L’émergence et la ré-émergence de maladies que nous connaissons depuis ces cents dernières années représentent une véritable crise sanitaire en grande partie due aux perturbations anthropiques qui modifient les écosystèmes et les interactions entre les parasites et leurs hôtes. La prévention et le contrôle des maladies infectieuses nécessitent la compréhension de leur dynamique dans l’ensemble des compartiments dans lesquels elles circulent. Parmi ces maladies, la fasciolose est une maladie particulièrement sensible aux changements liés à l’Homme. Cette zoonose causée par le parasite Fasciola hepatica, est communément reconnue comme un problème vétérinaire, mais aussi de santé publique, dans certaines régions du monde. Notre étude vise à comprendre la dynamique de circulation et les risques d'émergence de la fasciolose dans un contexte de forte anthropisation. Il s'agit (1) d'étudier la dynamique de l’hôte intermédiaire, un mollusque de la famille des lymnaieidae. (2) de comprendre la dynamique et la diversité du parasite entre et au sein de ses différents compartiments hôtes définitifs. Ces travaux ont été menés sur le territoire camarguais sur le domaine de la Tour du Valat, nous permettant d’avoir accès aux hôtes définitifs, sauvages (ragondins et sangliers), domestiques (taureaux traités et non traités) et à l’hôte intermédiaire, Galba truncatula appelé communément limnée tronquée. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la végétation des habitats favorables à la présence du mollusque et nous avons trouvé que les mares semblaient être des zones présentant un risque plus important que les canaux d’irrigation pour la transmission de la fasciolose. Puis, nous nous sommes intéressée à l’influence des habitats sur la dynamique de G. truncatula par des approches de génétique des populations. Nos résultats ont permis de montrer que la permanence des habitats et la connectivité influencent le mode de reproduction, la structuration des populations et la dispersion des limnées en Camargue. Dans un second temps, nous avons étudié la dynamique et la circulation du parasite au sein du compartiment hôte définitif. Nos résultats de la génétique des populations du parasite chez les hôtes définitifs, nous ont indiqué qu’il existait sur notre site d’étude plusieurs sites de transmission constituant un seul grand foyer global. Par ailleurs, l’étude de la circulation du parasite entre les hôtes définitifs suggère le rôle des sangliers dans la dispersion de la maladie et le rôle des ragondins dans le maintien du cycle de la fasciolose. Cette étude met en évidence l’intérêt de mener des études à long terme et l’importance de prendre en compte tous les compartiments impliqués pour comprendre l’épidémiologie d’une maladie. Elle souligne également le rôle des activités humaines et de l’écosystème dans la dynamique de la fasciolose. Le but final de cette étude est de proposer une gestion intégrée adaptée au contexte camarguais afin de limiter l’impact sanitaire de la fasciolose mais aussi des autres maladies liées à l’élevage dans cette région. / The emergence and re-emergence of diseases encountered over the last hundred years represent a real health crisis largely due to anthropic disturbances that affect the ecosystems as well as the interactions between parasites and hosts. The prevention and control of emerging infectious diseases require an in-depth understanding of their dynamics in all the compartments in which they occur. Among these diseases, Fasciolosis is particularly sensitive to human related changes. This zoonosis caused by the parasite Fasciola hepatica, is commonly recognized as a veterinary problem and major public health issue in certain countries. Our study aims to understand the circulation dynamics and risks of fasciolosis emergence in a context of high anthropization. Our objective is (1) to study the dynamics of the intermediate host, a mollusc of the lymnaieidae family. (2) to understand the dynamics and diversity of the parasite between and within its different definitive host compartments. This work was carried out in the Camargue in the Tour du Valat estate, allowing us to have access to the definitive hosts, wild (nutria and wild boars), domestic (treated and untreated bulls) and the intermediate host, Galba truncatula. First, we characterized the habitats that are favorable to the intermediate host G. truncatula, presence in Camargue and we found that ponds appear to be areas of higher risk than irrigation channels for fasciolosis transmission. Then, we became interested in the influence of habitats on the dynamics of G. truncatula through population genetics approaches, our results showed that habitat permanence and connectivity influence the reproduction mode, population structure and dispersal of G. truncatula in the Camargue. In a second step, we studied the dynamics and circulation of the parasite within the definitive host compartment. Our results of the population genetic analyses of definitive hosts indicated that there were several transmission sites on our study area that constituted a single large global outbreak. In addition, the study of the circulation of the parasite between wildlife and domestic animals suggests the role of wild boars in the spread of the disease and the role of nutrias in maintaining the fasciolosis cycle. Our work highlights the value of long term studies and the importance of taking into account all the compartments involved to understand the epidemiology of a disease. They also emphasize the role of human activities and ecosystem in the dynamics of fasciolosis. The ultimate goal of this study is to propose integrated management measures adapted to the Camargue context in order to limit the health impact of fasciolosis and other livestock diseases in the region.

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

Les mangroves sont des forêts côtières des régions tropicales et subtropicales, situées dans la zone de balancement des marées. Elles fournissent un grand nombre de services écosystémiques aux sociétés humaines et aux milieux adjacents (ressources, habitats, protection). Les mangroves sont continuellement affectées par des variations environnementales naturelles (salinité, température, cycle des marées) mais elles sont également le réceptacle d'effluents anthropiques (aquacultures, centres urbains). Il a été suggéré que ces forêts humides pourraient participer à la bio-épuration d'eaux usées domestiques (EUD). Les objectifs de la thèse étaient à la fois d'apporter des éléments pouvant ultérieurement servir à définir un cadre pour cet usage spécifique d'un écosystème naturel, et, sur le plan plus fondamental, d'évaluer les capacités de résistance et de résilience à court et long termes d'une mangrove soumise à une perturbation anthropique contrôlée. Le travail de thèse s'est appuyé sur un système expérimental fonctionnant depuis 2008 dans la plus grande mangrove de l'île de Mayotte. Dans ce système pilote, des EUD prétraitées sont quotidiennement déversées dans deux zones de mangroves dominées par les palétuviers Ceriops tagal ou Rhizophora mucronata et ayant des caractéristiques contrastées. Plusieurs campagnes d'échantillonnage ont permis de suivre in situ l'impact de l'excès de nutriments et d'eau douce sur la végétation, les crabes, la méiofaune et les communautés microbiennes, et de déterminer leurs capacités de résistance et de résilience. Dans ce travail, les EUD ont fortement stimulé la croissance de la végétation, modifié la structure des populations de crabes, de méiofaune, et des communautés microbiennes, et induit une hausse des densités et des activités des microorganismes impliqués dans le cycle de l'azote. Ceci n'a cependant pas entrainé de dysfonctionnement majeur de l'écosystème (perte massive de couvert végétal ou forte régression des populations de crabes). L'observation de l'écosystème sur deux ans après l'arrêt d'apports d'EUD a également mis en évidence une capacité notable de résilience de la mangrove. Enfin, les résultats de cette étude indiquent que la zone dominée par R. mucronata serait plus apte à recevoir les EUD prétraitées dans le cadre de leur bio-épuration par la mangrove car moins impactée. / Mangroves are coastal forests in (sub)tropical regions, located in the intertidal zone. They provide a many ecosystem services to human societies and neighboring ecosystems (resources, habitats, protection). Mangroves are continually affected by natural stresses (salinity, temperature, tidal cycle) but they are also subjected to anthropogenic effluents (aquaculture, urban centers). It was suggested that mangroves may be used for the bio-epuration of domestic wastewaters. This thesis aims at providing elements that will help defining the framework for this specific usage of a natural ecosystem and evaluating the long- and short-term resistance and resilience abilities of mangroves subjected to an anthropic disturbance. To reach these objectives, we used an experimental system set up in the largest mangrove of the island Mayotte. In this system, pretreated wastewaters (PW) are daily discharged in two mangrove zones dominated by Ceriops tagal or Rhizophora mucronata. Several sampling campaigns allowed to monitor in situ the impact of nutrient and freshwater excess on vegetation, crabs, meiofauna, and microbial communities and to determine their resistance and resilience capacities. In this work, PW strongly stimulated vegetation growth, altered the structure of crabs and meiofauna, modified the microbial structure and increased microbial density and activity of microorganisms involved in nitrogen cycle. However, no major dysfunction of the ecosystem (loss of vegetation, strong decrease in crab density) was observed. The monitoring of the ecosystem during two years after the PW discharge was stopped showed a marked ability of the mangrove to recover from the disturbance. Finally, the results indicate that R. mucronata mangrove zone, less disturbed, is more able to receive discharges for bio-epuration of domestic PW by mangrove ecosystem.

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

La plupart des écosystèmes sont aujourd'hui soumis à une pression anthropique croissante. Les études portant sur l'effet des activités humaines sur la biodiversité se multiplient mais elles se focalisent, principalement pour des raisons méthodologiques, sur un nombre restreint de groupes taxonomiques. L'originalité de ces travaux repose sur l'application d'une approche basée sur l'ADN environnemental permettant d'accéder à l'ensemble de la diversité biologique. Elle a ici été utilisée pour étudier l'impact des activités anthropiques sur les communautés biologiques et la résilience de ces dernières, à travers différentes échelles spatiales et temporelles. Dans une première partie, les communautés édaphiques, sous l'influence de diverses perturbations anthropiques, ont été caractérisées grâce à l'ADN contenu dans les sols. Ces études, réalisées dans différents milieux, mettent en évidence l'impact direct des activités humaines et leur influence sur les paramètres biotiques et abiotiques déterminant la distribution spatiale de la biodiversité des sols. La seconde partie se propose d'examiner l'impact à long terme des activités anthropiques au travers d'un exemple particulier en milieu de montagne. L'ADN contenu dans les archives sédimentaires lacustres a permis de retracer l'histoire des activités pastorales au cours de l'Holocène mais également les changements environnementaux que ceux-ci ont engendrés dans le bassin versant. L'approche mise en œuvre se révèle pertinente pour étudier à la fois les changements induits par les perturbations humaines sur les communautés et les facteurs influençant leurs dynamiques. Les résultats obtenus mettent notamment en lumière l'impact à long terme qu'exercent les activités anthropiques sur les communautés biologiques via les modifications profondes qu'elles génèrent sur les caractéristiques abiotiques du milieu. / Most ecosystems undergo an increasing anthropogenic pressure. Studies about the effects of human activities on biodiversity are proliferating but they focus on few taxonomical groups, mainly for methodological reasons. The originality of this work is based on the application of an approach based on environmental DNA that allows access to the biodiversity as a whole. It was used here to study the impact of anthropogenic activities on biological communities and the resilience of these latter, across different spatial and temporal scales. In the first part, edaphic communities under the influence of several human disturbances were characterized from soil DNA. These studies, performed in various environments, bring out the direct impact of human activities and their influence on biotic and abiotic parameters driving spatial distribution of soil biodiversity. In the second part, long-term impact of human activities was investigated through the analysis of lake sediments in the Alps. DNA from lacustrine sediments allowed to reconstruct livestock farming history over the Holocene and environmental changes that they induced in the catchment. We showed that this approach was relevant to study both changes generated by human disturbances on communities and factors driving their dynamics. Our results highlight the long-term impact of anthropogenic activities on biological communities, in relation to the alteration of environmental characteristics.

Les marges de tourbières sont des écotones marqués par la présence de communautés végétales et de conditions édaphiques singulières. Elles sont généralement étudiées sur des sites naturels ou légèrement perturbés. L’objectif de ce projet est de déterminer les fonctions et la structure de ces marges dans un contexte de perturbations anthropiques, notamment l’isolement des tourbières dans une matrice agricole. L’étude porte sur la végétation et le sol de 21 transects marge-centre répartis également entre trois tourbières des basses terres du Saint-Laurent (Lac-à-la-Tortue, Mer Bleue et Alfred) qui représentent un gradient de perturbations. Les tourbières moins perturbées comme Lac-à-la-Tortue et Mer Bleue ont une végétation et une biogéochimie similaires à ce qui est observé ailleurs sur d’autres sites non perturbés. Les marges de la tourbière Lac-à-la-Tortue ne présentent aucune communauté végétale particulière alors que les marges de Mer Bleue ont au moins une ou deux communautés végétales de transition. Néanmoins, la présence de certaines espèces exotiques envahissantes, comme Frangula alnus et Phragmites australis subsp. australis, indique que les marges de la tourbière Mer Bleue subissent malgré tout l’influence des activités anthropiques environnantes. D’autre part, les marges naturelles de la tourbière Alfred ont été détruites par les activités agricoles et les marges actuelles étaient représentatives de sites fortement perturbés avec un dépôt de tourbe plus épais et une nappe phréatique plus basse qu’attendu à la limite de la marge. Le drainage intense des marges d’Alfred semble favoriser la croissance d’arbres et d’arbustes non spécifiques aux milieux humides. Par ailleurs, les conditions sèches des marges laissent présager une diminution de la capacité de stockage du carbone dans cette tourbière. Ceci témoigne de l’importance que devraient occuper les marges des tourbières dans les projets de conservation et de restauration des tourbières. / Peatland margins are ecotones characterized by their unique plant communities and edaphic conditions. However, they are usually studied in locations where the pressure from anthropogenic activities is relatively low. The goal of this project is to evaluate the functions and structure of ombrotrophic peatland margins in the context of anthropogenic disturbance. This project is based on the analysis of data collected on 21 transects distributed across three peatlands of the Saint Lawrence valley region (Lac-à-la-Tortue, Mer Bleue, and Alfred) chosen to represent a gradient of disturbance. The vegetation composition and biogeochemistry of the least disturbed sites (Lac-à-la-Tortue, and Mer Bleue) are similar to other undisturbed sites. Lac-à-la-Tortue margins do not have any transitional vegetation community while Mer Bleue margins have either one or two transitional communities. Nevertheless, exotic species such as Phragmites australis subsp. australis and Frangula alnus found on Mer Bleue raise concern regarding the ongoing urbanisation and agricultural activities around the peatland. On the other hand, Alfred's natural margins were destroyed by anthropic activities in the surrounding landscape which explains why we measured a thicker peat layer and a deeper water table than expected at the margin limits. The severe drainage of Alfred margins due to agriculture around the peatland is also responsible for the higher tree coverage and non-wetland species encroachment on its margins. The effect of this disturbance raises concern about the capacity of the margins nay the peatland to retain its carbon sequestration capacity. This study emphasizes the importance of integrating the peatland margins in conservation and restoration projects.

L’usage des véhicules tout-terrain (VTT) est largement répandu en Minganie, municipalité régionale de comté reconnue pour ses grandes étendues de tourbières. Ce mémoire vise à comprendre les effets de cette perturbation linéaire en déterminant la distance d’influence des sentiers de VTT sur la végétation et les caractéristiques physiques des tourbières. De plus, il vise à déterminer l’ampleur de l’impact en fonction des caractéristiques des sentiers (largeur, profondeur et nombre de sillons). Répartis dans un rayon de 200 km autour de la municipalité de Havre-Saint-Pierre, 18 transects d’échantillonnage ont permis de constater un effet localisé et limité des sentiers de VTT sur la végétation et les variables abiotiques. Un sol dénudé et une plus grande densité de la tourbe ont été observés à l’emplacement du sentier. De plus, une couverture végétale plus faible a été constatée dans les sentiers, car près du quart des espèces ne résistent pas aux passages des VTT. Quatre espèces indicatrices associées aux placettes hors sentier (K. angustifolia, R. groenlandicum, C. rangiferina et S. fuscum) semblent partager des caractéristiques communes (p. ex. : forme érigée, branches basses et ligneuses, thalle friable) les rendant moins tolérantes aux passages des VTT. Certains sentiers couvrent des zones très étendues, surtout s’ils sont dans des zones fortement humides, de sorte que l'impact global du passage des VTT, bien que limité aux sentiers eux-mêmes, peut être très important localement. Puisque l'utilisation des VTT est une pratique en croissance dans la région, une gestion de leur utilisation dans les milieux sensibles ou une sensibilisation des utilisateurs de VTT sur les conditions des tourbières pourrait réduire les effets négatifs et assurer un usage durable pour maintenir les services écologiques fournis par les tourbières. / All-terrain vehicles (ATVs) are widely used in Minganie, a region known for its vast expanses of peat bogs. This thesis aims to understand the effects of this linear disturbance by determining the distance of influence of ATV trails on the vegetation and physical characteristics of the peatlands. In addition, it aims to determine the magnitude of the effect based on trail characteristics (width, depth, and number of ruts). Located within a 200 km radius of the municipality of Havre-Saint-Pierre, 18 sampling transects revealed a localized and limited effect of ATV trails on vegetation and abiotic variables. Bare soil and higher peat density were observed at the trail location. In addition, lower vegetation cover was observed on the trails, as nearly a quarter of the species did not survive the ATV passages. Four indicator species associated with the off-trail plots (K. angustifolia, R. groenlandicum, C. rangiferina, and S. fuscum) appear to share common characteristics that make them less tolerant of ATV traffic (i.e., erect form, base-branched woody stems, brittle thallus). Some trails cover wide areas, especially if they are in very wet areas, hence the global impact of ATV passage, while limited to the trails themselves, can be quite severe locally. Since ATV use is a growing activity in the region, managing ATV use in sensitive areas or awareness among ATV users about peatland conditions could reduce negative impacts and ensure sustainable use to maintain the ecosystem services provided by peatlands.