L’assemblage des espèces (leurs présences/absence) dans une communauté naturelle est la conséquence de plusieurs mécanismes de filtrage réalisés par l'environnement. Parmi ces filtres, le filtre abiotique sélectionne les espèces capables de tolérer les conditions environnementales locales. La variation de la disponibilité de l'eau dans le sol est l'un des principaux gradients environnementaux selon lesquels les espèces végétales sont différemment réparties. Considérant l’hypothèse que les traits fonctionnels et leurs relations sont hiérarchisées, les préférences d’habitat des espèces le long de gradients environnementaux devraient être déterminées par une combinaison de traits physiologiques et morpho-anatomiques hiérarchisés. Au cours de ce doctorat, mon objectif général est d'identifier les traits fonctionnels morphologiques, anatomiques et physiologiques de tolérance à la sécheresse qui peuvent prédire la présence des espèces le long d'un gradient d’hydrologie des sols. Plus spécifiquement, nous cherchons à savoir : (i) Quels sont les traits physiologiques qui reflètent le mieux la tolérance à la sécheresse ? (ii) Quelles sont les relations entre les traits morpho-anatomiques et les traits physiologiques de tolérance ? (iii) Quels sont les traits morpho-anatomiques en conditions optimales permettant de prédire la tolérance des espèces herbacées à la sécheresse ? (iv) Quelles formes ont les relations qui existe entre les traits morpho-anatomiques de tolérance en condition optimale et la présence des espèces en cas de sécheresse ? (v) Peut-on prédire les présences des espèces en cas de sécheresse à partir de leurs traits morpho-anatomiques? Nos résultats montrent (1) qu’il est possible de prédire la distribution des espèces sur un gradient d’hydrologie des sols à partir de cinq traits physiologiques de tolérance à la sécheresse. Ces cinq traits sont la photosynthèse nette maximale, la conductance stomatique maximale, le potentiel hydrique du sol au point de flétrissement, la conductance stomatique au point de flétrissement et l’efficacité d’utilisation de l’eau au point de flétrissement. Nous avons montré que (ii) les traits physiologiques de tolérance à la sécheresse sont prédits par les traits morpho-anatomiques en conditions optimales (surface spécifique foliaire, teneur en matière sèche des feuilles, teneur en azote foliaire, longueur spécifique racinaire et surface stomatique). (iii) Les traits morpho-anatomiques seuls ne sont pas de bons prédicteurs de l’hydrologie des espèces et (iv) que la séquence « traits morpho-anatomiques → traits physiologiques → hydrologie des espèces » donne les meilleures prédictions. Cependant, (v) le modèle ne donne pas de prédictions fiables si l’on utilise des traits morpho-anatomiques mesurés en conditions naturelles. Ces résultats confirment, au moins partiellement, l’hypothèse que la distribution des espèces sur un gradient hydrologiques peut être prédite à partir de leurs traits de tolérance à la sécheresse eux-mêmes prédits par leurs traits morpho-anatomiques. En résumé, nous avons utilisé une approche fonctionnelle en construisant un modèle causal prédictif qui nous a permis de nous intéresser aux mécanismes de filtrage environnementaux et plus précisément au rôle de la niche hydrologique des espèces dans l’assemblage des communautés végétales. / Abstract : Species assembly (their presence/absence) in a natural community is the consequence of several filtering mechanisms made by the environment. Among these filters, the abiotic filter selects species able to tolerate local environmental conditions. Variation in water availability in the soil is one of the main environmental gradients according to which plant species are differently distributed. Considering the hypothesis that functional traits and their relationships are hierarchical, habitat preferences of species along environmental gradients should be determined by a combination of hierarchical physiological and morpho-anatomical traits. During this PhD, my overall goal is to identify morphological, anatomical and physiological drought tolerance functional traits that can predict the presence of species along a soil hydrology gradient. More specifically : (i) What are the physiological traits that best reflect drought tolerance? (ii) What are the relationships between morpho-anatomical traits and physiological traits of tolerance? (iii) What are the optimal morpho-anatomical traits for predicting tolerance of herbaceous species to drought? (iv) What forms of relationships exist between optimal morpho-anatomical traits of tolerance and the presence of species in drought condition? (v) Can the presence of species in drought condition be predicted from their morpho-anatomical features? Our results show (1) that it is possible to predict the distribution of species on a soil hydrology gradient from five physiological traits of drought tolerance. These five traits are maximum net photosynthesis, maximum stomatal conductance, water potential of the soil at the wilting point, stomatal conductance at the wilting point, and efficiency of water use at the wilting point. We have shown that (ii) the physiological traits of drought tolerance are predicted by optimal morpho-anatomical traits (leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen content, root length and stomatal surface). (iii) Morpho-anatomical features alone are not good predictors of species hydrology and (iv) the sequence “morpho-anatomical traits  physiological traits  species hydrology” gives the best predictions. However (v) the model does not provide reliable predictions using morpho-anatomical traits measured under natural conditions. These results confirm, at least partially, the hypothesis that the distribution of species on a hydrological gradient can be predicted from their drought tolerance traits themselves predicted by their morpho-anatomical features. In summary, we used a functional approach by constructing a predictive causal model that allowed us to focus on environmental filtering mechanisms and more specifically on the role of the species hydrological niche in assembling plant communities.

Le lac Tonle Sap (TSL) est l'un des plus grands lacs du monde et est connu comme un hot-spot de la biodiversité en Asie du Sud-Est. En raison de la grande diversité ainsi que de la productivité élevée de poissons, le lac contribue à un apport important en protéines pour la population cambodgienne. Cette étude vise principalement à étudier (1) la dynamique spatiale et temporelle de la composition des communautés de poissons, (2) les effets des facteurs environnementaux sur la distribution des espèces et (3) l'effet de l'abolition des lots de pêche sur la biomasse, les communautés de poissions et le structure des poissons. En utilisant des méthodes statistiques multivariées sur les données de poissons et de variables environnementales, je suis en mesure de mettre en évidence les principales conclusions suivantes: * Les communautés de poissons du TSL étaient composées de deux assemblages de poissons: l'assemblage du nord, principalement caractérisé par des poissons noirs, et l'assemblage du sud, principalement lié aux poissons blancs, gris et estuariens. Les assemblages de poissons de la période 1994-1995 étaient représentés par l'abondance de tous les groupes fonctionnels, c'est-à-dire les poissons noirs, blancs et gris, et pour la période de 1996 à 1999, les assemblages étaient liés aux poissons blancs et gris. * Les distributions des abondances espèces de poissons n'étaient pas homogènes dans le TSL. De plus, les aires de distributions des espèces étaient différentes et étaient régies par des combinaisons distinctes de caractéristiques de l'habitat et de facteurs climatiques. * H. lobatus et H. siamensis peuvent coexister ensemble, mais la synchronisation et la migration de H. lobatus conduisent toujours à celles de H. siamensis. Ces résultats suggèrent que la population de H. lobatus est plus sensible aux variations d'impulsion de flux que celles de H. siamensis. Ceci indique que les variations des impulsions d'écoulement sont les principaux déterminants responsables de la dynamique temporelle de chaque espèce.[...] / Tonle Sap Lake (TSL) is one of the world's largest lakes and is a biodiversity hotspot in Southeast Asia. It supports high fish productivity which sustains protein supply for millions of people in the region. This study aims to investigate (1) spatial and temporal dynamics of fish community composition, (2) the effects of environmental factors on fish distribution and (3) effects of fishing lot abolishment on fish biomass, community and structure in TSL. By using multivariate statistical methods on fish and environmental data, the thesis highlights that: * There were two fish assemblages in TSL: the northern assemblage, mostly characterised by black fishes, and the southern assemblage, mainly linked to white, grey and estuarine fishes. Fish assemblages from earlier years (1994 and 1995) were represented by the abundances of all functional groups, i.e. black, white and grey fishes, and from 1996 to 1999, the assemblages were linked only to white and grey fishes. * Fish species distributions were not homogeneous within TSL. In addition, species distribution areas were different and were governed by distinct combinations of the local habitat characteristics and regional climatic factors. * H. lobatus and H. siamensis can co-occur together, but synchronisation and migration of H. lobatus always lead those of H. siamensis. These results suggest that the population of H. lobatus is more responsive to flow pulse variations than those of H. siamensis.[...]

Les modèles d’habitat hydrauliques sont fréquemment utilisés pour prédire les impacts écologiques de la gestion des débits des rivières. Ils couplent des modèles hydrauliques des tronçons de rivières à des modèles de "préférences" des organismes pour les conditions hydrauliques de leur microhabitat (vitesses, hauteurs, forces). Les modèles d'habitat statistiques reposent sur une modélisation des distributions en fréquence des variables hydrauliques. Ils sont simples d'utilisation mais ne sont pas applicables en l'état en milieu insulaire tropical. Nous avons développé des modèles biologiques de préférences hydrauliques de 15 taxons diadromes des îles tropicales (crevettes et poissons), ainsi que des modèles hydrauliques statistiques adaptés aux rivières à forte pente et forte granulométrie. Les modèles utilisent cinq jeux de données biologiques existants (~8350 échantillons de pêches électriques, 52 rivières) et des mesures hydrauliques originales (44 rivières, 69 station×date), collectés dans quatre îles des Caraïbes (Guadeloupe, Martinique) et de l'Océan Indien (Mayotte, Réunion), en collaboration avec des partenaires locaux. Nos modèles hydrauliques statistiques prédisent les distributions de vitesses et de hauteurs d'eau observées avec plus de précision que les modèles développés en Europe continentale. Les modèles biologiques reflètent que les contraintes hydrauliques contribuent généralement faiblement à la sélection du microhabitat en milieu tropical. Néanmoins, certains taxons montrent des préférences hydrauliques significatives et comparables entre les jeux de données. Nous illustrons l'application possible des résultats pour guider la gestion des débits / Hydraulic habitat models are frequently used for predicting the ecological impacts of flow management in stream reaches. Their hydraulic component describes microhabitat hydraulics within the reach (e.g. velocity, depth); their biological component describes the "preferences" of aquatic taxa for microhabitat hydraulics. Statistical habitat models involve the modelling of the frequency distributions of hydraulic variables in reaches. Their application requires simple data, but such models are not available for insular tropical streams. We developed hydraulic preference models for 15 diadromous taxa of tropical islands (shrimps and fishes), and statistical hydraulic models for steep streams with large bed particle size. Our models are based on five available biological data sets (~8350 electrofishing units, 52 streams) and original hydraulic measurements (44 streams, 69 site×date) collected in four islands in the Caribbean region (Guadeloupe, Martinique) and the Indian Ocean (Reunion, Mayotte), in collaboration with local partners. Our hydraulic models improve the predictions of observed velocity and depth distributions when compared with previous models developed in continental Europe. Our biological models reflect that hydraulics contribute less to microhabitat selection in tropical islands than elsewhere. Nevertheless, some taxa have significant hydraulic preferences that are comparable among data sets and we illustrate a potential application of our results for guiding low flow management in tropical insular streams

Dans l'Infralittoral rocheux méditerranéen, les algues brunes du genre Cystoseira forment des habitats structurellement complexes, dénommés forêts à Cystoseira. A cause de certaines activités anthropiques, ces forêts ont déjà disparu dans de nombreuses localités et sont en train de régresser dans d'autres. Elles ont été (sont) généralement remplacées par des habitats structurellement moins complexes de type brousse, gazon ou désert. Cette thèse a visé à estimer les possibles conséquences pour les poissons de la régression des forêts à Cystoseira et à identifier les processus écologiques en cause. Plusieurs approches complémentaires ont été employées : inventaires de macroalgues et de poissons, expériences de prédation et de sélection d'habitats en aquarium, analyses de composions isotopiques et de contenus stomacaux. Les densités de poissons proie et prédateur étaient plus importantes dans les forêts à Cystoseira que dans les habitats structurellement moins complexes. Cela peut résulter, au moins en partie, du rôle "refuge" de Cystoseira spp. qui induit (1) une plus faible mortalité des poissons proies et prédateurs dans les forêts, due à une plus grande disponibilité en abris et en nourriture, respectivement, (2) une immigration nette des poissons dans les forêts due à leur préférence pour cet habitat structurellement complexe. De plus, Cystoseira spp. pourrait être une importante source de matière organique pour l'écosystème. Ce potentiel rôle trophique mérite des études complémentaires. Ce travail suggère que la régression des forêts à Cystoseira est néfaste pour les poissons et souligne donc la nécessité de mieux gérer les activités humaines impactant Cystoseira spp. / In Mediterranean rocky subtidal, large brown algae belonging to the genus Cystoseira form structurally complex habitats, called Cystoseira forest. Due to anthropogenic stressors, Cystoseira forests disappeared from numerous localities in the Mediterranean Sea and are deteriorating in other localities. Cystoseira forests are usually replaced by structurally less complex habitats, such as shrublands, turfs and barren. This PhD aimed to assess putative consequences for fish of Cystoseira forest degradation, and to identify the underlying ecological processes. Multiple complementary approaches were used: macroalgae and fish field surveys, tank-based predation and habitat-choice experiments, stable isotopes and stomach contents analyses. Densities of prey and predatory fish were higher in Cystoseira forests compared to structurally less complex habitats. This may be due to the shelter role of Cystoseira spp. that induces (1) reduced mortality of prey and predatory fish in forests, due to high shelter and food availability, respectively, and (2) net immigration of fish into forests due to their preference for this structurally complex habitat. Moreover, Cystoseira spp. may be an important source of organic matter to the ecosystem. This possible trophic role deserves complementary studies. This work suggests that Cystoseira forest degradation are harmful to fish and from this perspective stresses the need to better manage human activities impacting Cystoseira spp.