Malgré l'accroissement des pressions résultant de l'exploitation forestière, minière et hydroélectrique, et malgré une volonté générale de protéger et de conserver les milieux humides, peu d'efforts de recherche leur ont été consacrés, notamment en milieu forestier. Même si nous avons une bonne connaissance de l'écologie de ces milieux, aucune étude concernant la quantification et la régionalisation des milieux humides n'a été réalisée à l'échelle de la province de Québec. Une revue de littérature a démontré que les systèmes de classification eux-mêmes pouvaient être une des causes de l'absence d'une base de données provinciale. Bien que les différentes classifications soient scientifiquement irréprochables, elles sont difficilement utilisables avec des méthodes de télédétection puisqu'elles nécessitent une validation terrain. Nous avons réalisé une étude sur la distribution à petite échelle des milieux humides du Québec forestier (540 000 km²). Les objectifs poursuivis étaient la quantification de différents types de milieux humides, le découpage de l'aire d'étude en paysages-types, l'étude de la relation entre la distribution des milieux humides et certaines variables environnementales, et l'évaluation de la capacité des classifications écologiques terrestres à intégrer la diversité des milieux humides. Nous avons classifié les milieux humides sur 456 feuillets cartographiques écoforestiers répartis systématiquement selon un système reconnaissant 17 types de milieux humides et aquatiques et en avons quantifié la couverture par feuillet. Les 17 types se distinguent par le régime trophique, le sol, la végétation et leur connexion au système hydrographique. Ils se regroupent en trois classes, soit les milieux aquatiques, les dénudés humides et les marécages. Par des analyses en composantes principales et de groupement, les paysages-types ont été reconnus et caractérisés en groupant les feuillets selon leur similarité en termes de milieux humides. L'analyse de redondance partielle a permis d'étudier le pouvoir explicatif des variables environnementales quant à la distribution des milieux humides, puis l'analyse discriminante a été employée pour l'étude de la relation entre les classifications terrestres et la distribution des milieux humides. Les résultats ont démontré l'hétérogénéité spatiale des milieux aquatiques et humides, qui représentent respectivement 10,3 % et 11,7 % de la superficie classifiée. La variabilité spatiale a été confirmée par l'identification de six paysages-types se regroupant en trois catégories (paysages-types humides, secs et anthropiques). La présence de ce dernier évoque l'ampleur de l'empreinte humaine sur les habitats aquatiques. La variabilité dans la couverture de milieux humides est fortement liée aux variables environnementales. La géomorphologie et la géologie ont un pouvoir explicatif significativement plus grand que le climat, ce qui explique que le cadre écologique de référence, basé sur la géologie, intègre davantage la diversité des milieux humides que le système de classification écologique basé sur le climat. Bien que les projets de conservation des milieux humides devraient être basés sur un cadre écologique qui leur est propre, il demeure que l'utilisation de cadres écologiques basés sur la géologie et la géomorphologie est une alternative intéressante pour la planification de la conservation des milieux humides dans les endroits où une régionalisation des milieux humides est inexistante. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Régionalisation, Milieux humides, Classification, Paysage-type, Québec forestier, Carte écoforestière.

Différents marqueurs moléculaires ont été utilisés au cours des deux dernières décennies pour des études systématiques des espèces bactériennes à différents niveaux taxinomiques. L'apparition de nouvelles méthodes d'identification et de classification des espèces bactériennes telles que la taxonomie numérique et la taxonomie phylogénétique ont amenées à la révision de plusieurs taxa bactériens. Dans l'Ordre des Bacillales et dans la Classe des y-protéobactéries par exemple, ces méthodes ont aboutit à la révision de la famille des Bacillaceae et du genre Xanthomonas, respectivement. Compte tenu de l'importance des bactéries des points de vue économique, environnemental et médical, le travail d'identification et de classification des bactéries demeure un enjeu majeur pour les bactériologistes. Nous proposons dans cette thèse d'évaluer un marqueur d'ADN basé sur une courte séquence nucléotidique située à l'extrémité 3' du gène 16S ARNr et l'extrémité 5' de la région inter-génique 16S-23S (ITS) pour l'identification et la classification des bactéries à Gram-positif et à Gram-négatif à différents niveaux taxonomiques : Classe, Ordre, famille et genre. Dans le premier chapitre, la phylogénie des bactéries de l'ordre des Bacillales a été construite à l'aide d'un marqueur d'ADN de 220 paires de bases (pb). Il s'agit d'une combinaison des 150 dernières pb de l'extrémité 3' du gène 16S de l'ARNr et des 70 premières paires de bases de l'extrémité 5' de la région inter-génique 16S-23S (ITS). Au total, 72 espèces et souches de l'Ordre des Bacillales, réparties en huit familles et 21 genres ont été analysées. Un arbre phylogénétique a été construit et sa robustesse a été statistiquement établie par une analyse bootstrap. Huit groupes ont été révélés et chaque groupe a été subdivisé en sous-groupes et branches. L'arbre phylogénétique ainsi construit à l'aide du marqueur de 220 pb est en général conforme à l'arbre phylogénétique obtenu à partir du gène 16S de l'ARNr et basé sur les données phénétiques et moléculaires. Nos résultats indiquent que le marqueur présente un pouvoir résolution supérieur à celui du gène 16S de l'ARNr. Dans le deuxième chapitre, le pouvoir de résolution du marqueur de 220 pb a été évalué à un niveau taxonomique très inférieur à l'Ordre des Bacillales : le groupe Bacillus cereus. Au cours de cette étude, 129 allèles de huit espèces bactériennes dont entre autres quatre espèces du groupe B. cereus ont été analysés. L'arbre phylogénétique construit a révélé quatre groupes majeurs et des sous-groupes. Le marqueur de 220 pb a permis une discrimination au niveau du genre mais n'a pas permis de distinguer les quatre espèces phylogénétiquement très proches du groupe B. cereus sous étude : B. anthracis, B. cereus, B. thuringiensis et B. weihenstephanensis. Nous avons atteint la limite du pouvoir de résolution du marqueur de 220 pb. Dans le troisième chapitre, un marqueur similaire à celui des bactéries Gram-positif a été développé pour l'établissement de la phylogénie chez les espèces de la Classe des y-protéobactéries. Une analyse comparative de l'extrémité 3' du gène 16S de l'ARNr a permis de déterminer la portion la plus conservée à ce niveau. De même, une analyse comparée de la région inter-génique 16S-23S (ITS) des différents allèles d'une même souche bactérienne a permis de déterminer la partie la plus conservée de cette extrémité 5'. Les deux parties les plus conservées ont été combinées pour former un marqueur d'ADN de 232 pb : 157 pb de l'extrémité 3' du gène 16S de l'ARNr et 75 premières paires de bases de l'extrémité 5' de la région ITS. Un arbre phylogénétique dont la précision a été statistiquement établie par une analyse bootstrap a été construit. Quatre groupes majeurs ont été révélés et des sous-groupes et des clusters ont été formés. Cet arbre est dans l'ensemble, conforme à celui basé sur le gène 16S de l'ARNr. Il est intéressant de noter que le marqueur de 232 pb a permis une meilleure discrimination entre les espèces très proches que le gène 16S de l'ARNr en raison d'une part de la conservation de l'extrémité 3' du gène 16S de l'ARNr entre les allèles d'une même souche et d'autre part, de la conservation des 75 pb de région inter-génique 16S-23S (ITS) entre les allèles d'une même souche. Dans le quatrième chapitre, le pouvoir de résolution d'un marqueur d'ADN de 224 pb est évalué à un niveau taxonomique de beaucoup inférieur à la Classe des y-protéobactéries : le genre Xanthomonas de la classe des y-protéobactéries. Le marqueur est constitué d'une combinaison des 157 pb à l'extrémité 3' du gène 16S ARNr et des 67 premières paires de bases de l'extrémité 5' région inter-génique 16S-23S (ITS). Un total de 23 espèces du genre Xanthomonas ont été analysées. Les espèces éloignées phylogénétiquement et certaines espèces proches du genre Xanthomonas sont discriminées par le marqueur de 224 pb. Les espèces très proches phylogénétiquement et les pathovars par contre ne sont pas discriminées par le marqueur. Ceci constitue la limite du pouvoir de résolution de ce marqueur. Le marqueur d'ADN universel évalué à différents niveaux hiérarchiques des bactéries à Gram-positif et Gram-négatif est un marqueur PCR (Polymerase Chain Reaction) facile d'utilisation du point de vue technique. Il est constitué des dernières paires de bases conservées de l'extrémité 3' du gène 16S de l'ARNr et des premières paires de bases conservées de la région inter-génique 16S-23S. Or le gène 16S de l'ARNr est très conservé entre les espèces d'un même genre tandis que la région inter-génique est hyper-variable à l'intérieur d'une même espèce. Ainsi, ce seul marqueur pourrait servir à la fois aux études systématiques intra et inter-spécifiques aboutissant à l'identification des espèces bactériennes, à leur classification, voire même à la révision de certaines classifications. ______________________________________________________________________________

Les bactériophages (i.e., virus de bactéries) constituent l'un des groupes d'organismes les plus abondants dans la biosphère. Ils jouissent d'une très grande biodiversité. Nos connaissances partielles de ces microorganismes sont sans cesse remises en cause par de nouvelles découvertes et le recensement est loin d'être terminé. Il existe bien des classifications basées sur les critères de morphologie et d'homologie génétique, mais celles-ci ne tiennent pas compte de l'évolution caractéristique des virus qui comprend à la fois la transmission verticale (évolution classique) et horizontale (évolution réticulée) de l'information. De plus, ces classifications ne disent rien à propos des ancêtres communs des espèces. Il y a donc beaucoup de possibilités d'affiner la taxonomie virale existante. Dans cette étude, nous présentons une nouvelle approche de classification des bactériophages, basée sur des méthodes heuristiques tirées des sciences cognitives de la catégorisation. Cette approche originale vise à reconstruire l'histoire évolutive des organismes viraux, en tenant compte de l'hypothèse d'évolution classique ainsi que l'hypothèse d'évolution réticulée, i.e., les transferts horizontaux de gènes (THG). En d'autres termes, la classification proposée prend en considération d'une part, l'approche traditionnelle d'analyse phylogénétique qui inclut la reconstruction d'arbres d'espèces par les méthodes de distances et d'inférence bayésienne et la reconstruction de séquences de protéines ancestrales par la méthode Tree-HMM en tenant compte des substitutions, des insertions et des délétions de caractères génétiques [Diallo et al. 2006 ; Felsenstein 1981], et d'autre part, l'approche de détection des transferts horizontaux par la méthode de réconciliation topologique de l'arbre d'espèces et l'arbre de gène [Makarenkov et al. 2008]. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Classification, Catégorisation, Phylogénie, Taxonomie, Virus, Bactériophages, Transferts horizontaux de gènes, Reconstruction ancestrale.