Cette recherche a été réalisée grâce à l'aide financière du Programme Innov'action agroalimentaire de l'entente Cultivons l'Avenir 2 conclue entre le Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec (MAPAQ) et Agriculture et Agri-Food Canada. / La drosophile à ailes tachetées s’avère être un ravageur exotique particulièrement dommageable pour les cultures de petits fruits puisqu’elle s’attaque aux fruits en murissement. Depuis son invasion des continents américain et européen en 2008, ses populations sont contrôlées majoritairement avec des insecticides chimiques. L’objectif de cette étude était d’explorer le potentiel de la technique des insectes stériles (TIS) comme approche de lutte à la drosophile à ailes tachetées, d’abord en irradiant des pupes à différentes doses pour identifier la dose optimale pour la stérilisation des mâles et, par la suite, en évaluant les capacités reproductives de ces mâles irradiés. En premier lieu, il a été observé que l’irradiation n’avait pas d’effet significatif sur l’émergence, la malformation et la longévité des adultes à chacune des doses testées. Suite à l’accouplement de mâles irradiés avec des femelles saines, deux équations ont été obtenues permettant d’établir une relation entre la dose d’irradiation et un taux d’éclosion des œufs et leur survie jusqu’au stade adulte. Ces résultats ont permis de choisir la dose de 120 Gy comme dose d’irradiation pour la drosophile à ailes tachetées dans un contexte de TIS. Les capacités reproductives des mâles irradiés à cette dose ont ensuite été comparées à celles des mâles non-irradiés. Les mâles irradiés se sont révélés significativement aussi efficaces que les mâles non-irradiés pour accoupler et transmettre du sperme aux femelles en absence de compétition. En conditions de compétition, le succès d’accouplement par le mâle irradié a été de 37,5% et de 62,5% par le mâle non-irradié, mais sans différence significative. Puis, une expérience sur le ré-accouplement des femelles a conclu que celui-ci était peu fréquent et n’était pas influencé significativement par l’irradiation des mâles. / Spotted wing drosophila is an exotic pest especially damaging to berry crops because of its ability to lay eggs inside ripening fruits. Since its invasion of North America and Europe in 2008, its populations are controlled mainly with chemical insecticides. The objective of this study was to explore the potential of the sterile insect technique (SIT) as a control method for the spotted wing drosophila, first by irradiating pupae at different doses to identify the optimum dose for male sterilization, and secondly by evaluating the reproductive capacities of these irradiated males. First, it was observed that irradiation had no significant effect on emergence, malformation and longevity of adults at any of the doses tested. Following mating of irradiated males with healthy females, two equations were obtained to establish a relation between the irradiation dose and the egg hatch rate, and the survival rate to the adult stage. These results made it possible to choose the dose of 120 Gy as the irradiation dose for the spotted wing drosophila in an SIT context. The reproductive capacities of males irradiated at this dose were later compared with those of non-irradiated males. Irradiated males were shown to be significantly as effective as non-irradiated males to mate and transfer sperm to females in absence of competition. In competitive conditions however, the success of irradiated males was of 37.5% and of 62.5% for the non-irradiated males, but without significant difference. Then, an experiment on the re-mating of the females concluded that it was infrequent and was not significantly influenced by the irradiation of the males.

L'azote est souvent considéré comme le premier facteur limitant la croissance des plantes terrestres (Vitousek & Howarth, 1991a; LeBauer & Treseder, 2008). Ainsi, les études sur le contrôle du fonctionnement microbien et la sélection des microorganismes des sols par les plantes se sont principalement intéressées au cycle de l'azote (N) (Chapman et al., 2006). Certaines plantes peuvent inhiber la nitrification ou la minéralisation de l'azote des sols par la libération de métabolites secondaires. Cependant, bien que la dénitrification soit considérée comme une voie majeure de perte d'azote des sols (25-90%) (van der Salm et al., 2007; Radersma & Smit, 2011), l'inhibition de la dénitrification par les métabolites secondaires de plantes n'a jamais été démontrée. Or il a été constaté à de nombreuses reprises qu'aux voisinages de certaines plantes la dénitrification du sol était réduite. C'est le cas du complexe d'espèces Fallopia spp. pour lequel les principaux facteurs connus pour influencer ce processus ne pouvaient expliquer cette réduction (Dassonville et al., 2011). Nos résultats démontrent pour la 1ière fois que les plantes (ici Fallopia) peuvent inhiber la dénitrification par la libération de procyanidines de type B qui induisent en anaérobiose des modifications physiologiques chez les dénitrifiants. Selon les sols, les communautés peuvent être plus ou moins sensibles notamment en fonction de leur exposition précédente à Fallopia spp.. Nos résultats apportent de nouvelles connaissances sur les interactions entre plantes et microorganismes et améliorent notre compréhension sur la capacité des plantes à modeler le fonctionnement microbien des sols / Nitrogen is often considered as the first limiting factor of plant growth (Vitousek & Howarth, 1991a; LeBauer & Treseder, 2008). Thus studies on plant-driven microbial functioning and selection by secondary metabolites have mostly focused on the effect of plant on the nitrogen (N) cycle (Chapman et al., 2006). Some plants can inhibit the nitrification and the nitrogen mineralization processes in soils through the release of secondary metabolites (Subbarao et al., 2009; Dietz et al., 2013; Heumann et al., 2013). However, while denitrification is considered as a major way of N losses in soils (25-90%) (van der Salm et al., 2007; Radersma & Smit, 2011), the denitrification inhibition by plant secondary metabolites was never demonstrated. However, it has been observed several times that the denitrification in soils near some species was reduced. The invasive complex species Fallopia spp. was shown to reduce denitrification in soils without affecting principal factors known to control this process (Dassonville et al 2011). Our, results demonstrate for the first time, that plants (here Fallopia spp.) can inhibit denitrification through the release of B-type procyanidins that induce physiological changes in denitrifying bacteria under anaerobic conditions. These compounds affect specifically the membrane-bound NO3-reductase through conformational changes. Less sensitive soils denitrifying communities may be selected in soils previously exposed to Fallopia spp. Our finding provides new insight into plant-soil interactions and improves our understanding of plants abilities to shape microbial soil functioning

La réception plurielle du développement durable interpelle et interroge. Malléable, il fédère les différents acteurs de la société qui l’utilisent à différentes fins, traduisant ainsi la difficulté de la définition de sa nature juridique. Est-il un droit contraignant impliquant des obligations ? Au moyen de quel mécanisme peut-il être respecté ? A partir de ces interrogations, se dessine tout l’intérêt juridique devant être porté au développement durable. Du point de vue académique, il nous permet de concilier la philosophie naturaliste du droit avec sa traduction dans l’ordre juridique. Décloisonnant les branches du droit, il crée des interactions entre les différents foyers normatifs dans un ordre qui apparaît sous la forme d’un réseau. De par cette circulation, le développement durable se présente comme une force créatrice de droits à travers lesquels il tend à devenir un droit objectif. Du point de vue humain, il reconnaît la possibilité de croire à un avenir pour notre postérité. Au-delà, il se présente comme un droit du vivant promis à évoluer de génération en génération, constituant déjà en lui-même l’expression du patrimoine dont nous héritons de nos ancêtres et destiné au futur. / The plural reception of the sustainable development questions us. Malleable it federates the various actors who use in various purposes so translating the difficulty of the definition of its legal nature. Is it a binding law implying obligations ? How can it be respected? From these questions, he appears all the interest of the legal study of the sustainable development. From the academic point of view, he links the naturalistic philosophy of the right with his translation in the legal legal network. Which decompartmentalizes areas of law, he creates interactions wich each other. The sustainable development creating the right and tends to become a blinding law.From the human point of view, he recognizes the possibility of believing in a future for our offspring. Beyond, he appears as a right of alive promised to evolve from generation to generation, already establishing in himself the expression of the heritage of which we inherit from our ancestors and intended for the future.

La mise en place Trame Verte et Bleue sur le territoire français a pour vocation de garantir la connectivité fonctionnelle entre habitats. C’est une des réponses politiques qui vise à enrayer le déclin actuel de la biodiversité, lie notamment à la destruction et à la dégradation des habitats. L’objectif de cette thèse est de quantifier l’effet de la connectivité, au regard d’autres facteurs environnementaux, sur la diversité des communautés et la diversité génétique des papillons de jour dans trois régions agricoles. Deux approches sont utilisées pour comprendre les processus qui sous-tendent ces patrons de diversité : i) l’étude de la communauté dans son ensemble et des groupes écologiques qui la compose, ii) l’étude de la résistance des milieux a la dispersion par génétique du paysage sur une espèce : le Myrtil (Maniola jurtina L.). Les résultats montrent que même si les caractéristiques locales jouent un rôle plus fort, la structure du paysage influence la composition des communautés. Ainsi, la quantité de terres arables réduit la richesse spécifique, la diversité génétique, et les flux de gènes chez le Myrtil. Les prairies hébergent des communautés diversifiées, incluant des espèces peu fréquentes. Les éléments linéaires enherbes supportent des communautés appauvries, mais favorisent la dispersion et la diversité génétique du Myrtil. La diversité des papillons est plus forte a proximité de boisements : les papillons pourraient bénéficier de ressources sur les lisières ; par ailleurs, les milieux boises semblent à la fois limiter les flux de gènes du Myrtil tout en accroissant sa diversité génétique. La complémentarité des milieux soulevée ici nous invite à repenser le modèle classique en ≪ sous-trames ≫ indépendantes de la Trame Verte et Bleue. Selon les enjeux de conservation, les espèces et les contextes paysagers, il est nécessaire de distinguer les situations ou, parmi un panel d’actions envisageables, améliorer la connectivité est une solution pertinente. / The implementation of the “Green and Blue Infrastructure” in France intends to ensure the functional connectivity of habitats (green veining). It is one of the nature conservation policies which aim to reduce the loss of biodiversity caused by the destruction and degradation of natural habitats. The objective of this work was to quantify the impact of connectivity, in comparison to other environmental factors, on the diversity of butterfly communities and their genetic diversity in three French agricultural regions. Two different approaches were applied to understand the underlying processes driving these diversity patterns: i) the study of the whole community and of the different ecological groups, ii) the study of landscape features resistances to butterfly dispersal using a landscape genetics approach on one species: the Meadow brown (Maniola jurtina L.). Our findings show that although local characteristics play a dominant role, landscape context does have an influence on community composition. Arable land cover decreases species diversity, and the Meadow brown genetic diversity and gene flow. Grasslands support more species rich communities, including non-frequent species. Grassy linear landscape elements host impoverished communities, but improve Meadow brown dispersal and enhance its genetic diversity. Species diversity is higher within grasslands in proximity to woody habitats: butterflies may benefit from resources on forest edges; moreover, woodlands seem to limit Meadow brown dispersal while increasing its genetic diversity. The habitat complementarity we evidenced here led us to question the classic model of ecological continuities as a collection of independent sub-networks, one for each type of habitat. According to conservation issues, species under interest and landscape contexts, we also need to identify situations where, among a broad panel of possible conservation actions, increasing connectivity is the most effective solution.

Les invasions biologiques produisent des assemblages d'espèces souvent inédits et sources de nouvelles interactions spécifiques. L'impact écologique d'une invasion peut être : (i) indirect si l'espèce envahissante entre en compétition avec une ou des espèces résidentes, et (ii) direct si l'espèce envahissante consomme ou parasite une ou des espèces résidentes. Ces deux types d'impacts sont susceptibles de s'appliquer aux insectes envahissants du genre Megastigmus (Hymenoptera: Torymidae), qui exploitent généralement une niche étroite partagée avec d'autres espèces résidentes, et contribuent à d'importantes mortalités dans les populations d'hôtes du fait de leur spécialisation sur les graines. L'objectif de cette thèse est de tester ces prédictions à travers l'étude de l'impact de l'invasion en France de Megastigmus schimitscheki sur : (i) M. pinsapinis, un compétiteur résident, et (ii) les populations en expansion de son hôte obligatoire, le cèdre de l'Atlas (Cedrus atlantica).Un suivi spatio-temporel des populations françaises de Megastigmus spp. révèle que l'expansion rapide de M. schimitscheki est associée à un déclin important de M. pinsapinis. Un modèle mécaniste et statistique a été développé afin de déterminer la contribution relative de la variabilité temporelle de la disponibilité en graines et des divergences de traits d'histoire de vie dans la dynamique de coexistence-exclusion de M. schimitscheki et M. pinsapinis. Nos résultats montrent que la phénologie plus précoce de M. schimitscheki est le principal facteur déterminant le succès de l'invasion de M. schimitscheki et l'exclusion compétitive de M. pinsapinis dans les zones de sympatrie des deux espèces.Nous avons développé une approche théorique de l'impact indirect de M. schimitscheki sur C. atlantica basée sur les modèles de réaction-diffusion. Nos résultats montrent qu'un effet Allee résultant de la prédation des graines sur un front d'expansion peut accroître la contribution des hôtes situés à l'arrière de ce front au pool génétique de la population. Ce phénomène a pour conséquence de freiner l'érosion de la diversité génétique au cours du processus de colonisation.Les approches expérimentales et théoriques développées au cours de cette thèse montrent que l'invasion de M. schimitscheki a un impact indirect négatif sur la démographie d'une espèce résidente occupant la même niche écologique, alors qu'elle pourrait favoriser directement le maintien de la diversité génétique des populations d'hôtes en pleine dynamique de régénération naturelle. / Biological invasions produce novel species assemblages in communities that likely result in novel interspecific interactions. Ecological impacts of invasions may be: (i) indirect, if the invader enters competition with resident species, and (ii) indirect if the invader is a predator or a parasite of resident species. Both indirect and direct ecological invasion impacts are likely to apply to invasive wasps of the Megastigmus genus (Hymenoptera: Torymidae), which exploit narrow ecological niches that overlap with those of resident insect species, and contribute to high mortality levels in host plant populations due to their high specialization on seeds. This thesis aimed at testing such predictions by studying the impacts of the invasion of M. schimitscheki on: (i) its resident competitor for the seed resource M. pinsapinis, and (ii) the expanding populations of its obligatory host the Atlas cedar (Cedrus atlantica) in southeastern France.An extensive spatio-temporal survey of Megastigmus spp. populations indicated that the rapid expansion of M. schimitscheki was associated with a strong decline of M. pinsapinis. A mechanistic-statistical modelling approach allowed us to show that an earlier phenology of M. schimitscheki had a stronger explanatory power of both invasion success and the competitive exclusion of the resident than temporal variation in resource supply.A theoretical approach of the indirect impact of M. schimitscheki on C. atlantica expansion dynamics was based on reaction-diffusion models. We showed that an Allee effect resulting from seed predation at the expansion front of a host population may increase the genetic contribution of host individuals situated in the bulk of the expansion front. Interestingly, this phenomenon results in a limited erosion of genetic diversity during the expansion phase of the host population.The empirical and theoretical approaches developed showed that the invasion of M. schimitscheki in French cedar forests had a strong and negative indirect impact on the demography of a resident species, but, parallely, such invasion may directly favour the maintenance of genetic diversity in expanding host plant populations.

L’homéostasie énergétique se définit comme le maintien de l’équilibre entre les apports et les dépenses d’énergie. La régulation nerveuse de cet équilibre est principalement assurée par l’hypothalamus. Il existe dans cette structure des neurones spécialisés dont l’activité électrique est modifiée par des signaux nerveux, métaboliques et hormonaux.Nous avons travaillé sur la détection du glucose dans cette structure, qui permet l’élaboration d’une réponse adaptée en termes de prise alimentaire et de contrôle du métabolisme. Lors de cette détection, l’utilisation du glucose conduit à la formation d’Espèces Actives de l’Oxygène d’origine mitochondriale (mEAOs) par la chaîne respiratoire mitochondriale (CRM), constituant une signalisation redox indispensable aux réponses physiologiques. De récentes études in vitro (cultures de myoblastes, hépatocytes) ont par ailleurs mis en évidence le rôle de la dynamique mitochondriale, qui contrôle la morphologie des mitochondries par des mécanismes de fission et de fusion, sur la production de mEAOs induite par une hyperglycémie. Cette dernière déclenche la fission des mitochondries de façon concomitante à la production de mEAOs. En revanche, le blocage de la fission empêche la production de mEAOs lors de l’hyperglycémie dans ces cultures. Ces études suggéraient donc que la fission soit déclenchée par l’hyperglycémie et permette alors la production de mEAOs. Mon projet de thèse a consisté à déterminer l’implication de la dynamique mitochondriale dans la signalisation mEAOs lors de la détection hypothalamique du glucose. Nos résultats nous ont permis de mettre en évidence, dans un premier temps, un adressage de la protéine de fission DRP1 à la mitochondrie dans l’hypothalamus lors d’une hyperglycémie cérébrale, évènement nécessaire au déclenchement de la fragmentation des mitochondries. Cette fragmentation est confirmée en imagerie où l’analyse morphologique montre des mitochondries plus petites, plus sphériques et moins allongées que celles des témoins. Dans un deuxième temps, nous avons déterminé l’implication de cette fission mitochondriale dans la détection hypothalamique du glucose. Son importance a pu être évaluée en bloquant la fission des mitochondries par l’inhibition de l’expression de la protéine de fission DRP1 spécifiquement dans le VMH, par interférence ARN. Cette stratégie nous a permis d’obtenir une inhibition de l’expression de DRP1 de près de 80%, 72h après l’injection. Cette inhibition est localisée au VMH et a pour conséquence une élongation des mitochondries qui présente un réseau mitochondrial plus filamenteux. L’étude du phénotype des animaux a mis en évidence une hyperphagie associée à l’inhibition de la fission mitochondriale dans le VMH. Cette hyperphagie n’entraine cependant aucune modification du poids corporel. Ceci suggère une augmentation des dépenses énergétiques chez ces animaux. De plus, ils présentent une perte de sensibilité hypothalamique au glucose qui conduit à un défaut du contrôle nerveux de la sécrétion d’insuline, ainsi qu’à une perte de l’effet satiétogène du glucose lors d’un test de réalimentation. Nous montrons que cette perte de sensibilité au glucose est due à un défaut de production hypothalamique des mEAOs en réponse au glucose, production qui est nécessaire à la signalisation responsable des réponses effectrices. Ce défaut de production de mEAOs est associé à un dysfonctionnement de la CRM. L’ensemble de ce travail permet donc de montrer pour la première fois, in vivo, que la fission mitochondriale est indispensable à la production hypothalamique de mEAOs lors d’une hyperglycémie cérébrale. Cette production est nécessaire au déclenchement du contrôle nerveux permettant d’une part la sécrétion d’insuline et d’autre part le rassasiement induit par le glucose intra-hypothalamique. / Energetic homeostasis results in the balance between energy intake and expenditure. The hypothalamus plays an important role in the regulation of both energetic metabolism and food intake in sensing hormonal and metabolic signals. For instance, changes in hypothalamic glucose level modulate food intake and insulin secretion. We have previously found that 1) increased hypothalamic glucose level triggers production of mitochondrial reactive oxygen species (mROS) from the electron transport chain; 2) hypothalamic mROS production is involved in glucose homeostasis and food intake control. The molecular mechanisms involved in glucose-induced hypothalamic mROS production are still unknown. Mitochondrial dynamics control mitochondrial morphology through fission or fusion mechanisms. Recent in vitro studies have shown that mitochondrial fission is involved in glucose-induced myoblasts and hepatocytes mROS production. The main hypothesis of my thesis was that mitochondrial dynamics were involved in 1) hypothalamic glucose-induced mROS signaling and 2) hypothalamic glucose sensitivity.We first showed in vivo that increased hypothalamic glucose level in response to an intracarotid glucose injection induces recruitment of the mitochondrial fission protein DRP1 at the mitochondria and triggers mitochondrial fragmentation. The second part of my work was to determine whether mitochondrial fission is involved in hypothalamic glucose sensitivity. Therefore, we inhibited DRP1 expression in the ventromedial hypothalamus (VMH) by siRNA injection. 72h post siDRP1 injection, VMH DRP1 expression was decreased by 80%. At this time, we found that increased hypothalamic glucose level failed to increase hypothalamic mROS production. In addition, intracarotid glucose injection-induced insulin secretion was decreased. Finally, VMH glucose injection-induced food intake inhibition was attenuated in siDRP1 treated animals. In a last set of experiments, we found ex vivo by oxygraphy that hypothalamic mROS production is associated with electron transport chain dysfunction. Altogether, our work shows for the first time that mitochondrial fission is involved in mROS dependent hypothalamic glucose sensitivity. Furthermore, this work demonstrates that mitochondrial fission plays a critical role in the regulation of glucose homeostasis and food intake.

L’hypothalamus participe au contrôle de l’homéostasie énergétique en détectant les signaux circulants tels que le glucose. L’hypothalamus médiobasal (MBH) en particulier, est capable de détecter l’hyperglycémie afin d’initier des réponses physiologiques adaptées, comme par exemple la sécrétion d’insuline via le système nerveux autonome (par un contrôle vagal). Notre équipe a récemment montré que la détection du glucose nécessite la production d’espèces actives de l’oxygène d’origine mitochondriale (mROS), fortement dépendante de la dynamique mitochondriale (fusion et fission). Récemment, l’étude de modèles génétiques ont permis de faire un lien entre ces évènements dynamiques dans le MBH et le développement de pathologies métaboliques. L’objectif de ma thèse a été tout d’abord été de mettre en place un modèle expérimental présentant uniquement une altération de la détection hypothalamique du glucose induite par l’exposition à un régime gras enrichi en saccharose (HFHS) chez le rat. Après avoir caractérisé ce modèle, nos objectifs ont été de déterminer si l’exposition à ce régime hypercalorique avait un impact sur la dynamique mitochondriale ainsi que la signalisation mROS, via la fonction respiratoire de la mitochondrie dans l’hypothalamus. Nous avons finallement réversé quelques acteurs métaboliques dérégulés, potentiellement impliqués dans la dynamique mitochondriale, dans le but de réverser le phénotype observé chez les rats HFHS. Nos résultats montrent qu’après 3 semaines d’exposition au régime HFHS, les rats ont un poids corporel normal malgré l’augmentation de leur masse grasse, comparés aux rats contrôles. Les rats HFHS présentent aussi une intolérance au glucose et une augmentation de la glycémie basale sans modification de leur insulinémie. La sécrétion d’insuline en réponse à la détection hypothalamique du glucose, mesurée après une injection intra-carotidienne de glucose en direction du cerveau qui induit une hyperglycémie uniquement cérébrale, a été fortement diminuée. Cependant, la capacité sécrétoire des îlots pancréatiques est normale chez les rats HFHS. Ces défauts sont associés à une diminution de la production de ROS dans le MBH en réponse au glucose, sans modification du status redox. L’efficacité de la respiration mitochondriale hypothalamique a été mesurée par oxygraphie, et les résultats montrent une déficience de la respiration mitochondriale chez les rats HFHS. La translocation de la protéine de fission DRP1 à la mitochondrie est diminuée en réponse au glucose, suggérant une diminution de la fission mitochondriale. L’augmentation de l’activation de l’AMPK dans l’hypothalamus n’est pas responsable de l’altération de la détection hypothalamique du glucose car sa réversion avec une injection intracérébroventriculaire (ICV) de composé C, n’a pas permis de restaurer la sécrétion d’insuline en réponse à l’hyperglycémie cérébrale. De même, une injection ICV de leptine induisant l’activation de STAT3 n’a pas permis de restaurer la sécrétion d’insuline en réponse à l’hyperglycémie cérébrale. Enfin, la diminution de l’activation d’AKT suggère une résistance centrale à l’insuline. Ces résultats démontrent pour la première fois que l’altération hypothalamique de la signalisation ROS, de la fission et de la respiration mitochondriale, sont présent chez les rats exposés pendant 3 semaines à un régime HFHS. Ces défauts précoces hypothalamiques pourraient ainsi participer à un défaut primaire du contrôle de la sécrétion d’insuline, et finallement, à l’installation d’un phénotype diabétique. / The hypothalamus participates in the control of energy homeostasis by detecting circulating nutrients, such as glucose. The mediobasal hypothalamus (MBH), in particular, senses hyperglycemia and initiates physiological responses, e.g., insulin secretion via the autonomous (vagal) nervous system. We have recently demonstrated that glucose sensing requires mitochondrial reactive oxygen species (mROS) signaling heavily dependant on mitochondrial fusion and fission (dynamics). Recently, genetic models have associated some of these dynamics within the MBH to their obesogenic susceptibility. The aims of my thesis were first to establish a model that only presents a hypothalamic glucose sensing defect induced by a high fat high sucrose (HFHS) feeding in rats. After caracterizing this model, our objectives were to determine whether modulating the diet affects mitochondrial dynamics, and thus, mROS signaling, through the mitochondrial respiratory function in the hypothalamus. We finally reversed some dysregulated metabolic signalings potentially involved in mitochondrial dynamics in order to reverse the phenotype observed in HFHS fed rats. Our results demonstrate that after 3 weeks of HFHS feeding, rats had a normal body weight despite an increase in the fat mass compared to control rats. HFHS fed rats displayed also a glucose intolerance, increased fasting glycemia but no modification of fasting insulinemia. Hypothalamic glucose sensing induced insulin secretion, measured after an intra-carotid glucose injection towards the brain that only increases brain glycemia without alteration in peripheral glycemia, was drastically decreased. However, glucose stimulated insulin secretion in isolated islets was not different compared to controls. These defects correlate with a decrease of MBH ROS production in response to glucose, with no modification in the redox status. Efficiency of hypothalamic mitochondrial respiration was evaluated using oxygraphy, and results showed mitochondrial respiratory deficiencies in HFHS fed rats. The fission protein DRP1 exhibited decreased mitochondrial translocation in the MBH in response to glucose, suggesting decreased mitochondrial fission. The increase of AMPK activation in the hypothalamus was not responsible for the alteration of hypothalamic glucose sensing since its reversal with an intracerebroventricular (ICV) injection of compound C failed to restore brain hyperglycemia induced insulin secretion. Likewise, an ICV injection of leptin that induced STAT3 activation also failed to restore brain hyperglycemia induced insulin secretion. Finally, the decrease in AKT activation suggested a central insulin resistance. These results demonstrate for the first time that hypothalamic alteration of mitochondrial ROS signaling, fission and respiration were present in rats exposed to a 3 weeks HFHS diet. Such hypothalamic glucose sensing defects are early events preceding those in islets. These early but drastic hypothalamic modifications could participate in a primary nervous defect of the control of insulin secretion, and finally, the etablishment of a diabetic phenotype.

L’assemblage des espèces (leurs présences/absence) dans une communauté naturelle est la conséquence de plusieurs mécanismes de filtrage réalisés par l'environnement. Parmi ces filtres, le filtre abiotique sélectionne les espèces capables de tolérer les conditions environnementales locales. La variation de la disponibilité de l'eau dans le sol est l'un des principaux gradients environnementaux selon lesquels les espèces végétales sont différemment réparties. Considérant l’hypothèse que les traits fonctionnels et leurs relations sont hiérarchisées, les préférences d’habitat des espèces le long de gradients environnementaux devraient être déterminées par une combinaison de traits physiologiques et morpho-anatomiques hiérarchisés. Au cours de ce doctorat, mon objectif général est d'identifier les traits fonctionnels morphologiques, anatomiques et physiologiques de tolérance à la sécheresse qui peuvent prédire la présence des espèces le long d'un gradient d’hydrologie des sols. Plus spécifiquement, nous cherchons à savoir : (i) Quels sont les traits physiologiques qui reflètent le mieux la tolérance à la sécheresse ? (ii) Quelles sont les relations entre les traits morpho-anatomiques et les traits physiologiques de tolérance ? (iii) Quels sont les traits morpho-anatomiques en conditions optimales permettant de prédire la tolérance des espèces herbacées à la sécheresse ? (iv) Quelles formes ont les relations qui existe entre les traits morpho-anatomiques de tolérance en condition optimale et la présence des espèces en cas de sécheresse ? (v) Peut-on prédire les présences des espèces en cas de sécheresse à partir de leurs traits morpho-anatomiques? Nos résultats montrent (1) qu’il est possible de prédire la distribution des espèces sur un gradient d’hydrologie des sols à partir de cinq traits physiologiques de tolérance à la sécheresse. Ces cinq traits sont la photosynthèse nette maximale, la conductance stomatique maximale, le potentiel hydrique du sol au point de flétrissement, la conductance stomatique au point de flétrissement et l’efficacité d’utilisation de l’eau au point de flétrissement. Nous avons montré que (ii) les traits physiologiques de tolérance à la sécheresse sont prédits par les traits morpho-anatomiques en conditions optimales (surface spécifique foliaire, teneur en matière sèche des feuilles, teneur en azote foliaire, longueur spécifique racinaire et surface stomatique). (iii) Les traits morpho-anatomiques seuls ne sont pas de bons prédicteurs de l’hydrologie des espèces et (iv) que la séquence « traits morpho-anatomiques → traits physiologiques → hydrologie des espèces » donne les meilleures prédictions. Cependant, (v) le modèle ne donne pas de prédictions fiables si l’on utilise des traits morpho-anatomiques mesurés en conditions naturelles. Ces résultats confirment, au moins partiellement, l’hypothèse que la distribution des espèces sur un gradient hydrologiques peut être prédite à partir de leurs traits de tolérance à la sécheresse eux-mêmes prédits par leurs traits morpho-anatomiques. En résumé, nous avons utilisé une approche fonctionnelle en construisant un modèle causal prédictif qui nous a permis de nous intéresser aux mécanismes de filtrage environnementaux et plus précisément au rôle de la niche hydrologique des espèces dans l’assemblage des communautés végétales. / Abstract : Species assembly (their presence/absence) in a natural community is the consequence of several filtering mechanisms made by the environment. Among these filters, the abiotic filter selects species able to tolerate local environmental conditions. Variation in water availability in the soil is one of the main environmental gradients according to which plant species are differently distributed. Considering the hypothesis that functional traits and their relationships are hierarchical, habitat preferences of species along environmental gradients should be determined by a combination of hierarchical physiological and morpho-anatomical traits. During this PhD, my overall goal is to identify morphological, anatomical and physiological drought tolerance functional traits that can predict the presence of species along a soil hydrology gradient. More specifically : (i) What are the physiological traits that best reflect drought tolerance? (ii) What are the relationships between morpho-anatomical traits and physiological traits of tolerance? (iii) What are the optimal morpho-anatomical traits for predicting tolerance of herbaceous species to drought? (iv) What forms of relationships exist between optimal morpho-anatomical traits of tolerance and the presence of species in drought condition? (v) Can the presence of species in drought condition be predicted from their morpho-anatomical features? Our results show (1) that it is possible to predict the distribution of species on a soil hydrology gradient from five physiological traits of drought tolerance. These five traits are maximum net photosynthesis, maximum stomatal conductance, water potential of the soil at the wilting point, stomatal conductance at the wilting point, and efficiency of water use at the wilting point. We have shown that (ii) the physiological traits of drought tolerance are predicted by optimal morpho-anatomical traits (leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen content, root length and stomatal surface). (iii) Morpho-anatomical features alone are not good predictors of species hydrology and (iv) the sequence “morpho-anatomical traits  physiological traits  species hydrology” gives the best predictions. However (v) the model does not provide reliable predictions using morpho-anatomical traits measured under natural conditions. These results confirm, at least partially, the hypothesis that the distribution of species on a hydrological gradient can be predicted from their drought tolerance traits themselves predicted by their morpho-anatomical features. In summary, we used a functional approach by constructing a predictive causal model that allowed us to focus on environmental filtering mechanisms and more specifically on the role of the species hydrological niche in assembling plant communities.

Partant du constat que l’affectation en garantie de la monnaie est aujourd’hui susceptible de revêtir de multiples qualifications et d’obéir à des régimes tout aussi divers, selon que la monnaie est analysée comme un bien corporel ou incorporel et selon que les sommes affectées en garantie sont ou non confondues dans le patrimoine du créancier, cet essai propose d’adopter une conception unifiée de la monnaie susceptible de la soumettre à un régime simplifié d’affectation en garantie qui, sans faire fi de l’irréductible dualité tenant au caractère individualisé ou non des sommes d’argent, est appelé à remplacer les actuels gage de choses fongibles, nantissement de compte, nantissement de créance ou fiducie-sûreté sur créances et sommes d’argent, par un unique nantissement de monnaie. Les modalités de constitution de ce nantissement seront propres à évincer les sempiternelles querelles sur le caractère ou non translatif de propriété du « gage-espèces » puisque la confusion des sommes nanties dans le patrimoine du créancier nanti opérera un démembrement de propriété sui generis qui, s’apparentant à un quasi-usufruit à titre de garantie, ne conférera au créancier ni un simple droit de préférence, ni un droit de propriété plein et entier, ni même un droit comparable à celui d’un fiduciaire, mais un droit de disposer à titre provisoire grevant temporairement la propriété restée entre les mains du constituant. Ses conditions de constitution ainsi clarifiées, le nantissement de monnaie pourra se réaliser plus rapidement et plus efficacement par la reconstitution de la propriété démembrée entre les mains du constituant ou du créancier nanti, selon que la dette garantie aura ou non été payée, sans même qu’il soit besoin s’interroger sur le fait de savoir s’il faut recourir à l’attribution judiciaire ou conventionnelle ou à la compensation. / As the law stands, security rights in money are likely to be subject to different legal treatment, depending on whether money is regarded as a tangible asset or as an intangible asset, and depending on whether sums of money as a guarantee are assimilated with the secured creditor’s property or not. Taking this observation as its starting point, the present essay suggests adopting a unified approach of legal nature of money, that is likely to justify that money should be subject to a simplified security regime. Without ignoring that it is bound to be dual, depending on whether sums of money as a guarantee are separated from the secured creditor’s property or not, this security regime would be called upon to replace the present fungible assets, bank account and receivables pledge agreements, and also security trust on receivables and money, with a single money pledge agreement.The rules of the lodging of this money pledge agreement will be designed to eliminate the never-ending debates as to whether the “cash collateral” vests ownership of the encumbered money in the secured creditor, or not. Indeed, the assimilation of the encumbered sums of money with the secured creditor’s property will involve a sui generis division of the ownership rights that will be like an irregular usufruct by way of collateral, and that will grant the creditor neither mere preferential rights, nor ownership rights, nor any right similar to the right of a security trustee, but the right to dispose of money provisionally. This right of disposal will encumber temporarily the ownership rights that will remain in the hands of the grantor of the security.The rules of its lodging being therefore clarified, the rights granted by the money pledge agreement will be enforced more quickly and more effectively since the divided ownership of money will be reconstructed in the hands of the grantor of the security or in the hands of the secured creditor, depending on whether the secured debt will be paid or not, and without there being a need to wonder if the rights granted by the pledge have to be enforced either through judicial or contractual award of the right of ownership, or through legal, judicial or contractual compensation.

La bactérie hyperthermophile Thermotoga maritima a été cultivée dans un fermenteur dans lequel la concentration en O2 a été rigoureusement contrôlée. A 80°C et pH 7, il a été démontré que T. maritima pouvait survivre à des expositons de durées variables à l’O2 et qu’elle était capable de le consommer. La vitesse spécifique de consommation de l’O2 a été estimée à 73.6 µmoles O2.min-1.g protéines-1 lors d’une courte exposition à l’O2 (30 min). De longues expositions à l’O2 (20 h) nous ont permis de démontrer que la présence d’O2 ralentissait la croissance de T. maritima et conduisait à un shift du métabolisme vers la production de lactate aux dépens de l’acétate et à un arrêt de production d’H2. Dans ces conditions, il a été constaté que 73% du glucose était consommé selon un métabolisme partiellement oxydatif faisant intervenir simultanément les deux voies Embden-Meyerhof et Entner-Doudoroff de la glycolyse. En l’occurrence, l’oxydation incomplète du glucose est corrélée à la réduction de l’O2 en eau. Les études transcriptomiques ont montré que cette réduction de l’O2 résultait d’une cascade de réactions intermédiaires faisant intervenir des enzymes de type peroxydases [activation de l’expression des enzymes Ahp (alkyl hydroperoxyde réductase), Bcp1 et Bcp2 (thiol peroxydase thioredoxin-dépendante)] qui acheminent les électrons libérés via les radicaux libres. D’autres enzymes comme la rubréryhtrine et la neelarédoxine interviendraient pour détoxiquer les espèces réactives d’O2. Les électrons libérés seraient au final utilisés pour réduire l’O2 en H2O par l’enzyme FprA, dont l’expression varie en fonction du potentiel redox du milieu de culture. Ce schéma est proposé comme un des éléments essentiels du dispositif enzymatique permettant la consommation de l’O2 et la protection des cellules contre les effets des espèces réactives de l’oxygène chez T. maritima. / Batch cultures of the hyperthermophilic bacterium Thermotoga maritima were performed in a bioreactor where O2 concentrations in the gas phase were strictly controlled. At 80°C and pH 7, we demonstrated that T. maritima survived despite being exposed to oxygen at different times and that it consumed it. O2 uptake rate was estimated at 73.6 µmoles O2 min-1g proteins-1 during a short exposure to O2 (30 minutes). A long time exposure of T. maritima cultures to oxygen (20h) led to a drastic reduction in growth, together with a shift in glucose metabolism towards lactate instead of acetate production and a stop in H2 production. Under these conditions, it has been observed that 73% of glucose was partially oxidised by using both Embden-Meyerhof and Entner-Doudoroff glycolytic payhways. Uncomplete oxidation of glucose is correlated to a reduction of O2 to H2O. Transcription analyses revealed that this reductive process of O2 involved enzymes like peroxidases [activation of alkyl hydroperoxide reductase (ahp), bcp1 and thioredoxin-dependent thiol peroxidase (bcp 2)]. Moreover, genes encoding reactive oxygen species (ROS)-scavenging systems (neelaredoxin and rubrerythrin), were found to be upregulated during oxygen exposure. The oxygen reductase FprA, which expression was shown to depend on the redox level of the culture medium, is proposed as a primary consumer of O2. All these enzymes are essential for T. maritima to consume O2 consumption and to fight against the toxic effects of ROS in cells.