La constante hausse d’activités humaines, provoquant la destruction des habitats naturels, a mené à l’extinction de plusieurs espèces. La diversité génétique jouant un rôle primordial dans le potentiel évolutif d’une espèce, la conservation génétique fournit de plus en plus d’outils pour préserver la biodiversité. Le Chevalier cuivré (Moxostoma hubbsi), espèce menacée exclusive au Québec, a une distribution extrêmement restreinte, limitée à la Rivière Richelieu et à une courte section du fleuve Saint-Laurent. Etonnamment, cette population unique et vieillissante possède un niveau de diversité génétique très élevé sans signe apparent de consanguinité, alors que son histoire démographique récente ainsi que les divers estimés de taille effective suggèrent un déclin graduel échelonné sur une longue période temporelle. Les résultats de ce mémoire mettent en évidence le potentiel des données génétiques dans un plan de rétablissement et identifient certains facteurs pouvant influencer l’impact génétique d’une réduction de taille chez les espèces à long temps de génération. / Increasing human activities have caused destruction and fragmentation of natural habitats, leading to the extinction of many species. Since genetic diversity plays an important role in the evolutionary potential of a species, conservation genetics is increasingly providing adequate tools needed towards the preservation of biodiversity. The Copper redhorse (Moxostoma hubbsi), an endangered species of Québec, has an extremely restricted distribution, limited to the Richelieu River and a short section of the St.Lawrence River. Surprisingly, this unique and ageing remaining population exhibits a high level of genetic diversity without sign of inbreeding, where recent demographic history and effective population size estimates suggest a gradual demographic decline scaled on a large time period. Our results clearly demonstrate the potential of genetic data towards effective conservation, as well suggesting that long generation times may act as a buffering effect contributing to reduce the pace of genetic diversity erosion in threatened species.

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La flore du sous-bois représente près des deux tiers de la richesse spécifique des végétaux supérieurs dans les forêts tempérées décidues. Ce pool d’espèces, composé presque essentiellement de plantes pérennes, agit sur la régénération, la structure et la composition du couvert forestier, et sur les fonctions de l’écosystème (par exemple : productivité et cycles biogéochimiques). La présente thèse montre les effets de plusieurs facteurs qui modulent la richesse et la productivité des espèces de sous-bois en forêt décidue. Les deux premiers objectifs de la thèse portent sur l’influence de l’hétérogénéité structurale et de l’hétérogénéité de la répartition spatiale des nutriments sur les espèces de sous-bois. Le dernier objectif porte sur la complémentarité entre les groupes fonctionnels, une propriété essentielle pour le maintien de tout écosystème forestier. À mesure que l’hétérogénéité structurale de la forêt augmente, la complexité environnementale et la diversité végétale augmentent également. Toutefois, une perturbation (e.g. aménagement acéricole) peut réduire la richesse et la variabilité de la taille des arbres (simplification de la stratification), altérer les multiples interactions entre les facteurs environnementaux et entraîner une diminution de la richesse en sous-bois. Nos résultats indiquent que l’hétérogénéité structurale, qui tient compte de la richesse et de l’abondance relative des espèces ligneuses, agit positivement sur la diversité de la flore herbacée du sous-bois. En présumant que l’hétérogénéité structurale est inversement reliée à l’intensité de l’aménagement, l’aménagement acéricole semble avoir des effets délétères sur la diversité des plantes herbacées. Pour ce qui est des facteurs environnementaux, le pH et l’humidité du sol contribuent au maintien de la diversité des espèces herbacées de sous-bois. Par contre, l’absence de relation entre la lumière et la diversité des espèces herbacées nous porte à croire que la plupart de ces espèces sont bien adaptées ou tolérantes à de faibles niveaux d’irradiance. La richesse spécifique et la richesse fonctionnelle contribuent à maintenir et à pérenniser les fonctions écosystèmiques dans un environnement variable. Pour simplifier cette complexité écologique, la flore du sous-bois peut être subdivisée en groupes fonctionnels (e.g. espèces printanières éphémères, espèces printanières persistantes, espèces estivales, fougères, et plantules et juvéniles des espèces ligneuses). Nous proposons que la perte d’un groupe peut avoir des conséquences variées sur le maintien des interactions entre les groupes fonctionnels pour une fonction donnée. Nos résultats révèlent que la contribution directe de chacun des cinq groupes fonctionnels à la richesse spécifique, au couvert et à l’équitabilité est positive. Les plantules et juvéniles des espèces ligneuses et les espèces printanières persistantes ont un effet positif sur les autres groupes fonctionnels, alors que les espèces estivales semblent avoir un effet négatif sur les autres groupes. Ces interactions correspondent à des boucles de rétroactions négatives qui pourraient contribuer au maintien et la pérennité de la communauté. Ainsi, ces différents groupes ne sont pas strictement indépendants les uns des autres, mais sont plutôt interconnectés. De plus, les espèces de sous-bois semblent peu sensibles à l’hétérogénéité spatiale des nutriments. Une croissance lente ou une faible plasticité peut expliquer l’absence de réponse de la richesse et du couvert des plantes de sous-bois à l’hétérogénéité spatiale des nutriments. Par contre, la variété des espèces estivales en ce qui a trait au système racinaire permet de maximiser leur couvert à une très fine échelle spatiale d’hétérogénéité des nutriments. Ces différences dans les stratégies racinaires représentent une spécialisation de niche, favorisant la coexistence des espèces vis-à-vis de l’hétérogénéité spatiale. Toutefois, ces résultats montrent que, de façon générale, ce pool d’espèces est peu sensible à la disponibilité et à l’hétérogénéité spatiale des nutriments.

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Dans les environnements marins arctiques, les protistes unicellulaires constituent les premiers maillons du réseau trophique. Les flagellés hétérotrophes (HF) jouent un rôle clé au sein de ce réseau trophique comme brouteurs de bactéries et de phytoplanctons, étant broutés à leur tour par les microzooplanctons comme les dinoflagellés ou les ciliés. Les scientifiques prévoient que les changements environnementaux extrêmes qui ont présentement lieu dans l’Océan Arctique transformeront ces communautés de protistes. Le sujet de cette thèse porte sur la composition taxonomique des communautés marines HF dans l’Océan Arctique, et leur réponse aux facteurs environnementaux. L’approche a été d’utiliser le comptage sur microscope à l’aide de l’hybridation fluorescente in situ pour évaluer l’abondance de deux taxons HF importants, le genre Cryothecomonas et le clade MAST-1 parmi les straménopiles marins. Une approche complémentaire a été de décrire la répartition de tous les taxons HF, y compris l’ordre Cryomonadida, les straménopiles marins, Picozoa, Telonemia, et les choanoflagellés, par l’utilisation du séquençage à haut débit. Les résultats des deux approches nous ont permis de capturer les tendances environnementales sur une large échelle géographique dans l’Arctique. Il a été mis en évidence une composition taxonomique structurée, principalement dû à l’influence de la glace de mer et d’autres facteurs environnementaux. Les cellules de Cryothecomonas semblaient provenir de la glace de mer, et au sein de la colonne d’eau ils se trouvaient les plus nombreuses près du bord de glace. Par contre, les trois sous-clades de MAST-1 étaient retrouvés principalement dans la colonne d’eau, mais répartis différemment par rapport au couvert de glace et les zones marginales de glace. La composition de la totalité de la communauté HF variait aussi par région, avec une plus grande importance de Telonemia et des choanoflagellés dans le Bassin du Canada. Pour plusieurs taxons, nous avons pu identifier un ou deux phylotypes dominants pour une région donnée. L’importance relative de ces taxons devrait changer lors de la retraite de glace continue dans l’Arctique, menant à des changements importants dans les réseaux trophiques et les cycles biogéochimiques. / In marine environments, single-celled protists form the initial links of the food web. Heterotrophic flagellates (HF) play a key role by grazing on bacteria and phytoplankton, being grazed upon in their turn by microzooplankton such as dinoflagellates and ciliates. The extreme environmental changes currently taking place in the Arctic Ocean are expected to transform protist communities. The subject of this thesis is the taxonomic composition of marine HF communities in the Arctic Ocean, and their response to environmental factors. The approach was to use fluorescent oligonucleotide probes to assess the abundance of two important HF taxa, the genus Cryothecomonas and the clade MAST-1 of the marine stramenopiles, via microscope counts. A complementary approach was to describe distribution of all HF taxa, including Cryomonadida, marine stramenopiles, Picozoa, Telonemia and choanoflagellates, by means of high-throughput sequencing. Results from these two approaches allowed us to capture broad environmental trends over a large geographic scale in the Arctic. A picture emerged of taxonomic composition largely structured by the influence of sea ice and other environmental factors. Cryothecomonas cells are inferred to live principally in the sea ice, and in the water column are more numerous close to the ice edge, whereas three sub-clades of MAST-1 are all found principally in the water column but are distributed differently relative to ice cover and marginal ice zones. The composition of the total HF community also varied by region, with a greater importance of Telonemia and choanoflagellates in the Canada Basin. For several taxa it was possible to identify one or two dominant phylotypes in a given region. The relative importance of these taxa is expected to change as sea ice retreat continues in the High Arctic, leading to important changes in trophic webs and biogeochemical cycles.