Cette thèse évalue le risque d'émergence d'un pathogène via l'avifaune sauvage dans une région indemne en combinant deux approches : 1) L'étude de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes avec le pathogène émergeant. 2) L'utilisation de données écologiques disponibles dans la région indemne. Le Chapitre 1 montre que l'étude de la circulation de pathogènes partageant des caractéristiques éco-épidémiologiques communes (Influenza Aviaire Faiblement Pathogène et Maladie de Newcastle) avec un pathogène émergeant (H5N1 HP) permet d'apporter des éléments d'information sur la circulation potentielle de ce pathogène en cas d'émergence. Les principales conclusions de ce chapitre nous permettent de construire les trois hypothèses testées aux chapitres suivants portant respectivement sur les étapes d'une émergence : introduction (Chapitre 2), circulation (Chapitre 3), et transmission à la faune domestique (Chapitre 4). Ces trois chapitres permettent une meilleure évaluation du risque d'émergence d'un pathogène (le H5N1 HP) dans une zone indemne (le DIN) à partir de méthodes basées sur les données écologiques disponibles dans cette zone indemne et obtenues à partir de techniques telles que le comptage aérien, la télémétrie satellitaire, ou la télédétection. Ils permettent notamment d'estimer que le risque d'émergence du H5N1 HP dans le DIN via l'avifaune sauvage est le plus élevé lors des mois de janvier à mars des années de faible crue, et que la Sarcelle d'été et le canard Pilet sont les deux espèces à surveiller en priorité. Cette thèse montre donc comment l'utilisation de données éco-épidémiologiques disponibles dans une zone indemne permettent une évaluation et un meilleur contrôle du risque d'émergence d'un pathogène. L'utilisation d'outils satellitaires permet l'obtention de larges plages de données ayant des résolutions spatiale et temporelle suffisante pour évaluer des dynamiques éco-épidémiologiques évoluant rapidement. / This thesis aims to evaluate the risk of emergence of a pathogen from wildlife in an uninfected area by combining two approaches:1) The study of pathogens sharing similar eco-epidemiological characteristics with the emerging pathogen2) The use of eco-epidemiological data available in the uninfected area Chapter 1 shows that studying pathogens sharing similar eco-epidemiological characteristics (Low Pathogenic Avian Influenza and Newcastle Disease) with an emerging pathogen (HPAI H5N1) enables to provide information on the potential circulation of this pathogen if it would emerge. The main conclusions of this chapter allow us to formulate the three hypothesis tested in the following chapters, each related to a stage of an emergence: introduction (Chapter 2), circulation (Chapter 3), and transmission to domestic poultry (Chapter 4). These three chapters enable a better evaluation of the risk of emergence of a pathogen (HPAI H5N1) in an uninfected area (IND) by using methods based on eco-epidemiological data available in this uninfected area, obtained from techniques like aerial census, satellite telemetry, and remote sensing. The risk of emergence of HPAI H5N1 from wildlife in the IND is evaluated to be the highest between the months of January and March during years with a low flood level. Garganeys and Pintails are identified as the two main species to be surveyed in priority. This thesis shows how eco-epidemiological data available in an uninfected area enable an evaluation and a better control of the risk of emergence of a pathogen. Satellite tools allow acquiring large dataset with temporal and spatial resolution compatible with eco-epidemiological dynamics evolving rapidly.

A number of emerging vector-borne diseases have the potential to be transmitted in the UK by native mosquitoes. Human infection by some of these diseases requires the presence of communities of multiple vector mosquito species. Mitigating the risk posed by these diseases requires an understanding of the spatial distributions of the UK mosquito fauna. Little empirical data is available from which to determine the distributions of mosquito species in the UK. Identifying areas at risk from mosquito-borne disease therefore requires statistical modelling to investigate and predict mosquito distributions. This thesis investigates the distributions of potential vector mosquitoes in the UK at landscape to national scales. A number of new methodological approaches for species distri- bution modelling are developed. These methods are then used to map and understand the distributions of mosquito communities with the potential to transmit diseases to humans. Chapter 2 reports the establishment of substantial populations of the West Nile virus (WNV) vector mosquito Culex modestus in wetlands in southern England. This represents a drastic shift in the species’ known range and an increase in the risk of WNV transmission where Cx. modestus is present. Chapter 3 develops and applies a new species interaction distribution model which identifies fish and ditch shrimp of the genus Palaemonetes as predators which may restrict the distribution of the potential WNV vector community in these wetlands. Chapter 4 develops a number of methods to make robust predictions of the probability of presence of a species from presence-only data, by eliciting and applying estimates of the species’ prevalence. Chapter 5 introduces a new Bayesian species distribution modelling approach which outperforms existing methods and has number of useful features for dealing with poor- quality data. Chapter 6 applies methods developed in the previous two chapters to produce the first high-resolution distribution maps of potential vector mosquitoes in the UK. These maps identify several wetland areas where vector communities exist which could maintain WNV transmission in birds and transmit it to humans. This thesis makes significant contributions to our understanding of the distributions of UK mosquito species. It also provides methods for species distribution modelling which could be widely applied in ecology and epidemiology.

Chez de nombreuses espèces, il a été montré que les stratégies de choix de partenaires socio-sexuels par un individu étaient liées aux qualités de ces partenaires (phénotypiques ou génétiques) et étaient susceptibles de maximiser la qualité de ses descendants et améliorer sa propre valeur adaptative. Nous nous sommes intéressés au choix de partenaires chez les femelles de gorille de plaines de l’ouest par une étude de leur dispersion sociale en lien avec l’influence relative de l’environnement social et des caractéristiques des mâles adultes dans les décisions des femelles à résider dans un groupe social ou à émigrer, et dans leur choix du groupe dans lequel immigrer. Nous avons montré que les femelles immigrent préférentiellement dans des groupes reproducteurs plutôt que vers des mâles solitaires et vers des groupes jeunes plutôt que vieillissants. Les groupes de 10-15 individus sont évités. Les femelles émigrent des groupes contenant une grande proportion d’individus affectés par une maladie de peau. A court terme après un effondrement démographique du à une épidémie à virus Ebola, le taux d’émigration des femelles diminue dans les groupes de grande taille, ce qui suggère une meilleure qualité reproductrice et protectrice des mâles survivants. Les caractéristiques génétiques des partenaires sexuels dans le choix des femelles, notamment les gènes du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) qui codent pour des protéines impliquées dans les défenses immunitaires, peuvent être impliquées dans le choix de partenaire chez certains primates. Son implication éventuelle n’avait jamais été étudiée chez le gorille. Dans cette perspective nous avons cherché à développer une méthode pour étudier ce complexe de gènes à partir d’échantillons d’ADN non invasifs (fèces), c’est-à-dire avec de l’ADN faiblement concentré et dégradé. Nous avons défini une nouvelle amorce puis utilisé des méthodes de séquençage haut débit, d’électrophorèse sur gel à gradient dénaturant et un marqueur microsatellite lié au CMH afin de déterminer une méthode d’analyse à l’échelle populationnelle. Huit nouveaux allèles de CMH ont été détectés par séquençage haut débit. Le marqueur microsatellite présente un schéma d’amplification complexe et nécessite une optimisation des protocoles qui permettra de réduire les couts d’analyses de la variabilité du CMH à l’échelle populationnelle. Nos développements ouvrent de nouvelles perspectives pour l’étude de l’influence du CMH sur le choix de partenaire dans des populations sauvages de primates. / In many species, it has been shown that strategies of choice of socio-sexual partners by an individual are related to the phenotypic or genetic quality of these partners and are likely to maximize the quality of its descendants and improve its own fitness. We investigated the partner choice in western lowland gorilla females in studying their social dispersion and the relative influence of the social environment and the characteristics of adult males in females’ decisions, to stay in a social group or to emigrate, and in their choice of the group into which immigrate. We showed that females preferentially migrated towards breeding groups rather than solitary males and towards younger rather than aging groups. Groups of 10-15 individuals were avoided. Females emigrated from groups containing a large proportion of individuals affected by skin disease. In the short term after a demographic die-off due to an Ebola epidemic, female’s emigration rates declined in large groups, suggesting better reproductive and protective value of surviving males. The influence of the genetic characteristics of the sexual partners in the choice of females, in particular the genes of the major histocompatibility complex (MHC) genes that encode proteins involved in immune defenses, may be involved in partner choice in some primates. Its possible involvement had never been studied in the gorilla. In this perspective we have sought to develop a method to study this gene complex from non-invasive DNA samples (feces), that is to say with weakly concentrated and degraded DNA. We defined a new primer and then used high throughput sequencing, denaturing gradient gel electrophoresis, and a MHC-linked microsatellite marker to determine a population-level analysis method. Eight new MHC alleles were detected by high throughput sequencing. The microsatellite marker has a complex amplification pattern and requires protocol optimization that will reduce the cost of analyzing MHC variability at the population level. Our developments open new perspectives for the study of the influence of CMH on partner choice in wild populations of primates.