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La vie en groupe est très répandue dans le monde animal. Ces agrégats peuvent être divers. Certains ne se forment que pendant les phases de repos des individus, d’autres sont maintenus pendant tout leur cycle de vie. De très nombreuses études ont porté sur les avantages et désavantages de la vie en groupe vis-à-vis des attaques des prédateurs. Parmi les coûts identifiés il y a notamment le fait qu’un groupe peut attirer plus facilement des prédateurs, parmi les bénéfices, citons l’augmentation du nombre d’individus qui peuvent détecter une menace et dès la probabilité d’une fuite efficace ou l’effet de dilution. Dans ce cas, la probabilité de se faire capturer lors d’une attaque diminue avec la taille du groupe. Mais dans ces exemples, c’est l’agrégat lui-même qui attire les prédateurs et est dès lors à l’origine des perturbations auxquelles il va être soumis. Il y a cependant d’autres perturbations qui peuvent affecter les agrégats entiers sans que ceux-ci en soient à l’origine. Ces perturbations peuvent être d’origine humaine comme l’urbanisation. Elles sont caractérisées par leur capacité à rendre par exemple un site d’agrégation moins attirant ou même inutilisable. Un exemple classique est celui d’un arbre qui est habituellement utilisé chaque soir par une bande d’oiseux et qui devient moins attirant suite aux bruits et lumières d’origine anthropique. Dans notre étude nous nous intéressons à ce type de perturbations et comment celles-ci affectent le comportement collectif, à court et long terme, d’agrégation. Le modèle retenu est la blatte américaine, Periplaneta americana, dont le site de repos (l’abri) est perturbé avec de la lumière lors de la phase de repos.Sur des temps courts (<10 min), nous avons étudié comment la taille des agrégats influence la fuite collective. Nous avons mis en évidence des phénomènes d’amplification et d’inhibition de la fuite. La probabilité de fuir augmente avec le nombre d’individus fuyant et diminue avec le nombre d’individus agrégés. Toujours à court terme nous avons montré que des blattes isolés ne présentent pas de personnalité (pas de différence interindividuelle) pour les différents paramètres mesurés lors de la fuite résultant d’une perturbation de l’abri. A long-terme (1 semaine) nous avons montré que le choix initial d’un site d’agrégation se maintenait malgré les perturbations imposées. Les blattes ne migrent que lentement que vers un autre abri non perturbé et ce malgré que suite à une perturbation une grande partie du groupe quitte temporairement l’abri. Sur cette longue durée, nous avons mis en évidence non seulement une personnalité pour chaque individu mais également une personnalité collective au niveau du groupe. Ces personnalités sont observées dans les dynamiques d’agrégation et désagrégation journalières et lors des fuites suite aux perturbations. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le comportement d’agrégation est considéré comme le premier pas vers des niveaux de socialité supérieurs. La compréhension des facteurs clés permettant l’émergence des décisions collectives chez les groupes composés d’individus simples (ayant une connaissance limitée de leur environnement) est donc fondamentale pour étudier l’évolution de la socialité. A l’heure actuelle, la majorité des études se sont focalisées sur les espèces les plus sociales, et notamment celles formant des groupes monospécifiques. A contrario, les larves nécrophages de Diptères (asticots) forment sur un même cadavre des agrégats hétérospécifiques pouvant contenir des milliers d’individus, leur offrant divers bénéfices(production de chaleur, d’enzymes). De part ces observations in natura, ces insectes apparaissent être un bon modèle biologique dans un contexte évolutif d’étude des comportements collectifs. Ce travail de thèse s’attache à mettre en évidence et quantifier les phénomènes d’agrégations des larves de Lucilia sericata (Diptera :Calliphoridae) et les mécanismes qui sous-tendent ces regroupements. Après une description introductive des groupes hétérospécifiques chez les arthropodes, nous présentons pour la première fois la démonstration expérimentale d’un comportement d’agrégation actif des larves. Nous avons également démontré l’effet d’attraction/rétention sur les larves d’un composé cuticulaire déposé au sol par les individus et reconnu par leurs congénères. Cette reconnaissance se fait probablement via l’utilisation d’un comportement exploratoire caractéristique que nous avons décrit et quantifié :le scanning. Puis, nous avons mis en évidence la capacité des larves de deux espèces proches phylogénétiquement et écologiquement, L. sericata et Calliphora vomitoria, à faire un choix collectif en groupe monospécifique comme en hétérospécifique. Ces résultats suggèrent l’existence d’une reconnaissance interspécifique de vecteurs d’agrégation (e.g. le signal larvaire). Enfin, nous avons mis en évidence l’existence de préférendums thermiques chez ces espèces, et la capacité des larves à sélectionner collectivement cette température préférentielle. Dans son ensemble, ce travail offre des connaissances inédites sur la vie de ces groupes. Il ouvre des perspectives d’étude prometteuses sur les comportements collectifs interspécifiques et les bénéfices évolutifs liés à l’agrégation. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le réchauffement climatique est désormais largement reconnu dans la communauté scientifique. Ces changements sont principalement causés par l'augmentation des gaz à effet de serre, parmi lesquels le dioxyde de carbone (CO2) est considéré comme un gaz majeur. Des études récentes ont montré que les changements abiotiques impacteront l'ensemble de l'écosystème, et plus particulièrement les interactions multitrophiques, qui sont fortement dépendantes de leur environnement.Dans cette étude, nous supposons qu'une augmentation de la concentration de CO2 atmosphérique et de la température moyenne aura un impact sur les interactions entre une plante, un puceron ravageur, la fourmi mutualiste de ce puceron et son ennemi naturel, le syrphe.Les composés organiques volatils étant impliqués dans ces interactions, nous avons d'abord étudié l'impact des deux facteurs abiotiques sur leur émission par deux plantes, Vicia faba et Triticum aestivum et évalué la capacité de la plante à attirer leurs ravageurs, respectivement Aphis fabae et Sitobion avenae. Une élévation de température, couplée ou non au CO2, a impacté les profils volatils de ces deux espèces ainsi que la concentration de composés particuliers de la famille des terpènes et des alcools. Ces modifications n'ont pas eu d'incidence sur le comportement de recherche de nourriture des pucerons, qui ont localisé et choisi indifféremment les plantes cultivées dans des conditions ambiantes ou élevées. Lors de l'infestation, ces profils volatils ont évolué de la même manière dans les différentes conditions climatiques.En secon lieu, nous avons évalué l'impact de la température sur l'interaction mutualiste entre le puceron A. fabae et la fourmi Lasius niger. La température moyenne de 23 °C estimée pour la fin du 21ème siècle renforce cette interaction, par une augmentation des flux de fourmis et leur collecte de miellat. Ces effets positifs sont plus atténués, et l'équilibre de cette interaction semble fragilisé lorsqu'on considère l'un des modèles climatiques les plus pessimistes considérant une augmentation de 6 °C (26 °C).Le miellat de puceron a un rôle prépondérant dans les interactions multitrophiques. La combinaison de la température et de la concentration en CO2 augmente la production de miellat ainsi que sa concentration en saccharose et mélézitose, attractifs pour les fourmis. D'autre part, une concentration élevée de CO2 a eu un impact sur le profil volatil du miellat, mais ces modifications n'ont pas eu d'incidence sur le comportement de ponte du syrphe Episyrphus balteatus, pourtant connu pour utiliser les odeurs de miellat, ainsi que la phéromone d'alarme des pucerons, pour localiser le plus approprié des sites d’oviposition.Pris dans leur ensemble, ces résultats ont démontré que l'augmentation prévue de la température et de la concentration de CO2 aura une influence significative sur les interactions multitrophiques, bien que sa compréhension reste complexe et difficile. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ants and other social Hymenoptera (social bees and wasps) have a remarkable mating strategy. Social Hymenoptera live in societies where reproduction is monopolized by a fertile caste consisting of males and queens. On the other hand, the logistical tasks of the colony are carried out by a sterile female caste known as workers. Reproductive individuals mate during a single bout early in their life and will never engage in additional reproductive events later on. Males die soon after mating while queens store millions of sperm cells in a specialized organ, the spermatheca. Queens will use this sperm stock to fertilize eggs during the rest of their life that can last up to several decades. With a record of 28.5 years in the black garden ant, ant queens have the longest lifespan recorded to date among the social Hymenoptera. In my thesis, I addressed three aspects of ant queen reproduction. First, I tested the effect of mating on the expression of several genes involved namely in fecundity, longevity and immunity. I found that mating induces an up-regulation of the yolk precursor vitellogenin and of the antimicrobial peptide defensin. Second, I measured the intensity of different immune responses in male and queen genital organs in order to determine which immune pathways are activated to protect sperm. Antimicrobial peptide genes are expressed in the genital tract of both sexes and the queen spermatheca is capable of strongly inhibiting bacterial growth. The immune melanization response is, however, overall inactive in the organs tested probably because its unspecific mode of action and cytotoxic by-products are likely to damage sperm cells. Immunity thus seems to be closely regulated in organs that are in contact with sperm. Third, I determined if activation of the queen immune system had an impact on the survival of sperm stored in the spermatheca. There is no detectable effect in young newly mated queens whereas, in one year old queens, immune activation induces a significant reduction in sperm viability. Life stage thus seems to influence queen ability to preserve sperm viability in the event of an immune challenge. In addition, one year old queens have higher sperm viability than newly mated queens suggesting queens are able to displace dead sperm cells from their spermatheca. Finally, I relied on the well-established sequence of behaviors inherent to the early life of ant queens to try to uncover the largely unknown roles of inotocin, the insect ortholog of the vertebrate hormones oxytocin and vasopressin, in regulating insect behavior. I measured gene expression of the inotocin receptor and found that it is highly expressed during social and reproductive behaviors, which is consistent with previous results in vertebrates. Inotocin might thus also be involved in modulating these behaviors in insects, but further studies are needed to be able to fully understand this complex signaling system. Overall, I show that reproduction and immunity are closely linked in ant queens and that the latter provide promising models for investigating the roles of hormones in insects. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

En l'absence du texte intégral de Jeremy McNeil, conférencier invité lors de la 11e Journée Sciences et Savoirs de l'Acfas-Sudbury, les éditeurs présentent ici une bréve synthèse des propos tenus par McNeil, lors de son exposé et aussi lors de l'entrevue qu'il a accordé a Normand Renaud, a l'émission Au nord des sentiers battus, le 2 avril 2004. Nous remercions la Société Radio-Canada de nous avoir fourni une copie de cette entrevue et l'autorisation de nous en servir

En Europe les termites du genre Reticulitermes (Isoptera : Rhinotermitidae) sont distribués dans la zone méditerranéenne, mais leur présence en milieu urbain est en cours d'expansion vers le Nord, et en dehors de leur aire de répartition naturelle.<br />Récemment un nouveau phénotype, R. sp. nov., a été identifié en milieu urbain en France et dans le Nord de l'Italie. La distribution ponctuelle des points de récolte et sa rareté en milieu naturel avaient suggéré une importation liée à l'activité humaine, comme cela est le cas pour de nombreuses espèces invasives. L'objectif de ce travail était de définir sa position systématique au sein du genre Reticulitermes et d'identifier son origine géographique.<br />Dans un premier temps, nous avons étudié les composés présents sur la cuticule des différentes espèces de termites Reticulitermes européens par chromatographie en phase gazeuse (GC) et GC couplée à la spectrométrie de masse. Nous avons montré l'existence d'un pattern original d'hydrocarbures pour ce phénotype, différent des autres espèces connues dans son aire de répartition, ainsi que de fortes similarités chimique et morphologique avec les populations de la région Est-méditerranéenne (Grèce, Israël, Turquie).<br />Nous avons également employé une approche moléculaire (séquençage de segments d'ADN mitochondrial et nucléaire) pour définir des relations phylogénétiques au sein du genre Reticulitermes, ce qui a permis de confirmer l'originalité du phénotype.<br />Les données moléculaires obtenues, en accord avec les données chimiques, à la fois par analyse séparée et combinée (évidence totale), suggèrent une origine des populations de R. sp. nov. à partir d'un refuge balkanique en suivant des routes de colonisation postglaciaires. Ceci nous permet donc d'élever ces populations à un statut spécifique, en proposant pour cette nouvelle espèce le nom de Reticulitermes urbis.

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