Les interactions intimes et répétées entre hôtes et parasites peuvent engendrer la spécialisation d’un parasite à son hôte, grâce à des adaptations comportementales, morphologiques et/ou génétiques, combinées avec un flux de gènes limité. C’est un processus clef car il participe à l’évolution de la biodiversité parasitaire et peut ainsi permettre de mieux comprendre l’émergence d’organismes pathogènes. Encore peu étudié, une spécialisation d’hôtes a néanmoins été démontré lors de précédentes études chez deux espèces de tiques nidicoles : chez Ixodes uriae une tique dure, parasite des oiseaux marins coloniaux en zone arctique, et dans un complexe de tiques molles Ornithodoros capensis sensu lato, parasitant aussi de nombreuses espèces d’oiseaux marins, mais cette fois-ci en zones tempérées et tropicales. Ces deux espèces sont vectrices d’une grande diversité d’agents pathogènes incluant des virus, des bactéries et des protozoaires. Cependant, les facteurs impliqués dans le phénomène de spécialisation d’hôte restent inconnus. Dans ce cadre, le but de ma thèse était donc de déterminer 1) si l’évolution des divergences en fonction des hôtes est toujours accompagnée par les mêmes changements phénotypiques et 2) si ces changements pourraient permettre d’identifier les facteurs de sélection sous-jacents. Dans ce contexte, des campagnes d’échantillonnage de tiques ont été menées durant la période de reproduction des hôtes oiseaux dans les différentes zones de leur répartition et nous avons réalisé des analyses morphométriques, basées sur l’utilisation de landmarks et de contours sur chaque individu tique et des analyses phylogénétiques et génétiques des populations sur les mêmes individus. L’ensemble de ces résultats suggère la présence de convergences morphologiques au sein de ces systèmes et souligne un rôle de la sélection dans ce processus de divergence. En effet, les caractéristiques écologiques des hôtes mais aussi le micro-habitat exercent des pressions sélectives importantes dans ces deux systèmes pouvant être à l’origine de la divergence observée entre les populations. De plus, les caractéristiques biologiques de chaque espèce de tiques, telle que la capacité de dispersion, entrent également en jeu et peuvent fortement modifier l’épidémiologie des agents infectieux dont elles sont vectrices.Mots clés : Argasidae, écologie de la transmission, évolution convergente, interactions hôte-parasite, Ixodidae, oiseaux marins. / Intimate and repeated interactions between hosts and parasites can lead to parasite specialization to a given host via behavioral, morphological and/or genetic adaptations that act in combination with restricted gene flow. Specialization is a key process leading to the generation of parasite biodiversity and can help us understand the emergence of pathogenic organisms. Although little studied, host specialization has already been demonstrated to occur in previous studies of two nidicolous tick species: Ixodes uriae a hard tick parasitizing colonial seabirds in polar regions, and soft ticks of the complex Ornithodoros capensis sensu lato, that also exploit colonial seabirds, but this time in temperate and tropical zones. Both of these species act as vector to a wide variety of pathogenic organisms, including viruses, bacteria and protozoa. However, the factors involved in host specialization remain unknown. In this context, the aim of my thesis was to determine 1) whether the evolution of host specialization is always accompanied by the same phenotypic changes and 2) whether these changes could help to identify the selective factors that influence this phenomenon. In this context, tick collections were conducted during the breeding period of the host birds in different areas of their distribution and morphometric analyses, based on landmark and contour methods, were performed on each individual tick. Phylogenetic and population genetic analyses were also carried out using the same individuals. Overall, the results demonstrate that morphological convergence occurs within these systems, highlighting the role of selection in the divergence process. Indeed, the ecological characteristics of the hosts, but also their micro-habitat, may exert significant selective pressures on ticks and may cause the observed divergence among populations. Likewise, the biological characteristics of each tick species, particularly in relation to dispersal capacity, may also come into play and will greatly modify the epidemiology of associated infectious agents.Keywords: Argasidae, convergent evolution, host-parasite interactions, Ixodidae, transmission ecology, seabirds.

Le parasitisme est omniprésent dans l’environnement et une attention croissante est récemment apportée sur son impact sur les communautés écologiques. En effet, les parasites peuvent affecter la valeur adaptative des animaux sauvages, en altérant leur physiologie et/ou leur comportement. Ainsi, le rôle des parasites dans le maintien ou l’érosion des différences persistantes comportementales et cognitives entre individus est le sujet de nombreux débats et recherches. La relation entre l’infection parasitaire et le comportement de l’hôte est souvent complexe. Le comportement des individus agit sur leur susceptibilité au parasitisme, mais l’infection parasitaire peut aussi modifier le comportement de l’hôte, favorisant parfois la transmission du parasite. En outre, l’inclusion d’un proxy de santé, tel que la condition corporelle est importante à considérer dans des populations naturellement infectées où la santé des individus peut varier. Dans cette étude, nous avons examiné la relation entre un gradient de densité parasitaire, la personnalité (exploration et témérité), la cognition (apprentissage par stimuli aversifs) et la condition corporelle (Indice K de Fulton) chez les crapets-soleil (Lepomis gibbosus) sauvages, naturellement infectés par des endoparasites, comme le trématode responsable de la maladie du point noir (Trematoda : Apophallus sp. et Uvulifer sp.) et le ver solitaire de l’achigan (Cestoda : Proteocephallus ambloplites). Nous avons trouvé que l’exploration, mais pas la témérité, était répétable ce qui suggère que ce trait reflète la personnalité. De plus, l’exploration a diminué avec l’augmentation de la densité de parasites et la diminution de la condition corporelle de l’hôte. Ainsi, étant donné que la relation entre le comportement explorateur et la densité de parasites variait avec la condition corporelle, il est possible que les parasites aient un effet indirect sur le comportement de l’hôte en impactant sa physiologie. L’exploration variait également selon la densité de points noirs et la densité de cestodes, suggérant un potentiel conflit entre ces deux parasites, leurs hôtes finaux étant différents. Les individus avec plus de cestodes ont moins bien exécuté la tâche d’apprentissage, ce qui laisse à penser que ces parasites imposeraient un coût énergétique qui réduit les performances cognitives de l’hôte. Nos résultats contribuent à démontrer que les parasites et la condition corporelle de l’hôte doivent être pris en considération dans les études écologiques, comportementales ou physiologiques afin de mieux comprendre le maintien des variations inter-individuelles au sein des populations sauvages. / Parasites are ubiquitous in nature and increasing attention is given to their impact on ecological communities. Indeed, parasites can affect host fitness through changes in physiology and/or behaviour. Thus, their role in maintaining or eroding persistent inter-individual differences in behaviour (i.e. personality) and cognitive abilities in hosts is the subject of increasing study and debate. The relationship between parasite infection and host behaviour can sometimes be complex. For instance, personality traits may affect an individuals’ susceptibility to parasites. Conversely, parasite infection can itself modify host behaviour, sometimes favouring the parasite’s own transmission. In addition, including a general fitness proxy, such as body condition, is important when studying naturally infected populations, where individual health can vary greatly among individuals. Here, we examine the relationships among host body condition (Fulton’s K index), personality (i.e. exploration, boldness), cognition (aversive learning) and parasite density in wild pumpkinseed sunfish (Lepomis gibbosus), naturally infected with endoparasites, including trematodes causing blackspot disease (Trematoda: Apophallus sp. and Uvulifer sp.) and bass tapeworms (Cestoda: Proteocephallus ambloplites). We found that exploration but not boldness was repeatable, which suggests that this trait reflects personality. Host exploration decreased with both increasing parasite density and decreasing host body condition. Because the relationship between exploration and parasite density varied with body condition, this suggests a possible indirect effect of parasites on host behaviour through effects on host physiology. Exploration varied depending on blackspot and bass tapeworm density suggesting a possible conflict between these two parasites, as their final hosts are different. Inhibitory avoidance learning decreased with increasing cestode density, suggesting that these parasites could impose an energetic cost which decreases host cognitive performances. Our results provide more evidence that including host body condition and parasite density in ecological, behavioural or physiological studies can help better understand the persistence of inter-individual differences in wild populations.

Dans un contexte de changements globaux, comprendre les interactions entre les parasites et l’environnement est essentiel afin de prévoir les futurs dynamiques d’infection ainsi que les changements dans le fonctionnement des écosystèmes. Cela dit, les patrons de distribution des parasites ainsi que les moteurs d’infection varient dans le temps et l’espace rendant la compréhension des mécanismes sous-jacents très complexes. Dès lors, les études comparatives se basant sur des données empiriques doivent prendre en considération les facteurs de variations entrant en jeu dans l’estimation des paramètres d’infection chez les populations naturelles. Dans une approche multiéchelles, nous avons exploré les sources de variation dans l’estimation de la prévalence d’infection en nous concentrant sur la maladie du point noir chez les communautés littorales de poissons dulcicoles. Nos résultats ont montré que la prévalence de l'infection est spatialement hétérogène dans le paysage, témoignant de l'existence de points chauds et de points froids de l'infection. Les biais d’échantillonnage lié aux méthodes ont mené à d’importantes variations dans l’estimation de la prévalence et dans les patrons spatiaux d’occurrence de la maladie. Nos résultats ont indiqué également qu’un faible échantillonnage a tendance à sures4mer la prévalence d’infection dans le paysage et que l’effort d’échantillonnage nécessaire pour estimer une prévalence fiable dépend de la méthode d’échantillonnage employée. Les caractéristiques physico-chimiques de l’eau et la structure locale des communautés de poissons se sont révélées les meilleurs prédicteurs d’infection à petite échelle. Nos résultats suggèrent notamment des effets de dilution par barrières d’obstruction et de compatibilité limitant la survie des cercaires. Plusieurs relations entre la prévalence d’infection et les prédicteurs environnementaux ont révélé de la nonlinéarité suggérant des interactions complexes. Notre étude contribue au développement de la compréhension des interactions entre les parasites et leur environnement, ainsi qu’aux biais potentiels dans l’étude des dynamiques d’infection. / In a context of global change, understanding the interactions between parasites and their environment is essential to predict future infection dynamics and changes in ecosystem functioning. That said, parasite distribution patterns and drivers of infection vary in time and space, making understanding the underlying mechanisms highly complex. Comparative studies based on empirical data must therefore take into account the factors of variation involved in estimating infection parameters in natural populations. Using a multi-scale approach, we explored the sources of variation in the estimation of infection prevalence, focusing on black spot disease in littoral freshwater fish communities. Our results showed that infection prevalence is spatially heterogeneous across the landscape with evidence of infection hotspots and coldspots. Method-related sampling biases led to significant variations in prevalence estimates and spatial patterns of disease occurrence. Our results also indicated that low sampling effort tend to overestimate the prevalence of infection in the landscape, and that the sampling effort required to estimate infection prevalence depends on the sampling method employed. Water physico-chemical characteristics and local fish community structure were found to be the best predictors of small-scale infection. Furthermore, our results suggest dilution effects due to obstruction and compatibility barriers limiting cercarial survival. Several relationships between infection prevalence and environmental predictors revealed non-linearity, suggesting complex interactions. Our study contributes to the development of our understanding of the interactions between parasites and their environment, as well as potential biases in the study of infection dynamics.