Current trends in biodiversity conservation are based on maintaining suitable habitat conditions not just within protected areas, but also on adjacent, sustainably managed lands. This is especially challenging for the conservation of large carnivores such as the jaguar that require connected habitats to minimize extinction risks and facilitate movement while minimizing conflicts with humans. This study provides spatially explicit habitat information for jaguar management and the implementation of corridors linking its populations in the Yucatan peninsula, Mexico, an area of international significance for the species. First, both comprehensive and sex-based habitat suitability models based on jaguar occurrence records and a combination of land use and land cover (LULC), distance to infrastructures (human settlements and roads), and climate (mean annual precipitation) were constructed using MaxEnt. Then, this information was used to derive a cost surface for mapping suitable corridors, linking four locations (nodes) where current jaguar observations were concentrated. The performance of all models was excellent, but slightly higher for either the female (AUC = 0.928±0.014), or the male (AUC = 0.942±0.042) models than for the comprehensive one (AUC = 0.889±0.047), despite its larger sample size. While LULC was a better predictor for the female model, all models showed that highly suitable areas were scarce in the region and were mostly associated with tropical evergreen forests. Suitable habitat patches were more fragmented for the male or comprehensive models than for the one for females only. Five potential corridors of varying quality have been identified between the population nodes, the best one being from Calakmul to Sian Ka'an along the eastern Caribbean coast, followed by Sian Ka'an to Ria Lagartos. The corridor connecting northern locations from Ria Lagartos to Ria Celestun had the poorest habitat conditions. The suitable habitat models and corridors support the potential value for conservation of productive lands under sustainable forest management since most potential suitable habitats for jaguars were found outside protected areas. These results can be useful to highlight areas of potential opportunities or conflicts for jaguar conservation in a human-dominated landscape and to target areas for further jaguar surveys.Keywords: biodiversity conservation, landscape ecology, habitat modeling, corridor, connectivity, jaguar, Mexico. / Les courants actuels en biologie de la conservation privilégient le maintien d'habitats essentiels autant dans les aires protégées que sur les terres adjacentes montrant une gestion durable des habitats. Ceci peut être particulièrement critique lorsque des terres doivent être aménagées afin de permettre la conservation de populations de grands carnivores tel que le jaguar, qui requiert une bonne connectivité d'habitats, permettant une minimisation des risques de conflit avec l'humain et favorisant le déplacement des populations de jaguars. Cette étude vise à produire des informations spatiales pour la gestion de populations de jaguars ainsi que l'implémentation de corridors reliant ces populations dans la péninsule du Yucatan, au Mexique, une aire d'importance internationale pour l'espèce. À l'aide de MaxEnt, on a d'abord créé un modèle général d'habitats potentiels ainsi qu'un modèle basé sur le genre (male ou femelle), en utilisant les donnés d'occurrences du jaguar et une combinaison de variables de couverture et utilisation du sol, de distance à des infrastructures (i.e., habitations et routes) et de climat (précipitation moyenne annuelle). Cette information a ensuite été utilisée afin de développer une analyse de coût de déplacement dans des corridors reliant quatre lieus (nœuds) où les observations actuelles de jaguar sont concentrées. Bien que tous les modèles aient une excellente performance, les modèles basés sur le genre (femelle AUC = 0.928±0.014, male AUC = 0.942±0.042) avaient une performance supérieure au modèle général (AUC = 0.889±0.047), et ce, malgré la plus petite taille de l'échantillon. La variable couverture et utilisation du sol était un meilleur facteur dans le modèle des femelles, mais tous les modèles ont prédit que peu d'habitats avaient un fort potentiel dans la région et que les quelques habitats potentiels étaient associés à des forêts tropicales sempervirentes. Les habitats potentiels (i.e., avec un bon potentiel ou un très bon potentiel) étaient moins nombreux, mais plus fragmentés et de plus petite taille dans le modèle des males ou le modèle général que dans le modèle de femelles. Cinq corridors potentiels de qualité variable ont été identifiés entre les nœuds de populations, le meilleur étant celui qui relie Calakmul à Sian Ka'an sur la côte Caribéenne est, suivi par celui reliant Sian Ka'an à Ria Lagartos. Le corridor reliant le site du nord de Ria Lagartos à Ria Celestun présentait le plus faible potentiel. Les modèles d'habitats potentiels et de corridors démontrent l'importance de conserver les terres productives par une gestion durable des forêts puisqu'elles regroupent des habitats favorables au jaguar, et ce, à l'extérieur d'aires protégées. Ces résultats permettent l'identification d'aires présentant un bon potentiel pour la conservation du jaguar dans un paysage dominé par l'humain ou de sélectionner des aires pour échantillonner des populations de jaguars. Mots clés: Biologie de la conservation, écologie du paysage, modélisation d'habitat, corridor, connectivité, jaguar, Mexique.

The environmental change experienced by many contemporary populations of living organisms poses a serious risk to their survival. From the theory of evolutionary rescue we predict that the combination of diversity and sex should increase the probability of survival by increasing genetic variation and consequently increasing the probability of generating a type that can tolerate the stressful environment. I tested this prediction by comparing six kinds of experimental populations of Chlamydomonas reinhardtii that differ in the initial amount of genetic diversity and in sexuality. The lines were serially propagated in an environment where the salt concentration increased over time, which strongly inhibits growth, going from fresh water conditions to the limits of marine conditions. Two evolutionary rescue events occurred, one attributable to the sorting of the genetic variation initially contained in each line and to selection on genetic variation generated by recombination, and the second attributable to selection on genetic variation generated by mutations. In spite of the initial costs of high diversity and sex, in the long term, the combination of high diversity and obligate sexuality greatly enhanced survival in the deteriorating environment. Most of the adaptation to high-salt environments in the obligate sexual-high diversity lines had occurred by mid-way through the experiment, indicating that positive genetic correlations of adaptation to lethal stress with adaptation to sublethal stress greatly increased the probability of evolutionary rescue. The evolutionary rescue events observed in this study provide evidence that major shifts in ways of life can arise within short time frames, through the action of natural selection. / La survie de plusieurs populations d'organismes vivants est sérieusement menacée actuellement par les changements environnementaux auxquels elles sont exposées. Selon la théorie de sauvetage évolutif, la haute diversité génétique et la reproduction sexuée en combiné devraient augmenter le taux de survie, en augmentant le montant de variation génétique et par conséquent en augmentant la probabilité qu'un type survienne qui soit résistant au stress. J'ai testé cette prédiction en comparant six différentes sorte de populations expérimentales de Chlamydomonas reinhardtii qui diffèrent par le niveau initial de diversité et par le mode de reproduction. Les lignées ont été propagées dans un environnement où la concentration en sel augmentait avec le temps, de façon à grandement inhiber leur croissance, allant de conditions d'eaux douces jusqu'aux limites des conditions marines. Deux évènements de sauvetage évolutifs ont été observés, le premier attribuable au triage de la variation génétique qui était présente dans les lignées au départ et à la sélection de la variation génétique qui a été générée par la recombinaison génétique, et le deuxième attribuable à la sélection de la variation génétique qui a été générée par des mutations. Malgré les coûts initiaux qu'ont engendré la haute diversité génétique et la reproduction sexuée, à long terme, la combinaison de haute diversité génétique et de reproduction sexuée obligatoire a grandement augmenté le taux de survie dans l'environnement en détérioration. La grande majorité de l'adaptation à de hautes concentrations de sel est apparue dès la mi-chemin de l'expérience dans les lignés de reproduction sexuée obligatoire et haute diversité génétique, indiquant qu'une corrélation génétique positive entre l'adaptation à un stress létal et l'adaptation à un stress non-létal augmente considérablement la probabilité de sauvetage évolutif. Les évènements de sauvetage évolutifs observés dans cette étude démontrent que des changements importants dans le mode de vie peuvent survenir sur de courtes périodes de temps par l'entremise de la sélection naturelle.

Populations exposed to changing environments often decline in abundance and may therefore find themselves at risk of extinction. Safe abundances can be regained, and persistence secured, when populations can adapt fast enough. Here I ask how population and environmental factors determine a population's ability to persist in changing environments by adapting genetically. In Chapter 2 I investigate the response to a gradual, directional change in the environment and in Chapter 3 I investigate the response to a sudden, sustained shift. Chapter 3 also discusses the effects of interspecific competition. In both chapters I use the canonical equation of adaptive dynamics, which allows me to derive analytical expressions while including ecological process neglected in previous theory; in particular, I consider logistic population growth, frequency-dependent intraspecific competition, and interspecific competition. I use computer simulations to examine the accuracy of my analytical results when the simplifying assumptions of adaptive dynamics are relaxed. Chapter 2 derives the trait lag which maximizes the rate of evolution and also computes this maximum. Populations with higher mutational input experiencing stronger selection have the ability to adapt faster. Computer simulations show that the derived maximum rate of evolution is a good predictor of extinction across a wide range of parameter values, including those that deviate from the assumptions of adaptive dynamics. Chapter 3 first uncovers an expression for the population trait value across time and then uses this expression to calculate the time a population is below a threshold abundance, the 'time at risk'. The population trait value approaches the fitness peak quickly at first, and the rate declines exponentially. Populations with greater mutational input and maximum abundance, and those which are initially better adapted spend less time at risk. The time at risk is maximized at intermediate selection strengths, as strong selection lowers abundance and weak selection slows adaptation. Simulations show good alignment when mutations are rare and population sizes small. Interspecific competition lowers the abundance of the focal population, generally increasing the time at risk, but this can be compensated for under particular scenarios by increased selection pressure. Interspecific competition can sometimes speed adaptation and foster persistence. The ecological and evolutionary response of natural populations to environmental change depends on complex ecological interactions. Theory and experiments which include such interactions are needed for accurate descriptions of genetic adaptation to environmental change, in both the lab and in the wild. / Les populations exposées à des environnements changeants déclinent souvent en abondance et peuvent ainsi être confrontées à un risque d'extinction. Des abondances suffisantes peuvent être retrouvées, ainsi qu'une persistance durable, quand les populations peuvent s'adapter suffisamment vite. Dans cette étude, je me demande comment les facteurs des populations et de l'environnement déterminent la capacité des populations à persister dans des environnements changeants grâce à une adaptation génétique. Dans le chapitre 2, j'étudie la réponse à un changement graduel et directionnel de l'environnement, et dans le chapitre 3, j'étudie la réponse à un changement soudain et soutenu. Le chapitre 3 discute également les effets de la compétition interspécifique. Dans les deux chapitres, j'utilise l'équation canonique des dynamiques adaptatives, ce qui me permet d'en dériver des expressions analytiques ainsi que d'y inclure des processus écologiques négligés dans les théories précédentes; en particulier, je considère la croissance logistique des populations, la compétition intraspécifique fréquence-dépendante, et la compétition interspécifique. J'utilise des simulations informatiques pour examiner l'exactitude de mes résultats analytiques lorsque les hypothèses simplificatrices des dynamiques sont relâchées. Le chapitre 2 dérive le retard de trait, ce qui maximise le taux d'évolution, et aussi calcule ce maximum. Les populations avec le plus grand apport de mutation rencontrant une sélection plus forte ont la capacité de s'adapter plus vite. Les simulations informatiques montrent que le taux maximal d'évolution est un bon prédicteur de l'extinction pour une large gamme de valeur de paramètres, incluant ceux qui dévient des hypothèses de dynamiques adaptatives. Le chapitre 3 dérive, tout d'abord, une expression pour la valeur de trait de population au cours du temps et, ensuite, utilise cette expression pour calculer le temps durant lequel une population se trouve sous le seuil d'abondance, le « temps du risque ». La valeur de trait de population s'approche, tout d'abord, du pic de fitness, puis le taux décline de manière exponentielle. Les populations avec un plus grand apport de mutation et une abondance maximale, et celles qui sont initialement mieux adaptées passent moins de temps dans la zone à risque. Le temps du risque est maximal à des intensités de sélection intermédiaires, puisque de fortes sélections diminuent l'abondance et de faibles sélections ralentissent l'adaptation. Les simulations montrent un bon alignement quand les mutations sont rares et les tailles des populations sont petites. La compétition interspécifique diminue l'abondance de la population focale, en accroissant généralement le temps du risque, mais cela peut être compensé pour des scénarios particuliers par un accroissement de la pression de sélection. La réponse écologique et évolutive des populations naturelles à un changement environnemental dépend de phénomènes écologiques complexes. Les théories et les expériences qui incluent de tels phénomènes sont nécessaires pour des descriptions précises de l'adaptation génétique à un changement environnemental, à la fois en laboratoire et dans la nature.

A reduction in the consumptive and nonconsumptive effects of predation resulting from harvesting of top predators has been hypothesized to result in failure of harvested species to recover from low abundance, even if harvesting is reduced or ceases. I examined size-structured predatory and competitive interactions between northern pikeminnow (Ptychocheilus oregonensis) and its potential predator rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Specifically, I investigated diel habitat use by northern pikeminnow, the effect of harvesting and community structure on recovery of rainbow trout, and trophic consequences of removing either species. Theoretical predictions were tested with replicated whole-lake manipulations of fish density: adult rainbow trout were removed from two single-species lakes, and from two lakes that also supported northern pikeminnow (two-species lakes), and northern pikeminnow were removed from three two-species lakes. In Chapter 1, I hypothesized that diel horizontal migrations undertaken by northern pikeminnow result from a trade-off between foraging opportunities and predation risk. Although adult rainbow trout removals did not alter northern pikeminnow migratory behaviour, tethering experiments showed that rainbow trout present a risk of predation in pelagic habitats during the day and crepuscular periods. Chapter 2 identified Chaoborus larvae as the most important prey of northern pikeminnow in the pelagic zone. Chaoborus is only available as prey in the pelagic zone at night, and its importance provides evidence that foraging opportunities may reinforce diel horizontal migrations. In Chapter 3, I compared trophic responses to removals of either adult rainbow trout or its potential forage species, northern pikeminnow. While northern pikeminnow removals led to a predicted four-level trophic cascade, the trophic responses to rainbow trout removals were inconsistent among lakes. In Chapter 4 I tested predictions from the cultivation-depensation hypoth / Une réduction des effets directs et indirects de la prédation suivant la récolte d’un prédateur supérieur peut hypothétiquement empêcher la récupération de ce prédateur, même si la récolte est réduite ou cesse entièrement. J'ai examiné des interactions prédatrices et concurrentielles entre la sauvagesse du nord (Ptychocheilus oregonensis) et son prédateur potentiel, la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss), en relation avec la taille. Spécifiquement, j'ai étudié l'utilisation d'habitat journalier de la sauvagesse du nord, l'effet de la récolte et la structure de la communauté sur le rétablissement de la truite arc-en-ciel, et les conséquences de réduire l’abondance de ces deux espèces sur le réseau trophique. Des prévisions théoriques ont été examinées en manipulant la densité de poissons dans des lacs: les truites arc-en-ciel adultes ont été enlevées de deux lacs qui soutiennent seulement cette espèce (lacs simple-espèce) ainsi que dans deux lacs qui soutiennent également la sauvagesse du nord (lacs deux-espèces). La sauvagesse du nord a aussi été enlevée de trois lacs de type deux-espèces. Au chapitre 1, j'ai postulé que les migrations horizontales journalières entreprises par la sauvagesse du nord résultent d'un compromis entre la recherche de nourriture et le risque de prédation. Bien que les captures intensives des truites arc-en-ciel adultes n’aient pas changé le comportement de migration de la sauvagesse du nord, ces expériences démontrent que la truite arc-en-ciel présente un risque de prédation dans les habitats pélagiques durant le jour et aux périodes crépusculaires. Le chapitre 2 a identifié des larves de Chaoborus comme proie la plus importante de la sauvagesse du nord dans la zone pélagique. Chaoborus est seulement disponible dans la zone pélagique pendant la nuit, et son importance pour la sauvagesse du nord supporte l’hypothèse selon laquelle les migrations horizontales journal

The success and impact of an introduced exotic species may be highly variable across sites, owing to the influence of local abiotic and biotic factors. The upper St. Lawrence River is a physically heterogeneous ecosystem that has been invaded by several Ponto-Caspian species, including an amphipod crustacean (Echinogammarus ischnus), a benthic fish (the round goby Neogobius melanostomus), and two dreissenid mussels (Dreissena polymorpha and D. bugensis). Echinogammarus is replacing the native amphipod Gammarus fasciatus on rocky substrates in the lower Great Lakes, but in the St. Lawrence River the native species remains dominant at many sites ten years after invasion. / While Gammarus is a strictly freshwater species, Echinogammarus is adapted to ion-rich waters. A series of field and laboratory experiments tested the hypothesis that their relative dominance is dependent on local physicochemical conditions. These experiments revealed that both species are mutual predators whose differing physiological tolerances influence the magnitude and direction of predation, such that a dominant predator can reverse to an inferior predator along a conductivity gradient. Additional experiments compared the survival, growth and fecundity of both species across a range of conductivities. At low conductivity, growth of both species is reduced and Echinogammarus also suffers higher mortality. A further study examined predation by adults on the juveniles of opposing species at different conductivities. Contrary to expectations, Gammarus had a higher type II functional response than Echinogammarus in both levels of conductivity. This finding indicates the importance of considering different life stages when assessing the overall effects of intraguild predation. A final series of experiments revealed that amphipod species replacement is not influenced by their respective ability to compete for refugia. Competition for microhabitat on dreissenid mussel-covered substrates does not increase the native amphipod's vulnerability to goby predation. Echinogammarus is more vulnerable to native predators, but the round goby does not have a differential impact on the native amphipod. Thus, the outcome of antagonistic interactions involving these amphipods is mediated more by abiotic factors than by shared evolutionary history with co-occurring exotic species. / Le succès et l'impact d'une espèce introduite exotique peuvent être hautement variables à travers des sites à cause des influences des facteurs abiotiques et biotiques locaux. Le Haut-Saint-Laurent est physiquement un écosystème fluviale hétérogène qui a été envahi par plusieurs espèces Ponto-Caspiennes, incluant un crustacé amphipode (Echinogammarus ischnus), un poisson benthique (la gobie à tache noire Neogobius melanostomus), et deux moules dreissenidae (Dreissena polymorpha et D. bugensis). Echinogammarus est en train de remplacer l'amphipode indigène Gammarus fasciatus sur les substrats rocheux des Grands Lacs inférieurs, mais demeure dominant dans le fleuve St-Laurent dans plusieurs sites dix ans après l'invasion. fr / Alors que Gammarus est une espèce strictement dulcicole, Echinogammarus est adaptée aux eaux riches en ions. Une série d'expériences en laboratoire et sur le terrain ont testé l'hypothèse que leur dominance relative est dépendante des conditions physico-chimiques. Ces expériences ont démontré que les deux espèces sont des prédateurs mutuels dont la différence de leurs tolérances physiologiques influence la magnitude et la direction de prédation, de manière à ce qu'un prédateur dominant puisse changer vers un prédateur inférieur au long d'un gradient de conductivité. Des expériences supplémentaires ont comparé la survie, la croissance et la fécondité des deux espèces à travers une gamme de conductivités. En basse conductivité, la croissance des deux espèces est réduite, et Echinogammarus subit également une mortalité élevée. Une étude supplémentaire a examiné la prédation des adultes sur les juvéniles de l'espèce opposée à des conductivités différentes. Contrairement aux attentes, Gammarus avait une réponse de type II fonctionnel supérieur à celui de Echinogammarus dans les deux niveaux de conductivité. Cette découverte indique l'importance de prendre en compte les différentes étapes de vie lors de l'évaluation des effets totaux de la prédation au sein de la guilde. Une série finale d'expériences a démontré que le remplacement des espèces d'amphipode n'est pas influencé par leur capacité respective de compétitionner pour les refuges; la compétition pour les microhabitats sur les substrats couverts par les moules dreissenidae n'augmente pas la vulnérabilité de l'amphipode indigène envers la prédation du gobie. Echinogammarus est plus vulnérable aux prédateurs indigènes, mais le gobie à tache noire n'a pas d'impact différentiel sur l'amphipode indigène. Donc, les résultats des interactions antagonistes impliquant ces amphipodes sont déterminés plus par les facteurs abiotiques que par l'his

Adaptive divergence, gene flow, and phenotypic plasticity may interact in a number of ways. Divergent selection might decrease gene flow if migrant alleles have reduced fitness relative to adaptive resident alleles, or gene flow might reduce adaptive divergence via migration load. Both plasticity and local genetic adaptation can permit individuals to phenotypically adapt to alternate environments, and an increased importance of one of these two adaptive processes might result in decreased importance of the other. Plasticity's ability to enhance adaptation might allow for increased gene flow among environments, and/or high levels of gene flow might result in the evolution of increased plasticity. I test these predictions using the cichlid fish, Pseudocrenilabrus multicolor victoriae, from high-oxygen rivers and low-oxygen swamps in Uganda. Using neutral microsatellite markers, I found that gene flow is not reduced between divergent oxygen environments relative to within them, but that gene flow is high overall and temporally variable. Using a split-brood experiment, with F1 offspring raised under high- and low-oxygen conditions, I estimated phenotypic plasticity and genetic divergence in phenotype among six populations. The degree of plasticity in gill size was high and similar among all populations, with larger gills produced under hypoxia. However, variation among populations in both brain mass and brain mass plasticity was revealed. Specifically, brains were heavier and less plastic in the populations most geographically distant from the alternate environment, irrespective of environment type. In an additional (undescribed) cichlid species found only in well-oxygenated river sites, gills were similarly plastic, but brains had reduced plasticity relative to P. multicolor collected from the same location. From the observed variation in plasticity among P. multicolor populations, I can infer that brain mass plasticity might have evolved in response to gene flow be / La divergence adaptative, le flux génique et la plasticité phénotypique peuvent intéragir de plusieurs façons. La sélection divergente peut diminuer le flux génique si les allèles des individus migrants ont un fitness plus faible comparativement aux allèles des individus résidents adaptés au milieu ou, alors, le flux génique peut réduire la divergence adaptative via la charge migratoire. La plasticité et l'adaptation génétique locale vont toutes deux permettre aux individus de s'adapter phénotypiquement aux différents environnements et une augmentation importante d'un de ces processus adaptatifs peut résulter en une diminution de l'importance de l'autre. La capacité de la plasticité à favoriser l'adaptation peut expliquer un flux génique élevé entre les différents milieux et/ou les niveaux élevés de flux génique peuvent mener à l'évolution d'une plasticité élevée. J'ai testé ces prédictions avec les poissons cichlidés, Pseudocrenilabrus multicolor victoriae, provenant de rivières hautement oxygènées et de marais faiblement oxygènés de l'Uganda. En utilisant des marqueurs microsatellites neutres, j'ai trouvé que le flux génique n'est pas réduit entre des milieux dont les taux d'oxygène divergent, mais que, dans l'ensemble, le flux génique est élevé et temporairement variable. En faisant une expérience de type «séparation des juvéniles», avec les juvéniles F1 élevés en laboratoire dans des conditions soit d'oxygène élevé, soit d'oxygène faible, j'ai estimé la plasticité phénotypique et la divergence génétique des phénotypes chez six populations. Le degré de plasticité de la taille des branchies était élevé et similaire chez toutes les populations, avec les branchies de plus grande taille développées sous hypoxie. Cependant, la variation entre les populations concernant la masse du cerveau ainsi que la plasticité de la masse du cerveau a été démontrée. Plus spécifiquement, les cerveaux

Assessing the relative influence of biotic (i.e. species interactions) and abiotic (i.e. the environment) processes on the distribution of population abundance is a fundamental but controversial issue in ecology. Scale-dependent frameworks predict that the influence of biotic processes is confined to local populations, whereas abiotic processes control regional patterns of abundance. In this thesis, I show that the relative influence of local biotic and regional abiotic processes does not depend on their respective spatial scales but rather on the properties of dispersal. / I develop and validate a theory of marine metacommunities that demonstrates that local biotic processes (succession, predation) interact with limited dispersal to control the distribution of population abundance in space (1,800 km) and time (6 years) of the mussel M. californianus and the barnacle B. glandula along the West coast of the United States, despite strong environmental forcing by regional abiotic processes. This interaction between local biotic processes and limited dispersal leads to patterns of connectivity at spatial scales (~450 km) that are much larger than the scale of dispersal (~100 km). / I then investigate the implications of this theory for the design of marine reserve networks. I show that the application of current marine reserve theory, which advocates the use of the scale of dispersal as the distance between reserves in order to maintain connectivity, leads to a reduction in both mean abundance and persistence in these systems because it limits natural patterns of connectivity. However, using the scale of connectivity imposed by the interaction between local processes and limited dispersal maximizes mean abundance and persistence inside and outside of reserves, thus simultaneously satisfying conservation and fishery goals. / In more complex spatial food webs, I show that the rate of dispersal controls the destabilizing effect of abiotic processes: low rates of dispersal facilitate abiotic destabilization, whereas high rates of dispersal limit environmental destabilization. Irrespective of dispersal rate, food webs undergo dynamic shifts in the relative importance of biotic and abiotic processes. / Le contrôle relatif qu'exercent les facteurs biotiques (interactions entre espèces) et abiotiques (l'environnement) sur la distribution des populations est une question fondamentale et controversée en écologie. Les théories hiérarchiques postulent que l'influence des processus biotiques est limitée aux petites échelles spatiales, tandis que les processus abiotiques contrôlent la distribution des populations à l'échelle régionale. Dans cette thèse, je montre que l'influence relative des processus abiotiques et biotiques dépend non pas de leur échelle spatiale, mais des caractéristiques de la dispersion des organismes. / Je développe et valide une théorie des méta communautés marines qui démontre que les processus biotiques locaux (succession, prédation) interagissent avec la dispersion locale afin de contrôler la distribution de l'abondance des populations de moule (M. californianus) et de balane (B. glandula) à l'échelle continentale (1 800 km) sur une période de 6 ans. Les processus biotiques maintiennent ce contrôle malgré l'action des processus abiotiques à l'échelle régionale. Cette interaction synergétique entre les processus biotiques locaux et la dispersion locale génère des patrons de connectivité à des échelles spatiales (~ 450 km) qui excédent largement l'échelle de dispersion (~ 100 km). / Cette interaction a des implications fondamentales pour la conception des réserves marines. En effet, la théorie actuelle préconise de séparer les réserves marines par l'échelle de dispersion afin de maintenir la connectivité entre les réserves. Je montre que cette conception des réserves marines réduit l'abondance moyenne et la persistance des populations parce qu'elle limite la formation de patrons de connectivité à grande échelle. Lorsque la distance entre les réserves est basée sur l'échelle des patrons de connectivité, les réserves marines maximisent l'abondance et la persistance des populations qui se trouvent à l'intérieur et à l'extérieur des réserves. Ainsi, ce type de réserve marine peut être utilisé pour conserver les espèces et gérer la pêche simultanément. / Je montre que dans des systèmes écologiques plus complexes comme les chaînes alimentaires, le taux de dispersion contrôle l'effet déstabilisant des processus abiotiques: un faible taux de dispersion facilite la déstabilisation alors qu'un fort taux de dispersion limite la déstabilisation. Je montre aussi que peu importe le taux de dispersion, l'influence relative des processus biotiques et abiotiques sur les chaines alimentaires varie dans le temps.

Flame retardants (FRs) are ubiquitous chemicals, some of which may persist in the environment and bioaccumulate in wildlife. Recent laboratory studies on American kestrels (Falco sparverius) have demonstrated that exposure to these chemicals may be linked to reproductive and other health problems in animals, but little is known about these effects in free-ranging avian species. The overall aim of this study was to examine the occurrence and possible reproductive and endocrine effects of historical and current-use FR chemicals in free-ranging birds using the tree swallow (Tachycineta bicolor) as a model. Breeding colonies of tree swallows were established at one reference site and two wastewater treatment plant (WWTP) sites; with the effluent from one WWTP (i.e., the WWTP near Kitchener, Ontario: KWWTP) being more highly contaminated with FRs than the other (i.e., near Hamilton, Ontario: WAWWTP). From 2007 to 2010, freshly laid eggs (n = 127) were collected from each nest and analyzed for FR concentrations; these same nests were monitored regularly and reproductive measures were recorded, and the occurrence of endocrine disruption was assessed in a sub-sample of adult tree swallows. Across sites, 2,2',4,4'-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47), 2,2'.4,4',5-pentabromodiphenyl ether (BDE-99), 2,2'4,4',6-pentabromodiphenyl ether (BDE-100), 2,2',4,4',5,5'-hexabromodiphenyl ether (BDE-153), and 2,2',4,4',5,6'-hexabromodiphenyl ether (BDE-154) were found at the highest concentrations in the tree swallow eggs, with other polybrominated diphenyl ether (PBDE) congeners and FRs being quantified at much lower levels. Tree swallows at the KWWTP site had significantly smaller clutches than those at the WAWWTP site, and egg volume (cm3) was positively correlated with in ovo levels of decabromodiphenylether (BDE-209), hexabromocyclododecane (HBCD), and brominated biphenyl (BB)-101. Hatching, fledging and breeding success of the tree swallows were significantly different among sites although there were no statistically significant associations between these measures and in ovo FR concentrations. Clutch initiation date, predation of eggs and nestlings, female age, and ambient temperatures were also found to significantly differ among sites. Nonparametric regression analysis showed that clutch initiation date and egg predation were the best predictors of breeding success across sites, but not flame retardants at currently measured in ovo concentrations. From 2009 to 2010, fecal samples were collected from breeding adult male and female tree swallows during the phases of courtship/nest construction and incubation; these samples were subsequently analyzed for levels of fecal estradiol (E2), testosterone (T), triidothyronine (T3), and thyroxine (T4) metabolites. In 2011, the enzyme immunoassays (EIAs) were biologically validated for the adult tree swallows using nestling tree swallows as negative controls. For adult female tree swallows, there was a moderately significant increase in fecal T4 metabolite levels with in ovo BDE-209 concentrations. For male birds, there were significant and negative associations between fecal T metabolite levels and in ovo BDE-47 and BDE-153 concentrations. The results of this study indicate that free-ranging passerines may be less reproductively sensitive to the effects of FRs at currently measured in ovo concentrations compared to higher trophic level avian species, and that multiple factors may be influencing the reproductive success of the tree swallows at these particular study sites. However, the results of this study also suggest that tree swallows may be sensitive to current environmental concentrations of flame retardants in terms of endocrine function; further research is warranted. / Les ignifugeants sont des produits chimiques omniprésents, dont certains peuvent persister dans l'environnement et peuvent s'accumuler dans la faune sauvage. L'objectif global de cette étude était d'étudier la fréquence et l'effet possible sur la reproduction et sur le système endocrinien de l'utilisation historique et actuelle des produits chimiques ignifugeants dans les oiseaux libres à l'aide de l'hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor) en tant que modèle. Des colonies d'élevage de l'hirondelle bicolore ont été installées sur un site de référence et deux sites de stations d'épuration (WWTP); avec l'effluent d'un WWTP (c.-à-d. la WWTP près de Kitchener, Ontario: KWWTP) étant plus fortement contaminée par des ignifugeants que l'autre (c.-à-d. près de Hamilton, Ontario: WAWWTP). De 2007 à 2010, les œufs fraîchement pondus ont été recueillis auprès de chaque nid et analysés pour les concentrations d'ignifugeants; ces mêmes nids ont été surveillés régulièrement et des mesures de reproduction ont été enregistrées, et l'apparition de la perturbation endocrinienne fut évaluée dans un sous échantillon d'hirondelles bicolores adultes. À travers les sites, les éthers suivant: Le BDE-47, le BDE-99, le BDE-100, le BDE-153, et le BDE-154 ont été trouvés à des concentrations les plus élevées dans les œufs hirondelles bicolores, et d'autres PBDE congénères et ignifugeants furent quantifiés à des niveaux beaucoup plus faibles. Les hirondelles bicolores sur le site KWWTP ont eu des couvées significativement plus petites que celles sur le site WAWWTP, et le volume d'œufs a été positivement corrélé avec des niveaux de BDE-209, HBCD, et BB-101 in ovo. Le succès d'éclosion, de naissante et d'élevage des hirondelles bicolores était significativement différent entre les sites bien qu'il n'y avait pas de liens statistiquement significatifs entre ces mesures et les concentrations d'ignifugeants in ovo. On a également noté que la date d'initiation d'une couvée de poussins, la prédation des œufs et les oisillons, l'âge des femelles et des températures ambiantes ont différée sensiblement entre les sites. L'analyse de régression non paramétrique a montré que la date d'initiation d'une couvée de poussins et de la prédation des œufs était les meilleures valeurs prédictives de la réussite de la reproduction à travers les sites, mais pas les ignifugeants mesurés à l'heure actuelle à des concentrations in ovo. De 2009 à 2010, des échantillons fécaux ont été prélevés à partir des hirondelles adultes bicolores nicheuses, mâles et femelles pendant les phases de séduction/nid établissement et d'incubation; ces échantillons ont ensuite été analysés pour les niveaux de métabolites d'estradiol (E2), la testostérone (T), triiodothyronine (T3), et de la thyroxine (T4) dans les matières fécales. En 2011, les dosages immunologiques ont été biologiquement validés pour les hirondelles bicolores adultes en utilisant des hirondelles bicolores nichées comme contrôles négatifs. Pour les adultes hirondelles bicolores femelles, fécales T4 niveaux de métabolites étaient significativement et positivement associée à des concentrations BDE-209 in ovo. Pour les oiseaux mâles, il y avait des associations significatives et négatives entre les taux de T métabolites fécaux et des concentrations de BDE-47 et BDE-153 in ovo. Les résultats de cette étude indiquent que les passerines en liberté peuvent être moins sensible aux effets des ignifugeants à la reproduction à des concentrations actuellement mesurées in ovo par rapport des espèces supérieures de niveau trophique aviaire, et que de multiples facteurs peuvent influencer le succès de la reproduction des hirondelles bicolores à ces sites d'étude particulière. Cependant, les résultats de cette étude suggèrent également que les hirondelles bicolores peuvent être sensibles aux concentrations environnementales actuelles des ignifugeants sur le plan de fonction endocrinienne. Une recherche plus approfondie est justifiée et souhaitable.

Food competition is an expected cost of group living. It is therefore puzzling that there is little evidence for competition among group-living folivorous monkeys. Given the expected advantages of group living, it is even more puzzling that folivores do not form larger groups despite this apparent lack of food competition. This has become known as the folivore paradox, and to date there is no broadly accepted theoretical solution. However, there have been theoretical and methodological problems with previous studies, preventing clear interpretation of results. I synthesized existing theory and data and demonstrated that, when habitat conditions are appropriately accounted for, folivores do show signs of food competition. I provide a broadened list of behavioural indices of food competition, and suggest an expanded working model to better organize and understand primate socioecology. The notion that folivores experience little or no food competition is based in part on the assumption that their food resources are superabundant and evenly dispersed, and thus non-depletable. I examined the foraging behaviour of red colobus monkeys (Procolobus rufomitratus) in Kibale National Park, Uganda and found that intake rate slowed despite increasing feeding effort during patch occupancy. Furthermore, occupancy time was related to the size of the feeding group and to the size of the patch. These results suggest that red colobus depleted patches of preferred foods, and that larger groups deplete patches more quickly. Because food patches are depletable, red colobus likely experience increasing foraging costs in larger groups due to scramble competition. I conducted a multi-group, ecologically controlled study to determine whether red colobus display any predicted behavioural indicators of food competition. I simultaneously followed 9 groups of red colobus and controlled for spatial and temporal variation in food availability. I found that larger groups occupied larger home ran / La compétition pour la nourriture est considérée coûteuse pour les espèces vivant en groupe. Fait déconcertant; nous avons très peu d'évidences que la compétition affecte les espèces de singes folivores grégaires. Il est donc surprenant que les singes folivores ne forment pas de larges groupes en cette apparente absence de compétition pour les ressources alimentaires. Ces observations sont à la base du «paradoxe des folivores», et jusqu'à maintenant, aucune théorie ne fait l'unanimité. Plusieurs problèmes théoriques et méthodologiques ont été répertoriés dans les études précédentes, et ces problèmes peuvent être à la base de ce paradoxe via une interprétation biaisée des résultats. Suite a un travail de synthèse des théories et bases de données existantes, j'ai finalement démontré que lorsque les conditions de l'habitat sont incluses dans l'analyse, les singes folivores confirment des signes de compétition pour les ressources alimentaires. Dans cet ouvrage, je fourni une liste d'indices comportementaux qui examinent la compétition pour les ressources alimentaires et je suggère un nouveau modèle afin de mieux organiser notre compréhension de la socio-écologie des primates. La notion sur laquelle les espèces folivores sont sujettes à une faible ou une absence de compétition pour les ressources alimentaires réside en partie sur la supposition que leurs ressources sont inépuisables, c'est-à-dire surabondantes et également distribuées. J'ai examiné le comportement d'alimentation des singes Colobe rousse (Procolobus rufomitratus) dans le Parc National de Kibale, Ouganda. J'ai découvert que le taux d'alimentation diminue malgré une augmentation de l'effort durant la quête alimentaire pour une parcelle donnée. De plus, le temps d'occupation de la parcelle était relié à la taille des groupes d'alimentation ainsi qu'à la taille de la parcelle d'alimentation. Ces résultats suggèrent que les Colobe rousse épuis

Eradication of invasive species is an eminent concept in conservation biology. After prevention is no longer an option, many ecologists argue that eradication is the most effective way to mitigate the risk of impacts from invasive species, given the elevated costs and often prolonged environmental effects of long-term control strategies. In the majority of systems, eradication is most likely to succeed early in the invasion process, when an invader is localized. However, rarely is early eradication considered in practice. This paradox may result from the many uncertainties regarding the future spread and impacts of novel invaders and managers lacking practical guidance to make logical decisions to manage them. In this thesis, I use a case study of an introduced mud crab, Rhithropanopeus harrisii, to propose guidelines for rapidly assessing and communicating the feasibility and the benefits of early eradication. First, I document the recent discovery of an established population of R. harrisii in the Panama Canal, highlighting how maritime traffic in this hub of international shipping may further increase the spread of this invader worldwide. Second, I evaluate the distribution, abundance, and demographics of R. harrisii across the Panama Canal with a standardized quantitative survey; I also assess the crab's potential for spread beyond its distribution in the Canal with two laboratory experiments. Third, I develop an analytical framework for evaluating the feasibility of a rapid response to eradicate R. harrisii and for communicating the potential benefits of this management strategy to decision-makers. My results indicate that R. harrisii currently occupies a limited / L'éradication d'espèces introduites invasives est un concept populaire dans le domaine de la biologie de la conservation. Lorsque la prévention d'une invasion échoue, de nombreux écologistes soutiennent que l'éradication est la méthode la plus efficace afin d'éviter que les espèces introduites ne causent de dommages, considérant les coûts élevés et les effets parfois prolongés du contrôle à long-terme. Notamment, dans la majorité des systèmes, le succès d'un programme d'éradication est supérieur s'il est entrepris tôt lors du processus d'envahissement, lorsqu'une espèce est peu dispersée. Cependant, cette stratégie qui consiste à éradiquer les espèces introduites de façon hâtive est rarement mise en pratique. Ce paradoxe peut résulter d'un haut niveau d'incertitude concernant le potentiel qu'ont les espèces nouvellement introduites à se propager et à causer des impacts, et par le fait que les administrateurs responsables de leur gestion manquent souvent de conseils pratiques afin de réagir promptement suite à leur découverte. Pour remédier à cette lacune, cette thèse se base sur une importante étude de cas et suggère un modèle théorique servant à analyser de façon rapide la possibilité d'implémenter un programme d'éradication hâtif et d'en évaluer les bénéfices. Premièrement, je documente la découverte récente du crabe Rhithropanopeus harrisii dans le Canal de Panama. Le Canal de Panama est une plaque tournante du trafic maritime international et pourrait jouer un rôle important dans l'accroissement de la propagation de R. harrisii au niveau mondial. Deuxièmement, au moyen d'un échantillonnage quantitatif stand