Aethina tumida Murray (Coleoptera: Nitidulidae) ou petit coléoptère de la ruche (CR) est un ravageur des colonies d’abeilles domestiques, Apis mellifera L., récemment introduit au Canada. Sa phénologie est méconnue dans les climats tempérés et les moyens de lutte développés pour le capturer et le détruire n’ont pas été testés au Canada. Ce projet de recherche comporte deux volets : 1) déterminer l’effet de facteurs édaphiques sur le développement de la pupe du CR; et 2) déterminer l’efficacité relative de pièges intra-colonie et leur impact sur la productivité de la colonie. Les résultats démontrent qu’un sol presque à saturation diminue significativement le taux de survie de la pupe et influence le sexe ratio des adultes émergents tandis qu’un sol sec augmente la durée de pupaison de plusieurs jours. De plus, les pièges testés réduisent significativement les populations de CR dans la colonie sans nuire à sa productivité. L’efficacité relative des pièges est cependant variable en fonction de plusieurs facteurs. Cette étude contribue à une meilleure compréhension de la phénologie du CR en climat tempéré et permet une utilisation rationnelle des moyens de lutte disponibles. / The small hive beetle (SHB), Aethina tumida Murray, is an invasive pest of honey bees, Apis mellifera L., recently introduced in Canada. The economic loss that would result from SHB spreading across the country is significant. SHB phenology has been poorly studied under temperate climates. Moreover, traps for monitoring and capturing this pest have never been tested in Canada. This project had two main objectives: 1) to determine the effects of temperature and water content of soil on the survivorship and development time of SHB pupa; and 2) to determine the effectiveness of three models of in-hive traps as well as their impact on colony productivity. Results shown that wet soils decreased survival rate by half and influenced sex ratio of emerging adults, while dryer soils increased duration of pupation by several days. The in-hive traps tested effectively reduced SHB population without affecting colony productivity. This study contributes to a better understanding of the phenology of the SHB in temperate climates and provides new knowledge to inform appropriate use of available control methods.

La stabilité des communautés naturelles est liée aux propriétés des réseaux trophiques. Des propriétés comme l'omnivorie et le généralisme augmentent les voies possibles de transfert d'énergie et répartissent le stress de la prédation sur plusieurs espèces, se qui stabilisent les communautés, réduit la pression sur les espèces rares et minimisent la perte de biodiversité. Toutefois, la caractérisation de la diète d'organismes cryptiques comme les arthropodes épigés est complexe et requiert l'utilisation d'outils comme les isotopes stables de carbone (δ13C) et d'azote (δ15N). Le ratio isotopique du carbone retrouvé dans un organisme indique les sources d'énergie utilisé par ce dernier tandis que son ratio isotopique d'azote révèle son niveau trophique. De plus, les écarts types des δ13C et δ15N d'une population indiquent respectivement le degré de généralisme et d'omnivorie de cette population. Le présent mémoire présente deux chapitres sous forme d'articles. Dans le premier article, nous avons évalué les effets de divers intensités de coupes forestières en forêt boréale mixte sur le degré de généralisme et d'omnivorie de quatre prédateurs épigés (Pterostichus adstrictus Eschscholtz, Staphylinus pleuralis Leconte, Platynus decentis (Say), Stereocerus haematopus Dejean) 2, 6 et 9 ans après les coupes en mesurant la réponse isotopique (δ13C et δ15N) des populations. Les traitements sylvicoles ont eu lieu sous deux types de couverts (feuillus ct de conifères) et sont : 1) des coupes totales, 2) des coupes partielles (20% de rétention) et 3) des peuplements. Toutes les combinaisons de peuplements et de traitements furent répliquées trois fois et font partie d'une expérience plus grande nommée EMEND, toujours en cours au Nord de l'Alberta. Nos résultats ont révélé peu d'effet des coupes sur le degré de généralisme et d'omnivorie des espèces. Nous avons toutefois détecté une élévation du δ15N de P. adstrictus et S. pleuralis dans les coupes totales. Ces élévations du δ15N pourraient indiquer des changements de diètes vers des proies de niveaux trophiques plus élevés ou encore un état de jeûne dû à un manque de ressources. Puisque les effets sont tout d'abord visibles dans les coupes totales, il est possible que les coupes partielles soient plus aptes à protéger les ressources que les coupes totales. Dans le deuxième article, nous avons testé la relation entre la longueur des coléoptères de trois guildes (herbivores, fungivores et prédateurs) et leur niveau trophique (δ15N). Les coléoptères furent récoltés à l'été 2000 dans les peuplements témoins de feuillus et de conifères d'EMEND. Nous n'avons pas trouvé de relation positive entre la longueur et le niveau trophique des coléoptères, mais ces résultats suggèrent que la taille détermine en grande partie la niche et le type de matière consommée par les espèces. Nos résultats démontrent également que la diète des espèces ne change pas au cours que la succession forestière, ce qui suggère une limite dans la capacité des coléoptères à changer leur type d'alimentation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Isotopes stables, forêt boréale, réseaux trophiques, ornnivorie, coléoptères.

Cette thèse a pour objet i) l'étude de la phase initiale de colonisation des débris ligneux d'épinettes noires (Picea mariana [Mill] B.S.P.) produits par le feu, par les coléoptères saproxyliques ainsi que l'étude ii) des facteurs régulant les taux de décomposition de ces débris ligneux dans le nord de la forêt boréale du Québec. Cette étude est la seule à ce jour traitant à la fois de la décomposition du bois et de la colonisation saproxylique dans un contexte postfeu. Entre autres, elle a mis à profit un dispositif d'échantillonnage entomologique installé très tôt après feu (7 jours). Ce dispositif ainsi que celui utilisé pour caractériser la décomposition de la matière ligneuse se sont étendus sur un large territoire ce qui a permis de couvrir l'essentiel de la variabilité des conditions postfeu ainsi que de considérer de multiples échelles spatiales. L'étude a ainsi mis en lumière l'importance de la sévérité du feu dans la structuration des patrons de colonisation. De plus, le patron de colonisation laisse présager que les capacités de dispersion des coléoptères saproxyliques colonisant les brulis récents sont très importantes. En plus d'influencer fortement le patron de colonisation des coléoptères saproxyliques, la sévérité du feu affecte aussi le processus de décomposition de la matière ligneuse. Les caractéristiques de l'habitat brûlé ont influencé le patron de colonisation de façon très importante. Les attributs de l'habitat brûlé, plus particulièrement, la sévérité du feu, ont influencé ce patron à de multiples échelles spatiales et ce, à la fois pour les adultes colonisateurs et les néonates. De façon générale, les prédateurs et les xylophages adultes étaient plus abondants dans les paysages et les peuplements sévèrement brûlés alors que la sévérité du feu avait un impact opposé sur les mycophages. L'importance de la sévérité du feu devrait être une conséquence directe de l'impact de cette variable sur les propriétés nutritionnelles du substrat ligneux. En ce sens, une plus forte abondance des adultes xylophages dans les peuplements sévèrement brûlés est contre-intuitive. En effet, les néonates xylophages étaient plus abondantes dans les arbres faiblement brûlés, ces derniers favorisant la survie larvaire en maintenant un taux d'humidité subcorticale suffisant. Un tel comportement postfeu suggère une stratégie de colonisation non-optimale chez plusieurs espèces xylophages. Ce comportement pourrait être le résultat d'une pression évolutive qui aurait amené ces espèces à détecter et utiliser un substrat à l'apport beaucoup plus stable, en l'occurrence celui produit par sénescence naturelle en forêt verte, plutôt que celui résultant d'une perturbation survenant à des intervalles hautement variables dans le temps et l'espace. Se dirigeant vers le substrat brûlé en utilisant les mêmes volatiles que ceux émis par les arbres récemment morts en forêt non-brûlée, les adultes colonisateurs auraient majoritairement convergé vers les paysages contenant davantage de ces volatiles, soit ceux sévèrement brûlés. Malgré la non-optimalité de cette stratégie, l'utilisation des brulis demeurent une opportunité reproductive (plutôt que la panacée) pour les espèces xylophages considérant la très grande quantité de substrats qu'on y retrouve. D'autre part, le processus de dispersion vers les habitats où la quantité de volatiles est élevée implique la prise en compte de caractéristiques environnementales à grandes échelles spatiales. Néanmoins, les caractéristiques de l'habitat brûlé mesurées à des échelles plus fines sont demeurées importantes afin de structurer le patron de colonisation. L'émigration des individus depuis des habitats-sources éloignés vers le substrat de reproduction ou d'alimentation a été la conséquence directe de ce patron spatial multi-échelles. Par ailleurs, l'éloignement des sources de colonisation n'aurait eu que très peu d'impact sur la capacité des coléoptères saproxyliques adultes à atteindre l'habitat à coloniser. Seule l'abondance de quelques espèces majoritairement mycophages diminuait en fonction de la distance aux feux récents. L'absence d'effets négatifs de l'éloignement des sources de colonisation pourrait être conséquente aux très fortes capacités de dispersion présumées des espèces colonisatrices initiales. En plus d'influencer la colonisation saproxylique, la sévérité du feu a eu un impact considérable sur les taux de décomposition de la matière ligneuse. De façon générale, ces taux étaient relativement bas (k = 0,013) lorsque comparés à ceux observés sur des taxons similaires et à l'intérieur d'écorégions comparables. La sévérité du feu a négativement influencé les taux de décomposition notamment en accélérant la perte d'humidité et la chute de l'écorce et en ralentissant la fragmentation des chicots. Les faibles taux de décomposition chez les arbres sévèrement brûlés pourraient aussi être conséquents à une action comminutive réduite des espèces xylophages. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Feu de forêt, coléoptères saproxyliques, taux de décomposition, débris ligneux, Picea mariana, dispersion, patrons spatiaux, forêt boréale

Les coléoptères saproxyliques ont en particulier d'être fortement liés au bois mort et à la phase hétérotrophe du cycle forestier. Cette position les place en concurrence directe avec l'Homme et sa gestion forestière. La conservation de ces animaux et de leurs fonctions écologiques passe par une connaissance accrue de leurs biologies et des relations qu'ils entretiennent avec le bois mort et la forêt.<br /><br />Dans ce travail nous avons analysé les relations autécologiques et synécologiques s'établissant entre les coléoptères saproxyliques et les types de bois mort au sein de 3 types forestiers des Alpes françaises (10 stations). Les bois morts ont été étudiés par une méthode dérivée du protocole européen COST E4 tandis que les coléoptères saproxyliques ont été échantillonnés par pièges vitres.<br /><br />L'existence de communautés de coléoptères saproxyliques au niveau de chaque forêt est confirmée par ANOSIM et analyse des correspondances (CA). Elle est documentée par dendrogrammes, CCA et RDA. Trois facteurs environnementaux majeurs conditionnant ces assemblages taxonomiques ont été dégagés par PCA et régressions linéaire multiples. Il s'agit dans l'ordre d'importance : d'une dichotomie entre essences feuillue et résineuse, d'un gradient de dimension-position (combinant taille, origine de la mort et position vis-à-vis du sol) et enfin d'un gradient de désorganisation du bois (regroupant surface d'écorce, classe de décomposition et type de pourriture). <br /><br />La continuité historique du bois mort, estimée par le profil de bois mort, a un impact significatif sur la diversité des taxons les plus rares, ce qui conforte de précédentes observations et pose à nouveau la question de l'impact à long terme de l'exploitation forestière sur la biodiversité.

La disparition et la fragmentation d’habitat sont considérées comme des causes majeures de l’érosion de la biodiversité.Les forêts sont parmi les plus riches écosystèmes terrestres de la planète. La simplification structurelle et la disparition d’éléments d’habitats clés qui résultent de leur exploitation mettent en péril la biodiversité qu’elles abritent.Grâce à l’analyse de différents jeux de données mutualisés entre plusieurs laboratoires et de deux jeux de donnéesoriginaux générés par mes travaux, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le rôle joué par plusieurs éléments de la Trame de Très Vieux Bois pour la diversité des coléoptères saproxyliques aux échelles locale et paysagère. L’effet des caractéristiques du milieu et la biodiversité associée aux ilots de vieillissement, réserves forestières et arbres isolés extra-forestiers ont été évalués.En parallèle, nous avons conduit des explorations méthodologiques concernant la principale technique d’échantillonnagede notre modèle biologique. Nous avons mis en évidence les effets (i) forts de la réplication spatiale ou temporelle des dispositifs d’échantillonnage sur les données obtenues, mais (ii) négligeables de l’exclusion d’une famille couteuse en temps d’identification sur les résultats.Nos résultats écologiques indiquent l’effet de l’arrêt d’exploitation sur la reconstitution des compartiments bois mort etdendromicrohabitats et des assemblages de coléoptères saproxyliques associés, au contraire de l’extension de rotationreprésentée par les ilots de vieillissement. D’importantes densités de réserves forestières dans le paysage (plus de 20%) semblent nécessaires pour une conservation efficace de la faune saproxylique. De plus, nous avons mis en évidence qu’une part importante des espèces saproxyliques est préférentiellement retrouvée sur des arbres solitaires, non-forestiers. La totalité de la faune saproxylique n’est donc pas abritée par la forêt. Ces structures non forestières représentent des éléments primordiaux à prendre en compte pour la sauvegarde de la biodiversité saproxylique. / Habitat loss and fragmentation are considered as major threats to biodiversity in forests, one of the species-richest terrestrial ecosystems worldwide. The structural simplification and the loss of key habitat elements resulting from forest harvesting threaten forest biodiversity. Through the analysis of datasets shared between laboratories and two original datasets created during this thesis, I intended to evaluate the role for associated beetle diversity of several components of the saproxylic habitat network at local and landscape scales. The effect of local environmental variables has been evaluated and the biodiversity associated with ageing stands, forest reserves and isolated non-forest trees were explored. In parallel, we have analyzed the main technique used to sample our study group. We highlighted (i) strong effects of spatial or temporal replication of sampling on data, but (ii) negligible effects of data simplification by excluding a time-expensive family on results. We demonstrated significant effects of forest setting aside on the restoration, mainly of dead wood and tree microhabitats, but also on associated saproxylic beetle assemblages. Extended rotations in ageing stands did not provide such positive effects. Besides, we evidenced that a high density of forest reserves in the landscape (over 20%) seems necessary to efficiently favor the saproxylic fauna. In addition, we observed that a significant proportion of saproxylic species prefer non-forest solitary tree habitats. The whole saproxylic fauna is therefore not hosted by forests. These non-forest saproxylic structures have to be included in conservation strategies dedicated saproxylic biodiversity.

Lorsque deux espèces exploitent la même niche écologique, elles entrent en compétition pour l'accès aux ressources. Or, un accès limité aux ressources réduit la fitness des individus. La compétition interspécifique va donc agir comme une pression de sélection qui peut mener à des modifications physiologiques ou comportementales pour partager les ressources, car si elles ne sont pas partagées la compétition entraînera le déplacement ou la disparition d'une des deux espèces. Aleochara bilineata et A. bipustulata sont deux coléoptères staphylins parasitoïdes qui s'attaquent à la mouche du chou Delia radicum. Elles ont des paramètres biologiques différents, notamment au niveau des traits d'histoire de vie (qui semblent avantager A. bipustulata) et du spectre d'hôtes (plus généraliste chez A. bipustulata). Ces deux espèces partagent cependant la même stratégie d'exploitation des hôtes et présentent l'originalité que la femelle pond ses œufs à proximité des hôtes et non à l'intérieur, ce qui les distingue des hyménoptères parasitoïdes qui font l'objet de nombreuses études. La larve Aleochara de premier stade est donc mobile et doit trouver et sélectionner elle même un hôte pour s'y développer. Il y a ainsi des possibilités d'adaptations comportementales à la compétition à la fois pour les adultes et les larves de premier stade. Dans ce projet de thèse, nous avons donc choisi d'explorer la niche écologique de ces deux espèces de façon originale en étudiant les modifications comportementales induites par la présence de compétiteurs à la fois chez les femelles adultes et les larves de premier stade. Nous avons également identifié les communautés bactériennes associées aux deux espèces en compétition mais aussi à leur hôte D. radicum et à un autre compétiteur parasitoïde, l'hyménoptère Trybliographa rapae, dans le but d'étudier ultérieurement les impacts des différents partenaires bactériens sur la niche écologique des deux espèces de coléoptères en compétition. Nos résultats montrent que les femelles de l'espèce spécialiste A. bilineata adaptent leurs comportements aux compétiteurs qu'elles rencontrent et sélectionnent les sites de ponte présentant les meilleures chances de succès parasitaire pour leurs larves. Par ailleurs, les larves de premier stade de l'espèce spécialiste dominent largement la compétition larvaire lorsqu'elles sont en compétition avec les larves de l'espèce généraliste. Enfin, les communautés bactériennes des deux espèces de coléoptères sont plus proches entre elles qu'avec les autres membres du réseau trophique étudiés mais comportent des différences à explorer. Ces résultats sont discutés dans le cadre de l'adaptation des choix comportementaux des individus d'une espèce spécialiste à la présence de compétiteurs généralistes et de la coexistence de ces deux espèces dans le milieu naturel. / When two species live in the same ecological niche, they compete for resources. Since a limited access to resources reduces fitness, interspecific competition represents a selection pressure that can lead to physiological or behavioral changes to share resources, because not sharing them will cause the displacement or disappearance of the weaker competitor. Aleochara bilineata and Aleochara bipustulata are two coleopteran parasitoids and attack the same host, the cabbage root fly Delia radicum. These two species have different biological parameters, particularly in their life history traits (which seem to favor A. bipustulata) and host spectrum (A. bipustulata is more generalist). These two species share the same strategy to exploit their host (idiobiont ectoparasitoid). Unlike parasitoid wasps (the object of most studies on parasitoids) coleopteran parasitoid females do not lay their eggs directly inside the host but in locations likely to harbour hosts. Aleochara first instars are mobile and need to find and select a host where they will develop. There is thus the possibility of behavioral adaptations to competition for both for adults and first instars. In this project, we have chosen to explore the ecological niche of these two species in an original way by studying behavioral changes induced by the presence of competitors both in adult females and first instars. We also studied bacterial communities associated to the two competing species but also those of their host D. radicum and of another competitor, the parasitoid wasp Trybliographa rapae, in order to later study the impacts of different bacterial partners in the ecological niche of the two beetle species in competition. Our results show that females of the specialist A. bilineata adapt their behavior to the competitors they face and select oviposition sites with the best probability of parasitism success. Moreover, first instars of A. bilineata dominate the larval competition when competing with larvae of the generalist A. bipustulata. Finally, bacterial communities of the two rove beetles are closer to each other than other members of the food web studied and their differences should be investigated. These results are discussed in the context of behavioral adaptation of specialists to the presence of generalist competitors and the coexistence of these two species in the field.