Chez les organismes complexes, comme les mammifères, les séquences de régulation génomique, dispersées sur les chromosomes, peuvent interagir à l'intérieur de l'espace nucléaire pour effectuer des actions coordonnées de régulations géniques. La méthylation de l'ADN et les modifications post-traductionnelles des histones, en combinaison avec des séquences de régulation, des facteurs protéiques et des ARNs non codants, conduisent à une organisation supérieure de la chromatine spécifique du type cellulaire. Cependant, l'organisation et la dynamique de la chromatine in vivo à l'échelle supérieure à celle du nucléosome reste encore largement méconnues. L'objectif général des travaux de notre équipe est d'élucider l'organisation de la chromatine à l'échelle supranucléosomale et sa dynamique in vivo, dans différents contextes physiologiques ou pathologiques, afin de comprendre leurs participations au contrôle et à la coordination de l'expression des gènes chez les mammifères. Notre hypothèse de travail est que certains compartiments nucléaires permettent un confinement de contacts chromatiniens spécifiques facilitant les régulations génomiques. L'objectif principal de mon travail de thèse était de développer une nouvelle méthode, simple et directe, permettant de cartographier et d'analyser les régions du génome murin qui sont associées aux compartiments nucléaires importants pour la régulation de l'expression des gènes (lamine nucléaire, les nucléoles, usines à transcription ou corps de Cajal). Le principe de notre méthode repose sur des traitements à haut sel de noyaux cellulaires transcriptionnellement actifs. Des séquençages à haut-débit permettent ensuite d'identifier les régions génomiques retenues dans les complexes nucléaires ainsi rendus d'insolubles. Elle a donc été appelée HRS-Seq : High-salt Recovered Sequences-sequencing (séquençage de séquences récupérées à haut-sel). Mon programme de travail s'est déroulé en 4 étapes distinctes : 1- la mise en œuvre et l'amélioration de la partie expérimentale (test HRS), 2- l'adaptation des techniques de séquençage à haut-débit à notre méthode (collaboration avec L. Journot, H. Parrinello, E. Dubois), 3 – l'application d'une analyse statistiques adéquate afin d'identifier les HRS (collaboration avec C. Reynes et R. Sabatier, statisticiens) et 4- l'analyse bio-informatique de ces régions destinée à les cartographier et à les caractériser (collaboration avec J. Mozziconacci et A. Cournac).Dans un premier temps, nous avons utilisé la méthode HRS-seq sur des noyaux de cellules de foie de souris. L'analyse bioinformatique des HRS nous a permis de réaliser la toute première cartographie de ces régions chez la souris et de découvrir leurs principales caractéristiques. Les régions HRS peuvent être classées en deux catégories distinctes : Les HRS riches en AT sont fortement associées à la lamine nucléaire, tandis que celles riches en GC sont associées aux régions géniques. La présence exceptionnelle, parmi cette dernière catégorie, des gènes codant pour les protéines d'histones, indique que le test HRS permet la rétention des Corps des Loci d'Histones (HLB – Histone Locus Body), un type spécifique de corps de Cajal. De plus, grâce à une analyse croisée avec des données de Hi-C disponibles dans la littérature, nous avons pu montrer que les HRS présentent entre-elles une haute probabilité de contact dans l'espace tridimensionnel du noyau, et qu'elles sont fortement enrichies en certaines séquences répétées (gènes des ARNt). L'ensemble de ces résultats nous permet de valider expérimentalement notre méthode. Dans un second temps, nous avons appliqué cette méthode à 3 autres types cellulaires : des cellules souches embryonnaires, des cellules progénitrices neurales et des neurones (collaboration avec T. Bouschet). Le but de ce travail est de déterminer comment les régions HRS évoluent au cours de la différentiation cellulaire. Les analyses statistiques et bioinformatiques sont en cours. / In complex organisms like mammals, regulatory sequences, dispersed on the chromosomes, can interact together within the nuclear space to tightly coordinate gene expression. DNA methylation and post-translational histone modifications combine with regulatory sequences, proteic factors and non-coding RNA, to provide cell-type specific patterns of higher-order chromatin organization. However, the in vivo organization of the mammalian chromatin beyond the simple nucleosomal array remains largely enigmatic. The general objective of our group is to elucidate the in vivo organization and dynamic of the chromatin at the supranucleosomal scale in diverse physiological and pathological contexts, in order to better understand how they are involved in the maintenance and coordination of gene expression in mammals. Our working hypothesis is that some nuclear compartments are confining specific chromatin contacts in order to facilitate genomic regulations. The principal objective of my thesis was to develop a novel straightforward method to map and to characterize genomic regions that are associated, in the mouse, with nuclear compartments that are important for gene regulation (nuclear lamina, nucleolus, transcription factories, Cajal bodies). The principle of our method is based on high-salt treatments of transcriptionally active cell nuclei. High-throughput sequencings then allow to identify the genomic regions that are retained in the resulting insoluble nuclear complexes. We thus named this method the HRS-seq (High-salt Recovered Sequences-sequencing). My working program was divided into 4 steps: 1- the improvement of the experimental procedure (HRS assay), 2- the adaptation of the NGS techniques to our method (collaboration with L. Journot, H. Parrinello, E. Dubois), 3- the use of an adequate statistical analysis in order to identify the HRS (Collaboration with C. Reynes and R. Sabatier, statisticians), 4- the bioinformatics analysis of these regions in order to map and to characterize them (collaboration with J. Mozziconacci and A. Cournac). We first used the HRS-seq method on mouse liver cells. The bioinformatics analysis allowed us to obtain the first global profiling of HRS in the mouse and to discover their essential characteristics. The HRS can be classified into two categories: the AT-rich HRS are linked to lamina associated domains, while GC-rich HRS are strongly associated to genes. The presence of histone genes amongst this latter category suggests that the Histone Locus Bodies (HLBs), a specific type of Cajal's body, is retained in the HRS assay. Furthermore, thanks to a cross-analysis with Hi-C data available in international databases, we have shown that the HRS display a high contact probability in the tri-dimensional space of the nucleus and that they are highly enriched in some specific repeat sequences (tRNA genes). Globally, these results allow us to validate the experimental approach used in the HRS-seq method. In a second time, we have applied this method to 3 other cell types: mouse embryonic stem cells, neural progenitor cells and neurons (collaboration with T. Bouschet). The aim of this work is to determine how the HRS regions are regulated during cell differentiation. Statistical and bio-informatics analyses are in progress.

Le travail que nous allons maintenant présenter concerne l’étude archéozoologique des restes de mammifères récupérés sur les huit sites qui constituent cette tradition culturelle en Patagonie australe. Il aborde l’étude des stratégies de subsistance à travers les principales caractéristiques des spectres taxonomiques observés dans les sites, et leurs variations en fonction de la distribution géographique de ces derniers. Les buts de cette recherche visent à établir qu’elles furent les ressources cynégétiques exploitées, et leur ordre d’importance dans le fonctionnement de ces groupes. L’étude archéozoologique a permis d’évaluer également leur mobilité grâce à l’analyse de la sélection des proies et l’étude des stratégies de chasse induites. Dans le cas des restes d’otaridés, on a calculé des indices d’utilité économique pour les espèces les plus importantes de la région (Arctocephalus australis et Otaria flavescens). Cette démarche nous a permis d’explorer les variations des profils d’abondance anatomique dans les assemblages archéologiques, en liaison avec les stratégies de transport et/ou de consommation différentielle des otaridés. On a ainsi pu évaluer les stratégies des chasseurs-cueilleurs anciens et leur hiérarchisation dans différentes zones. Un autre objectif de ce travail a consisté à effectuer une comparaison des résultats obtenus pour les sites anciens du détroit de Magellan et de la mer d’Otway avec ceux des gisements qui présentent des chronologies et des éléments culturels similaires à l’extrémité sud de l’archipel fuégien, dans le canal Beagle. / The present work concerns the zooarchaeological study of mammalian remains found in the oldest sites of marine hunter groups using navigation at the Strait of Magellan and interior seas, Southernmost Patagonia, Chile. The materials have been attributed to a common tradition: Englefield Culture, developing between 7500 and 6200 Cal years BP. Through the study of subsistence strategies, our research deals with a main characterization of the taxonomie spectrum observed in the sites, and their variation as a function of geographic differences. The objectives of this investigation are to set up which were the cynegetic resources exploited and their ranking within the social group functioning. Also, this zooarchaeological study bas allowed the evaluation of their mobility, acknowledged by the analysis of prey selection and implications based on hunting strategies. For the case of otary remains, indexes of economic utility for the main species of the region have been estimated. This approach bas allowed exploring the variation within the anatomie abundance profiles of each archaeological assemblage, and its relation to transport strategies and/or differential consumption of otariids. Moreover, ancient hunter­gatherer strategies and their hierarchy within different geographic zones have been assessed. An additional objective of this research bas consisted in comparing the results obtained for the early sites of the Strait of Magellan and Otway Sea with sites from the extreme southern end of the Fueguian archipelago (Beagle Channel), with similar chronologies and cultural elements.

La reconnaissance joue un rôle important dans les systèmes de communication animale et plusieurs modalités sensorielles sont impliquées à cette fin. Bien que la reconnaissance mère-jeune ait été largement étudiée, il y a un manque d'information sur la reconnaissance multimodale et l'importance relative des différentes modalités dans ce processus. Dans cette thèse, j'ai exploré la communication multimodale chez un mammifère colonial - le lion de mer Australien (Neophoca cinerea). La reconnaissance mère-jeune est connue pour être multimodale chez cette espèce, mais les processus sous-jacents de la reconnaissance olfactive et visuelle, ainsi que les interactions entre les indices acoustiques, visuels et olfactifs, et leurs contributions relatives restent inconnues. Des analyses chimiques ont permis de déterminer si les profils chimiques diffèrent selon le sexe et l'âge, les colonies et les régions corporelles des animaux. La présence de similarités chimiques entre la mère et son petit suggèrent que l'appariement des phénotypes pourrait être utilisé pour la reconnaissance olfactive. J'ai examiné le rôle des indices visuels lors de la reconnaissance mère-jeune et j'ai constaté que les indices visuels spécifiques à l'âge sont utilisés par les femelles pour affiner la recherche de leur petit dans la colonie. Les jeunes ont également la capacité de distinguer divers indices visuels, qui peuvent être utilisés pour identifier les différentes classes de congénères. Enfin, j’ai pu aussi déterminer comment les indices acoustiques, olfactifs et visuels sont utilisés de manière synergique dans le processus d’identification individuel, et les résultats sont interprété dans une perspective coûts-avantages pour démêler les pressions évolutives sur chaque composante de ce système de communication. Si les différents indices sensoriels ont la capacité de transmettre des informations en isolation, leur rôle peut être différent lorsque d'autres indices sensoriels sont présents. Les résultats de cette recherche fournissent des résultats sans précédent, contribuant à une meilleure compréhension de la reconnaissance mère-jeune chez les mammifères, ainsi que des règles générales de communication chez les vertébrés. / Recognition plays an important role in animal communication systems and individuals often employ different sensory modalities to enact this activity. Although recognition has been widely investigated, especially for mother-offspring interactions, there is a dearth of information about multimodal recognition and the relative importance and interactions of various sensory cues. In this thesis, I explored multimodal communication in a colonial mammal – the Australian sea lion (Neophoca cinerea). Communication during mother-pup reunions is known to be multimodal in this species, yet the underlying processes of olfactory and visual recognition, as well as the interactions between acoustic, visual and olfactory cues remain unclear. Through chemical analyses, I determined whether chemical profiles differ among sex and age classes, colonies, and body regions of animals. Chemical similarities between mothers and pups indicate that phenotype matching may be used by Australian sea lions for olfactory recognition. I examined the role of visual cues in mother-pup recognition and found that age-specific visual cues assist mothers to refine their search for their offspring in the colony. Pups are capable of distinguishing various visual cues that can be used in the assessment of conspecifics. Having provided baseline information about the role of sensory cues in isolation, I determined how acoustic, olfactory, and visual cues are used in a synergistic way to ensure accurate mutual recognition and then interpreted the results using a cost-benefit perspective to disentangle the evolutionary pressures on each component of this communication system. I showed that although cues have the ability to convey given information in isolation, their role may be different when other sensory cues are present. Furthermore, there is a mutual dependency in the communication system, where the limitations imposed on one participant of the dyad affect cue use by the other. These findings contribute to a better understanding of mammal mother-offspring recognition and communication mechanisms in vertebrates.

La mise en place d'objectifs de conservation adéquats repose sur la définition d'états de référence appropriés pour la distribution et l'abondance des espèces. Cependant, l'étendue des impacts cumulés de l'homme sur les écosystèmes est aujourd'hui largement sous-estimée. Dans ce projet, je m'intéresse aux opportunités qu'offre l'utilisation de données historiques combinées à différentes méthodes analytiques pour définir ces états de référence ainsi qu'aux défis posés par ce type d'approche. Des données de présence ont été recueillies pour sept espèces de cétacés et trois espèces de pinnipèdes à partir de sources archéologiques, historiques et industrielles, révélant des réductions dans la distribution et l'abondance des espèces depuis la préhistoire à nos jours. Des modèles de distribution d'espèces ont été développés pour cinq espèces de cétacés, combinant des données de chasse baleinière du 19ème siècle à des variables environnementales afin d'estimer la distribution historique des espèces avant qu'elles n'aient été chassées. J'ai obtenu pour la baleine franche de l'Atlantique Nord (Eubalena glacialis) une estimation détaillée de sa distribution et de son abondance avant qu'elle ne soit exploitée, en extrapolant des connaissances sur la distribution et l'abondance d'une espèce congénérique, la baleine franche du Pacifique Nord (E. japonica). Ces résultats suggèrent que la baleine franche de l'Atlantique Nord occupe une portion réduite de sa distribution historique, et que son abondance actuelle ne représente qu'une infime portion (<5%) de son abondance passée. Plus généralement, ces résultats soulignent l'importance de considérer des données historiques pour comprendre le niveau d'impact par l'homme sur les espèces, évaluer leur niveau de déplétion et renseigner leur potentiel de rétablissement dans l'avenir. / Relevant baselines on the historical distribution and abundance of species are needed to support appropriate conservation targets for depleted species, but the full scale of cumulative human impacts on ecosystems is highly underestimated. In this project, I investigated the challenges and opportunities of combining historical data with analytical methods to improve these historical baselines. Occurrence data from archaeological, historical and industrial sources were reviewed for seven cetacean and three pinniped species, revealing range contractions and population depletions from prehistorical times to today. For five whale species, I used species distribution modelling to combine 19th Century whaling records with environmental data, to estimate pre-whaling distributions. For the highly depleted North Atlantic right whale, (Eubalaena glacialis), I obtained a detailed estimate of pre-whaling distribution and abundance by inferring from the historical distribution and abundance of its congeneric North Pacific right whale (E. japonica). These results suggest that the North Atlantic right whale occupies a small fraction of its historical range and that its current population represents <5% of its historical abundance, with implications for the management, monitoring and conservation targets of this species. More generally, these results emphasize the utility of considering historical data to understand the extent to which species have been impacted by humans, assess their current level of depletion, and inform the options available for their future recovery.

Cette thèse examine la consommation de champignons hypogés par les micromammifères dans la forêt boréale de l’Est du Canada, dans le but de mieux comprendre la diversité et l’habitat de ces organismes. Le premier chapitre dresse un portrait de la diversité des champignons hypogés potentiellement consommés par les micromammifères, à partir d’échantillons fongiques provenant du raclage du sol. Ces échantillons ont été identifiés grâce à des caractères morphologiques macroscopiques, microscopiques et moléculaires obtenus par séquençage Sanger de l’espaceur transcrit interne du ribosome nucléaire (ITS - le « code à barres » fongique). De plus, cette thèse présente un metabarcoding de l’ADN fongique retrouvé dans les fèces de micromammifères mycophages grâce à la technologie de pyroséquençage 454 FLX+. L’identification des micromammifères ayant produit ces fèces a été obtenue en utilisant la technologie de séquençage Sanger sur une section du cytochrome b de l’ADN animal. La présence de 28 espèces de champignons hypogés fut confirmée. Ces espèces provenaient des phyla Ascomycotina, Basidiomycotina et Zygomycotina, incluant onze nouvelles mentions pour cette région. Dans le deuxième chapitre, la répartition spatiale des champignons hypogés, tirée de l’ADN de 230 échantillons fécaux de micromammifères, a été mise en relation avec des caractéristiques des peuplements forestiers. Douze espèces hypogées ont été identifiées dans cet ADN, incluant quatre espèces assez fréquentes pour permettre une analyse des facteurs de répartition. Deux de ces espèces, Chamonixia caespitosa et Cortinarius pinguis, étaient associées principalement à la présence de bryophytes. Une autre, Hydnotrya cubispora, était associée à une faible quantité de débris ligneux au sol et à une faible présence d’essences d’arbres à feuilles caduques. Une dernière espèce, Endogone sp.1, n’était associée à aucune de ces caractéristiques. Sur la base de 596 échantillons fécaux prélevés en 2011 et 2012, le troisième chapitre présente les espèces de micromammifères mycophages, examinant la proportion d’individus ayant consommé au moins un champignon hypogé et les espèces fongiques retrouvées dans l’alimentation de chacune des espèces animales étudiées. Cette troisième partie de l’étude a été réalisée dans 131 différents sites qui furent échantillonnés dans cinq régions de la forêt boréale de l’Est du Canada, constituées principalement sapinière à bouleaux blancs. Les données furent extraites de neuf espèces de micromammifères avec une proportion de mycophagie variant entre 0% et 81%. Un total de 27 champignons hypogés furent identifiés dans les échantillons fécaux. Nos résultats concordent avec la littérature et révèlent de nouvelles informations relativement à la mycophagie animale dans l’Est du Canada telles que la consommation de Barssia sp., Leucangium carthusianum, Alpova cf. diplophloeus, Chamonixia caespitosa et Cortinarius pinguis par le campagnol à dos roux de Gapper (Myodes Gapperi); la consommation d’Hydnotrya spp. par la grande musaraigne (Blarina brevicauda); de Chamonixia caespitosa et de Cortinarius pinguis par la souris sylvestre (Peromyscus maniculatus) et d’Endogone sp. par l’écureuil roux (Tamiasciurus hudsonicus). / This thesis examines the consumption of hypogeous, sequestrate fungi by micro-mammals in the eastern Canadian boreal forest, in order to gain a better understanding of the diversity and habitat of these fungi. The first chapter surveys hypogeous, sequestrate fungi potentially available for consumption by micromammals, based on samples obtained from ground-scraping. We identified these samples using morphological and cellular criteria, as well as molecular criteria based on Sanger sequencing of the nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS - fungal barcode). Additionally, this thesis presents fungal metabarcoding of feces obtained from mycophagous micromammals using 454 FLX+ technology. We identified micromammals with Sanger sequencing over a section of cytochrome b of the animals’ DNA. We confirmed the occurrence of 28 species of hypogeous, sequestrate fungi. Those species came from phyla Ascomycotina, Basidiomycotina and Zygomycotina, including eleven new species records for the area. In the second chapter, we examinated the spatial distribution of hypogeous, sequestrate fungi from 230 fecal samples in relation to forest stand characteristics. This subsample yielded twelve hypogeous, sequestrate species, four of them occurring frequently enough for their distribution to be analyzed. Two of these species, Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis, were associated mostly with the occurrence of bryophytes. Another species, Hydnotrya cubispora, was negatively associated with two characteristics: coarse woody debris and deciduous trees. Endogone sp. 1 was not associated with any specific characteristic. Based on 596 fecal samples collected in 2011 and 2012, Chapter 3 documents which micromammal species are mycophagous, their proportion of mycophagy, and finally which hypogeous, sequestrate fungal species occur in diet of each animal species. This third chapter was based on 131 sites sampled in five regions of eastern Canadian boreal forest mostly consisting of balsam fir and white birch. From the nine micromammals species, the mycophagous extent ranged from 0% to 81%. A total of 27 hypogeous, sequestrate fungi were identified in the fecal samples. Our results are consistent with the current literature and significantly broadens the documented range of fungal species consumed by micromammals of eastern Canada, such as Barssia sp., Leucangium carthusianum, Alpova cf. diplophloeus, Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis by the red-backed vole (Myodes gapperi); Hydnotrya spp. by the great shrew (Blarina brevicauda); Chamonixia caespitosa and Cortinarius pinguis by the Scots mouse (Peromyscus maniculatus); and Endogone sp. by the red squirrel (Tamiasciurus hudsonicus).

Comprendre comment les communautés changent dans le temps et les facteurs influençant la répartition des espèces est un aspect central de l’écologie. Bien que les changements dans les communautés animales à la suite de perturbations aient été largement décrits, peu d'études ont examiné les processus qui structurent ces communautés, en particulier durant la succession écologique résultant des activités anthropiques. L’objectif de ma thèse était donc de mieux comprendre les processus biologiques influançant l’organisation des communautés de petits mammifères et de coléoptères, de même que la répartition d’une espèce clé de l’écosystème, le campagnol à dos roux (Myodes gapperi), durant la succession forestière en forêt boréale aménagée. Dans un premier temps, nous avons donc examiné comment la succession peut influencer les processus de structuration des assemblages d’espèces. Puis, dans un second temps, nous nous sommes intéressés plus spécifiquement à une espèce clé typiquement associée aux vieilles forêts pour investiguer les mécanismes qui influencent leur organisation spatiale et donc leur répartition dans les peuplements. Enfin, nous avons étudié leur utilisation de l’habitat à plus fine échelle (micro-habitat) en caractérisant leurs déplacements afin de mieux comprendre les liens qui existent entre les animaux et les attributs fins de l’habitat durant la succession. L’étude a montré que les assemblages d’espèces étaient similaires dans les peuplements 50-60 ans après coupe et dans les forêts matures. De façon générale, la structuration des communautés lors de la succession forestière semble résulter à la fois de processus stochastiques et déterministes, ces derniers étant plus étroitement liés aux interactions interspécifiques qu’aux caractéristiques de la végétation. Par la suite, nous avons utilisé les théories de sélection d’habitat et d’approvisionnement pour identifier les processus qui peuvent expliquer l'augmentation d’abondance relative des campagnols à dos roux lors de la succession forestière. Les résultats indiquent que la compétition apparente avec la souris sylvestre (Peromyscus maniculatus) limiterait la répartition des campagnols, et que des changements dans la force relative de ce processus durant la succession forestière expliqueraient les changements de répartition observés. La gestion durable des forêts doit maintenir certains attributs de l'habitat nécessaires au rétablissement des espèces de peuplements matures, mais ces attributs peuvent être difficiles à identifier car leur utilisation peut varier fortement pendant la succession. Nous avons donc identifié certains attributs importants pour le campagnol, puis tenté d’expliquer certaines variations dans leur utilisation durant la succession forestière en évaluant les déplacements à fine échelle du petit mammifère. Nos analyses démontrent, par exemple, que les campagnols sélectionnent fortement le bois mort comme route de déplacement durant la succession forestière, et aussi que cette sélection est moins forte en milieu de succession que dans les coupes récentes et dans les forêts matures. Ces variations dans les relations animaux-habitat durant la succession peuvent s’expliquer par des ajustements comportementaux aux changements dans la couverture qu’offre la canopée prenant place à mesure que la forêt vieillie. En conclusion, cette thèse améliore les connaissances des processus régissant la répartition de la faune boréale, et cela grâce à la combinaison originale de l’étude des communautés, de la dynamique des populations et du comportement animal. / Understanding how communities change over time and the process influencing species distribution are recurrent themes in ecological research. Although changes in animal communities following disturbances have been widely examined, few studies have investigated the process structuring communities, particularly during ecological succession resulting from anthropogenic disturbances. The main objective of my thesis was to better understand the biological processes influencing the organization of small mammal and beetle communities, as well as the distribution of a key species, the red-backed vole (Myodes gapperi), during forest succession in managed boreal forests. First, we examined how forest succession influences the process structuring species assemblages. Then, we focused more specifically on red-backed voles to investigate the processes influencing their spatial organization along a chronosequence of post-logging stands. Finally, we studied their use of habitat at a fine scale (micro-habitat) by assessing the interplay between their movements and habitat attributes characterizing post-harvested stands during ecological succession. The study showed that assemblages 50-60 years after clearcutting were similar to those found in old-growth forests. Generally, community assembly during forest succession seem to be driven by both stochastic and deterministic processes, the latter being linked to interspecific interactions more strongly than to vegetation attributes. Then, we combined habitat selection and optimal foraging theories to evaluate the processes that can explain the increase in red-backed vole abundance during post-logging forest succession in boreal ecosystems. Our results suggest that apparent competition with deer mice (Peromyscus maniculatus) limits the density of red-backed voles, and changes in the relative strength of this process during forest succession can explain patterns of vole distribution and abundance. Sustainable management must maintain habitat features needed for the recovery of species typical of mature forest, an objective that may be challenging because animal-habitat relationships can vary dynamically during succession. We thus identified key habitat attributes for red-backed voles, and then tried to explain some variations in the use of those attributes during forest succession by studying fine-scale movements during forest succession. We found, for example, that voles selected coarse woody debris as a travel path during forest succession, and that this selection was weaker in mid-seral forests than in recent cuts and old-growth forests. Such variations in animal-habitat relationships observed during forest succession can be explained by behavioural adjustments to changes in the availability of canopy cover occurring as stands mature. Overall, this thesis improves our knowledge of the processes driving wildlife distribution dynamics, by its combination of studies on community assembly, population dynamics and animal behaviour.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / La mer de Beaufort canadienne subit la double pression des changements climatiques et de l’accroissement des activités industrielles. Malgré l’importance de l’écosystème marin de la région pour les communautés locales, certaines de ses composantes demeurent peu documentées, en particulier la distribution et l’abondance des poissons pélagiques et des mammifères marins. Cette thèse repose sur des bases de données hydroacoustiques, de filets et de chaluts recueillies de 2006 à 2014 afin d’améliorer nos connaissances de la signature bioacoustique des poissons pélagiques et des mammifères marins de la mer de Beaufort et, ultimement, d’estimer plus précisément leur distribution et leur abondance. Pour ce faire, je documente : (1) la distribution verticale et les migrations ontogéniques des poissons pélagiques sur un cycle annuel complet; (2) la distribution spatiale et le recrutement des poissons pélagiques en fonction de la date de la débâcle et des températures de surface; et (3) l’indice de réflexion acoustique et la forme des échos des principaux mammifères marins. La morue arctique (Boreogadus saida) formait 95% de l’assemblage des poissons pélagiques et les individus de plus d’un an demeuraient au-dessus du talus, dans l’halocline pacifique et la couche atlantique (&gt; 100 m), tout au long de l’année. Au contraire, les jeunes de l’année colonisaient la couche épipélagique (&lt; 100 m) de leur éclosion au printemps jusqu’à leur descente en profondeur à l’automne. L’abondance et la biomasse de morues arctiques mesurées acoustiquement atteignaient des valeurs significativement plus élevées au sud de la mer de Beaufort et dans le golfe d’Amundsen qu’au nord. Le taux de croissance larvaire et le recrutement augmentaient les années où la débâcle survenait plus tôt et où les températures de surface vernales étaient plus élevées. Le stock pélagique de morues arctiques suffisait généralement à soutenir les besoins énergétiques des principales espèces de mammifères marins. Cependant, ceux-ci doivent probablement plonger plus profondément les années où le stock diminue afin d’attraper les morues arctiques de plus grandes tailles (&gt; 10 cm) demeurant près du fond. La signature acoustique des baleines et des phoques documentée dans cette thèse pourrait être utilisée afin de compléter les levés visuels à l’aide de sonars et d’échosondeurs scientifiques. La présence de faux positifs limite cependant l’utilisation de ces instruments sous leur forme actuelle et des recommandations sont fournies afin d’améliorer les techniques de détection de mammifères marins à l’aide de l’hydroacoustique. / The Canadian Beaufort Sea faces the double pressure of climate change and increasing industrial activities. Despite the importance of the marine ecosystem of the region for local communities, some of its components remain poorly documented, in particular the distribution and abundance of pelagic fish and marine mammals. This thesis is based on hydroacoustic, net, and trawl datasets collected from 2006 to 2014 and documents the acoustic signature of pelagic fish and marine mammals to, ultimately, estimate their abundance and distribution more accurately. I study and discuss: (1) the vertical distribution and ontogenic migrations of pelagic fish over the annual cycle; (2) the spatial distribution and recruitment of pelagic fish in relation with the date of the ice breakup and sea-surface temperatures; and (3) Target Strengths and echotraces of the main marine mammal species. Arctic cod (Boreogadus saida) formed 95% of the pelagic fish assemblage and age-1+ individuals remained over the slope, in the Pacific Halocline and the Atlantic Layer (&gt; 100 m), throughout the year. In contrast, age-0 arctic cod colonized the epipelagic layer (&lt; 100 m) from hatching in spring until their descent to depth during fall. The abundance and biomass of arctic cod measured acoustically was significantly higher in southern Beaufort Sea and the Amundsen Gulf than in northern areas. Larval growth and recruitment increased during years with an early ice breakup and warmer sea-surface temperatures in spring. The stock of pelagic arctic cod was generally high enough to support the energetic requirements of the main marine mammal species. However, they likely had to dive deeper to feed on large (&gt; 10 cm) bottom-dwelling arctic cod when the pelagic stock diminished. The acoustic signature of whales and seals documented here could be used to complement visual surveys with scientific sonars and echosounders. The occurrence of false positives, however, limits the use of these instruments under their current form and recommendations are provided to improve the efficiency of active acoustic monitoring at detecting marine mammals.

L’inhibition est nécessaire à la génération d’outputs coordonnés entre muscles antagonistes lors de la locomotion. Une baisse de la concentration neuronale en ions chlorure au cours du développement des mammifères conduit à l’émergence de l’inhibition. Cette baisse repose sur l’équilibre entre deux cotransporteurs cation-chlorure, KCC2 et NKCC1. KCC2 expulse Cl- de la cellule alors que NKCC1 pompe Cl- dans la cellule. L’opossum Monodelphis domestica naît dans un état très immature. Le seul comportement locomoteur qu’il présente à la naissance consiste en des mouvements rythmiques et alternés des membres antérieurs pour grimper le long du ventre de la mère vers une tétine. Les membres postérieurs sont des bourgeons immobiles dont le développement est en grande partie postnatal. Pour cette raison, cette espèce constitue un modèle idéal pour l’étude du développement locomoteur. Afin d’étudier les mécanismes conduisant à l’émergence de l’inhibition durant le développement moteur, nous avons décrit l’expression développementale de KCC2 et NKCC1 chez l’opossum postnatal par immunohistochimie au niveau des renflements spinaux. Les motoneurones et afférences primaires ont été identifiés en utilisant un marquage rétrograde au TRDA. Le marquage pour KCC2 et NKCC1 est détecté dans la moelle épinière ventrale dans la matière grise et blanche présomptive dès la naissance, ce qui suggère que l’inhibition serait déjà mise en place avant la naissance, permettant subséquemment l’alternance des membres antérieurs observée chez les nouveau-nés. L’expression développementale de KCC2 et NKCC1 suit des gradients ventrodorsal et médiolatéral, tels qu’observés chez les rongeurs (rats et souris). Le patron mature d’expression de ces cotransporteurs est observé aux alentours de la 5ème semaine postnatale lorsque la locomotion de l’opossum est mature. Enfin, entre la naissance et P5, les dendrites exprimant KCC2 au niveau de la corne dorsale sont retrouvées en apposition aux afférences primaires ce qui suggère un rôle de KCC2 dans la formation des circuits sensori-moteurs. / Inhibition is necessary to generate coordinated outputs between antagonistic muscles during locomotion. Inhibition is set by a lowering in neuronal chloride concentration during mammalian development. This lowering relies on the proper balance between two cation-chloride cotransporters, KCC2 and NKCC1. KCC2 extrudes Cl- out of the cell while NKCC1 pumps Cl- into the cell. The opossum Monodelphis domestica is born at a very rudimentary stage of development. Newborn opossums show rhythmic and alternate movements of the forelimbs as they crawl on the mother's belly to a nipple. The hindlimbs are immobile paddle-shaped buds and their development is mostly postnatal. Thus, this species is an ideal model to study motor development. In order to investigate the mechanisms involved in the appearance of inhibition during motor development, we described the developmental expression of KCC2 and NKCC1 on postnatal opossums using immunohistochemistry in the spinal cord enlargements. Motoneurons and primary sensory afferents were identified using retrograde labeling with TRDA. Immunolabeling for both KCC2 and NKCC1 is detected in the ventral spinal cord in the presumptive grey and white matter from birth on, suggesting that the development of inhibition begins before birth, enabling the alternate movements exhibited by the newborns. The developmental expression of KCC2 and NKCC1 follows ventrodorsal and mediolateral gradients, similar to those demonstrated in rodents (rats and mice). The mature pattern for both cotransporters is observed around the 5th week at a time when opossums demonstrate mature patterns of locomotion. Between birth and P5, dendrites expressing KCC2 in the dorsal horn superimpose on the primary afferents, suggesting a role for KCC2 in the establishment of sensorimotor circuits.

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

L'observation des nombreuses espèces au sein des métazoaires permet de rendre compte de leur formidable diversité de morphologies. Ces organismes complexes acquièrent leur plan d'organisation et leurs caractéristiques propres pendant le développement embryonnaire. Au cours de celui-ci, la morphogénèse des différentes structures anatomiques est contrôlée par des réseaux complexes de gènes intervenant dans des territoires et des moments précis. Comprendre quelles modifications des voies développementales au cours de l'évolution sont responsables de cette diversité constitue un champ important de la biologie moderne : l'évo-dévo. Pour comprendre ces modifications, il est important de pouvoir étudier ces changements sur des modèles facilement accessibles et qui possèdent une grande variabilité de formes. Les phanères des vertébrés répondent à ces critères : leur nombre, leur forme et leur taille ont été des caractères très variables au cours de la diversification des mammifères et les données déjà obtenues sur la souris permettent une expérimentation aisée. De nombreuses voies de signalisation sont impliquées dans le développement des phanères, mais une en particulier, impliquée spécifiquement dans le développement des appendices ectodermiques : la voie EDA, composée d'un ligand EDA, de son récepteur EDAR et d'un adaptateur spécifique EDARADD. Dans le but de mieux comprendre le rôle de la voie EDA au cours de l’évolution des mammifères, nous avons orienté ma thèse en 2 axes : le premier vise à étudier le rôle d’Edar dans le patterning de la dent chez la souris, et le second l’impact de la perte d’une des deux isoformes d’EDARADD au cours de l’évolution des mammifères. / The observation of the numerous metazoan species highlights their wonderful morphological diversity. These complex organisms got their body plan and their specific traits during embryonic development. During development, complex gene networks that are tightly regulated through space and time, control morphogenesis. Understanding which modifications of developmental pathways are responsible for the establishment of this diversity is one of the key questions of the biological field: Evo-Devo. To understand these modifications, it is crucial to study accessible models that are representative of this diversity. To do that, ectodermal appendages are a very good model: their number, size, and shape are highly variable during mammals diversification and data had already shown that they exhibit natural variation. Numerous signaling pathways are implicated in their development but one is very specific to them: the Eda pathway and present an big interest for the study of their evolution. To better understand the role of the Eda pathway during mammals evolution, I orientated my thesis in two part: the first one study the impact of Edar in the establishment of the mouse dental tooth row and the second the impact of gain/loss of protein isoforms of the adaptor Edaradd on the evolution of this pathway.