L'agressivité est un comportement fréquemment observé chez les animaux et qui est notamment modulé par la sérotonine (5-HT) et les hormones stéroïdes. Cependant, même si des hypothèses évoquent une interaction possible entre ces molécules dans la régulation des comportements agressifs, peu d’études permettent de les confirmer. De plus les mécanismes neuronaux sous-tendant ces comportements agressifs sont encore peu connus. En utilisant comme modèle l'écrevisse de Louisiane, très étudiée pour son comportement agressif et ses hiérarchies sociales, ce travail montre comment la 5-HT et les hormones stéroïdes modifient les réseaux neuronaux et contrôlent ainsi l'agressivité de ces animaux. La mue des écrevisses est contrôlée par une hormone stéroïde appelée 20-hydroxyecdysone (20E), dont la concentration augmente pendant la prémue. Durant cette période, la 20E diminue à la fois l’agressivité des écrevisses et la locomotion. L’activité du réseau locomoteur, un des supports essentiels de l'agressivité (permettant les approches, les attaques… ou les fuites) et son intégration sensori-motrice sont fortement inhibés également. Cette inhibition passe par une réduction de la réactivité des réseaux, notamment via la baisse de résistance d’entrée (Rin) des motoneurones. En présence de 20E, la concentration de 5-HT augmente fortement dans l’organisme par l’inhibition présumée de la voie de dégradation de la 5-HT. Nous supposons comme déjà décrit sur d’autres réseaux que cette augmentation bloquerait les réseaux dans un état inhibée. Cet état inhibée serait maintenu par la baisse de Rin, causée par la libération de 5-HT sur la partie périphérique des MN principalement inhibitrice. / In animal kingdom, aggressivity is a very frequent behavior obvious. Serotonin (5-HT) and steroid hormones modulate this behavior. However, even if several hypothesis raise that one interaction is possible between these molecules to control aggressivity, no study can confirm it. Moreover, neuronal actions behind this behavior stay unclear. In this study, we show how 5-HT and steroid hormones can regulate neural networks and aggressivity. Crayfish molting is regulated by a steroid hormone, called 20-hydroxyecdysone (20E) and its concentration increases during pre-molt period. 20E decreases crayfish aggressivity and locomotion. Locomotors activities and sensory-motor integration are also inhibited during pre-molt. This inhibition is caused by a drop of neural reactivity because input resistance of motoneurons decreases. After injection of 20E or during pre-molt period, 5-HT concentration increase. We think this increase would block networks in inhibition state during pre-molt.

Mon sujet de thèse consistait à étudier les mécanismes de détection des phytoecdystéroïdes chez la Pyrale du maïs, Ostrinia nubilalis Hübner. Des études préalables, ont montré en effet que la Pyrale du maïs détectait ces produits, chez les larves, grâce à des organes gustatifs. En outre, la présence des phytoecdystéroïdes dans l'alimentation inhibait la prise de nourriture. Ces composés ont donc un double aspect, hormones car ils induisent la mue et antiappétents car ils sont détectés par des cellules gustatives et inhibent l'alimentation.<br />Nous avons précisé les modalités d'action de ces composés sur les cellules gustatives. Dans un premier temps, en précisant le spectre de sensibilité des récepteurs gustatifs. A l'aide de 20 composés différents, nous avons montré que les récepteurs gustatifs avaient une sensibilité (1) différente des récepteurs hormonaux et (2) qu'ils différaient selon le type des sensilles gustatives. Ces résultats suggèrent que d'autres molécules que l'hormone de mue (la 20-hydroxyecdysone ou 20E) peuvent avoir un effet antiappétent plus grand. <br />Dans un deuxième temps, nous avons cherché à mettre en relation la sélectivité de l'alimentation avec la sensibilité aux ecdystéroïdes en mesurant l'activité humorale induite dans les cellules gustatives chez des larves de différentes espèces d'Ostrinia qui ont un régime alimentaire différent (oligophage ou sélectif versus polyphage ou peu sélectif). Les résultats de cette étude a permis de montrer que la sélectivité du régime alimentaire n'a pas de relation directe avec la sensibilité aux ecdystéroïdes. <br />Dans un troisième temps, nous avons tenté d'évaluer si les ecdystéroïdes présentés de manière externe par rapport aux organes gustatifs avaient le même effet que lorsqu'ils étaient injectés dans l'animal. En effet, les animaux proches de la mue cessent de s'alimenter et nous voulions vérifier si le pic hormonal interne ne modifiait pas la sensibilité gustative ce qui aurait pu diminuer la motivation alimentaire. Les expériences menées se sont faites en trois étapes : (1) par une mesure de la sensibilité gustative au cours du stade larvaire sur des insectes alimentés en milieu artificiel ou des feuilles naturelles (2) par une exposition des sensilles à une solution de 20E ou solution saline de la larve (3) par une injection de 20E ou de solution saline dans la larve. Les résultats obtenus montrent que la sensibilité évolue au cours du temps et qu'il est impossible d'enregistrer l'activité électrique des neurones gustatifs en fin de stade, probablement pour des problèmes techniques. L'exposition des sensilles est un protocole traumatique qui donne des résultats intéressants, dans la mesure où l'activité des cellules gustatives semble inhibée. L'injection de 20E montre clairement que le taux d'ecdystéroïdes interne n'a pas d'incidence sur la sensibilité mais module par contre l'alimentation.<br />Enfin, dans une dernière partie, nous avons tenté d'élucider par quelle cellule sont perçus les ecdystéroïdes et si ce sont les mêmes cellules qui détectent toutes les substances antiappétentes. Les protocoles utilisés ont consisté à présenter des substances en mélange et à exposer les cellules à l'un des composés au préalable. Les résultats obtenus étaient en faveur de l'hypothèse qui prévoit que les phytoecdystéroïdes excitent le récepteur aux antiappétents. <br />Les phytoecdystéroïdes jouent un rôle de métabolites secondaires de défense, au moins à l'égard de la Pyrale du maïs.

L’objectif de cette thèse était de développer des biomarqueurs de neurotoxicité (l’activité des cholinestérases) et de perturbations endocriniennes en lien avec la reproduction (la synthèse de vitellogénine) chez l’amphipode d’eau douce Gammarus fossarum. G. fossarum ne possède qu’une isoforme de cholinestérase de type acétylcholinestérase (AChE). Les facteurs biotiques ont été montrés comme la principale source de variabilité naturelle de l’activité AChE chez cette espèce. Ainsi, la sélection d’organismes de phénotype mâle avec un poids de 15-20 mg a permis de proposer une méthodologie de dosage fiable et robuste. Une valeur de référence et une valeur seuil ont été décrites. Ces travaux ont également permis de montrer qu’il n’existe aucune relation entre l’inhibition de cette activité enzymatique et la mortalité. En revanche, une relation directe a été observée entre l’activité AChE et le comportement. Enfin, l’utilisation couplée de tests in situ et de la mesure de l’activité AChE s’est révélée être un outil pertinent pour évaluer l’impact de composés anti-cholinestérasiques. La description des processus physiologiques, liés au cycle de reproduction des femelles (cycle de mue, croissance des ovocytes et développement embryonnaire), a apporté les bases pour le développement de l’expression de la Vtg comme biomarqueur. Cela nous a également permis de développer un bio-essai de reprotoxicité reproductible et robuste avec une faible variabilité des valeurs de base. Les niveaux d’expression du gène Vtg observés chez les femelles étaient de 200 à 700 fois plus élevés que chez les mâles. Les femelles présentent une importante élévation de la synthèse de Vtg au cours de leur cycle de reproduction, concordante avec la mise en place de la vitellogénèse secondaire. L’induction de l’expression du gène Vtg a été observée chez des mâles exposés, en laboratoire, à des perturbateurs endocriniens modèles et chez des individus exposés in situ sur des sites anthropisés / The aim of this works was to develop specific biomarkers of neurotoxicity (cholinesterase activity) and endocrine disruptions linked to reproduction (vitellogenine synthesis) in freshwater amphipod Gammarus fossarum. G. fossarum owns only an isoforme of cholinesterase of type acetylcholinesterase (AChE). Biotic factors have been shown as the main source of natural variability of the activity AChE in this species. Therefore, the selection of organisms with male phenotype and a body-weight of 15-20 mg allowed to propose a methodology of reliable and strong dosage. A reference value and a threshold value were described. Our works on the AChE, also demonstrated that there is no relation between the inhibition of this enzymatic activity and the mortality. On the other hand, a direct relation was observed between the activity AChE and behaviours. Finally, the coupled use of in situ bioassays and measure of the activity AChE showed to be a relevant tool for the environmental assessment of anti-ChE compound impact. The description of the physiological processes, bound to the reproduction cycle of females (moult cycle, oocyte growth and embryonic development), brought bases for the development of the Vtg gene expression as biomarker. It also allowed to develop a robust and reproducible reprotoxicity-test displaying a very weak variability of the basic values observed in the non-impacted organisms. Females present an important rise of the Vtg synthesis during their reproduction cycle, corresponding with the implementation of the secondary vitellogenesis process. The induction of the Vtg gene expression was observed in males exposed in laboratory to model endocrine disrupters and in organisms exposed in situ, in areas subjected to an anthropological pressure

Les oiseaux en mue font face à des contraintes temporelles et environnementales, surtout chez certains Anatidae parce qu’ils muent toutes leurs plumes de vol simultanément durant le court été arctique. Nous avons examiné comment ces contraintes influencent la phénologie de la mue de la grande oie des neiges ainsi que le rôle des hormones et des facteurs environnementaux dans le contrôle de la mue et de la qualité des plumes. Nous avons utilisé une base de données de plus de 20 ans afin d’examiner l’effet des conditions environnementales et de la reproduction sur la phénologie de la mue, et des hormones thyroïdiennes (T3) et de stress et de la condition physique des individus durant deux ans afin de voir leurs effets sur le déroulement de la mue et la qualité des plumes. Nos résultats mettent en évidence une plasticité phénotypique basée sur un ajustement de la vitesse de croissance des plumes plutôt que sur un avancement de la date de début de la mue lors d’années tardives. Une baisse de la vitesse de croissance des plumes vers la fin de la mue pourrait s’expliquer par une chute de T3 à ce moment. Nous montrons par ailleurs que l’intensité de la mue et la condition corporelle sont réduits par des niveaux élevées d’hormones de stress. Toutefois, la rigidité flexionnelle des plumes, un indice de leur qualité, n’était pas affectée par la condition physique ou le niveau d’hormone de stress des individus. La plasticité phénotypique de la mue permettrait d’achever le renouvellement des plumes de vol avant la fin du court été arctique, indépendamment de la phénologie de la reproduction et des conditions environnementales printanières, tout en maintenant un niveau élevé de qualité des plumes. / Molting birds are facing temporal and environmental constraints, especially in some Anatidae because they renew all their flight feathers simultaneously during the short Arctic summer. We examined how these constraints could influence the molt phenology of greater snow geese and we explored the role of hormones and environmental factors in controlling molt and feather quality. We used a 20+ year database to examine the effects of environmental conditions and reproduction on molt phenology and we measured thyroid (T3) and stress hormones and body condition of individuals for two years to examine their effects on molt and feather quality. Our results show phenotypic plasticity based on an adjustment of feather growth speed rather than on advancement of the molt initiation date during late years. A decline in feather growth rate at the end of molt could be explained by a drop in T3 at this time. We also show that high levels of stress hormones could reduce molt intensity and body condition. However, the bending stiffness of feathers, an index of their quality, was not affected by body condition or stress hormone level. The phenotypic plasticity of molt allows a complete renewal of flight feathers before the end of the short arctic summer, regardless of reproductive phenology and spring environmental conditions, while maintaining a high level of quality for feathers.

En Nouvelle-Calédonie il y a une forte volonté politique pour diversifier l'aquaculture qui repose encore aujourd'hui sur la crevetticulture. Dans ce contexte le crabe de palétuvier est considéré comme une espèce à fort potentiel. Un des principaux verrous au développement de la carcinoculture en Nouvelle-Calédonie est la disponibilité d'un aliment granulé commercial. Ainsi le principal objectif de cette thèse est d'améliorer notre connaissance des besoins nutritionnels du crabe de palétuvier afin d'être en mesure de formuler un aliment équilibré pour son élevage. Cependant avant d'aborder les études nutritionnelles nous avons vérifié le nombre d'espèces de crabes de palétuvier présentes en Nouvelle-Calédonie.Nos résultats d'études morphologiques et génétiques de 63 individus provenant de 9 sites des côtes Ouest et Nord-Est de la Nouvelle-Calédonie ont confirmé l'existence d'une unique espèce commercialisée: Scylla serrata. C'est donc sur cette espèce que nous avons travaillé en nutrition avec deux séries expérimentales ayant pour objectifs: i) d'évaluer le concentré protéique de soja (CPS) en comparaison avec la farine de poisson comme principale source en protéines et ii) de déterminer le taux optimum d'incorporation du CPS pour la mue et la croissance tissulaire des animaux. Nous avons ainsi observé deux phases de croissance tissulaire au cours d'un cycle de mue (CM): une phase rapide (CTR) qui démarre après la mue et dure jusqu'au début de l'intermue (elle représente 30% du CM) suivi d'une phase de croissance lente (CTL) sur toute la durée de l'intermue et jusqu'à la mue suivante (elle représente 70% du CM). L'accumulation des protéines et des lipides au cours du CM a suivi le même profil de croissance tissulaire contrairement aux cendres qui ont augmenté de façon rapide durant 5 jours suivant l'ecdysis pour atteindre un plateau jusqu'à la prochaine mue. Les deux phases de croissance étaient corrélées avec une prise de l'aliment par les animaux maximale pendant les deux premières semaines suivant la mue. Elle a diminué de moitié sur les 5 semaines suivantes et s'est maintenue ensuite à un niveau de base jusqu'à la prochaine mue. L'énergie ingérée était allouée principalement à la croissance et à l'entretient respectivement durant les périodes CTR et CTL. Durant la phase de croissance lente, 28% de l'énergie ingérée étaient mise en réserve en prévision de la prochaine mue. Le remplacement de la farine de poisson par la CPS n'a pas modifié la croissance tissulaire,l'efficience de l'aliment et le bilan énergétique des animaux quelque soit la phase de croissance considérée. Le taux d'incorporation dans l'aliment de 42% de CPS a permis la meilleure croissance (fréquence de mue et croissance tissulaire, efficience de l'aliment et la rétention de l'énergie des protéines et des lipides. L'hypothèse d'une toxicité de l'ammonium issu de la dégradation des protéines en excès ou des facteurs antinutritionnels du soja est avancée pour expliquer les effets négatifs observés avec les aliments renfermant des taux d'incorporation élevés en CPS. En conclusion, nos travaux apportent des informations originales sur la croissance tissulaire et les dépenses énergétiques durant un cycle de mue et la capacité du crabe juvénile d'utiliser le CPS comme principale source de protéines. Sur ces bases nous somme en mesure de préconiser des contraintes nutritionnelles permettant de formuler un aliment équilibré sans farine de poissons pour l'élevage du crabe de palétuvier S.serrata. / In New Caledonia, there is the strong political will to diversify aquaculture which is mainly based on shrimp farming. In this context, mud crabs have been considered as a potential species for aquaculture development. One of the main constraints to develop crab farming is the availability of formulated feed. Thus, the main purpose of this thesis is to get information on the crab nutritional requirements in order to formulate a balanced diet. However, we had to clarify first how many species of mud crab were present in New-Caledonia. The result of our morphological and genetic investigations carried out on 63 specimens from 9 areas of the west and northeast coast of New-Caledonia confirmed that only one species, Scylla serrata, is commercialized in this country. Consequently, S. serrata was used in our nutritional study based on two experiments to: i) evaluate the soy protein concentrate (SPC) compared with the fishmeal as the main protein source and ii) determine the optimum level of SPC in the diet for molting and tissue growth. We observed two tissue growth phases within one molt cycle (MC): a fast tissue growth (FTG) occurred after ecdysis until early intermolt stage (30% of MC) which is followed by a slow tissue growth (STG) period from intermolt to ecdysis (70% of MC). Protein and lipid deposition followed the same trend than tissue growth while ash level increased quickly during five days after molt and then remained stable until the next molt. The two growth phases were correlated with the voluntary feed intakes (VFI) which was maximum during 2 weeks after ecdysis and then decreased by 50% over the five following weeks to reach a baseline until the next molt. Intake energy was allocated mainly for growth during FTG period and for maintenance during STG period. During STG, 28% of the ingested energy was accumulated for the next ecdysis. Replacement of fishmeal by SPC as main protein source did not affect tissue growth, efficiency of feed utilization and energy budget of crabs whatever the tissue growth period considered. The dietary SPC inclusion of 42% in the diet promoted growth (molt frequency and tissue growth), feed efficiency and retention of energy, protein and lipid. Hypothesis related to ammonia toxicity from catabolism of proteins in excess or anti-nutritional factors from soybean could explain the negative effects of higher inclusion of SPC in the diet for juvenile crabs. In conclusion, our work brings novel information on tissue growth, energy budget during a molt cycle and the ability of juvenile crab to use SPC as a main source of protein. On this basis we suggest to formulate nutritionally balanced diet without fishmeal to farm juvenile mud crabs S. serrata.

Dans la nature, les animaux doivent localiser des sources de nourriture pour acquérir<br />les ressources énergétiques nécessaires à leur survie et/ou à leur reproduction. Pour un grand<br />nombre d'espèces animales, localiser des ressources et s'alimenter représente un<br />investissement en temps, en énergie, et implique de s'exposer à un risque de prédation. Les<br />animaux ont donc développé des stratégies d'optimisation de recherche de nourriture afin de<br />minimiser les risques de prédation. Chez les insectes hématophages, l'attraction pour leurs<br />hôtes est fortement dirigée par la chaleur, et différents facteurs chimiques (odeurs émises par<br />l'hôte). Chez ces insectes, une modulation importante des systèmes de perception associés à<br />la localisation d'hôtes (olfaction, thermoperception, vision...) a été observée en fonction du<br />comportement et des rythmes d'activité de leurs hôtes, qui jouent à la fois le rôle de proie et<br />de prédateur. Le principal objectif de cette thèse est de caractériser les possibles facteurs<br />endogènes capables de moduler le comportement de recherche de l'hôte chez la punaise<br />hématophage Rhodnius prolixus. La sensibilité olfactive de cet insecte peut être modulée au<br />cours de la journée. Nos résultats montrent qu'il existe une modulation spécifique de la<br />réponse comportementale à différentes odeurs impliquées dans différents comportements<br />présents à différents moments de la journée. De plus, le comportement de recherche de l'hôte<br />peut être modulé par l'état physiologique des individus, l'état de développement et/ou l'état<br />nutritif. Nous avons pu montrer que le comportement de recherche de l'hôte ne s'exprime pas<br />immédiatement après la mue, mais que son développement est progressif. L'état nutritif des<br />individus influe également sur leur comportement de recherche d'hôtes. Un seul repas à<br />réplétion va entrainer une inhibition puis une répulsion des insectes face aux facteurs attractifs<br />des hôtes. Des mécanismes physiologiques et comportementaux ont donc été sélectionnés,<br />inhibant le comportement de recherche de l'hôte à des moments de la vie de l'insecte où il ne<br />serait pas nécessaire de s'exposer aux hôtes. L'ensemble des résultats est discuté en intégrant<br />les facteurs modulant le comportement de recherche de l'hôte chez les triatomines et les<br />insectes hématophages en général, ainsi que l'impact que cela peut avoir sur la transmission<br />des pathogènes.