Thèse : Zoologie : Faculté des sciences de Paris : 1847. / Titre provenant de l'écran-titre.

Th.--Sci. nat.--Lille 1, 1977. N°: 382. / Extr. en partie de Biochimica et biophysica acta, 342, 1974, 360-366 et de F.E.B.S. Letters, 65, 1976, 2, 225-228.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences naturelles : Faculté des sciences de Paris : 1869. / Titre provenant de la page de titre du document numérisé.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1888. N°: 610.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

Des études récentes sur les organismes à fécondation externe démontrent que la disponibilité du sperme et le succès de fécondation sont très sensibles aux changements d’abondance des populations. Cependant, la sévérité de la limitation du sperme est controversée et peu d’études ont mesuré le taux de fécondation dans des populations naturelles. Au cours des hivers 2002 et 2003, nous avons utilisé des essais de fécondation pour quantifier la disponibilité du sperme dans des populations d’oursins d’abondances différentes. Des pontes intenses et des niveaux de fécondation approchant 100 % ont été observés dans la grande population tandis que la population plus petite montra une activité de ponte beaucoup moins intense. Cependant, les pontes entre les deux populations coïncidaient, suggérant l’implication d’un signal de ponte à grande échelle. Nous pensons que des pontes massives sont plus probables dans les populations de grandes abondances parce que des phéromones atteindraient des concentrations qui stimuleraient les oursins moins réceptifs à pondre. / Recent experimental studies with gamete-spawning organisms indicate sperm availability and in turn fertilization success may be sensitive to changes in population abundance. However, the occurrence of sperm limitation is controversial and few studies have measured fertilization rates during natural spawnings. During 2002 and 2003, we used fertilization assays to quantify sperm availability near urchin populations of different abundances. Extensive spawning and fertilization rates near 100% were observed near a large population, whereas smaller populations showed lower and less sustained fertilization rates and no drop in gonad size. Some increases in sperm availability occurred at the same time in different populations, suggesting spawning in response to a large-scale cue. We speculate that mass, synchronous spawning is more likely in large populations where gametes or pheromones from conspecifics reach concentrations that are high enough to trigger spawning in less responsive urchins.

J'ai mené des expériences afin d'étudier les réponses de l'oursin Tetrapygus niger à la prédation des étoiles de mer. L'oursin était capable de différencier les étoiles de mer prédatrices des non-prédatrices mais également de distinguer différents niveaux de risques associés aux étoiles de mer, Heliaster helianthus et Meyenaster gelatinosus. Les oursins soumis à un haut niveau de risque hérissaient rapidement leurs épines, puis étendaient leurs pieds ambulacraires pour fuir le prédateur. L'oursin associait un risque plus grand à M. gelatinosus. J'ai également démontré l'existence de la chimiodétection à distance des prédateurs. La micro-distribution des oursins sur les surfaces élevées semble représenter une stratégie pour limiter la prédation par les étoiles de mer. Le nombre de celles-ci étant plus réduit sur ces surfaces élevées, leur capacité à capturer les oursins est moindre et les oursins peuvent se détacher pour éviter d'être mangé. Enfin, des expériences avec entravement indiquent que le taux de survie est plus élevé pour les animaux situés sur les surfaces élevées.

En dépit des coûts de société élevés attribuables aux lésions des tissus conjonctifs, plusieurs de leurs causes demeurent incertaines. Notamment, les grands taux de déformations que subissent ces tissus lors d’accidents, de sports ou de chutes pourraient expliquer certaines lésions. L’hypoThèse à l’origine du projet est que de grands taux de déformation pourraient induire un changement de raideur aux tissus conjonctifs, favorisant ainsi une lésion du tissu en extension. Ce projet de maîtrise avait pour objectif de développer les outils nécessaires pour effectuer les premières validations expérimentales de cette hypoThèse. Le modèle animal choisi pour les tests est le ligament capsulaire d’oursin de mer. Une base de connaissances concernant les oursins de mer a donc d'abord été construite pour mieux planifier les essais expérimentaux. Ensuite, comme la raideur du ligament capsulaire risque de changer au cours d’un même essai, un protocole d’identification à paramètres variable a été développé. Ce protocole utilise la base polynomiale de Tchebychev pour paramétrer le système à paramètres variables. L’identification peut ensuite se faire sur un nombre restreint de paramètres à partir desquels il est possible de reconstruire, par exemple, la raideur en fonction du temps. Le protocole d’identification a été validé avec des simulations numériques et avec un montage expérimental d’un système à raideur variable. Le montage consistait en une barre de section triangulaire équilatérale en torsion dont un des points d'appui était déplacé en fonction du temps. Enfin, un manipulateur a été conçu, fabriqué et validé pour imposer de grands taux de déformations au ligament capsulaire. Plusieurs outils ont donc été développés au cours de ce projet pour servir lors des tests sur les oursins de mer. Les prochaines actions à entreprendre sont la validation du montage avec les oursins de mer et la planification des essais expérimentaux.

La variabilité est une propriété intrinsèque aux systèmes biologiques, essentielle pour l'évolution et l'embryogénèse. Souvent considérée comme du bruit, ce n'est que récemment que l'aléatoire des processus biologiques a commencé à être systématiquement étudié. Cette thèse pose les questions suivantes : qu'est-ce qu'un développement normal ? Quel est l'étendue et le rôle de la variabilité dans la robustesse et la résilience du développement embryonnaire ?Ces questions sont posées pour le lapin (Oryctolagus cuniculus) et l'oursin (Paracentrotus lividus et Sphaerechinus granularis).Nous nous sommes aussi intéressé à la quantification du déterminisme de la variabilité embryonnaire à l'aide d'oursins jumeaux et de lapins clonés.La mesure des comportements cellulaires est effectuée sur des lignages cellulaires obtenus à partir d'imagerie 3D+temps. Nous montrons que les oursins jumeaux peuvent se développer selon trois phénotypes différents, jamais observés chez le normal, avant de converger vers une blastula d'apparence normale. De plus, les comparaisons entre et au sein des pairs de jumeaux montrent que le phénotype et la survie ne dépend que de l'histoire individuelle des embryos.Nos mesures quantitatives des pairs de jumeaux amènent des questions ouvrant de nouveaux horizons de recherche : les jumeaux sont-ils robustes ou résilient ?Le développement pré-implantatoire des lapins a été étudié sur cinq embryons numériques (trois sauvages et deux clones), du stade 32-cellules à l'éclosion.Nous montrons que les divisions asymétriques internes et externes régulent la variation du nombre de cellules internes ainsi que la taille de la masse cellulaire.De plus, la variation du nombre de cellules internes est plus grande que pour les cellules externes, ce qui semble directement lié au taux de morts cellulaires.Notre hypothèse est que le potentiel de bon développement des clones est assuré par une grande plasticité épigénétique des cellules donneuses.Ce travail espère définir des méthodes et des concepts fondateurs pour une exploration quantitative et une modélisation multi-échelle de la morphogénèse animale. / Variability is an intrinsic characteristic of biological systems, essential for evolution and embryogenesis.Considered as noise for centuries, it is only recently that the stochasticity of biological processes has began to be systematically explored.The present thesis addresses the following questions: What is a normal development?What is the extent and role of variability in developmental robustness and resilience?We tackle these issues in rabbit (Oryctolagus cuniculus) and sea urchin (Paracentrotus lividus and Sphaerechinus granularis).We also aimed to quantify determinism and stochasticity of developmental variability by means of sea urchin twins and cloned rabbits.Variations in cell behaviors were investigated through reconstruction of cell lineage from 3D+time imaging.We showed that sea urchin twins can follow three different developmental paths never observed in normal embryo, before converging to normal looking blastula.Moreover, comparisons between and within pairs of twins revealed that phenotype and survival depend on individual history alone.Our quantitative observation of twin pairs raises question opening a future line of research: are twins robust or resilient?Rabbit preimplantation development was explored with five digital specimens (three wild-types and two clones) from the 32-cell stage to hatching.We showed that inner and outer asymmetric divisions regulate the variation of inner cell number and may control inner cell mass size.In addition, the variation of inner cell number in clones is higher than outer cells which seems to be directly correlated to their cell death ratio.Our current hypothesis is that the potential to lead to viable clones requires plasticity of donor's epigenetic state.This work is expected to ground concepts and methods for a quantitative exploration and further multilevel modeling of morphogenetic processes.