non traités. Cette reconnaissance croisée permet de comprendre le test clinique de détection des anticorps anti-LKM2 sur coupes de foie de rats. Nous avons ensuite montré qu'un traitement des rats par l'acide tiénilique, après certaines inductions hépatiques, fait apparaître à la surface de leurs hépatocytes un néo-antigène reconnu par les anticorps anti-LKM2. Afin de généraliser le mécanisme d'apparition d'anticorps anti-tissus proposé, nous nous sommes intéressés à l'hépatite induite par l'iproniazide (Marsilid) où des anticorps spécifiques anti-mitochondries (anti-M6) ont été délectés dans le sérum des patients. Nous avons montré que ces anticorps reconnaissaient une protéine de la membrane externe des mitochrondries de foie humain, la mononoamine oxydase B (MAO B), qui est inhibée de façon irréversible par l'iproniazide. Il s'agit du troisième exemple d'hépatite médicamenteuse de type immuno-allergique avec apparition d'anticorps anti-tissus où ces anticorps semblent dirigés contre une protéine responsable de l'activation métabolique du médicament.

L'étude des mécanismes endocriniens est particulièrement intéressante du fait du rôle majeur des hormones dans la régulation des interactions entre la physiologie d'un organisme, son comportement, et les modifications de son environnement. Cette thèse s'est intéressée aux relations entre le statut hormonal, les performances de reproduction et le succès reproducteur d'un oiseau marin longévif, le manchot Adélie Pygoscelis adeliae, dans un contexte environnemental soumis à des changements. Le statut endocrinien de manchots mâles a été manipulé en utilisant des implants dégradables sous-cutanés diffusant l'hormone d'intérêt ou un inhibiteur de sa sécrétion. Les effets d'une modification des niveaux d'hormones sur l'investissement parental pendant l'incubation ont été mesurés à l'aide d'observations directes et d'oeufsfactices enregistrant les paramètres d'incubation. Les niveaux de corticostérone - hormone dite de stress, de prolactine - hormone des soins parentaux, et de testostérone - hormone liée aux comportements sexuels et à l'agressivité, ont été manipulés. Les effets d'une augmentation des niveaux de corticostérone sur les performances et le succès reproducteur pendant la période de l'élevage des poussins ont également été mesurés. Enfin, les conséquences d'une légère élévation des niveaux de corticostérone pendant l'ensemble de la saison de reproduction en termes de comportement et de succès reproducteur ont été examinées. Une augmentation des niveaux de corticostérone a globalement diminué les performances et le succès de reproduction. D'autre part, une modification des niveaux de prolactine ou de testostérone a affecté la durée etles paramètres d'incubation, suggérant une implication de ces deux hormones dans le contrôle de la phénologie de la reproduction. Les résultats présentés dans cette thèse mettent l'accent sur le fait que la relation entre statut endocrinien et performances de reproduction est dose, état et contexte dépendante. Nos résultats illustrent le rôle majeur des hormones étudiées dans la régulation de l'effort reproducteur, et soulignent également l'importance de considérer les interactions entre les organismes et leur environnement.

Les abeilles sont des pollinisateurs essentiels pour les cultures et les plantes sauvages, mais l'intensification des pratiques agricoles a engendré une baisse importante de leur abondance et diversité. Afin de protéger efficacement les abeilles dans les paysages agricoles, il est nécessaire d'avoir une meilleure connaissance de leurs patrons de diversité. L'objectif général de cette thèse était de déterminer les patrons spatio-temporels de la diversité des abeilles et l'utilisation des ressource fleuries dans un système agricole intensif. L'échantillonnage spatialement extensif de l'activité de butinage des abeilles sauvages et domestiques nous a permis de recenser 45040 individus (29314 abeilles domestiques et 15726 sauvages), appartenant à 192 espèces recensées à l'échelle territoriale. Cette diversité représente près de 20% de la richesse des espèces apiformes connues à l'échelle nationale. Cette communauté est caractérisée par une forte proportion d'espèces rares (28,8%) et de fortes variations temporelles et spatiales, en particulier de l'échelle locale jusqu'à 10-20 km2. L'importance des habitats semi-naturels pour soutenir les populations d'abeilles sauvages a été confirmée dans cette étude. Durant les périodes de floraison des cultures oléagineuses, les abeilles sauvages étaient étroitement associées aux habitats semi-naturels alors que les abeilles domestiques ont montré une nette préférence pour les cultures à floraison massive. La diversité des abeilles sauvages dans les habitats semi- naturels était 3-4 fois supérieure à celle observée dans le colza ou le tournesol. L'importance de certains facteurs écologiques clefs pour la diversité des abeilles, comme la richesse floristique locale et la quantité d'habitats semi-naturels dans le paysage, a été confirmée et quantifiée. Il a également été démontré que ces effets varient en fonction de la saison et de l'échelle spatiale. Ces résultats mettent en évidence les processus écologiques responsables des partons de diversité des abeilles à différentes échelles spatiales, et peuvent contribuer à optimiser la conception des mesures de conservation visant à promouvoir la diversité des abeilles dans les agrosystèmes intensifs.