Au sein de la famille des Cyprinidés (Téleostéens), Parachondrostoma toxostoma (le toxostome) et Chondrostoma nasus (le hotu) sont deux espèces (respectivement endémique et invasive) qui se rencontrent dans le sud de la France, formant deux zones hybrides distinctes : la zone de la Durance (un milieu fortement fragmenté) et la zone de l'Ardèche (un milieu non fragmenté). La présence de ces deux zones hybrides nous a donné l'opportunité de caractériser les parts respectives de la sélection exogène (l'environnement) et endogène (compatibilité génomique) permettant d'expliquer les patterns d'hybridation entre les deux espèces. Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse illustrent parfaitement la complexité des phénomènes d'hybridation, chaque situation étant fortement dépendante du contexte d'étude et ce à l'échelle même de la station. Nous avons montré dans certaines stations que l'espèce endémique résiste à l'introgression de son génome par l'espèce invasive, dans d'autres cas nous avons des scénarios plus complexe d'admixture qui évoluent au cours du temps. Le potentiel évolutif engendré par les phénomènes d'hybridation est cependant indéniable et nous préconisons de prendre en compte ces processus d'hybridation dans les programmes de gestions et de conservation de la biodiversité. / In the Cyprinidae family (Teleostei), Parachondrostoma toxostoma (the sofie) and Chondrostoma nasus (the nase) are respectively endemic and invasive species which are found in sympatry in the south of France. They form two distinct hybrid zones: the Durance River (a highly fragmented environment) and the Ardèche basin (an unfragmented area). The existence of these two different zones allow us to characterize the respective contributions of exogenous selection (environmental factors) and endogenous selection (genomic compatibility) to explain hybridization patterns between the two species.This PhD thesis highlights the complexity of hybridization phenomena. Each situation is highly dependent of the study context. We showed the resistance of the genome of the endemic species to introgression by the genome of the invasive species in some stations. In other cases, we demonstrated more complex scenarios of admixture that evolve over time. The evolutionary potential generated by hybridization is undeniable, and we recommend to take the hybridization process into account in management programs and conservation of biodiversity.

Les dommages provoqués par l'exposition au cadmium proviennent de l'inactivation de diverses bio-molécules par le métal et de l'interférence du toxique avec les homéostasies redox et de métaux essentiels comme le zinc. Une lignée cellulaire dérivée de la lignée épithéliale humaine HeLa résistante au zinc (HZR) est également résistante au cadmium sur une période de 24 heures. Les mécanismes de toxicité et de résistance ont été étudiés. La localisation du cadmium intracellulaire est semblable entre les deux lignées. Toutefois, des sollicitations accrues du réticulum endoplasmique ainsi que du protéasome dans les cellules HZR affectent la prise en charge du cadmium dans ces cellules. Une adaptation catabolique concernant la tyrosine, peut-être en rapport avec la production de mélanine, a aussi été notée en analysant des gels d'électrophorèse bi-dimensionnels de haute résolution. La résistance des cellules HZR vis-à-vis du cadmium s'explique principalement par la limitation de la concentration de cadmium intracellulaire lors d'expositions massives; au contraire du zinc qui s'accumule. Cela ne se produit pas par augmentation de l'efflux de toxique, mais par inhibition de l'influx: il semble cependant que la voie d'entrée de cadmium éteinte chez les cellules HZR soit inédite puisqu'elle ne correspond pas à des systèmes moléculaires de transport de cadmium préalablement caractérisés. Pour son identification, une analyse globale du transcriptome des cellules HZR, dans des conditions variables quant à la concentration appliquée des métaux zinc et cadmium, a indiqué que le phénotype de ces cellules est sans doute défini par modification de voies de signalisation multiples. Mais la variété des cibles de ces voies n'a pas permis d'identifier précisément les molécules participant directement à la prise en charge des métaux zinc et cadmium. Ce travail a cependant conduit à une hiérarchisation de la réponse des cellules de mammifères à l'exposition au cadmium parmi les nombreux effets décrits dans la littérature. L'intoxication au cadmium peut engendrer une anémie par perturbation de l'homéostasie du fer. Au niveau cellulaire, celle-ci est principalement assurée au niveau traductionnel par le système IRP (Iron Regulatory Proteins) / IRE (Iron Responsive Element). Les effets du cadmium sur ce système ont été étudiés dans les principaux organes de souris intoxiquées, et, pour comparaison, dans les lignées cellulaires étudiées par ailleurs dans ce travail. Bien que le cadmium s'accumule dans les reins, le foie, les intestins et dans une moindre mesure la rate, aucun signe d'anémie n'a été observé et l'activité tissulaire des IRP est restée insensible au toxique dans les conditions appliquées. Par contre, l'impact du cadmium sur le système IRP/IRE diffère entre la lignée HeLa et la lignée HZR. Si, dans les cellules HeLa, le cadmium n'active pas IRP1 mais diminue sa stabilité, dans les cellules HZR, la protéine IRP1 est initialement très active mais elle est peu sensible au cadmium. Ces résultats illustrent la versatilité des réponses à un stress cadmium suivant des conditions cellulaires très précises, en accord avec la prépondérance et la diversité des voies de signalisation sensibles au stress extracellulaire révélées pour les cellules HZR.

Dans le contexte des invasions, l'objectif de ce travail est d'évaluer dans quelle mesure l'origine des espèces végétales conditionne le fonctionnement d'un écosystème en situation de dominance. Cinq paires d'espèces autochtones dominantes (Agrostis stolonifera, Rubus caesius, Populus nigra, Urtica dioica et Salix alba) et introduites envahissantes (Paspalum distichum, Fallopia japonica, Buddleja davidii, Impatiens glandulifera et Acer negundo) ont été comparées en milieu riverain pour les processus de production primaire et de dégradation des litières. Ces études ont été complétées par une analyse détaillée des conséquences de l'invasion des ripisylves par A. negundo. Nos résultats montrent que si les espèces introduites envahissantes peuvent être plus efficaces dans la réalisation de certains processus écologiques, l'absence de coévolution entre les espèces introduites et les organismes des milieux récepteurs n'a pas d'implication systématique pour le fonctionnement des écosystèmes.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Ce travail a confirmé le rôle protecteur de certains anticorps neutralisants dans la TME du VIH-1, a permis de suggérer que certaines souches seraient de bons indicateurs d’anticorps neutralisants associés à la protection, et a confirmé le rôle de la région V2 de l’enveloppe virale en tant que cible des anticorps neutralisants. Les caractéristiques moléculaires des virus transmis dans le contexte de la TME confortent les données en faveur de la transmission à l’enfant d’une population virale restreinte génétiquement. Une gp 120 plus compacte et une moindre glycosylation ne sont pas des caractéristiques des virus transmis de la mère à l’enfant. Cependant, deux sites de N-glycosylation semblent être sélectionnés chez les virus transmis. L’identification de deux cas de TME liés à des variants issus de recombinaisons entre variants maternels a confirmé la présence d’un « hot spot » dans la région C2 du gène env, et a révélé pour la première fois un second « hot spot » dans la région C3. / A lower risk of MTCT was associated with higher NAb titers against the CRF01_AE strain, MBA, in Thailand. The results suggest that some primary isolates may be useful indicators for identifying protective antibodies, and confirm the role of the V2 region in neutralization. We found that only viruses of a restricted subset were transmitted to the infant. We did not find that shorter gp120 or fewer PNGS were characteristics of viruses transmitted from mother to infant. However, a limited number of PNGS, particularly at positions N301 and N384, may confer an advantage on the virus to be transmitted. Moreover, we identified two cases that suggest that recombination probably contributed to adaptation of HIV-1 to its environment to be successfully transmitted from mothers to their infants. In addition, our data allow both to confirm, in natural in vivo conditions, a hot spot for recombination in the C2 region of HIV-1 envelope gene, and to suggest another hot spot in the C3 region.

Les Acinetobacter sont des bactéries opportunistes impliquées dans les infections nosocomiales.Le but de ce travail était d’étudier leur épidémiologie et écologie au Liban.Tout d’abord, nous avons analysé 119 souches d’A.baumannii isolées de plusieurs hôpitaux. 76.5 % étaient résistantes aux carbapénèmes et le gène OXA-23 était le plus fréquemment trouvé. Le typage par Multilocus sequence typing a montré que le clone international II était majoritairement détecté. L’électrophorèse en champ pulsé a révélé que 72.6% des souches appartenant au ST2 ont été classées dans un même cluster qui semble être prédominant à Beirut et Tripoli. Ensuite, les réservoirs extrahospitaliers ont été investigués sur 2361 prélèvements collectés au Liban. Au total, 171 souches ont été isolées dans l’environnement, les produits alimentaires ainsi que chez l’homme et les animaux. La majorité de ces souches, globalement sensibles aux antibiotiques, était des Acinetobacter non baumannii, Seuls 15 A.baumannii, de 14 STs différents dont 10 nouveaux ont été isolés. Enfin, nous avons conduit une étude taxonomique approfondie sur plusieurs souches d’Acinetobacter non identifiées au rang d’espèce et retrouvées dans notre étude. Nous avons ainsi caractérisé une nouvelle espèce, nommée « Acinetobacter lebanonensis ».Ce travail a montré que le Liban était un pays à forte endémie d’A.baumannii résistants aux carbapénèmes. Nous n’avons toutefois pas mis en évidence de lien entre les souches cliniques et extrahospitalières, les clones correspondants étant globalement différents. D’autres études sont nécessaires pour élucider l’origine des souches multi-résistantes émergeant dans les hôpitaux. / Acinetobacter spp are opportunistic bacteria widely involved in nosocomial infections. The aim of this work was to study the epidemiology and the ecology of these bacteria in Lebanon. First, we have analyzed 119 clinical strains of A.baumannii. 76.5% of them were resistant to carbapenems and the production of OXA-23 was the main mechanism. Multi-locus sequence typing revealed the predominance of international clone II. Pulsed field gel electrophoresis showed that 72.6% of strains belonging to ST2 were classified in the same cluster which appeared to be predominant in Beirut and Tripoli. On the other hands, Acinetobacter reservoirs were investigated on 2361 samples collected in Lebanon. A total number of 171 strains have been isolated in the environment, food, humans and animals. The majority of these strains was identified as non baumannii Acinetobacter and was susceptible to antibiotics. Besides, typing of A.baumannii revealed the presence of 14 STs including 10 new ones. Finally, we have described a novel species called “Acinetobacter lebanonensis” by conducting a taxonomic study on several strains isolated in Lebanon and other countries. Although the data may be limited, this work has shown the endemic situation of carbapenem resistant A.baumannii circulating in the Lebanese hospitals while the extra hospital ones were different. However, further studies are needed to elucidate the origin of these emerging multidrug resistant strains.

Les invasions biologiques représentent la deuxième cause de perte de la biodiversité et participent aux changements environnementaux globaux. Parmi les espèces exotiques présentes sur le continent européen, le Vison d'Amérique (Mustela vison) a été introduit dans les années 1920 pour l'élevage pelletier. Des individus échappés d'élevage ou délibérément relâchés ont fondé des populations férales dans divers pays européens, représentant une sérieuse menace pour la faune autochtone. L'objectif de cette thèse est d'appréhender le fonctionnement de la population férale de Vison d'Amérique installée en Bretagne. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la répartition, aux densités de population ainsi qu'aux paramètres démographiques de la population. Nous avons déterminé que la population férale de Vison d'Amérique en Bretagne manifeste toutes les caractéristiques d'une espèce invasive. Une étude expérimentale a ensuite été menée pour tenter de quantifier l'impact de la présence de M. vison sur la faune autochtone. Cette étude a permis de souligner que les effets d'un prédateur introduit à court terme peuvent être moins évidents que présupposés. Enfin, nous nous sommes intéressés à la structuration génétique de la population et avons comparé la variabilité présente en Bretagne à celle d'autres populations férales européennes et des populations d'origine en Amérique du Nord. Une forte structuration génétique a été observée en Bretagne, et la présence de zones de contact et de mélange entre pools génétiques différenciés a été détectée. Ces résultats sont discutés dans une perspective de gestion à long terme des populations invasives de Vison d'Amérique

L'huître creuse du Pacifique, Crassostrea gigas a été introduite en France à la fin des années 60 pour remplacer l'huître portugaise, Crassostrea angulata, décimée par des maladies. Ce n'est cependant qu'à partir des années 90 que des populations sauvages se sont établies sur les estrans bretons. La première partie de cette étude a permis de montrer, qu'à l'exception de la zone nord-Finistère et des baies de Douarnenez et Audierne, l'ensemble des côtes bretonnes est actuellement colonisé par C. gigas. Des stocks de 10 000 et 6 420 tonnes ont été recensés en Rade de Brest et dans le Golfe du Morbihan. La seconde partie de cette étude a permis de préciser les facteurs déterminant la dynamique du processus invasif de C. gigas. La responsabilité du changement climatique dans l'établissement de C. gigas en Bretagne a ainsi été confirmée. Aucun recrutement de C. gigas n'a été observé dans la zone subtidale, réfutant ainsi les accusations d'exclusion de l'huître plate, Ostrea edulis. Enfin, l'impact de l'épisode de mortalité estivale massive des huîtres cultivées pendant l'été 2008 a été très faible dans les populations sauvages. L'analyse des conséquences écologiques de la prolifération de C. gigas sur les estrans bretons a été réalisée dans la dernière partie de cette étude. L'impact de C. gigas sur la communauté est net lorsque la colonisation s'intensifie et que de véritables récifs se forment, augmentant alors l'abondance et la diversité de la macrofaune. Les mesures de la production annuelle de carbone de la communauté intertidale rocheuse ont montré qu'elle est multipliée par plus de 20, lorsque C. gigas colonise le substrat en forte densité, atteignant 761,77 g C m-2 an-1.

Le genre Stomoxys comprend 18 espèces reconnues (Zumpt, 1973), dont seule Stomoxys calcitrans est devenue cosmopolite. L'analyse phylogénétique montre la paraphylie du genre Stomoxys, due à l'inclusion de Prostomoxys saegerae dans le groupe. Les constructions phylogénétiques présentent trois clades distincts, qui correspondent bien à la biogéographie. L'émergence basale de S. indicus suggère une origine orientale du genre Stomoxys vers la fin de l'Oligocène. La divergence moléculaire, estimée à 16.3 millions d'années, entre S. niger niger et S. niger bilineatus propose l'élévation de ces deux sous-espèces au rang d'espèces. L'étude phylogéographique de S. calcitrans montre la présence d'une lignée orientale bien différenciée du reste. Les indices de diversité présument l'existence de deux zones de refuge. La première zone serait orientale, dont la recolonisation est limitée. La deuxième zone est probablement africaine, et a permis la recolonisation des autres régions. Le temps d'expansion de S. calcitrans est vraisemblablement lié au processus de domestication et/ou à la dernière période de glaciation.

Cette thèse se compose de trois chapitres ayant trait à l'économie des ressources naturelles et de l'environnement. Elle porte sur l'application de l'approche des options réelles à la gestion et l'exploitation des ressources naturelles. Son principal objectif est d'étudier les décisions d'investissements indéfiniment répétés sous l'incertitude. Dans les deux premiers chapitres, on utilise l'approche des options réelles pour déterminer comment extraire optimalement le bois d'une forêt qui constitue un habitat stochastique pour une espèce menacée d'extinction. Dans le premier chapitre qui s'intitule "A Real options Approach to Forest-Management Decision Making to Protect Caribou under the Threat of Extinction", la politique optimale visant la protection de l'espèce menacée d'extinction consiste à banir définitivement à un moment optimal la coupe forestière sans aucun coût. Le modèle, comportant des aspects économiques, écologiques et sociaux, est calibré afin de déterminer une politique optimale arbitrant entre les revenus économiques de l'exploitation forestière et le risque d'extinction du caribou Rangifer tarandus, une espèce menacée au centre du Labrador, Canada. Le deuxième chapitre fait suite au premier et s'intitule "A Real Options Approach to the Protection of a Habitat Dependent Endangered Species". Dans ce deuxième chapitre, nous utilisons la méthode des options réelles pour déterminer quand un planificateur social doit interrompre ou reprendre l'exploitation d'une telle forêt. Le processus d'interruption et reprise peut cette fois se reproduire indéfiniment. Pour des paramètres correspondant au cas du caribou Rangifer tarandus du Labrador, la politique optimale d'interruption et de reprise de l'exploitation forestière s'avère attractive; elle n'exige pas de longs arrêts de l'exploitation alors qu'elle réduit significativement le risque d'extinction tout en augmentant la valeur de la forêt Le troisième chapitre s'intitule "Alternative and Indefinitely Repeated Investments : Species Choice and Harvest Age in Forestry". Dans ce chapitre, on considère le problème de choisir la date optimale pour couper un arbre comme un problème archétypique d'investissement; en effet, ce problème évoque le temps, l'incertitude et l'irréversibilité de décisions ayant des conséquences dans le futur. L'exercice de l'option de couper donne naissance à l'option de planter un autre arbre ou bien d'utiliser la terre à d'autres fins. On enrichit ce problème en mettant l'accent sur la décision de planter et en supposant l'existence de deux essences alternatives d'arbres. Pour chaque essence, on suppose que la fonction de croissance est déterministe alors que le prix unitaire de la récolte est stochastique. Dans le cas d'une seule rotation (le problème de Wicksel), le manager forestier doit planter immédiatement l'essence dont le prix (actuel) est suffisament élevé par rapport au prix de l'autre essence. Cependant, si les prix des deux essences sont relativement proches, il doit attendre jusqu'à ce que ces prix se distinguent suffisamment pour éviter de choisir la mauvaise essence. En revanche, quand le nombre de rotations est arbitrairement grand (le problème de Faustman), on montre qu'il est toujours optimal de planter l'une des deux essences immédiatement. L'age optimal à la coupe dépend du prix relatif des deux essences d'une façon non monotone; en effet, il varie autour de l'age de faustman correspondant à l'essence plantée et ce tant que le prix relatif est inférieur à un certain niveau seuil indiquant la nécessité de planter l'essence alternative. La valeur du terrain est une fonction croissante du prix relatif de l'essence plantée et croît avec l'incertitude liée aux prix des deux essences. La pente de la fonction est continue même au voisinage du seuil signalant la nécessité de changer l'essence à planter. Par contre, en absence d'incertitude, la pente est généralement discontinue au voisinage de ce seuil. La valeur du terrain est similaire à la valeur d'une option américaine avec une frontière libre, une date d'expiration infinie et une valeur endogène à l'exercice. La détermination de la valeur du terrain est basée sur la méthode de pénalité appliquée simultanément aux valeurs de la forêt constituée par chacune des deux essences d'une part, et d'autre part, par un processus newtonien itératif appliqué à la valeur du terrain.