La variabilité phénotypique a tendance à augmenter lorsque l'environnement est variable dans le temps ou l'espace. Cette thèse traite plus précisément de la variabilité des traits d'histoire de vie dans le cadre de populations fragmentées. En région Méditerranéenne, le Pélodyte ponctué, Pelodytes punctatus, se reproduit à la fois au printemps et en automne, en réponse aux variations temporelles de l'environnement. J'ai cherché à comprendre l'origine et les conséquences évolutives de ces stratégies de reproduction. Les deux périodes de reproduction produisent efficacement des descendants (plus en automne) et les têtards de printemps semblent souffrir de la compétition avec les têtards d'automne. Ces derniers se métamorphosent plus tôt et à une plus grande taille. Ces différences de développement ne s'expliquent pas par des différences génétiques entre des populations saisonnières. Au contraire, elles sont liées à la plasticité phénotypique et répondent à des conditions environnementales drastiquement différentes. Il semble plus favorable de se reproduire en automne. Le maintien des deux stratégies correspond à du bet-hedging ou un simple opportunisme. Par ailleurs, la fragmentation, phénomène croissant lié à l'anthropisation des milieux, diminue la taille des populations et augmente l'hétérogénéité génétique au sein d'une population. Il n'y a cependant pas de consanguinité au sein des populations étudiées mais une forte structuration en familles qui induit des associations allèles/phénotypes.Ce travail éclaire les variations de traits d'histoire de vie du Pélodyte et indique une grande plasticité phénotypique face aux variations de l'environnement. / Phenotypic variability tends to increase in temporally and spatially variable environments. This thesis deals with the variability of life-history traits in fragmented populations. In Mediterranean regions, Parsley frog, Pelodytes punctatus, breeds both in spring and in autumn, in response to temporal variations of its environment. I studied the origin and evolutionary consequences of its breeding strategies.Both breeding periods produce offspring (much more in autumn, though) and spring tadpoles suffer from intraspecific competition with older autumn tadpoles. Autumn laid juveniles are bigger and emerged sooner from the ponds. These developmental differences are not due to genetic differences between seasonal populations. They are explained by phenotypic plasticity in response to drastically different conditions. Even if it seems more favourable to breed in autumn, both strategies are maintained either by bet-hedging or pure opportunism.Besides, fragmentation, which increases with global changes, tends to reduce population effective size and increase genetic heterogeneity within populations. However, no inbreeding was found in the studied populations but a high family structure induced alleles/fitness correlations.Together, these results enlighten the variability of breeding strategies and larval traits in Parsley frog and indicate a high phenotypic plasticity in response to environmental variations.

En écologie évolutive, les comportements de reproduction sont particulièrement intéressants de part leur impact sur le succès reproducteur et donc leur lien étroit avec la valeur sélective individuelle. En s'appuyant sur des suivis individuels à long-terme de populations naturelles d'un rongeur hibernant et d'un oiseau marin migrateur, cette thèse a eu pour objectif 1) de déterminer la présence de sélection de parentèle et le lien entre l'environnement social et la philopatrie chez le spermophile du Columbia (Urocitellus columbianus) et 2) d'estimer le potentiel évolutif de la phénologie de la migration et la reproduction chez la sterne pierregarin (Sterna hirundo).Alors que la dispersion à longue distance a été largement étudiée chez de nombreux taxa, notre compréhension des mouvements au sein d'une colonie, en particulier en tenant compte de l'environnement social, reste limitée. Pourtant l'organisation spatiale des individus apparentés peut être fortement liée à l'évolution de la coopération, qui a pour condition nécessaire la présence de sélection de parentèle. Les travaux de cette thèse montrent que les femelles spermophiles du Columbia coopérant avec des apparentées ont une valeur sélective inclusive plus élevée que les autres femelles, révélant une forte influence de la sélection de parentèle. Les femelles sont fortement philopatriques au sein de la colonie et les mouvements à courte distance semblent liés à un partage de l'espace avec les apparentées. La philopatrie et les ajustements spatiaux permettent une forte proximité entre apparentées, qui est à la base de leur coopération. Ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour explorer les mécanismes proximaux et ultimes de la coopération, en particulier en lien avec l'évolution des personnalités.Dans le contexte des changements climatiques, de nombreuses études chez les oiseaux documentent un avancement de la phénologie. L'étude d'une population déclinante de sternes pierregarins montrant un retard progressif des dates de ponte soulève l'importance d'évaluer les changements évolutifs attendus ainsi que les contraintes évolutives pour la phénologie de la migration et de la reproduction. Ces travaux montrent une diminution des variances phénotypique et génétique additive de la date d'arrivée de la migration printanière avec l'avancement du stade reproducteur. Ce résultat révèle un cas original de forte sélection passée pour la canalisation d'un trait comportemental, pouvant représenter une contrainte évolutive pour ce caractère. En outre, alors que la phénologie de la reproduction est classiquement considérée comme un caractère femelle-spécifique, l'analyse révèle un effet environnemental indirect du mâle sur la date de ponte, lié à la nécessité d'une synchronisation entre les partenaires pour l'arrivée de la migration printanière. Malgré d'une part l'absence de contraintes génétiques et d'autre part une héritabilité et une variance génétique additive significatives, les changements évolutifs attendus pour des dates de ponte plus précoces sont restreints du fait d'une sélection faible. De même, le potentiel évolutif de la date d'arrivée de la migration est limité. Des recherches futures explorant la plasticité phénotypique et la désynchronisation entre la phénologie des sternes et de leurs proies pourraient expliquer le retard de la phénologie de la reproduction en contraste avec nos prédictions. / In evolutionary ecology, behaviours associated with reproduction are particularly interesting because of their impact on reproductive success, and thus their close link to individual fitness. Using long-term individual monitoring of natural populations of a hibernating rodent and a migratory seabird, the aims of this PhD were 1) to determine presence of kin selection and relationship between social environment and philopatry in Columbian ground squirrels (Urocitellus columbianus) and 2) estimate the evolutionary potential of the migratory and reproductive phenology in common terns (Sterna hirundo).While long-distance dispersal has been well studied in numerous taxa, our understanding of within-colony movements is still limited, particularly with respect to the social environment. However, spatial organization of kin can be strongly related to the evolution of nepotistic cooperation, which requires kin selection as a necessary condition. My studies show that female Columbian ground squirrels that cooperate with kin have higher inclusive fitness, revealing a strong influence of kin selection. Females are strongly philopatric within the colony and short-distance movements seemed to be linked to sharing of space with kin. Philopatry and spatial accommodation promote strong proximity between kin, which is the basis of their cooperation. These results offer promising research perspectives for the exploration of proximate and ultimate mechanisms of cooperation, particularly linked with the evolution of personality.In the context of climate change, numerous studies in birds document advances of avian phenology. The study of a declining population of common terns exhibiting a progressive delay of laying dates indicates the importance of evaluating expected evolutionary changes, as well as constraints on migratory and reproductive phenology. My studies found a decrease of the phenotypic and additive genetic variances in arrival date from spring migration with advancing reproductive stage. This result reveals an original case of strong past selection for canalization of a behavioural trait, perhaps representing an evolutionary constraint. Also, while phenology of reproduction is classically considered a female-specific trait, analyses show an indirect environmental effect of male on laying date, linked to the need of partners to be synchronized when arriving from spring migration. In spite of, on one hand, lack of genetic constraints, and on the other hand, significant heritability and genetic variance, expected evolutionary changes for earlier laying dates are limited due to a weak selection. Similarly, the evolutionary potential of arrival date from spring migration is limited. Future research exploring phenotypic plasticity and the mismatch between the phenology of terns and their prey might explain the delay of the reproduction phenology, in contrast with our expectations.

La prédiction du transfert de cadmium du sol à la plante passe par l'élaboration d'un modèle décrivant la dynamique du métal dans le végétal. Cette thèse analyse les cinétiques d'accumulation du Cd dans Noccaea caerulescens, à l'échelle de la plante entière, de ses organes et au cours de son cycle de végétation. Elle cherche également à établir un modèle prédictif simple, fondé sur les relations entre concentrations d'exposition et en Cd dans la plante. Lorsque N. caerulescens est exposée à une concentration constante en conditions contrôlées, l'allocation de biomasse et la translocation du Cd aux parties aériennes sont constantes dans le temps. Une relation linéaire étroite existe entre la quantité de Cd prélevé, la biomasse et la concentration d'exposition, représentée par le facteur de bioconcentration (BCF). Le développement de la plante n'a pas d'effet sur l'influx racinaire en Cd, qui reste constant dans le temps et proportionnel à l'exposition. Ces résultats suggèrent que le Cd est alloué aux différents tissus aériens de la plante sans prédilection. A contrario, lors des cultures extérieures en terre, les concentrations en Cd, Ni et Zn diminuent au cours du temps après la vernalisation. Les trois métaux ont des comportements similaires en termes d'accumulation dans les différents tissus. La quantité maximale de Cd dans les organes aériens est observée à 2100°Cj. Lorsque la plante est en fleur, elle ne semble pas présenter d'organe aérien privilégié pour l'hyperaccumulation du Cd, les BCF étant constants dans le temps. L'utilisation du BCF permet une prédiction correcte des concentrations dans les parties aériennes, contrairement au modèle de Barber-Cushman / Prediction of cadmium transfer from soil to plant can be achieved by the development of a model describing metal dynamics in the plant. This thesis analyzes Cd accumulation and distribution kinetics in Noccaea caerulescens, in the whole plant and its organs during a growth cycle. A simple predictive model, based on the relationship between Cd exposure concentration and plant Cd concentration, is also developped. This work is based on long-term experiments in controlled conditions with a constant exposure and on outside soil experiments. When N. caerulescens is exposed to a constant concentration under controlled conditions, biomass allocation and Cd translocation to the shoots are constant over time. A strong linear relationship exists between the amount of Cd taken up, biomass and exposure concentration, represented by the bioconcentration factor (BCF). The plant development has no effect on Cd root influx, which remains constant during time and proportional to Cd exposure concentration. These results suggest that Cd is allocated to the various shoots? tissues without predilection. On the other hand, in the field, Cd, Ni, end Zn concentrations in shoots decrease over time after vernalization. The three metals have similar behaviors in terms of accumulation in the different tissues. The maximum amount of Cd in shoots is observed at 2100°Cdays. When the plant is in flower, no privileged shoots parts appear in Cd hyperaccumulation, the BCF is constant over time. The use of the BCF, measured in controlled conditions, allows a correct prediction of shoots concentrations, unlike the Barber-Cushman model

La zone sahélienne a connu une baisse des précipitations et d’importants changements d'utilisation des terres ces dernières décennies qui ont conduit à une forte régression du couvert ligneux. Pourtant, Guiera senegalesis J.F. Gmel est une Combretaceae semi-sempervirente, dont la dominance s'est accrue avec la pression agricole dans la bande soudano-sahélienne où elle joue un rôle socio-économique et agroforestier important. Elle constitue donc un bon modèle pour étudier les réponses hydriques du couvert ligneux actuel à la sécheresse et les modifications de ces réponses sous l'effet de la coupe.Les objectifs de ce travail de thèse étaient : 1) de caractériser et quantifier les processus de régulation hydrique chez G. senegalensis et de déterminer ses limites fonctionnelles, afin d’estimer sa marge de sécurité dans ses conditions actuelles de croissance, 2) d’estimer l’effet de la coupe annuelle sur ses processus de régulation et 3) d’analyser les variations de ses traits foliaires en fonction de la saison et des conditions de croissance.Les mesures et les observations ont été réalisées d’avril 2009 à février 2011 sur une jachère âgée, sur une jeune jachère et sur deux champs de mil adjacents aux deux jachères respectivement. A l'échelle de l'arbuste, le potentiel hydrique foliaire et la conductance stomatique ont été mesurés au cours de ces deux saisons de croissance sur un échantillon d'arbustes dans les trois types de couvert. Le taux de transpiration foliaire et la conductance hydraulique sol-feuille en ont été déduits. A l’échelle du rameau, ont été suivi la dynamique du nombre de feuilles, de la surface moyenne des feuilles, du diamètre moyen des tiges qui les portent. La durée de vie moyenne des feuilles et leur masse surfacique ont été mesurées. La courbe de vulnérabilité à la cavitation de l'espèce, qui est la perte de la conductivité hydraulique en fonction du potentiel hydrique, a été réalisée à partir de plusieurs segments de branches passés au CAVITRON en laboratoire.Les principaux résultats obtenus sont que la fermeture des stomates qui permet à l’espèce de réguler ses pertes en eau a lieu à un niveau faible de cavitation du xylème (30%). Ainsi, l’espèce peut survivre dans les conditions sahéliennes grâce à une « marge de sécurité » positive de +0,6 MPa. La régulation stomatique couplée à un ajustement foliaire permet à l’espèce de maintenir son équilibre hydrique au cours de la saison sèche chez les arbustes matures non perturbés. La baisse des potentiels hydriques foliaires de base et minimum en réponse à la sécheresse saisonnière est isohydrodynamique et est plus élevé chez les arbustes matures, suggérant que les repousses de l'année sont moins stressées. De plus, la coupe a pour effet de découpler l’ajustement foliaire de la régulation stomatique et entraîne une production de feuilles et une croissance des jeunes rameaux continues tout au long de l'année chez les repousses, grâce à une conductance hydraulique sol-feuille deux fois plus élevée que chez les arbustes matures. Enfin, la durée de vie des feuilles s’allonge avec l’âge des rameaux d'une année comme avec l'âge du peuplement, tandis que la masse surfacique foliaire augmente progressivement de la même façon quand on passe de la saison des pluies à la saison sèche, quel que soit l'âge du peuplement.Ces traits fonctionnels contribuent à ce que l’espèce puisse à la fois résister aux conditions de sécheresse dans lesquelles elle croît et ré-allouer de façon intense des ressources, stockées probablement dans les racines, à la reconstruction rapide de sa partie aérienne à la suite d'une coupe. Les limites d'une telle stratégie restent cependant à identifier, en particulier le seuil d'épuisement des ressources sous l'effet de la répétition annuelle des coupes. / Sahel suffered from severe rainfall decreases combined to great changes in land use during the last decades that led to strong decrease in the woody cover. However, Guiera senegalesis J.F. Gmel is a semi-evergreen Combretaceae whose dominance rose with crop pressure in the Sudano-Sahelian band where it plays an important socio-economic role through agroforestry. Consequently, this is a good model to study hydric responses of the present woody cover to drought and the effect of cutting on these responses.The aims of this work were: 1) to characterize and quantify hydric regulation processes in G. senegalesis and to determine its specific functional limits, in order to estimate its safety margin in its current growth conditions, 2) to estimate cut effect on these processes and 3) to analyze variations of its leaf traits according to the season and its specific growth conditions.Measurements and observations were conducted from April 2009 to February 2011 on an old fallow, on a young fallow, and on the two crop fields adjacent to the two fallows respectively. At the shrub scale, leaf water potential and stomatal conductance were measured during the two growing seasons on shrub samples in the three cover type. The leaf transpiration rate and the soil-to-leaf conductivity were deduced. At the stem scale, the dynamics of the number of leaves, the mean leaf area (LMA), the mean diameter of the stems that carry them, the mean leaf life span, and the leaf mass per area were monitored. The species vulnerability curve to cavitation, which is the loss of conductivity as a function of the water potential, was obtained from several peaces of branches treated in a CAVITRON at the laboratory.The main results obtained were that the stomatal closure that allows species to regulate its water loss occurs at a low rate of xylem cavitation (30%). Thus, the species can survive in its Sahelian conditions thanks to a positive “safety margin” of +0.6 MPa. Stomatal regulation coupled with leaf adjustment allows the species to maintain its water balance during the dry season in mature and undisturbed shrubs. The decrease in predawn and midday leaf water potentials in response to seasonal drought was isohydrodynamic, and it was greater in mature shrubs, suggesting that current year resprouts are under less stress. In addition, cutting decouple leaf adjustment from stomatal regulation, leading to continuous leaf production and young stem growth all over the year, thanks to a soil-to-leaf conductivity seven times higher in the current year's resprouts than in the mature shrubs. Finally, leaf life span increases with the current year's stem age as well as with the stand age, while the LMA progressively increases from the rainy season to the dry season, similarly whatever the stand age.These functional traits contribute to the species resistance to the drought conditions under which it grows, but also, following the cutting, to intensively re-allocate resources, probably from the root reserve, to the fast re-building of the aerial part. However, the limits of such a strategy remain to be identified, especially the resource exhaustion threshold under repetitive yearly cutting.

La vitiviniculture est un secteur économique et culturel important en Bourgogne. L’actuel changement climatique soulève diverses questions notamment sur son impact sur les cultures. Dans cette thèse, l’idée est d’élaborer une méthodologie afin de répondre à la problématique : quels seront les impacts possibles des changements de températures sur la phénologie du Pinot noir en Bourgogne à l’horizon 2031-2048 ?L’évolution des températures en Bourgogne depuis 1961 est caractérisée par un saut positif de température à la fin des années 1980 suivi par une période où la température augmente d’environ 1,5°C.L’un des intérêts de cette thèse réside dans l’élaboration, en suivant une stratégie élaborée durant la thèse, d’une base de données spatialisée réalisée sur la période 1989-2009 afin d’estimer la capacité du modèle WRF à reproduire le climat bourguignon en désagrégeant des données climatiques de large échelle. Le modèle reproduit de façon satisfaisante le cycle saisonnier et la variabilité spatiale climatique globale aux biais près (froid sur les Tx et chauds sur les Tn).Pour régionaliser le changement climatique, WRF a été utilisé pour désagréger des données issues du scénario SRES/A2 sur les périodes 1970-1987 et 2031-2048. Après avoir été évalués et intercomparés trois modèles phénologiques utilisant les données de températures moyennes pour simuler les dates d’occurrence des stages phénologiques du Pinot noir, ont été appliqués sur ces désagrégations.L’impact de l’augmentation des températures à l’horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimée à 1,35°C en moyenne, se caractérise par une précocité de la floraison d’au moins 7 jours et une précocité de la véraison d’au moins 15 jours. La durée interstade est également diminuée de l’ordre de 5 jours. / The viticulture is an important economic and cultural sector in Burgundy. The current climate change raises a number of issues including its impact on crops. In this thesis, the idea is to develop a methodology to address the problem: what are the potential impacts of changes in temperature on the phenology of Pinot noir in Burgundy for years 2031-2048?The evolution of temperatures in Burgundy since 1961 is characterized by a positive temperature shift at the end of the 1980s followed by a period where the temperature increases of about 1.5 ° C.One of the interests of this thesis is to develop, following a strategy developed during the thesis, a spatial database conducted over the period 1989-2009 to estimate the ability of the WRF model to reproduce the climate Burgundy by disaggregating large scale data. The model reproduces satisfactorily the seasonal and spatial variability in global climate despite bias (cold on the Tx and hot on the Tn).To regionalize the climate change, WRF was used to disaggregate data from the scenario SRES/A2 on the periods 1970-1987 and 2031-2048. After being evaluated and inter-compared three phenological models, using average temperatures data to simulate the dates of occurrence of phenological stages of Pinot Noir, have been applied to these decompositions.The impact of warming temperatures on the horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimated at 1.35 ° C on average, is characterized by an earlier flowering and veraison of about 7 and 15 days respectively. The interstadial duration is also reduced of about 5 days.

La taille est une pratique culturale courante en arboriculture. Pourtant ses effets sur le rendement sont variables et peu prévisibles. Dans cette thèse, nous proposons d'étudier les effets de la taille sur la croissance végétative et la reproduction du manguier (Mangifera indica L.), à l'échelle de l'axe et de l’arbre, afin de mieux comprendre comment s’élabore le rendement suite à la taille. La taille a été caractérisée par deux facteurs : l’intensité de taille, définie à l’échelle de l’arbre comme la quantité de biomasse retirée par volume de canopée, et la sévérité de taille, définie à l’échelle de l’axe comme la profondeur de taille le long de l’axe. A l’échelle de l’axe, l’intensité et la sévérité de taille ont eu des effets sur l’occurrence, l’intensité et la dynamique de la croissance végétative. Nous avons aussi mis en évidence un rôle important du diamètre de l’axe taillé sur l’occurrence et l’intensité de la croissance végétative. La croissance végétative qui résulte de la taille a conduit à l’apparition de nouvelles populations d’axes dont les proportions dépendent de l’intensité de taille des arbres. La floraison de ces différentes populations d’axes diffère en termes d’occurrence, d’intensité et de dynamique et est affectée négativement par l’intensité et la sévérité de taille. A l’échelle de l’arbre, les rendements ont eu tendance à être plus faibles sur les arbres modérément et intensément taillés du fait d’une diminution du taux de floraison et/ou du poids moyen des fruits. Les arbres faiblement taillés ont eu des rendements similaires à ceux des arbres non taillés. Les effets de la taille sur la croissance végétative, aux niveaux structurel et temporel, ont été intégrés dans un modèle structure-fonction d'élaboration du rendement et de la qualité de la mangue, afin de caractériser les effets de la taille à l'échelle plus globale de l'arbre. Ce modèle nous a montré que le nombre d’axes et la surface foliaire retirés au moment de la taille sont largement compensés par la stimulation de la croissance végétative qui a suivi. L’intégration des effets de la taille sur la reproduction dans le modèle permettra de concevoir des itinéraires techniques intégrant les pratiques de taille afin de répondre aux problèmes agronomiques rencontrés sur le manguier, tels que les asynchronismes ou les irrégularités de production. / Pruning is a common practice in tree fruit crops. However, its effects on the yield are variable and hardly predictable. In this thesis, we propose to study the effects of pruning on vegetative growth and reproduction for the mango tree (Mangifera indica L.), at the axis and at the tree scales, in order to better understand how fruit yield built-up following pruning. Pruning was characterized by two factors: pruning intensity, defined at the tree scale as the amount of fresh biomass removed per unit volume of canopy, and pruning severity, defined at the axis scale as the depth of pruning along the axis. At the axis scale, pruning intensity and severity had an effect on the occurrence, intensity and dynamics of vegetative growth. We also highlighted a major role of the diameter of the pruned axis on the occurrence and intensity of vegetative growth. The vegetative growth which results from pruning led to the emergence of new populations of axes whose proportions depend on pruning intensity. Flowering of these different populations of axes differ in terms of occurrence, intensity and dynamics and was affected negatively by pruning intensity and severity. At the tree scale, yields tended to be lower on moderately and intensively pruned trees as a result of a decrease of flowering rate and/or average weight of fruits. Lightly pruned trees had similar yields compared to unpruned trees. The effects of pruning on the vegetative growth, at the structural and temporal levels, were integrated in a functional-structural model of fruit yield and quality build-up. The model has shown that the number of axes and the leaf area removed at the pruning time were widely compensated by the vegetative growth stimulation that followed. The integration of the effects of pruning on reproduction will allow developing crop management techniques integrating pruning techniques in order to respond to agronomic issues related to mango tree as asynchronisms and irregular bearing.

La perte d’habitat et la fragmentation sont les principales causes de déclin des amphibiens en Europe de l’ouest. Malgré les réglementations mises en place concernant la construction de nouvelles infrastructures, le manque de connaissances fondamentales concernant les espèces et leurs habitats rendent difficiles l’évaluation des impacts ainsi que la mise en place de solutions efficaces pour conserver la biodiversité. En se basant sur l’exemple du triton marbré (Triturus marmoratus), espèce protégée présente dans l’ouest de la France, ce travail vise à évaluer la pertinence des méthodes de terrain et de modélisation disponibles pour la récolte des données nécessaires à la caractérisation de la dynamique des populations chez cette espèce. Pour ce faire, deux populations de tritons marbrés (Loire Atlantique et Vendée) ont été étudiées grâce à des techniques de comptages à la lampe, piégeage, utilisation d’épuisettes avec un suivi intensif par capture-marquage-recapture (CMR), complété par la méthode de l’ADN environnemental (ADNe). Dans une première partie ce travail a permis de montrer que dans le cadre de la caractérisation quantitative de la dynamique d’une population, les informations apportées par la CMR sont les plus fiables. Ceci est notamment dû au taux de détection faible et hétérogène dans l’espace et dans le temps du triton marbré, qui ne permet pas aux autres méthodes s’en affranchissant de produire des résultats reproductibles et transposables. L’ADNe est la méthode permettant d’estimer l’occurrence le plus efficacement mais la possibilité d’une utilisation pour estimer des abondances absolues voire des abondances relatives reste du domaine des perspectives prometteuses mais non abouties à ce jour. Dans un second chapitre, nous avons montré comment les récentes avancées méthodologiques dans les approches de modélisation permettent de déterminer le temps passé par une espèce sur un site grâce aux données de CMR. Ces méthodes ont été appliquées au triton marbré pour mettre en évidence une phénologie particulière avec des individus arrivant et repartant du site de reproduction de manière non simultanée et n’occupant chacun la mare qu’une partie de la période de reproduction. L’ensemble de ces résultats permettent de définir un cadre méthodologique adapté pour développer un suivi dans le temps des mesures de compensation envisagées dans le cadre du projet de construction, mais aussi pour le suivi des populations d’urodèles en général. / Habitat loss and fragmentation are the main causes of amphibian decline in Western Europe. In spite of regulations concerning the construction of new infrastructures, the lack of knowledge concerning species and their habitat make difficult to evaluate the impact as well as the implementation of effective solutions to preserve biodiversity. Using the example of marbled newt (Triturus marmoratus), a protected species presents in Western France, this works aims at estimating the relevance of the fieldwork and modeling methods available to obtain data necessary for characterizing the dynamic of population for this species. To do so, two populations of marbled newts (situated in Loire Atlantique and Vendée) were studied using torch counts, traps, dip nets, with an intensive capture recapture (CR) protocol, and environmental DNA (eDNA) method. In the first part, this work allowed us to show that within the framework of quantitative characterization of the dynamics of a population, the information gathered by CR is the most reliable. This is especially due to the low and heterogeneous detection rate in space and time for marbled newt, which does not allow traditional methods to get reproducible and transposable results. eDNA is the most accurate method when it comes to estimating occurence but the possibility to use it to estimate absolute or even relative abundances stays a promising perspective that did not succeed yet. In a second chapter, we showed how recent methodological advances in modeling approaches allow estimating time spent by a species in a site thanks to CR data. These methods were applied to marbled newts to highlight a particular phenology, with arriving and leaving individuals being not simultaneous but progressive and each individual occupying the pond only for a part of the breeding season. These results allows to define a methodological frame adapted to develop long term studies of compensation measures within the framework of the construction project, but also more generally for future studies of urodele species.

Dans le but de progresser dans la compréhension des fonctionnements carboné et azoté des arbres, ce travail a consisté à étudier les effets de l’âge sur les dynamiques saisonnières ainsi que sur les quantités des réserves carbonées et azotées de l’arbre.Cette étude a été réalisée in situ chez une chronoséquence composée de trois classes d’âge de chênes sessiles (8, 20 et 150 ans). La dynamique saisonnière des concentrations en composés carbonés et azotés de réserve a été étudiée durant une année chez les jeunes branches et les racines moyennes et fines, en ciblant les points d’échantillonnage sur des dates phénologiques et de croissance clés de l’arbre. La quantification des réserves a été permise grâce à l’estimation des biomasses vivantes des différents organes de l’arbre. L’étude des effets de l’âge sur les quantités des réserves carbonées et azotées et leur répartition au sein de la biomasse a été réalisée à l’échelle de l’arbre dominant et à l’échelle du peuplement.Avec l’âge, la dynamique saisonnière de formation des réserves carbonées est modifiée. Les jeunes arbres allouent préférentiellement le C à la croissance, le stockage n’ayant lieu qu’à la fin de la croissance du bois. Chez les arbres matures, la croissance et le stockage se font conjointement au cours de la saison de végétation. La dynamique saisonnière des réserves azotées n’est globalement pas différente entre les trois classes d’âge : le minimum des réserves est observé en été et le maximum après le jaunissement. Les arbres matures ont des concentrations en acides aminés plus importantes que les deux autres classes d’âge, ce qui pourrait être relié à une plus grande biomasse de racines fines et un plus fort taux de mycorhization au stade mature, permettant une meilleure exploration du sol et une meilleure nutrition minérale.Les quantités de réserves carbonées et azotées de l’arbre dominant et du peuplement augmentent avec l’âge. La répartition des réserves dépend principalement de celle de la biomasse vivante entre les différents organes. Le tronc stocke ainsi la majorité des composés carbonés et azotés non structuraux de l’arbre et du peuplement, quel que soit l’âge. Toutefois, les concentrations en composés de réserve ont un effet non négligeable sur la localisation des réserves au sein de l’arbre car la répartition des réserves carbonées et azotées peut être différente de celle des biomasses vivantes. Par cette étude, nous mettons en évidence que l’allocation des composés carbonés non structuraux au stockage dans les grosses racines et les branches augmente progressivement avec l’âge de l’arbre.Les résultats de cette étude permettent ainsi de montrer une évolution dans la gestion du C et de l’N avec l’âge de l’arbre. / In order to progress in the comprehension of tree carbon and nitrogen functioning, this work studies tree age effects on seasonal changes and quantities of carbon and nitrogen reserves.This study was performed in situ in a chronosequence of three different ages of sessile oaks (8, 20 and 150 years old). Seasonal dynamics of carbon and nitrogen compound concentrations was studied for one year in young branches and fine and medium roots, at key phenological and growth stages. The reserve quantification was possible thanks to the estimation of the living biomass of the tree different organs. The study of age effects on carbon and nitrogen reserve quantities and their distribution within the tree biomass was realized at the dominant tree scale and the stand scale.Seasonal dynamics of carbon reserve formation changes with ageing. Young trees allocate preferentially C to growth; C storage begins only after the end of wood growth. In mature trees, growth and storage occur at the same time during the vegetative period. Seasonal dynamics of nitrogen reserves is overall not different between the three age classes: the minimum nitrogen reserve is observed in summer and the maximum one after yellowing. Mature trees have higher amino acid concentrations, which could be explained by a higher fine root biomass and a higher mycorrhization rate at mature stage, allowing a better soil exploration and mineral nutrient.Carbon and nitrogen reserve quantities of the dominant tree and stand increase within age. Reserve distribution mainly depends on the living biomass distribution between the different organs. Stem stocks the majority of tree and stand carbon and nitrogen reserves for the three age classes. However carbon and nitrogen compound concentrations have an important effect on the reserve localization in tree because carbon and nitrogen reserve distribution can be different from the living biomass one. With this study, we show that carbon compound allocation to storage in coarse roots and branches increase progressively with tree age.The results of this study highlight an evolution in C and N management with tree age.

Le « masting » correspond à une dynamique de fructifications, commune chez de nombreuses plantes pérennes, et caractérisée par une production de fruits extrêmement fluctuante d’une année à l’autre et synchronisée à l’échelle populationnelle. Il a un impact important sur la démographie des populations de consommateurs de fruits, et par effet de cascade, sur l’ensemble de la dynamique des écosystèmes forestiers. Notre méconnaissance actuelle des causes proximales du « masting » empêche toute prédiction crédible sur la fréquence et l'intensité des fructifications, et sur leurs conséquences au niveau des écosystèmes forestiers, dans le contexte du changement climatique. Cette thèse vise à tester l’hypothèse selon laquelle le processus de pollinisation pourrait jouer un rôle clé dans le « masting » des chênes de région tempérée (Quercus petraea et Q. robur), ce qui pourrait le rendre extrêmement sensible au changement climatique. En combinant une approche empirique multi-sites à large échelle spatio-temporelle en France et une approche théorique basée sur l’utilisation d’un modèle mécaniste, j’ai montré que (i) la dynamique des fructifications est liée à la disponibilité en pollen pour la reproduction. Le pollen peut être limitant certaines années en raison d’une faible quantité de pollen produite ou de conditions météorologiques défavorables à l’émission et à la diffusion du pollen ; (ii) la phénologie pollinique est un caractère clé du « masting » : l’émission pollinique a lieu au début du printemps, dans des conditions météorologiques souvent défavorables à la pollinisation, ce qui conduit à de fréquents échecs de la fructification et explique le caractère rare et imprévisible des fructifications massives ; (iii) le « masting » deviendrait moins stochastique avec l’augmentation des températures printanières au cours des prochaines décennies, ce qui pourrait avoir des conséquences importantes sur la dynamique des consommateurs de fruits, et par effet de cascade, sur la capacité de régénération des chênaies / “Masting” designates a fruiting dynamics common in many perennial plants and characterized by seed production that is highly variable over the years and strongly synchronized among trees within populations. It is expected to strongly impact the population demography of seed consumers, and by cascade effect, the dynamics of forest ecosystems as a whole. Our lack of knowledge of the proximate causes of “masting” currently prevents any reliable prediction about the frequency and the intensity of fruiting, or about their consequences, under climate change. In this work I aimed to test the hypothesis that the pollination process is playing a key role in “masting” in temperate oak forests (Quercus petraea and Q. robur), which would make masting highly sensitive to climate change. By combining an empirical multi-site approach at large spatio-temporal scale in France and a theoretical approach based on a mechanistic model, I found that (i) fruiting dynamics depends on the annual amount of airborne pollen available for reproduction. This amount could be limited some years due to either low amounts of pollen produced at the population level, or harsh weather conditions affecting pollen release and aerial diffusion; (ii) pollen phenology is a key character of “masting”: pollen release takes place in early spring when weather conditions are typically unfavorable to pollination, which leads to frequent fruiting failure and explains thereby why mast years are rare and unpredictable; (iii) “masting” should become less stochastic in the upcoming decades because of the increase of spring temperatures, which should markedly influence the dynamics of seed consumers, and by cascading effect, oak forest regeneration

De nombreuses populations voient leurs conditions de vie modifiées par les changements globaux. Au-delà de leurs conséquences écologiques, les changements globaux peuvent également modifier les régimes de sélection des populations. Le déclin récent des pollinisateurs pourrait altérer fortement le succès reproducteur de nombreuses populations de plantes à fleurs. Cependant, ses conséquences évolutives n'ont pas été étudiées jusqu'ici. Cette thèse traite de la possibilité d'adaptation des stratégies de reproduction des plantes face aux changements globaux et plus spécifiquement face au déclin des pollinisateurs. Cette question a été abordée en deux temps. Premièrement, l'analyse de l'abondante littérature théorique et empirique sur les systèmes de reproduction des plantes et dans un moindre mesure la construction d'un modèle d'évolution des traits floraux d'attraction ont permis de clarifier des scénarios d'évolution à court terme. Deuxièmement, une approche empirique originale a été menée, consistant à comparer directement les traits de populations ancestrales et descendantes de trois espèces annuelles, à partir de la culture en jardin commun de graines anciennes et récentes en provenance de régions où des indices de déclin des pollinisateurs existent. Cette approche permet de mettre clairement en évidence l'évolution génétique. Les données existantes indiquent que le déclin des pollinisateurs peut accentuer la limitation pollinique et par conséquent augmenter la sélection sur les traits floraux. Par ailleurs, la variation génétique substantielle dans les populations suggère que l'évolution rapide des populations de plantes est possible. L'analyse de la littérature et notre étude théorique suggèrent que l'accroissement de la capacité d'autofécondation autonome ou l'accroissement de l'attraction des pollinisateurs sont deux scénarios d'évolution possibles. Deux types de réponses évolutives ressortent de nos travaux expérimentaux. D'abord, une avancée du calendrier de floraison a été retrouvée chez les trois espèces étudiées. Ce résultat souligne le rôle de l'évolution génétique, et pas seulement de la plasticité phénotypique, dans les avancées de phénologies de printemps que l'on retrouve chez de très nombreux organismes. Ensuite, contrairement aux traits de phénologie, les traits floraux ont évolué dans des directions opposées selon les espèces. Ainsi, des traits floraux a priori plus attractifs ont évolué chez une des espèces tandis que pour une autre, des traits floraux a priori moins attractifs ont évolué, mais s'accompagnent d'une meilleure capacité d'autofécondation autonome. Cette étude confirme que les traits de reproduction des plantes peuvent évoluer en quelques décennies seulement. La possibilité du sauvetage évolutif des populations, par l'évolution rapide des traits et des stratégies de reproduction des plantes, est une perspective de recherche qui découle de ces résultats. / Global change alters life conditions of numerous populations. Beyond ecological consequences, global change can also modify selection regimes in populations. While the recent pollinator decline may specifically affect the reproductive success of flowering plants, its evolutionary consequences have not been studied yet. This thesis deals with the possibility of adaptation of plant reproductive strategies under global change and more specifically under pollinator decline. This question was addressed in two steps. First, the analysis of the extensive literature on plant mating systems, and, to a lesser extent, the construction of a model for the evolution of attractive floral traits, allowed us to clarify evolutionary scenarios at short-time scales. Second, we conducted an original empirical approach, consisting in the direct comparison of ancestral and descendant populations by re-growing old and recent seeds under identical conditions. This approach allowed us to test whether genetic evolution of reproductive traits occurred in the context of pollinator decline for three annual plant species. Data from the literature indicates that pollinator decline likely increases pollen limitation and thus selection on floral traits. Moreover, the substantial genetic variation within populations suggests that rapid evolution is possible. Increased autonomous selfing or increased pollinator attraction are two possible routes of plant adaptation to pollinator decline emerging from the analysis of the literature and from our theoretical study. Our empirical work brings out two types of evolutionary trends. Firstly, earlier flowering phenology was found in all three studied species. This result shows that genetic evolution, not only phenotypic plasticity; certainly contribute to the spring phenological advancements reported for numerous species. Secondly, unlike phenological traits, floral traits evolved in opposite directions depending on the species. Showy floral traits evolved in a species while joint evolution of autonomous selfing with a reduction of floral attractiveness seemed to evolve in another species. This study shows that plant reproductive traits can evolve in a few decades. Whether or not rapid evolution of plant reproductive traits can act as an evolutionary rescue for threatened populations is a research question that arises from these results.