Les Bernaches du Canada établies en milieu tempéré sont souvent considérées comme une source de nuisances dans plusieurs régions de l'est de l'Amérique du Nord. Dans le sud du Québec, une population nicheuse s'est établie il y a une vingtaine d'années et continue de croître depuis. Les oies et les bernaches sont des oiseaux à forte longévité et la survie est donc un facteur déterminant pour la gestion de ces populations. Le premier objectif de notre étude était de décrire la distribution spatio-temporelle de la récolte des bernaches établies dans le sud du Québec. Notre second objectif consistait à estimer les taux de survie de ces oiseaux et d'évaluer l'effet du sexe et de l'âge sur cette survie ainsi que les variations interannuelles. Notre dernier objectif était d'évaluer l'effet de la date d'éclosion, de l'âge au baguage et de la condition corporelle au baguage sur la survie des juvéniles. Des modèles de capture-marquage-recapture combinant des données de recaptures d'oiseaux vivants et de retours de bagues d'oiseaux abattus ont été élaborés en utilisant les oiseaux bagués comme juvéniles entre 2003 et 2009. La majorité des retours de bagues d'oiseaux abattus par la chasse provenait du Québec. La distribution des retours était concentrée en deux secteurs : aux alentours de Varennes dans le sud du Québec, puis le long de la côte américaine entre le Rhode Island et le Maryland. La récolte comprenait majoritairement des juvéniles dans le premier cas et des jeunes d'un an dans le deuxième cas. Au Québec, la récolte durant la période de chasse hâtive totalise 9 % de la récolte totale. Bien que la différence était légère, la survie des femelles était plus faible que celle des mâles. La survie des juvéniles variait entre les années entre 0.73 (95 % IC 0.43-0.90) et 0.90 (0.74-0.96) et était plus élevée que pour les adultes (0.56 [0.44-0.67] à 0.76 [0.68-0.82]) et les oiseaux d'un an (0.54 [0.45-0.63] à 0.73 [0.64-0.81]). Une relation négative entre la date d'éclosion et la survie des juvéniles a été observée mais il n'y avait pas de relation significative avec la condition corporelle ainsi que l'âge au baguage. En plus de n'avoir qu'à parcourir de courtes distances durant leur migration, l'utilisation prédominante d'habitats non ouverts à la chasse par les groupes familiaux durant l'automne pourrait expliquer la survie élevée des juvéniles. D'autre part, l'utilisation d'habitats ruraux où la pression de chasse est possiblement plus grande, combiné au phénomène de migration de mue pourrait contribuer aux taux de survie plus faibles des adultes non accompagnés de jeunes et des oiseaux d'un an. Le taux de survie observé pour les adultes porte à croire que la croissance de la population est supportée de façon importante par une fécondité élevée. L'importance de l'immigration ainsi que des paramètres de fécondité, dans le taux de croissance de la population restent donc à déterminer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : âge, Bernache du Canada, Branta canadensis maxima, condition corporelle, date d'éclosion, distribution de la récolte, milieu tempéré, Québec, survie

La connectivité des populations marines est un élément majeur de la démographie des métapopulations, car elle constitue le lien entre les sous-populations. Chez les invertébrés marins ayant un cycle vital bentho-pélagique, la connectivité se produit au cours de la dissémination larvaire, laquelle est principalement dirigée par les courants marins. L’objectif principal de cette étude est de mettre en évidence la variabilité de la connectivité dans les métapopulations marines, et particulièrement pour les populations de Mytilus spp. dans l’estuaire maritime du Saint-Laurent. L’objectif secondaire consiste à analyser les variations spatiotemporelles de la colonisation et du recrutement dans ce système, car ils représentent des processus essentiels de la connectivité. (1) Les différentes méthodes pour mesurer la connectivité et sa variabilité sont exposées, ainsi que leur applicabilité dans différents systèmes. Après avoir décrit les principaux facteurs influençant la connectivité, les éléments moteurs d’une telle variabilité et leurs implications pour les métapopulations marines et la gestion de la biodiversité sont discutés. (2) Par ailleurs, des études sur le terrain ont été effectuées et ont révélé une variabilité saisonnière et interannuelle de la colonisation de Mytilus spp. dans l’écosystème boréal du Saint-Laurent. Ces observations ont montré que la colonisation, faisant suite à la phase initiale de dissémination larvaire (c.-à-d. large échelle spatiale), se déroule sur une ou deux courtes périodes (de 1 à 2 semaines) au cours de la saison de reproduction. De plus, une phase de colonisation secondaire effectuée par des stades post-métamorphiques (juvéniles) a été démontrée tout au long de la saison de reproduction. Cette phase constitue une part importante de l’ensemble de la colonisation observée, particulièrement dans les semaines suivant les évènements de recrutement primaire larvaire et les périodes de tempête. (3) Finalement, une méthode géostatistique, basée sur la relation entre la biomasse d’adultes et le recrutement dans les différentes sous-populations, a permis de mettre en évidence un couplage démographique homogène à une distance de 12-24 km au cours des cinq années d’études, dans la direction du courant dominant. Dans l’ensemble, cette étude confirme de manière empirique l’importance des fluctuations de la biomasse d’adultes, de la colonisation et du recrutement pour déterminer la variabilité de la connectivité des métapopulations marines et supporte ainsi les études théoriques considérant ces fluctuations. / Connectivity of marine populations represents a key element of metapopulation demography, as it links local populations. For marine invertebrates with a bentho-pelagic life cycle, connectivity occurs during the dispersive larval stage, which is primarily driven by marine currents. The main objective of this study was to show the variability of connectivity within marine metapopulations, especially for Mytilus spp. populations in the St. Lawrence maritime estuary. The secondary objective was to further analyse the spatiotemporal variations of settlement and recruitment in this system, since these processes are essential for connectivity. (1) Different methods to assess the variability of connectivity are described, as well as their applicability to different systems. Following a description of the main factors influencing connectivity, the drivers of variability and their implications for marine metapopulations and biodiversity management are discussed. (2) In addition, field studies were conducted and revealed seasonal and inter-annual variability of Mytilus spp. settlement in the boreal St. Lawrence marine ecosystem. These observations showed that settlement, following the initial larval dispersal phase (i.e. large spatial scale), occurred during one or two short periods of time (1 to 2 weeks) during the reproductive season. Moreover, there was also evidence for a secondary post-metamorphic settlement phase (juneniles) that extended over the entire reproductive season and represented a major part of the total settlement, particularly during weeks following primary larval settlement events and storms. (3) Finally, a geostatistic method, based on the relationship between adult biomass and recruitment in different local populations, identified homogeneous demographic coupling at scales from 12-24 km over a five year study, in the direction of the main current. Overall, this study empirically confirms the importance of variations in adult biomass, settlement, and recruitment in determining the variability of connectivity in marine metapopulations and supports theoretical studies considering such fluctuations.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Dans l’Arctique canadien, la pression des changements climatiques s’accroît, alors que le développement anthropique et les impacts qui en découlent sont de plus en plus importants. Toutefois, nos connaissances sur l’assemblage des poissons demeurent limitées. En assurant le transfert d’énergie entre le zooplancton et les prédateurs supérieurs arctiques, certaines espèces de poissons jouent un rôle clé dans l’équilibre de cet écosystème marin. L’objectif principal de cette thèse doctorale est de documenter les variations spatio-temporelles du recrutement de la morue arctique Boreogadus saida dans l’Arctique canadien ainsi que les facteurs environnementaux et biologiques influençant celles-ci. Basé sur des valeurs d’abondance et biomasse de poissons estimées à partir de données acoustiques validées par des filets et chaluts entre 2005 et 2017, j’étudie: (1) les impacts d’une débâcle des glaces plus hâtive et de températures de surface de la mer plus chaudes sur la survie et le recrutement des jeunes stades de morue arctique dans différentes régions de l’Arctique canadien; (2) le rôle de la productivité de l’écosystème dans le recrutement de la morue arctique et les différences de productivité à travers trois provinces océanographiques de l’Arctique canadien; et (3) la codistribution de la morue arctique et de ses prédateurs aviaires à travers la zone marginale de glace de la mer de Baffin. Une débâcle des glaces hâtive dans l’Arctique canadien entraine des températures printanières et estivales plus chaudes, une floraison hâtive de phytoplancton ainsi qu’une productivité de l’écosystème supérieure durant l’été. Une débâcle hâtive augmente également la biomasse de juvéniles de morue arctique à la fin de l’été en permettant la survie des larves écloses durant l’hiver et le printemps. À la lumière des résultats, il apparait que deux facteurs permettent aux jeunes morues arctiques de l’année de bénéficier d’une fonte des glaces hâtive, du moins jusqu’à présent; soit des températures plus chaudes et, surtout, une ressource alimentaire plus abondante. Durant la période d’étude, la productivité de l’écosystème était similaire dans le sud de la mer de Beaufort et dans le complexe polynique Eaux du Nord/détroit de Lancaster, toutefois la biomasse de juvéniles de morues arctique était supérieure dans la mer de Beaufort. Une prédation aviaire intense pourrait expliquer la biomasse de juvéniles de morue arctique plus faible dans le complexe polynique, confirmant sa réputation comme point chaud biologique pour le transfert d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs. Néanmoins, aucune association spatiale claire n’a été trouvée entre la distribution de la morue arctique et celle de ses prédateurs aviaires à travers la zone marginale de glace de la mer de Baffin, ce qui pourrait être expliqué par une absence de formation de bancs de poissons chez la morue et une stratégie efficace de celle-ci pour éviter la prédation en se cachant sous la glace. Les résultats de cette thèse mettent en évidence la sensibilité de la morue arctique face à son environnement en changement et sa capacité à l’exploiter au maximum à court terme. / In the Canadian Arctic, climate change pressure is increasing, while anthropogenic activities and the resulting human impacts on the ecosystem are intensifying. However, fish communities remain poorly documented despite their pivotal role in the ecosystem equilibrium in transferring the energy from zooplankton to top arctic predators. The main objective of this PhD thesis is to document spatial and temporal variations in polar cod Boreogadus saida recruitment in the Canadian Arctic, and the environmental and biological factors influencing these variations. Based on fish abundance and biomass estimated with hydroacoustic data validated by nets and trawls from 2005 to 2017, I investigate: (1) the impacts of an earlier ice breakup and warmer sea surface temperatures (SST) on the survival and recruitment of age-0 polar cod in different regions of the Canadian Arctic; (2) the role of ecosystem productivity in age-0 polar cod recruitment and differences in productivity across three oceanographic provinces of the Canadian Arctic; and (3) the co-distribution of polar cod and its seabird predators across the marginal ice zone in Baffin Bay. Earlier ice breakup in the Canadian Arctic resulted in warmer SST in spring-summer, earlier phytoplankton bloom and higher ecosystem productivity in summer. Early ice breakup also increased juvenile polar cod biomass at the end of summer by allowing the survival of larvae hatched in winter and spring. In light of these results, it seems that both warm temperatures and, mostly, abundant food resource allow age-0 individuals to benefit from an earlier ice breakup, at least for the time being. During the period of the study, ecosystem productivity was similar in the southern Beaufort Sea and the North Water/Lancaster Sound polynya complex, but juvenile polar cod biomass was higher in the Beaufort Sea. Intense avian predation could explain the lower biomass of juvenile cod in the polynya complex, confirming its reputation as a biological hotspot for the transfer of energy to higher trophic levels. Nevertheless, no strong spatial match was found between the distribution of polar cod and that of its avian predators across the marginal ice zone in Baffin Bay, which could be explained by a lack of schooling behavior in polar cod and a successful strategy to avoid predation by hiding under the ice. The results of this thesis highlight the sensitivity of polar cod to its changing environment and its ability to exploit it to the fullest in the short term.

Le flet européen (Platichthys flesus) est un poisson catadrome dont l’aire de répartition dans le Nord-Est Atlantique s’étend du cercle polaire Arctique jusqu’au Portugal. Depuis quelques décennies, la limite Sud de son aire de distribution remonte le long des côtes Portugaises. Une étude préliminaire sur la biologie des populations de flet a identifié un métabolisme énergétique spécifique pour une population périphérique Sud au Portugal vs des populations situées dans le Golfe de Gascogne et en Manche. Dans la présente étude, nous avons combiné une approche en génétique de populations avec des challenges expérimentaux menés en situation de common garden, pour approfondir nos connaissances sur la différentiation génétique entre les populations de flets sur la façade Atlantique et sur le possible différentiel phénotypique qui pourrait en résulter, particulièrement en terme de bioénergétique et de traits d’histoire de vie. L’approche génétique considérant le polymorphisme de marqueurs de type microsatellites et de différents gènes candidats met en évidence une différentiation génétique très significative entre les populations de la Péninsule Ibérique et celles situées plus au Nord. Une pression de sélection différentielle s’exerce probablement sur un gène impliqué dans le métabolisme énergétique (GAPDH) et confirme la particularité génétique des populations Ibériques. Un challenge thermique et hypoxique conduit sur des poissons juvéniles et mettant en oeuvre une combinaison d’approches ciblées (activités enzymatiques sur des proxies du métabolisme énergétique en aérobiose vs anaérobiose, et de l’anabolisme) et sans a priori (protéomique par électrophorèse 2D) suggère une meilleure aptitude des populations centrales (Canche et Vilaine, France) et de la population périphérique (Lima, Portugal) à se maintenir respectivement en conditions froide vs chaude et hypoxique. Enfin, l’analyse de normes de réaction des traits de vie pour des stades embryo-larvaires exposés à un gradient thermique met en évidence une probable adaptation locale des populations de flet à leur environnement thermique. / The European flounder (Platichthys flesus) is a catadromous fish species distributed along the North-East Atlantic coasts, from the Arctic polar circle to the Iberian Peninsula. For several decades, the southern limit of its distribution area is shifting towards the North of the Portuguese coast. A preliminary study on the flounder population biology has detected a specific energetic metabolism for a southern peripheral population in Portugal compared to Northern populations located in the Bay of Biscay and in the Channel. In the present study, we have combined population genetics with experimental challenges in the laboratory to improve our knowledge on the genetic structure of flounder populations over Europe, and on the potentially resulting phenotypic differences among populations, mainly considering bioenergetics and life-history traits. The polymorphism of microsatellite markers and of several candidate genes highlighted a significant genetic differentiation between Iberian Peninsula populations and Northen populations. A thermal and hypoxia challenge has been conducted on flounder juveniles, considering (1) enzymatic activities linked to energetic metabolism (aerobiosis and anaerobiosis) and anabolism, and (2) a proteomic approach; this common garden experiment suggested a higher capacity of central populations (from Canche and Vilaine, France) and of one peripheral Southern population (from Lima, Portugal) to cope with respectively cold condition, warm and hypoxia condition. Finally, the analysis of thermal reaction norms in fish early life history traits, considering embryo-larval stages submitted to a thermal gradient, underlined a possible local adaptation of the flounder populations to their thermal environments.

La thése poursuit les travaux de la théorie des Jeux évolutionnaires Cette théorie est un cadre de modehsation de la dynamique des populations dans lequel les interactions entre agents sont modélisées par des dilemmes classiques de la théorie des Jeux. Les agents interagissent avec leurs pairs et les meilleurs comportements se diffusent. les moins performants tendent à disparaître. Les modèles spécifiés mettent notamment en évidence des conditions sur les rapports inter-individuels qui permettent de faire émerger des équilibres coopératifs. En supposant que chaque agent a des relations non plus avec tous les agents de la population mais seulement avec un sous-ensemble des agents de la population et toujours avec les mêmes, on augmente considérablement le nombre des dynamiques possibles. Cette démarche fait apparaître un réseau des interactions,.soit un graphe. La contrainte spatiale s'avère une condition favorable au maintien des comportements coopératifs et de la biodiversité des comportements. L'analyse formelle de la convergence n'est généralement plus possible et les modèles sont étudiés par simulation. La these poursuit l'étude de l'impact de la répartition spatiale. Elle introduit un nouveau modèle de répartition spatiale où des communautés d'agents sont en réseau et non plus des agents. Ce modèle permet de mettre en évidence de nouvelles formes d'attracteurs coopératifs et de nouvelles conditions au maintien de la biodiversité. La thèse montre aussi la possibilité de convergence de marchés vers des équilibres non concurrentiels et de maintien de comportements coopératifs, des comportements de cartel.

Invasive species represent a major challenge through their consequences on<p>biodiversity, human health and economy. Their effects are especially important on fragile and<p>unique insular biotas such as the Galápagos Islands. Ants in particular are keystone species<p>implicated in ecosystem functioning and biodiversity and they can be dramatic invaders. In<p>the Galápagos Islands, the tropical fire ant Solenopsis geminata is considered a high-impact<p>invasive species, though it remains surprisingly poorly studied. The objectives of this work<p>are to document the invasion of S. geminata in the Galápagos Islands by 1) updating its<p>distribution; 2) determining its reproduction and dispersal strategies and reconstruct its<p>invasion history throughout the archipelago and 3) evaluating its impact on the native fauna<p>(focusing on ants and arthropods communities and endemic land tortoises).<p>First, we added 66 new records of S. geminata in the Galápagos since 2008. It has<p>now been recorded on seven islands and 11 islets in a wide range of habitats, including<p>nesting sites of 24 endemic and/or endangered vertebrate species, for which it constitutes a<p>potential threat.<p>Secondly, by combining Bayesian clustering methods, coalescent-based scenario<p>testing using microsatellite data and historical records, we determined that genetic diversity<p>of populations of S. geminata collected in Galápagos Islands is significantly lower than the<p>genetic diversity of populations from native areas (Costa Rica). The Galápagos populations<p>form three clusters corresponding to an island or groups of islands. They appear to be the<p>result of a single introduction in the first half of the 19th century, probably from mainland<p>Ecuador, which acted as a bridgehead population to two subsequent introductions within the<p>archipelago, corresponding human colonization fluxes in the archipelago.<p>We sampled ants in all main habitats of Santa Cruz Island. Introduced ant species<p>were largely prevalent, and S. geminata was the dominant species and was associated with<p>low evenness of ant communties and lower abundance of native ants. We found that<p>Galápagos’ ant communities are determined by the vegetation type and altitude, but found<p>only little evidence for competitively structured assemblages, except in disturbed areas.<p>The arthropod diversity was investigated in two agricultural sites of Santa Cruz Island<p>by combining three complementary sampling techniques. More than half of the species were<p>either endemic or native, but introduced species constituted the majority of the catches.<p>Solenopsis geminata was by far the most abundant and common species.<p>Finally, we investigated the mortality of Cheloidis land tortoise’s eggs and hatchlings<p>in an area infested by S. geminata on Santa Cruz Island with regard to the abundance of fire<p>ants and the duration of incubation. Egg survival was negatively associated with longer incubation times but we found no direct relation between ant density and tortoise mortality<p>despite a high abundances of fire ants in the vicinity of the majority of the tortoise burrows.<p>Our work allows addressing ecological and genetical aspects of the invasion of S.<p>geminata in the Galápagos Islands. We analyzed our results in the light of an ecoevolutionary<p>framework presenting different invasion scenarios and discussed S. geminata<p>as an invasive ant. This provided us with information useful for the study and management of<p>this invasive species in the Galápagos Islands.<p>/<p>Les espèces invasives constituent un défi majeur à cause de leur impact sur la<p>biodiversité, la santé humaine et l’économie. Leurs effets sont particulièrement importants<p>sur les environnements insulaires fragiles et uniques comme les île Galápagos. Les fourmis<p>en particulièr sont des espèces clé de voûte du fonctionnement des écosystèmes et de la<p>biodiversité. Elles peuvent de ce fait devenir des envahisseurs spectaculaires. Dans les îles<p>Galápagos, la fourmi de feu tropicale Solenopsis geminata fait partie des espèces invasives<p>à haut impact et cependant elle a été étonnamment peu étudiée. Les objectifs de ce travail<p>consistent à documenter l’invasion de S. geminata dans l’archipel des Galápagos: 1) en<p>mettant à jour sa distribution; 2) en déterminant ses stratégies de reproduction et de<p>dispersion et en reconstruisant l’histoire de son invasion dans l’archipel et 3) en évaluant son<p>impact sur la faune native (particulièrement sur les communautés de fourmis et<p>d’arthropodes et sur les tortues terrestres endémiques).<p>Tout d’abord, nous avons ajouté 66 nouveaux relevés de S.geminata aux Galápagos<p>depuis 2008. À ce jour, la fourmi a été observée sur 7 îles et 11 îlots, et ce dans une grande<p>variété d’habitats. On la trouve également sur les sites de ponte de 24 espèces de vertébrés<p>endémiques ou en voie de disparition, qu’elle menace ainsi potentiellement.<p>Ensuite, en combinant des méthodes bayésiennes de regroupement et des<p>comparaisons de scénarios en se basant sur des séquences microsatellites et des données<p>historiques, nous avons montré que la diversité génétique des populations de S. geminata<p>des Galápagos est significativement inférieure à celle des populations des zones d’indigénat<p>(Costa Rica). Les populations des Galápagos - réparties en 3 groupes correspondant à une<p>île ou un groupe d’îles – sont le résultat d’une introduction unique ayant eu lieu dans la<p>première moitié du 19ème siècle. Elles proviennent vraisemblablement de l’Equateur<p>continental et constituent une population “tête de pont” pour deux introductions ultérieures au<p>sein de l’archipel. Ces mouvements correspondent aux flux de populations humaines.<p>Nous avons échantillonné les fourmis dans tous les principaux habitats de l’île de<p>Santa Cruz. Les fourmis introduites sont largement prévalentes. Solenopsis geminata<p>constitue l’espèce dominante et se trouve associée avec une faible équitabilité des<p>communautés de fourmis ainsi qu’avec une diminution de l’abondance des fourmis natives.<p>Nos résultats indiquent que les communautés de fourmis des Galápagos sont structurées<p>par le type de végétation et l’altitude, alors que les assemblages de fourmis ne sont pas<p>structurés compétitivement, à l’exception des zones perturbées.<p>Nous avons investigué la diversité arthropodienne de deux sites agricoles de l’île de<p>Santa Cruz en combinant trois méthodes d’échantillonnage complémentaires. Plus de la moitié des espèces collectées étaient soit endémiques, soit natives. Les espèces introduites<p>ont toutefois constitué la majorité des individus collectés. Solenopsis geminata était de loin la<p>plus abondante et la plus commune des espèces récoltées.<p>Enfin, dans une zones infestées par S. geminata sur l’île de Santa Cruz, nous avons<p>mis en relation la mortalité des oeufs et juvéniles de tortues terrestres Chelonoidis avec<p>l’abondance des fourmis de feu et la durée d’incubation des oeufs. Le taux de survie des<p>oeufs est négativement corrélé à leur durée d’incubation. Cependant, malgré de très hautes<p>abondances de fourmis de feu à proximité des nids de tortues, nous n’avons pas trouvé de<p>relation directe avec leur mortalité.<p>Pour conclure, ce travail aborde les aspects génétiques et écologiques de l’invasion<p>de la fourmi de feu tropicale dans les îles Galápagos. Nos résultats sont analysés au sein<p>d’un cadre éco-évolutif présentant différents scénarios d’invasion. Nous discutons également<p>de S. geminata en tant qu’espèce invasive. Nous espérons apporter des informations utiles<p>dans le cadre de l’étude et du contrôle de cette espèce invasive aux Galápagos. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The Japanese knotweeds are invasive alien clonal species originating in Asia (Japan, Korea, Taiwan and Nord of China). They were introduced in Europe at the beginning of the 19th century. They are now some of the most troublesome invasive alien species in Europe and in the United States. In Belgium, a complex of four taxa and a hybrid represents them. All these taxa take part in the pattern of invasion and represent an excellent opportunity for studies of population biology in Western continental Europe. The presence from at least three taxa and a hybrid is confirmed by cytological, genetic and morphological studies. Vegetative reproduction is recognized as the main mode of reproduction and expansion of these taxa in the introduce range. However, interspecific hybridization events are observed confirming the restoration of the sexual reproduction by hybridization within this complex species in Belgium. Hybrid F. x bohemica with various ploidy levels from tetraploid to octoploid is observed. An increase in genotypic and morphological diversity is shown at the hybrid F. x bohemica which missed with the parental species. This could increase the potential of Japanese knotweeds to adapt to the new environment and contribute to the invasive success of these taxa in Belgium. Assignment test indicates a genetic pool differentiated at the hybrid F. x bohemica and not a mixture of the genetic pool of the parental species as expected for hybrid taxa. Hybrid F. x bohemica has always been considered as rare in Belgium and of horticultural origin. An analysis of the spatial distribution shows that hybrid F. x bohemica is widespread in Belgium and that its abundance depends on the areas. An analysis of extent of differentiation between groups of hybrid geographically distant could not provide proof of an independent evolution of hybrid populations under limited gene flow. An analysis of the sexual reproduction capacity and dispersal of seeds shows important production of viable seeds and consequent seed rain. Hybrid seeds may be dispersed beyond 16m, leading the possibility of founding new individuals and to contribute to the invasive success of these taxa. However, a trend towards decreasing germination rate is shown after a cold period. An analysis of the distribution at the landscape scale shows that the dynamics of colonization of habitats patches by Japanese knotweeds rising mainly from clonal propagation in spite of important pressure of propagule. The knotweeds prefer human disturbed habitats with a clear prevalence of communication routes. This leads the possibility of dispersing towards the adjacent habitats patches. A high dynamics of establishment of propagule was not observed at the hybrid plants compared with the parents plants in spite of the increase in genotypic diversity and the consequent pressure of propagule. Lastly, proposals for the integrated management of these taxa are proposed in the Belgium context. Their management will have first to identify hybrids and taxa involved. Emasculation and management of the existing clones represent solutions to prevent flowering and expansion of these taxa. An active management of disturbed habitats may represent alternative to prevent the invasion by Japanese knotweeds / Les renouées du Japon sont des espèces clonales non-indigènes originaires dAsie (Japon, Corée, Taiwan et Nord de la Chine). Elles ont été introduites en Europe au début du 19è siècle. Elles font désormais partie des espèces non-indigènes les plus invasives en Europe et aux Etats Unis. En Belgique, elles sont représentées par un complexe de quatre taxons et un hybride. Tous ces taxons participent à la dynamique dinvasion et représentent un modèle dintérêt pour les études de biologie des populations en Europe continentale occidentale. La présence dau moins trois taxons et un hybride est confirmée par des études cytologiques, génétiques et morphologiques. La reproduction végétative est reconnue comme le principal mode de reproduction et dexpansion de ces taxons dans la zone dintroduction. Toutefois, des phénomènes dhybridation interspécifique sont observés confirmant la restauration de la reproduction sexuée par hybridation au sein de ce complexe despèces en Belgique. Lhybride F. x bohemica avec différents niveaux de ploïdie, du tétraploïde à loctoploïde, est observé. Un accroissement de la diversité génotypique et morphologique qui manquait aux espèces parents est démontré chez lhybride F. x bohemica. Ceci pourrait augmenter le potentiel des renouées du Japon à sadapter au nouvel environnement et contribuer au succès invasif de ces taxons en Belgique. Un test dassignation indique un pool génétique différencié chez lhybride F. x bohemica et non un mélange du pool génétique des espèces parentales comme attendu dans le cadre de taxons hybrides. Lhybride F. x bohemica a toujours été considéré comme rare en Belgique et dorigine horticole. Une analyse de la répartition spatiale montre que lhybride F. x bohemica est très répandu en Belgique et que son abondance dépend des régions. Une analyse de létendue de la différenciation entre groupes dindividus hybrides géographiquement distants na pas pu fournir de preuve dune évolution indépendante des populations hybrides sous un flux de gènes limité. Une analyse de la capacité de reproduction sexuée et de dispersion des graines démontre une production importante de graines viables et une pluie de graines conséquente. Les graines hybrides sont capables de se disperser à plus de 16m, laissant la possibilité de fonder de nouveaux individus et de contribuer au succès invasif de ces taxons. Cependant, une tendance à la diminution du potentiel de germination est observée après une période de froid chez ces taxons. Une analyse de la distribution à léchelle du paysage a permis dinterpréter la dynamique de colonisation des taches dhabitats par les renouées du Japon comme relevant principalement de la propagation clonale malgré une pression de propagule importante. Les renouées du Japon préfèrent les habitats perturbés par lhomme avec une nette prédominance des réseaux linéaires de communications. Ceci laisse ensuite la possibilité de se disperser vers les taches dhabitats adjacents. Une dynamique détablissement de propagules plus importante na pas été observée chez les plants hybrides comparées aux plants parents malgré laccroissement de diversité génotypique et la pression de propagules considérable. Enfin, des pistes pour la gestion intégrée des renouées du Japon en Belgique sont proposées. Cette gestion devra en priorité identifier les hybrides et les taxons en présence. Des mesures démasculation et de gestion des clones existants pourraient constituer une solution pour empêcher la floraison et lexpansion de ces taxons. Une gestion active des habitats perturbés pourrait représenter une alternative pour prévenir linvasion par les renouées du Japon

La province du Katanga est connue pour ses affleurements naturels de roches riches en cuivre et en cobalt. Plus d’une centaine de « collines de cuivre », isolées géographiquement et écologiquement possèdent une flore très originale qui comprend plus de 600 espèces dont 32 endémiques. Les métallophytes du Katanga sont des plantes fascinantes aux points de vue écologique, biogéographique, physiologique et évolutif. Elles restent très peu étudiées et leur conservation est très problématique compte tenu de l’extension des activités minières. L’objectif général de la thèse est de contribuer à une meilleure connaissance des métallophytes du Katanga, dans une perspective explicite de conservation de leur biodiversité.<p>Dans ce contexte, la thèse représente une des toutes premières approches de la biologie et l’écologie des populations de deux métallophytes apparentées. L’objectif est de préciser la distribution et la niche des deux taxons, et la variation de leur capacité d’accumuler et de tolérer les métaux lourds. Les résultats sont utilisés pour discuter la valeur conservatoire des cuprophytes du Katanga, leur vulnérabilité et envisager des stratégies de conservation. <p><p>Nous avons montré que les sols des affleurements de roche cuprocobaltifère se distinguer édaphiquement d’autres types de sols métallifères dans le monde. La révision phytogéographique et taxonomique a permis de valider 32 taxons endémiques et de mettre en évidence 23 couples de cuprophytes étroitement apparentés. La proportion élevée de couples de cuprophytes apparentés nous laisse suggérer que des événements de spéciation auraient existés au sein même des habitats cuprifères. Un isolement écologique pourrait s’exercer au niveau des zones les plus riches en cuivre. Ces couples d’espèces cuprophytes constitueraient un outil de recherche idéal pour l’étude de la spéciation. <p>Les propriétés hyperaccumulatrices de certaines espèces ont été exagérées, sans doute par suite de problèmes méthodologiques. L’accumulation du Cu ne se produit que dans des conditions édaphiques particulières, très difficiles à obtenir en culture. Cependant, nous avons montré que C. tenuis et C. perennis étaient hautement tolérantes au cuivre. Chez ces deux espèces, le cuivre provoquait une augmentation des performances de certaines populations métallicoles en milieux stérile. Ces populations posséderaient des besoins élevés en cuivre. Dans ce cas, la cuprophilie apparente de l’espèce in natura pourrait être expliquée par un coût de la tolérance au cuivre. Cette cuprophilie semble être un phénomène rare chez les espèces tolérantes au cuivre et confère ainsi à C. perennis et C. tenuis une valeur biologique remarquable. <p>Actuellement, parmi les 32 taxons endémiques stricts des habitats cuprifères du Katanga, 6% sont éteints (EX), 73% sont en danger critique d’extinction (CR), 9% sont en danger d’extinction (EN) et 3% sont vulnérables (VU). De plus, 18 taxons présentant une affinité particulièrement élevée pour les sols cuprifères, sans y être totalement confinés (fréquence sur Cu > 75%) sont réellement menacés d’extinction (22 % EN et 78% VU). Néanmoins, 18 % de ces endémiques menacées sont capables de coloniser les habitats métallifères anthropogènes. Comme C. perennis, certaines endémiques se développaient uniquement sur des sols perturbés par l’activité minière. C. tenuis possède aussi son optimum écologique sur les sols anthropogènes cuprifères. Cela indique que certaines espèces de la flore du cuivre du Katanga considérées en danger critique d’extinction sont en fait moins menacées parce qu’elles sont en mesure de se développer sur les habitats anthropogènes métallifères. L’exploitation minière est toujours destructive mais les habitats anthropogènes récents semblent avoir une valeur de conservation pour certains métallophytes rares. Une partie des déchets de l’exploitation minière et les sols contaminés pourraient être gérés de manière à fournir des habitats artificiels pour la colonisation ou la conservation ex situ de ces espèces. Dans la discussion, nous examinons les stratégies de conservation de ces espèces. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished