L'objectif de mon étude était de décrire la dynamique des isotopes stables du carbone et de l'azote de la matière organique particulaire sympagique pendant la transition printanière en mer de Beaufort. La biomasse de protistes et la disponibilité en carbone inorganique dissous ont été identifiées comme principaux facteurs de contrôle du signal isotopique du carbone à la base de la glace annuelle. Les signatures isotopiques de l'azote n'ont pu être expliquées à l'aide des variables mesurés. Un apport substantiel de protistes provenant de la glace a été détecté jusqu'à 30 mètres de profondeur à l'aide des isotopes stables du carbone. Cette analyse a également permis de souligner le plus grand potentiel des diatomées sympagiques à être exportées vers le fond marin et celui des cellules flagellés à participer à la biomasse pélagique. Ces derniers ont le potentiel d'ensemencer la colonne d'eau en cellules pouvant participer à la production primaire et d'alimenter le réseau alimentaire pélagique lors d'épisodes de libération de protistes sympagiques.

Cette étude visait à décrire l'influence des gradients environnementaux de la zone intertidale sur l'histoire de vie de Littorina saxatilis. Nous avons d'abord identifié les facteurs environnementaux ayant une incidence sur l'histoire de vie et l'abondance de cette espèce. Ensuite, nous avons examiné l'effet des gradients associés aux niveaux de la zone intertidale sur la stratégie d'allocation des ressources. Finalement, le mécanisme d'adaptation impliqué (plasticité phénotypique ou adaptation locale) a été analysé. Les résultats indiquent que l'abondance des ressources alimentaires ainsi que le stress de dessiccation jouent un rôle primordial dans l'évolution de l'histoire de vie chez cette espèce. La force des vagues a également une influence significative, mais sur certains traits seulement. Les populations de différents niveaux de la zone intertidale présentent des stratégies d'allocation des ressources distinctes. Bien que ces stratégies soient durables, il n'a pas été possible d'établir si elles sont le résultat d'adaptation aux conditions locales.

Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida est une bactérie à Gram négatif responsable de la furonculose, une infection opportuniste des salmonidés d'élevage représentant en moyenne de 30 à 60 % des diagnostics annuels posés au Québec chez l'Omble de fontaine aquicole (Salvelinus fontinalis). Les méthodes de traitement actuelles contre la furonculose reposent essentiellement sur l'antibiothérapie et l'immunoprophylaxie. Cependant, l'usage intensif d'antibiotiques en aquaculture contribue à l'émergence de souches pathogènes d'A. salmonicida antibiorésistantes (certaines résistant à jusqu'à 8 antibiotiques). De plus, les effets secondaires associés à l'antibiothérapie et la vaccination peuvent causer des altérations maladaptives des interactions hôte-microbiote, en défaveur des bactéries résidentes de l'hôte qui contribuent à la résistance aux infections. C'est pourquoi l'administration de symbiontes bactériens endogènes à des hôtes sensibles en tant que traitement probiotique semble être une solution prometteuse. L'objectif de ce projet de maîtrise était d'initier la recherche et le développement d'un traitement à base de probiotiques endogènes pour prévenir et traiter la furonculose chez l'Omble de fontaine. Dans le cadre de ce projet, des souches de Pseudomonas spp. endogènes de l'Omble de fontaine ont été découvertes sur la base de leur effet d'antagonisme marqué et inductible vis-à-vis A. salmonicida. L'analyse bio-informatique du génome de ces souches a permis de prédire qu'elles appartiennent à l'espèce P. fluorescens, qu'elles sont a priori non pathogènes et qu'elles ne portent aucun gène horizontalement transférable de résistance à des antibiotiques homologués au Canada pour usage en aquaculture. Ces souches seraient donc des candidats probiotiques prometteurs pour prévenir et traiter la furonculose chez l'Omble de fontaine. / Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida is a Gram-negative bacterium causing furunculosis, an opportunistic disease of farmed salmonids that accounts for 30 to 60% of yearly diagnoses emitted for the brook charr (Salvelinus fontinalis) in the Quebec province, Canada. Current treatment methods against furunculosis include antibiotherapy and immunoprophylaxis. However, the intensive use of antimicrobials in aquaculture contributes to the emergence of resistant A. salmonicida strains (some of which can resist up to 8 antimicrobials). Moreover, the adverse effects of antibiotherapy and vaccination may cause maladaptive changes in host-microbiota interactions, in disfavour of resident bacteria that contribute to enhance disease resistance. Therefore, using bacterial symbionts as a probiotic treatment appears to be a promising solution to treat furunculosis. The purpose of this Master's project was to pioneer research and development of an endogenous probiotic-based treatment strategy for brook charr against furunculosis. In this project, endogenous Pseudomonas spp. strains from brook charr were identified on the basis of their strong and inducible in vitro antagonistic effect against A. salmonicida. Bioinformatic analyses of those strains' genome sequence predicted that: (i) they belong to the P. fluorescens species group, (ii) they are non-pathogenic a priori, and (iii) they harbor no horizontally-transferable genes that confer resistance to antibiotics approved for use in aquaculture in Canada. These P. fluorescens strains therefore are promising probiotic candidates for in vivo trials on live brook charr.

Le village nordique de Whapmagoostui-Kuujjuarapik a subi, au cours des dernières décennies, plusieurs perturbations anthropiques ayant eu comme conséquence la dégradation du couvert végétal. Avant le début d'un projet visant à la restauration végétale, il est essentiel d'étudier les interactions entre les espèces susceptibles d'être utilisées. L'objectif général de ce mémoire est d'évaluer les relations de compétition et de facilitation entre L. mollis et des espèces de stades successionnels variés. Une première expérience a été réalisée pour tester la compétition entre L. mollis et quatre autres espèces, soit : Honckenya peploides et Lathyrus japonicus (espèces pionnières) ainsi que Sibbaldiopsis tridentata et Achillea millefolium (espèces de stade avancé). Les résultats ont montré que la compétition entre L. mollis et ces espèces, à l'exception de S. tridentata, est toujours asymétrique, peu importe le stade de succession d'où proviennent ces dernières, et que seule L. mollis est affectée. Une autre expérience en serre a été réalisée pour vérifier l'effet de facilitation de L. mollis ssur l'établissement et la biomasse de Lathyrus japonicus et de Trisetum spicatum. Les résultats obtenus montrent que la présence de L. mollis a un effet négatif sur l'émergence, la biomasse et le nombre d'individus de T. spicatum à la fin de l'expérience. Le nombre insuffisant d'individus de L. japonicus a eu comme conséquence de rendre les résultats des analyses statistiques biologiquement non significatifs. Finalement, la banque de graines (>2mm) présente à différentes distances des îlots résiduels de L. mollis, ainsi qu'à l'intérieur de ceux-ci, a été répertoriée. On trouve plus de graines dans le substrat des îlots qu'à l'extérieur, ce qui suggère que L. mollis peut augmenter la rétention des graines balayées par le vent. Bien que les interactions entre L. mollis et d'autres espèces aient été étudiées, la réalisation de ces expériences dans le village serait nécessaire afin de déterminer si les résultats obtenus sont applicables à un milieu naturel et, donc, à un projet de restauration à Whapmagoostui-Kuujjuarapik.

Cette étude visait à déterminer quelle devise nutritionnelle, parmi les gains journaliers en énergie digestible, les gains instantanés en énergie digestible, en phosphore ou en sodium, expliquait le mieux la répartition du bison (Bison bison) dans les prairies canadiennes. Nous avons caractérisé la sélection de l'habitat des bisons du parc national du Canada des Prairies à l'hiver et au printemps 2007 et interprété cette sélection dans le contexte des gains attendus pour chacune des quatre devises. En toutes saisons, les communautés végétales fournissant les gains instantanés les plus rapides en énergie digestible étaient les plus fortement sélectionnées. Cette sélection s'effectuait au détriment des autres devises. Ces résultats viennent appuyer des observations obtenues dans des écosystèmes boréaux. La recherche de gains rapides en énergie constitue donc un des mécanismes prépondérants de la répartition du bison, et du coup, cette devise devrait permettre d'anticiper sa répartition malgré des changements dans les écosystèmes.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2006-2007 / La gestion active des populations est souvent désirée et doit être réalisée de façon à minimiser les risques génétiques. Afin de déterminer la meilleure source de cisco de fumage (Coregonus hoyi) pour une réintroduction dans le lac Ontario, le polymorphisme de 10 locus microsatellites a été analysé pour des échantillons de C. hoyi des lacs Huron, Michigan, Supérieur et Nipigon ainsi que pour des échantillons de C. artedi et de ciscos des zones profondes du lac Ontario. Les populations de C. hoyi sont génétiquement diversifiées malgré des baisses d'abondance connues et sont différentiées entre les lacs. Aussi, nos résultats suggèrent que les individus du lac Ontario sont plus étroitement liés aux individus des lacs Huron et Michigan qu'à ceux des lacs Supérieur et Nipigon. Par la suite, des simulations montrent qu'un grand nombre de géniteurs, un rapport des sexes équilibré, une haute proportion de croisements efficaces, un pool de géniteurs diversifié ainsi qu'un grand nombre d'individus introduit minimiserait la consanguinité dans la nouvelle population. / Active population management is often desired and should be designed so as to minimize genetic risks. In order to determine the best source of bloater {Coregonus hoyi) for a reintroduction in Lake Ontario, we analyzed genetic polymorphism at 10 microsatellite loci in samples of C. hoyi from Lakes Huron, Michigan, Superior and Nipigon as well as samples of C. artedi and deepwater ciscoes from Lake Ontario. C. hoyi populations are genetically diversified despite known demographic declines and they are significantly differentiated among lakes. Also, our results suggest that Lake Ontario ciscoes are more closely related to ciscoes from Lake Huron and Michigan than to ciscoes from Lake Superior or Nipigon. Computer simulations demonstrate that a high number of breeders, a balanced sex ratio, a high proportion of effective crosses, a genetically diverse pool of breeders and a high number of individuals introduced each year would minimize inbreeding in the reintroduced population.

La chicouté (Rubus chamaemorus L.) pousse naturellement dans les tourbières ombrotrophes. La culture de la chicouté dans les tourbières en fin d’exploitation serait très intéressante afin de maintenir des activités économiques sur ces sites ainsi que d’améliorer la disponibilité de ce petit fruit pour une future commercialisation. L’implantation de cette culture fait toutefois face à certains problèmes tels la faible survie des boutures au cours de la première année et un rendement fruitier très variable. Des essais de fertilisation et d’application d’auxine ont été réalisés pour augmenter la production de racines sur les boutures de rhizome au moment de la plantation afin de réduire leur mortalité. La fertilisation a permis d’augmenter la longueur des racines, mais seulement à la fin de la saison. Les fertilisants ont également stimulé la croissance des plants. Par contre, les concentrations d’auxine utilisées ont entraîné une très forte mortalité des boutures de chicouté. Aucun de ces traitements n’a permis d’augmenter la survie des boutures lors de la plantation. Afin de mieux comprendre les limitations nutritives liées aux faibles rendements fruitiers, nous avons utilisé une analyse compositionnelle (CND) nous permettant d’identifier les débalancements nutritifs. Cette analyse a montré que les parcelles moins productives sont caractérisées par une concentration foliaire plus élevée en manganèse, fer, soufre et cuivre. Les résultats de ce projet de maîtrise vont permettre d’améliorer la régie de fertilisation lors de la plantation de la chicouté en tourbière résiduelle, mais d’autres recherches doivent être menées afin de réduire la mortalité des boutures lors de la plantation. / Cloudberry (Rubus chamaemorus L.) grows naturally in ombrotrophic peatlands. Cloudberry cultivation in peatland after peat extraction has ceased could maintain economic activities on these sites and increase fruit availability for future commercialization. However, the establishment of cloudberry cultivation face some problems, such as low survival rate of the transplants during the first year and a very variable fruit yield. Fertilization and auxin treatments were tested to increase root production on transplants at planting in order to reduce their mortality. Fertilizers increased root length but only at the end of the season. Plant growth was also improved by the fertilization treatments. On the contrary, the application of auxin led to a high mortality of transplants. None of the treatment applied improved transplant survival at planting. In order to better understand the nutritional limitations that cause low yield, we used a compositional nutrient diagnostic (CND) to identify nutrient imbalances. CND analysis indicated that low yield plots are characterized by higher foliar concentrations of manganese, iron, sulfur and copper. The present results will help improve fertilization of cloudberry when planted in cutover peatland, but more research is needed to reduce transplant mortality at planting.

Les palses sont des buttes de tourbe ou de sol minéral qui possèdent un noyau de pergélisol et qui sont répandues dans la zone de pergélisol discontinu. Malgré la grande répartition de forêts se maintenant sur des sols pergelés, les palses boisées se trouvent seulement en Amérique du Nord. L’objectif de cette étude est de déterminer l’influence du couvert forestier sur le régime thermique des palses boisées dans la région de la rivière Boniface (57°45’ N, 76°00’ O) où elles sont colonisées par l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) B.S.P.). Afin d’atteindre cet objectif, la température du sol et l’épaisseur du mollisol de palses boisées et de palses non boisées, organiques et minérales, ont été comparées en 2009, 2010 et 2011. L’épaisseur de neige, l’épaisseur de l’horizon organique, le couvert végétal, les dimensions des palses et le dénivelé ont également été mesurés. De manière générale, une couche de matière organique épaisse maintient une température du sol basse et un mollisol mince. En été, le mollisol est moins épais et la température du sol est plus basse dans les milieux forestiers que dans les milieux exposés à la radiation solaire. Par contre, en hiver, le couvert nival plus épais chez les palses boisées favorise le maintien d’une température du sol plus élevée que chez les palses non boisées. La matière organique et le couvert arborescent semblent favoriser de longues périodes-zéro autant au printemps qu’en automne. Cependant, l’effet du couvert forestier sur la température du sol dépend de la température de l’air et du régime des précipitations nivales. La répartition de l’épaisseur du mollisol sur une palse dépend de la topographie, de l’épaisseur de la matière organique et de la présence d’arbres. Ainsi, le régime thermique des palses boisées est différent de celui des palses non boisées. Le maintien et l’intégrité à long terme des palses boisées et des palses non boisées vont dépendre des variations de température de l’air, mais également du régime des précipitations nivales.

Cette thèse examine comment les perturbations naturelles et anthropiques façonnent la répartition du lièvre d'Amérique (Lepus americanus). J'ai d’abord étudié les variations d'abondance du lièvre le long d’un gradient de succession forestière, ainsi que l'influence de la dynamique de trouées sur sa répartition à fine échelle en forêt ancienne. J'ai ensuite évalué la réaction du lièvre à divers traitements sylvicoles, dont certains visaient à maintenir la structure irrégulière des peuplements anciens. Pour ce faire, j’ai étudié la sélection de l'habitat du lièvre par l'approche d'isodars et reconstitué l'historique de broutement. L'abondance du lièvre suivait une distribution bimodale avec l'âge des peuplements, avec un premier pic 40-50 ans après perturbation et un second pic, moins prononcé, en fin de succession. Les peuplements anciens étaient caractérisés par de nombreuses trouées dans lesquelles l'abondance de nourriture du lièvre était relativement élevée. Les comportements d'approvisionnement et de déplacement du lièvre indiquaient toutefois qu'il percevait un risque de prédation plus élevé à l'intérieur des trouées. La structure des peuplements anciens semble donc imposer un compromis entre l’acquisition de nourriture et l’évitement des prédateurs. La réaction du lièvre à la coupe forestière dépendait à la fois de l'intensité du traitement sylvicole et de la densité locale de la population. Dans le cas des coupes avec une rétention d'arbres > 50%, la préférence pour la forêt non coupée disparaissait à mesure que la population locale augmentait. Au contraire, pour les traitements avec une rétention d'arbres < 20%, la préférence pour la forêt non coupée s'intensifiait avec l'augmentation de la population locale. De même, au cours des premières années après coupe, les patrons de broutement des tiges de bouleau (Betula papyrifera) dans les traitements à rétention > 50% sont demeurés similaires à ceux des forêts non coupées, tandis que l'utilisation des tiges a diminué dans les traitements intensifs (rétention < 20%). Ces résultats démontrent que les traitements sylvicoles qui conservent la structure des forêts anciennes peuvent aussi maintenir une répartition du lièvre caractéristique de ce stade de succession. Cette thèse approfondit notre compréhension des liens entre la répartition du lièvre et les régimes de perturbations régionales en forêt boréale aménagée. / This thesis explores how different components of natural and human disturbance regimes shape the distribution of a key boreal forest herbivore, the snowshoe hare (Lepus americanus). I investigated both broad-scale changes in hare abundance during forest succession and fine-scale responses to heterogeneity created by canopy gap dynamics in old-growth forests. I then evaluated how hare respond to silvicultural treatments designed to maintain the irregular structure of old-growth stands using patterns of density-dependent habitat selection and browse history reconstruction. Snowshoe hare followed a bimodal abundance distribution with stand age, with a pronounced peak in density between 40-50 years post-disturbance followed by a second more subtle increase phase during late-succession. Within old-growth stands, canopy gaps offered areas of higher food availability, but foraging and movement behaviours indicated that hares perceived a greater risk of predation within openings. The structure of old-growth stands thus appears to impose a trade-off between acquiring food and avoiding predation. The response of snowshoe hare to forest harvesting depended on both disturbance intensity and local population density. Preference for uncut forest stands over harvest treatments with > 50% tree retention quickly diminished as local populations increased. In contrast, preference for uncut forests over treatments with < 20% tree retention became more pronounced with increasing local population density. Similarly, in the first years following harvesting, browse use patterns of white birch (Betula papyrifera) stems in low intensity treatments (> 50% retention) remained similar to those in uncut old-growth forest stands, whereas browse use declined rapidly in intensive harvest treatments (< 20% retention) over the same period. These findings suggest that silvicultural treatments that conserve old-growth forest structure can also maintain distributions of hare that are characteristic of late-succession. This thesis helps to further our understanding of the links between snowshoe hare distribution and regional disturbance regimes in managed boreal forests.

Au cours de l'Étude sur le chenal de séparation circumpolaire («Circumpolar Flaw Lead System Study», CFL) en 2007-2008, d'importantes agrégations hivernales de morues arctiques ont été détectées par l'échosondeur EK-60 du brise-glace de recherche NGCC Amundsen dans le Golfe d'Amundsen. La biomasse de ces agrégations a été calculée sur une période de dix mois et a atteint un maximum de 0.732 kg m" en février. Les agrégations ont uniquement été observées pendant la saison d'englacement, de décembre à avril. La distribution verticale de la morue arctique était alors reliée à la température et à la distribution de ses proies. Les morues préféraient généralement les eaux relativement chaudes (>0°C) de la couche Atlantique en hiver, mais une fraction des individus formant les agrégations les plus denses suivait occasionnellement le zooplancton jusque dans l'halocline Pacifique plus froide (-1.6 à 0°C). De plus, des migrations verticales journalières précisément synchronisées avec l'augmentation de la photopériode ont été observées parmi les agrégations. Au cours de l'hiver, les morues arctiques migrèrent progressivement vers des zones plus profondes (de 220 à 550 m de profondeur) en réponse à l'augmentation de l'intensité lumineuse, possiblement afin d'éviter les prédateurs visuels tels que le phoque annelé. La comparaison du Golfe d'Amundsen avec la Baie de Franklin démontre l'importance écologique de la séquestration de la morue arctique dans des baies relativement peu profondes en hiver. Ce mécanisme permet aux mammifères marins d'avoir accès à des concentrations élevées de proies, et ce à des profondeurs facilement accessibles.