L'objectif de mon projet de recherche était de déterminer l'effet de l'intensification agricole sur le potentiel immunitaire des oisillons et des femelles d'une population d'Hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor) dans le Sud du Québec. Pour ce faire, j'ai participé à un suivi individuel à long terme initié en 2004 par Marc Bélisle. Ce vaste système de 400 nichoirs sur 40 fermes est réparti sur une superficie d'environ 10200 km[indice supérieur 2]. Les nichoirs sont installés le long d'un gradient d'intensification des pratiques agricoles, ce qui permet d'étudier l'impact de ce changement anthropique majeur. De plus, tous les nichoirs sont suivis aux 2 jours durant la reproduction, tous les individus sont bagués avec une bague officielle du gouvernement, les mesures morphologiques de tous les individus sont prises avec précision et le sexe des individus est déterminé génétiquement. Ce système fournit donc une excellente opportunité de répondre à des questions écologiques d'intérêt. Dans le premier chapitre de mon mémoire, visant l'impact de l'hétérogénéité environnementale (intensité agricole et température) sur la réponse immunitaire chez les oisillons et les femelles hirondelles en reproduction, j'ai utilisé une mesure de la capacité pro-inflammatoire. J'ai donc étudié l'impact de l'environnement sur cette réponse immunitaire chez les oisillons et chez les femelles adultes. J'ai considéré deux variables environnementales, soit l'intensité des pratiques agricoles et la température. Mes résultats montrent que les conditions environnementales affectent la réponse à la phytohémagglutinine (PHA) aussi bien chez les femelles que chez les oisillons. La réponse à la PHA des adultes était significativement plus élevée en milieu agricole extensif qu'en milieu intensif. La température avait aussi un impact important; des températures plus élevées menant à de plus fortes réponses chez les adultes et de plus faibles réponses chez les oisillons. Mes résultats suggèrent ainsi que des individus soumis à des conditions difficiles pourraient faire un compromis entre leur immunité et d'autres fonctions importantes, telles que prodiguer des soins parentaux. De plus, il semble que les adultes soient en grande partie capables de tamponner l'effet négatif d'un habitat de moindre qualité sur les oisillons. Le second chapitre de mon mémoire est consacré à l?impact de l'hétérogénéité environnementale sur les corrélations entre les différentes mesures immunitaires chez les oisillons et sur l'effet d'un indice immunitaire intégrateur sur la valeur adaptative chez les oisillons. Pour ce faire, j'ai mesuré sept marqueurs immunitaires, ce qui permet d'avoir une image plus globale du système immunitaire des individus. Des études récentes ont montré que les corrélations entre mesures immunitaires varient selon l'espèce et selon la population. J'ai donc comparé les relations entre les mesures immunitaires des oisillons selon la qualité de l'habitat (intensif ou extensif) et l'année. Mes résultats montrent que les relations entre mesures immunitaires varient selon l?environnement aussi bien spatial que temporel. Les mesures fonctionnellement reliées sont positivement corrélées tel que prévu, mais pas de façon constante. J'ai également tenté de relier un indice global d'immunité (les deux premières composantes principales) à plusieurs indicateurs de performance individuelle. Mes résultats suggèrent que l'immunité des oisillons Hirondelle bicolore influence la masse à l'envol ainsi que la charge parasitaire, mais seulement dans certains environnements. En conclusion, mes recherches montrent le rôle clé de l'environnement sur le système immunitaire. Que le système immunitaire soit observé à l?aide d'un seul ou de plusieurs marqueurs immunitaires, les réponses immunitaires sont influencées de façon significative. La qualité de l'habitat, la température, les variations annuelles semblent tous avoir un impact sur la capacité immunitaire de l?Hirondelle bicolore. Mon mémoire met donc en évidence la complexité et la variabilité du système immunitaire ainsi que l'attention qu'il faut porter à son étude.

Un des objectifs de l’écologie évolutive est de comprendre les causes et conséquences de la diversité biologique. L’étude des facteurs à l’origine de la divergence phénotypique des populations et de la formation d’adaptations locales peut nous donner des indications sur les causes de la diversité intra spécifique, de la formation des espèces et sur la trajectoire évolutive des populations. La divergence phénotypique des populations peut être adaptative ou neutre. L’hétérogénéité spatiale des conditions écologiques, via la variation des pressions de sélection qu'elle engendre, est un des facteurs importants à l’origine de la divergence adaptative des populations. Elle peut causer une divergence adaptative phénotypique ou plastique. Selon le type de divergence, les populations n’auront pas la même trajectoire évolutive. Traditionnellement, il a été considéré que la divergence génétique et adaptative des populations était peu probable lorsqu’elles sont séparées par des distances que les organismes peuvent franchir lors de leur dispersion parce que le flux génique homogénéiserait les génotypes entre les populations.Un nombre croissant d’études rapporte la présence de différences de comportements entre les individus qui sont stables dans le temps et héritables. Ce type de variation intra spécifique a été nommée personnalité. Il a récemment été proposé que les traits de personnalité auraient coévolué avec des traits d’histoire de vie et des traits physiologiques (hypothèse du syndrome de train de vie). Selon cette hypothèse, nous pourrions trouver au niveau de la métapopulation, différentes combinaisons de traits dans l’espace façonnées par le régime local de sélection. Néanmoins, jusqu’à présent peu d’études ont porté sur l’importance relative des effets plastiques et génétiques et des pressions de sélections pour la divergence des populations pour des traits de personnalité et encore moins pour le syndrome de train de vie.Notre objectif était de déterminer si une forte variation spatiale de conditions écologiques pouvait mener à une divergence phénotypique et génétique adaptative pour des traits de personnalité entre des populations connectées par un flux génique. Nous avons répondu à cet objectif grâce au suivi à long terme de trois populations sauvages de mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) présentent dans une mosaïque d’habitats très contrastée en Corse (France). Des études réalisées précédemment ont montré que bien qu’elles soient connectées par un flux génique et séparées par de petites distances spatiales (6 à 25 km), ces populations diffèrent au niveau phénotypique et génétique pour plusieurs types de traits, dont des traits d’histoire de vie.Notre étude indique que ces populations divergent au niveau phénotypique et génétique pour des traits de personnalité chez les adultes et les jeunes. De plus, nos résultats suggèrent que ces divergences ne sont pas le fruit de processus neutres, mais pourraient être plutôt causées par la sélection naturelle et être adaptatives. Nous sommes ainsi une des premières études à montrer des divergences génétiques adaptatives pour des traits de personnalité à une échelle spatiale aussi fine. Par ailleurs, les divergences de moyennes populationnelles observées sont en accord avec les prédictions du syndrome de train de vie. Ainsi, bien que d’autres études plus approfondies soient nécessaires pour le confirmer, nos résultats suggèrent que les divergences observées entre ces populations sont issues de la coévolution d’un ensemble de traits formant un train de vie rapide ou lent façonné par le régime local de sélection.En somme, cette thèse souligne l’importance de l’hétérogénéité environnementale pour la diversité intra spécifique et montre qu’une divergence phénotypique, génétique et adaptative est possible pour des traits comportementaux souvent considérés comme plus plastiques et moins sujets aux divergences génétiques. / Environmental heterogeneity, spatial variation in selection pressure and gene flow are known to be important for shaping intra-specific variation and local adaptations. However, their roles as drivers of variation and divergence in behavioral traits have seldom been studied. Here, we studied the phenotypic divergence of breeding and fledgling blue tits (Cyanistes caeruleus) for personality traits across three wild populations situated in contrasted habitats yet connected by gene flow. We first compared the mean personality phenotype of each population. Second, using common garden, reciprocal transplant and cross-fostering experiment we investigated the genetic basis of the observed divergence. Third, we determined the selection pressure acting on the personality phenotype in each population. We found phenotypic and genetic difference between populations and our results suggested that these divergences result from the local selection regime in each habitat. Overall, our results highlight the importance of environmental heterogeneity in the maintenance of small-scale intra-specific variation for behavioral traits.

Variabilité spatiale multiéchelle du zooplancton dans un lagoon récifal côtier - L'identification des changements dans les patrons écologiques selon l'échelle spatiale et la compréhension des processus qui génèrent ces changements sont d'une importance considérable en océanographie. Dans ce contexte, comprendre comment une communauté biologique répond à l'hétérogénéité environnementale requiert la connaissance des processus impliqués et l'échelle spatiale à laquelle ils opèrent. Les relations spatiales entre la variabilité du zooplancton et l'hétérogénéité environnementale sont encore imprécises dans les écosystèmes tropicaux côtiers. L'objectif de ce travail de thèse a donc été de déterminer les échelles de dépendance spatiale des patrons du zooplancton associé à un lagon récifal côtier et des processus environnementaux sous-jacents. Dans ce contexte, les intérêts de cette recherche ont été de quantifier les patrons de la variabilité du zooplancton dans l'espace, de comprendre comment ces patrons changent avec l'échelle spatiale et de déterminer les processus physiques et biologiques responsables de ces patrons spatiaux. L'échantillonnage, effectué le long d'un transect de la côte vers le large dans le lagon du Grand-Cul-de-Sac Marin (Guadeloupe), a concerné deux classes de taille du zooplancton (190–600 µm et > 600 µm) pour lesquelles la biomasse et l'abondance ont été estimées. L'analyse multiéchelle a été utilisée pour caractériser les patrons du zooplancton aux différentes échelles spatiales (de l'échelle de l'habitat à celle du lagon tout entier) et pour identifier les processus responsables de ces structures spatiales. Cette étude a montré que la variabilité du zooplancton est un phénomène multiéchelle dont l'amplitude et la dépendance spatiale dépendent de la taille des organismes, de leur motilité et de la variable-réponse considérée (biomasse ou abondance). La biomasse et l'abondance du zooplancton varient en réponse à la distribution spatiale du phytoplancton, au comportement du zooplancton, à l'hétérogénéité de l'habitat, à l'hydrodynamique et aux évènements météorologiques. La nature et les effets de ces processus sont dépendants de l'échelle spatiale. Ce travail a montré comment le changement d'échelle spatiale met en évidence différents niveaux d'organisation de la communauté zooplanctonique en réponse à l'hétérogénéité environnementale.

Les fourmis sont des organismes cibles appropriés pour les études environnementales. Au cours de notre étude, nous nous sommes focalisés sur les fourmis de la litière via l'application de deux méthodes de récolte complémentaires selon le protocole all (ants of leaf litter). Dans les forêts naturelles de Guyane française, l'hétérogénéité environnementale et les perturbations structurent les communautés de fourmis de la litière en influençant la richesse, la diversité, l'abondance et la densité en espèces ainsi que les compositions taxonomique et fonctionnelle. Chaque type de formation végétale possède une communauté spécifique. La fragmentation et la conversion des forêts en plantations ont entrainé une altération plus ou moins profonde des communautés; cette variabilité est fonction du type d’agriculture et des espèces d'essences cultivées. Bien que l'altération des communautés se soit révélée maximale dans la plupart des monocultures, les plantations de cacaoyers ont un potentiel de conservation réel. Enfin, dans un contexte ou il est urgent de simplifier l'intégration des arthropodes dans les études de conservation, de contrôle et de suivi de la santé des écosystèmes terrestres, la méthode des réseaux de neurones est apparue comme un outil puissant pour mettre en évidence et analyser les patrons des communautés de fourmis. / Ants are reliable and relevant target organisms for environmental surveys. In our study, we focused on litter-dwelling ants through the use of two complementary sampling methods that were implemented according to the ants of leaf litter (all) protocol. In pristine forests of french guiana, leaf-litter ant communities are structured by environmental heterogeneity and natural perturbations - which influence species richness, diversity, abundance and density, as well as taxonomic and functional composition. This results in habitat-specific communities for each vegetal formation. Forest fragmentation and conversion into monocultures have led to a more or less deep alteration of the ant communities; this variability depends on the type of agricultural system and cultivated tree species. Although the intensity of community alteration peaked in tree monocultures, cocoa plantation exhibited a real potential for native species conservation. Finally, in the current context where simplifying the integration of arthropods into conservation programs as well as into surveys designed to monitor and manage the environment is critical, the use of neural networks appears to be a powerful tool for reliably highlighting and analyzing ant communities patterns.

Les forêts tropicales renferment des peuplements arborescents dont la gestion et l’aménagement nécessitent des connaissances sur leur organisation spatiale et leur dynamique. Les analyses de la structure spatiale des espèces arborescentes peuvent être utilisées en forêts naturelles pour identifier les mécanismes sous-jacents qui structurent les peuplements forestiers afin d’améliorer la compréhension des relations entre les espèces. Cette étude a été menée dans la Réserve Forestière de Yoko (RFY) aux environs de Kisangani à l’est de la RD Congo (R.D.C). Elle consiste à analyser la structure spatiale horizontale des espèces les plus abondantes et à tenter d’identifier, à l’échelle locale, les facteurs et/ou processus écologiques potentiellement explicatifs pour en retirer des enseignements utiles à la gestion des massifs forestiers situés à proximité de Kisangani. <p>Pour ce faire, une parcelle d’échantillonnage de 25 ha (500m 500m) a été délimitée dans le bloc sud de la RFY constitué d’une végétation ligneuse mixte et semi-décidue. Un inventaire forestier a permis d’analyser la composition floristique et structurale de la zone. Trois techniques (ou modèles statistiques) relevant de l’écologie spatiale pour l’analyse de la structure horizontale des espèces ont été utilisées :la méthode du voisin le plus proche de Clark & Evans (1954), la méthode d’échantillonnage aléatoire de Hines & Hines (1979), ces deux méthodes reposant sur une analyse à échelle unique de la parcelle d’étude, et la méthode de Ripley (1977) permettant non seulement une analyse multi-échelle mais aussi l’étude des relations intra et interspécifiques. Concernant ce point précis, les arbres ont été catégorisés en trois stades de développement sur la base de leurs diamètres (les jeunes, les immatures et les adultes). Une analyse comparative et théorique des trois méthodes a été effectuée. <p>Un total de 169 espèces appartenant à 36 familles dont 114 genres ont été identifiées, et la famille des Fabaceae dont la majorité des espèces appartiennent à la sous famille des Caesalpinioideae est apparue prépondérante. Trois espèces se sont révélées les plus abondantes et les plus représentatives du peuplement, et ont pour cette raison fait l’objet de toutes les analyses :Gilbertiodendron dewevrei J. Léonard (De Wild), Scorodophloeus zenkeri Harms et Uapaca guineensis Mull. Arg. Elles ont toutes les trois montré une structure agrégée, et cela à toutes les échelles d’analyse. Les agrégats observés présentent un rayon d’environ 25 m de distance. L’analyse en fonction du diamètre a indiqué une structure agrégée pour les plus petits diamètres et régulière pour les plus grands, et que l’agrégation diminue avec le diamètre. Les résultats montrent également que les structures spatiales observées dépendent de l’échelle d’analyse considérée et de la méthode utilisée. La méthode de Clark & Evans est sensible à la variation de l’étendue. À cet égard, l’échantillonnage aléatoire de Hines & Hines est apparu plus adaptée que celui de Clark & Evans. Les fonctions de Ripley et dérivées sont des outils efficaces et apportent plus d’information. Les analyses ont montré des associations positives entre G. dewevrei et S. zenkeri, ainsi qu’entre G. dewevrei et U. guineensis. Par contre, une indépendance a été constatée entre S. zenkeri et U. guineensis. Il apparaît également que les jeunes sont associés positivement aux adultes supposés reproducteurs, et que les immatures sont indépendants par rapport aux adultes. La dispersion faible ou limitée des graines à proximité des arbres parents en est le principal facteur endogène responsable. Ce facteur explique également les associations positives entre les jeunes et les adultes de la même espèce. La compétition entre des individus pour les besoins en espace, en lumière ou en nutriments dans le sol, explique la structure régulière observée ainsi que l’indépendance des immatures envers les adultes. La dispersion limitée n’est cependant pas le seul facteur explicatif de l’agrégation spatiale des arbres, d’autres facteurs tels que l’hétérogénéité environnementale (sol, topographie,…) ou la perturbation sont vraisemblablement aussi impliqués. La perturbation anthropique ou naturelle est un processus écologique qui devrait avoir joué un rôle déterminant dans l’organisation spatiale des communautés de la forêt. Combinée au phénomène de masting, aux effets de Janzen-Connell et aux ectomycorhizes, elle est très probablement à la base des structures spatiales et des relations spatiales observées entre les espèces de la RFY. / Tropical forests contain tree-stands with management and planning requires knowledge of their spatial organization and dynamics. Analyses of the spatial structure of tree species can be used in natural forests to identify the underlying mechanisms that structure of forest stands to improve the understanding of the relationships between species. This study was conducted in the Yoko Forest Reserve (YFR) around Kisangani in eastern DR Congo (DRC). It is to analyze the horizontal spatial structure of the most abundant species and to try to identify, on a local scale, factors and / or potentially explicative ecological processes to draw valuable lessons for the management of forest areas nearby Kisangani. <p>To do this, a sample plot of 25 ha (500m x 500m) was delineated in the southern block of the YFR consists of a mixed woody vegetation and semi-deciduous. A forest inventory was used to analyze the floristic and structural composition of the area. Three techniques (or statistical models) under spatial ecology for the analysis of the horizontal structure of the species were used: the nearest neighbor method of Clark & Evans (1954), the random sampling method Hines & Hines (1979), these two methods based on a single scale analysis of the study plot, and the method of Ripley (1977) allows not only a multi-scale analysis, but also the study of intra- and inter-relationships. Regarding this point, the trees were categorized into three stages of development on the basis of their diameters (young, immature and adult). A comparative and theoretical analysis of the three methods was performed. <p>A total of 169 species belonging to 36 families with 114 genera have been identified and the family Fabaceae which the majority of species belong to the subfamily Caesalpinioideae appeared decisive. Three species have proved the most abundant and the most representative of the stand, and for this reason the subject of all analyzes Gilbertiodendron dewevrei J. Léonard (De Wild) Scorodophloeus zenkeri Harms and Uapaca guineensis Mull. Arg. They all three showed an aggregated structure, and that all scales of analysis. Observed aggregates have a radius of about 25 m distance. The analysis based on the diameter indicated an aggregated structure for smaller diameters and regular for larger and that aggregation decreases with diameter. The results also show that the observed spatial structures depend on the considered analysis of scale and the method used. The method of Clark & Evans is sensitive to the variation in the extent. In this regard, the random sampling of Hines & Hines appeared more suitable than that of Clark & Evans. Ripley's functions and derivatives are effective tools and provide more information. Analyses showed positive associations between G. dewevrei and S. zenkeri, and between G. dewevrei and U. guineensis. By against, independence was found between S. zenkeri and U. guineensis. It also appears that young people are positively associated with the supposed breeding adults and immatures are independent compared to adults. The low or limited seed dispersal near parent trees is the main endogenous factor responsible. This factor also explains the positive associations between youth and adults of the same species. The competition between individuals to space requirements, light or nutrients in the soil, explains the observed regular structure and the independence of immature towards adults. Limited dispersal, however, is not the only factor explaining the spatial aggregation trees, other factors such as environmental heterogeneity (soil, topography, ) or disturbance are probably also involved. Anthropogenic or natural disturbance is an environmentally friendly process that should have played a decisive role in the spatial organization of forest communities. Combined with masting phenomenon, the effects of Janzen-Connell and Ectomycorrhizae, it is very probably the basis of spatial structures and spatial relationships observed between species of the YFR.<p><p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’origine de la structuration spatiale de la diversité inter spécifique (SSDS) des forêts d’Afrique centrale est l'objet de vigoureux débats quant à l’importance relative des facteurs historiques, stochastiques et déterministes. De plus, la SSDS est le plus souvent mal caractérisée, en particulier la variation spatiale de la composition des communautés (diversité beta).<p>L’hypothèse la plus souvent avancée pour expliquer l’origine des centres de diversité et d’endémisme est historique :ces centres constitueraient d’anciens refuges forestiers formés pendant les périodes sèches du Quaternaire. Cependant, la forte hétérogénéité environnementale de ces régions pourrait tout aussi bien expliquer la SSDS.<p>L'objectif principal de cette thèse est de tester l'importance de ces facteurs (historiques et/ou hétérogénéité environnementale) :si les facteurs historiques sont déterminants, on s’attend à observer une concordance spatiale entre la SSDS et la structure spatiale de la diversité génétique (SSDG). En effet, la variation neutre au sein des espèces est en grande partie soumise aux processus qui affectent également la SSDS (dérive génétique/écologique et dispersion des espèces/flux de gènes). L’approche utilisée dans cette thèse consiste donc à comparer et évaluer la concordance spatiale entre la SSDS et la SSDG.<p>Le modèle biologique et le cadre géographique de cette étude sont les communautés et les populations d’arbres des forêts humides d’Afrique centrale atlantique, avec une attention particulière pour les forêts gabonaises. La SSDS a été étudiée sur la base de relevés de communautés d’arbres (16308 individus) et la SSDG sur la base de séquences d’ADN chloroplastiques de six espèces d’arbres (Greenwayodendron suaveolens, Scorodophloeus zenkeri, Afrostyrax lepidophyllus, Afrostyrax kamerunensis, Santiria trimera et Erythrophleum suaveolens).<p>Quatre objectifs spécifiques ont été retenus :<p>(i)\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished