Les acariens microprédateurs du genre Dermanyssus (espèces du groupe gallinae), inféodés aux oiseaux, représentent un modèle pour l'étude d'association lâche particulièrement intéressant : ces arthropodes aptères font partie intégrante du microécosystème du nid (repas de sang aussi rapide que celui du moustique) et leurs hôtes sont ailés. En outre, D. gallinae est une espèce d'importance économique, ce qui rend possible des comparaisons entre colonisation de milieux anthropisés et sauvages. Au début de l'étude, les espèces du groupe gallinae sont très mal délimitées. Les caractères morphologiques utilisés sont variables au sein de l'espèces, voire de la population, très chevauchants entre espèces. Afin de mieux comprendre les exigences écologiques du développement de D. gallinae et d'appréhender ses voies de dissémination, une investigation comparative basée sur des séquences d'ADN entre espèces du groupe gallinae a été adoptée. Un cheminement d'ordre taxinomique a permis de poser les bases nécessaires. Ensuite, l'exploration de certaines caractéristiques écologiques du groupe gallinae en relation avec sa phylogénie (spécificité d'hôte, flexibilité évolutive) a été menée à bien. Une espèce a été décrite, D. apodis, une lignée de D. gallinae constitue aussi une probable espèce inédite et D. longipes regroupe deux entités. Des différences écologiques marquées entre D. gallinae et les autres espèces semblent résulter non seulement de l'activité humaine, mais aussi de caractéristiques intrinsèques. Aujourd'hui, le rôle des flux commerciaux dans la dispersion de D. gallinae en élevage de pondeuses s'avère primordial, au moins en France, celui des oiseaux sauvages presque nul.

Cette étude aborde les problèmes de spéciation et d'évolution chez les Dacryoconarides à partir des espèces du genre Nowakia du Praguien de la coupe de Cerna rokle (Dévonien inférieur, République Tchèque). Une -analyse biométrique est mise au point pour ce groupe fossile afin de préciser la notion d'espèce. Des mesures morphométriques sont effectuées sur près de 3000 individus de No wa kia, répartis dans 38 populations issues chacune d'un niveau stratigraphique bien défini. L'étude statistique des donné.es (analyses univariées, bivariées, factorielles) permet d'identifier et de caractériser mOfphométriquement les espèces du genre Nowakia. La méthodologie utilisée s'avère applicable . à d'autres populations de No wa kia , mais aussi à d'autres Dacryoconarides. Six espèces appartenant au 'genre Nowakia sont identifiées dans la succession de Cerna rokle. Trois nouvelles espèces sont nommées formellement (N. fa ta, N. muftiannufata, N. ampfa) et une quatrième (N. acuaria s.str;) est restreinte à' un champ de variabilité plus limité. La distribution verticale de ces espèces conduit à proposer, de la plus ancienne à la plus récente, les biozones d'intervalle à kabyfica, à pragensis, à acuaria s.str., à fa ta, à muftiannufata, à ampfa. L'influence des facteurs paléoenvironnementaux sur la dynamique des populations de Dacryoconarides et sur la spéciation du genre Nowakia est appréhendée à partir d'une étude de microfaciès et d'analyses isotopiques des carbonates contenant cette faune. Les variations dans la fréquence et la distribution des espèces, au cours du temps fournissent une estimation de la diversité spécifique et de la vitesse d'évolution des Dacryoconarides. Les fluctuations des rapports isotopiques du carbone et de l'oxygène sont des marqueurs potentiels des variations du paléoenvironnement. Le rôle de ces facteurs extrinsèques apparaît toutefois secondaire par rapport aux facteurs intrinsèques relevant directement de processus biologiques. Les contraintes environnementales ne semblent pas avoir joué le rôle de facteur déclenchant qu'on. leur attribue parfois vis à vis de la spéciation; tout au plus, dans certains cas, ont-elles favorisé la prolifération temporaire de certaines espèces. Les modalités et le rythme de spéciation chez les Nowakia du Praguien sont discutés. Le retard ou la précocité de l'apparition de certains caractères morphologiques et des différences dans leur vitesse de développement sont interprétés en termes d'hétérochronies de développement. La lignée phylogénétique des Nowakia montre différentes tendances morphologiques illustrées par des espèces qui coexistent ou se succèdent au cours du temps. L'apparition des espèces est soudaine et la séparation au sein de lignées, point fondamental du modèle des équilibres ponctués, paraît remplie par les espèces du Praguien de Cerna rokle. Après leur apparition, les espèces de Nowakia montrent une stabilité morphologique au cours du temps. Le modèle évolutif de type gradualisme phylétique rend moins bien compte des observations effectuées.

La spécificité d'hôte est le résultat de plusieurs phases d'interaction avec l'hôte : attraction, multiplication, colonisation et transmission. Nous avons émis l'hypothèse que la spécificité d'hôte se dessine dès les étapes précoces d'attraction et d'adhésion. Pour tester cette hypothèse, nous avons sélectionné les gènes codant des senseurs du chimiotactisme (MCPs) et des régulateurs à deux composants, des transporteurs TonBdépendants et des adhésines, et avons déterminé leur distribution dans une collection de 173 souches appartenant à différents pathovars de Xanthomonas spp. ayant des gammes d'hôtes différentes. Les résultats obtenus montrent que la majorité des pathovars (28/34) présente des répertoires uniques et propres de ces gènes candidats, indiquant une corrélation entre le répertoire des gènes candidats et la gamme d'hôte. Six pathovars non individualisés partagent chacun leur répertoire avec seulement un autre pathovar. Ces similarités pourraient refléter des spécificités écologiques communes. Les analyses de séquences des gènes codant les senseurs du chimiotactisme et les adhésines ont révélé la présence de signaux de sélection positive dans la divergence adaptative entre les espèces de Xanthomonas spp. Au sein de l'espèce X. axonopodis, les gènes candidats sont soumis à une pression de sélection positive ou purificatrice. La pression de sélection positive s'exerce sur des sites appartenant à des domaines fonctionnels de ces protéines. Ces résultats suggèrent que la pression de sélection purificatrice agirait sur les gènes impliqués dans la reconnaissance de molécules végétales communes alors que la pression de sélection positive agirait sur les gènes impliqués dans la reconnaissance de molécules spécifiques d'une niche particulière. Ces résultats révèlent que la spécificité d'hôte se dessine dès les étapes précoces d'attraction et d'adhésion à la plante. Les études phylogénétiques et généalogiques menées sur les souches de X. axonopodis confirment l'existence de sous-groupes au sein de cette espèce et indiquent une divergence très ancienne pour certains d'entre eux. Malgré un long isolement de ces sous-groupes, de nombreux échanges de matériel génétique ont été identifiés et associés à des transferts de gènes codant des facteurs de virulence. Les résultats présentés montrent l'importance de la perception de l'environnement et de l'adhésion dans les interactions entre les bactéries phytopathogènes et les leurs plantes hôtes.

Dans le cadre de cette thèse, nous avons mis au point un outil de différenciation moléculaire performant, simple et transférable pour Bartonella henselae, basé sur la technique MLVA. 5 VNTR dits " principaux " ont été sélctionnés pour leur polymorphisme (BHVA- E). Ceci nous a permis d'évaluer la diversité des souches et/ou isolats de B. henselae. Avec ces 5 VNTR, et pour 178 isolats et /ou souches testés, un index de diversité de 0.98 et 99 profils ont été obtenus. Ces profils se répartissent en groupes A et B. Le groupe A n'inclut que des soldats félins, alors que le groupe B est constitué d'isolats félins, d'un isolat canin et de la totalité des isolats humains testés. Une étude réalisée sur des isolats de chats et de leurs propriétaires a montré que la technique MLVA est un outil efficace pour la traçabilité. Les VNTR les moins polymorphes semblent pouvoir jouer le rôle de marqueur géographique, alors que pour les BHV les plus polymorphes, certains allèles sont particulièrement associés aux isolats humains. Aucun profil commun aux génotypes I et II n'a été rencontré. Nos observations suggèrent par ailleurs que tous les isolats du groupe B, c'est-à-dire les isolats de génotype I (d'origine humaine et féline) ainsi que tous les isolats humains appartenant à l'un ou l'autre des 2 génotypes, pourraient être dérivés d'isolats félins de génotype II (groupe A). En outre, la technique MLVA s'est avérée capable de typer des " variants " de B. henselae issus de félidés sauvages. La comparaison des performances de la technique MLVA versus les autres techniques déjà développées telles que ECP, MLST et MST, utilisant des souches communes, a montré que la technique MLVA est plus discriminante que l'ensemble de ces techniques et par ailleurs plus stable que l'ECP. Enfin, nos résultats suggèrent que seul le groupe B serait zoonotique, et que parmi les 5 VNTR polymorphes intragéniques que nous avons utilisés, certains au moins joueraient un rôle dans le potentiel zoonotique, la persistance chez le chat et/ou la virulence pour l'Homme.

Sargassum C. Agardh est un genre de macrophyte marine appartenant à la classe des Phaeophyceae. Ce genre est réparti mondialement et reconnu comme un des plus diversifiés de l'ordre des Fucales. Il est particulièrement bien représenté dans le Pacifique tropical et intertropical où il forme de grandes algueraies dont l'importance écologique et l'intérêt économique sont reconnus. Néanmoins, avec près d'un millier de taxons décrits depuis 200 ans, et une classification complexe et ancienne, identifier une espèce de Sargassum est une tâche difficile. La diversité du genre Sargassum des îles du Pacifique Sud a été analysée ici dans son contexte biogéographique Indopacifique. L'étude a été réalisée grâce à une méthode combinée utilisant des analyses morphologiques et ADN sur des collections récentes provenant de plusieurs régions du bassin Pacifique. La classification ainsi que la valeur taxonomique des caractères morphologiques traditionnellement utilisés ont été remis en question. Plus de 52 nouvelles synonymies ont été proposées ainsi que des révisions significatives de la classification traditionnelle du sous-genre Sargassum.

La Nouvelle-Calédonie est considérée comme une zone prioritaire pour la préservation de la biodiversité à l'échelle mondiale en raison de sa flore riche, originale et menacée. Pour mieux comprendre l'histoire de cette flore, une étude a été menée sur la famille des Cunoniaceae, qui compte dans l'archipel 88 espèces et 7 genres d'arbres et d'arbustes, dont le « faux-tamanou » et le « chêne rouge ». Quatre nouvelles espèces dans le genre Codia et deux dans le genre Cunonia ont été mises en évidence. Une phylogénie moléculaire des genres Acsmithia et Spiraeanthemum suggère qu'ils devraient être considérés comme un seul genre : Spiraeanthemum, car le genre Acsmithia est paraphylétique. Sur un plan biogéographique, les affinités des Cunoniaceae et de la flore de Nouvelle-Calédonie sont plus fortes avec l'Australie. Néanmoins, une analyse comparative globale à l'échelle de l'ensemble des plantes à fleurs montre que certaines lignées sont surreprésentées en Nouvelle-Calédonie, et d'autres sont sous-représentées, et ceci ne peut pas être entièrement expliqué par la biogéographie. Il semblerait que certaines lignées possèderaient une exaptation (« pré-adaptation ») aux sols ultramafiques (terrains miniers) qui aurait pu faciliter leur installation et leur diversification sur l'archipel. C'est notamment le cas du clade COM (Celastrales, Oxalidales et Malpighiales) auquel appartiennent les Cunoniaceae. L'histoire évolutive du genre Codia a été reconstruite à l'aide de marqueurs moléculaires et indique que l'adaptation aux terrains miniers est potentiellement ancestrale dans ce genre. L'hybridation a joué un rôle important dans la diversification du genre, et plusieurs espèces d'origine hybride présentent des caractères morphologiques absents chez les espèces parentales (phénotypes transgressifs). Certaines espèces qui se sont hybridées ont des distributions clairement distinctes aujourd'hui, suggérant des changements dans la répartition de ces espèces pouvant être liés aux périodes glaciaires du Quaternaire. Chez le genre Spiraeanthemum, des différences génétiques nettes ont été observées au sein de S. ellipticum et S. pubescens entre les populations du sud de la Grande Terre sur sol ultramafique et les populations du nord sur sol non¬ultramafique, suggérant l'existence d'espèces cryptiques. La flore de l'archipel possède également de nombreuses lignées reliques qui représentent une importante diversité phylogénétique. Chez les Cunoniaceae, une corrélation significative a été trouvée entre la position systématique et l'activité biologique des espèces. La diversité phylogénétique serait ainsi corrélée positivement à la valeur potentielle de la biodiversité, ce qui justifierait sa conservation. Face aux menaces qui pèsent sur la flore de la Nouvelle-Calédonie, notamment les feux, les espèces envahissantes, l'exploitation minière et le réchauffement climatique, il est important d'employer la meilleure stratégie pour la préservation de la biodiversité. Ainsi, il semble urgent de protéger les lignées reliques, mais aussi de préserver les processus qui permettent l'apparition de nouvelles espèces. Il s'agit notamment de protéger les sites qui présentent une mosaïque de sols où la cohabitation et l'hybridation d'espèces différant par leurs écologies deviennent possibles.

Chez les insectes, un seul et unique gène code la sous-unité principale α des canaux sodium dépendant du potentiel (Nav). De plus, quatre à cinq gènes codent les sous-unités auxiliaires β. Bien que la blatte, Periplaneta americana, soit un modèle en neurophysiologie, il n'existe aucune donnée sur les structures moléculaires des canaux Nav de cette espèce. L'objectif de cette thèse était de caractériser les canaux Nav exprimés au niveau de la chaine nerveuse (CN), du dernier ganglion abdominal (DGA) et des DUM neurones octopaminergiques. Tout d'abord, nous avons mis en évidence que la diversité moléculaire de la sousunité principale est générée par épissage alternatif au niveau de trois régions du canal. Les combinaisons d'exons majoritaires identifiées parmi les ADNc de CN et du DGA sont l'exon A seul (boucle L1), la combinaison EFHG1129 (boucle L2) et l'exon G1 (IIIS3-S4). En dépit de cette diversité moléculaire, nous n'avons isolé qu'un seul ADNc de 6153 pb codant une sous-unité principale dénommée PaNav1. La combinaison d'exons alternatifs caractérisant cette isoforme (J, A, E, F, G1129, H, G1) s'est alors avérée représentative des ADNc les plus exprimés dans la CN et le DGA. Par contraste, dans les neurones DUM, nous n'avons identifié qu'une seule population d'ADNc codant chaque région citée précédemment. Par ailleurs, une analyse bioinformatique à partir des génomes séquencés d'insecte a permis de montrer que les exons optionnels I et F sont les moins conservés entre les différents ordres d'insecte. Parallèlement à la caractérisation des sous-unités principales classiques, nous avons découvert un nouveau gène codant des sous-unités α atypiques nommées PaFPC1 et PaFPC2. Ces dernières comptent 1153 résidus d'acide aminé dont huit qui les distinguent. Elles partagent seulement 59% d'identité protéique avec PaNav1. L'absence du motif moléculaire impliqué dans l'inactivation des canaux Nav suggère que ces nouvelles sousunités possèdent des propriétés électrophysiologiques originales. Une analyse phylogénétique détaillée a permis de montrer que PaFPC1 se branche à la base des sousunités α des canaux Nav d'insecte. Cette découverte montre alors pour la première fois l'existence d''un événement de duplication du gène des canaux Nav chez les insectes. Finalement, nous avons clonés deux populations d'ADNc codant des sous-unités auxiliaires nommées PaTEH1.1 et PaTEH1.2. Grâce à la récente mise à disposition du génome de plusieurs espèces d'insecte, nous avons pu conduire une étude phylogénétique clarifiant la situation des sous-unités auxiliaires de canaux Nav au sein de ce taxon. De plus, une étude électrophysiologique préliminaire dans des ovocytes de xénope a permis de montrer que PaTEH1.1 se comporte comme une protéine chaperonne. C'est à dire qu'elle augmente significativement l'expression des sous-unités principales d'insecte. Ainsi, nos résultats originaux offrent un nouveau regard sur les canaux Nav et ouvrent de nouvelles perspectives quant à la compréhension des acteurs moléculaires à la base de l'excitabilité membranaire chez les insectes.

L'inférence phylogénomique cherche à combiner le signal évolutif induit par un ensemble de gènes dans le but de construire un unique arbre phylogénétique.<br />Elle peut être décomposée en trois grandes familles méthodologiques: la combinaison basse, qui s'appuie sur la concaténation des différents gènes, la combinaison haute, qui considère l'ensemble des arbres inférés à partir de chaque gène, et la combinaison moyenne, qui encode les différents signaux phylogénétiques puis combine ces différents encodages.<br />Une méthode d'inférence d'arbre est ensuite appliquée sur le résultat de la combinaison.<br /><br />Cette thèse développe de nouveaux scénarios d'inférence phylogénomique, principalement basés sur l'estimation de distances évolutives entre chaque paire de taxons.<br />Elle propose une nouvelle méthode de combinaison moyenne, nommée SDM, qui considère les matrices de distance estimées à partir de chaque gène et qui les combine en une unique supermatrice de distance.<br />Cette dernière pouvant parfois contenir des distances manquantes, cette thèse décrit également de nouveaux algorithmes, nommés NJ*, UNJ*, BioNJ* et MVR*, permettant d'inférer très rapidement un arbre à partir d'une matrice de distance complète ou incomplète.<br />De nombreuses simulations ont permis d'observer les bonnes performances de ces nouvelles méthodes de distance.<br />Initialement développées pour la combinaison moyenne, elles permettent toutefois d'améliorer significativement les résultats de certaines approches standards en combinaison basse, et représentent une alternative efficace à MRP, la plus utilisée des techniques de combinaison haute, en termes de fiabilité et de rapidité.<br />La taille des jeux de données phylogénomiques étant de plus en plus importante, les méthodes développées dans cette thèse constituent ainsi des outils de choix pour construire l'Arbre de la Vie.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal