Le tébufénozide, un régulateur de croissance d'insecte, affecte le développement ainsi que certains aspects de la communication chimique et du succès reproducteur des deux sexes chez Choristoneura fumiferana (Clem.) et C. rosaceana (Harris) (Lepidoptera : Tortricidae), traités selon deux méthodes de traitement. Cet analogue de l'ecdysone augmente le temps de développement chez les deux espèces et réduit la masse corporelle des deux sexes chez C. rosaceana uniquement. Chez C. fumiferana, le tébufénozide retarde l'heure d'émission de la phéromone chez les jeunes femelles et perturbe la capacité des mâles à détecter et localiser une source phéromonale en tunnel de vol. Chez C. rosaceana, ce produit provoque un ralentissement de la maturation ovarienne et conséquemment une diminution de la fécondité des femelles. Également, la production des spermatozoïdes eupyrènes par les mâles ainsi que leur succès d'accouplement sont affectés par le tébufénozide.

La qualité du mâle, mesurée par la masse du spermatophore transmis, affecte le succès reproducteur des femelles de la légionnaire uniponctuée, Pseudaletia unipuncta (Lepidoptera : Noctuidae) des souches migrante (AN) et non migrante (Aç). Par contre, le nombre d'accouplements précédents du mâle, tout comme la provenance de la souche n'ont pas d'effet sur la durée de la période réfractaire des femelles accouplées (en terme de jours), mais les mâles açoriens retardent légèrement l'heure de la reprise de l'appel des femelles la nuit suivant leur accouplement. Basé sur des données déjà publiées, la sédentarité semble avoir entraîné l'adoption d'une stratégie monandre chez la souche açorienne, même si les résultats de la présente étude tendent à démontrer qu'elle n'a pas mené à des changements significatifs dans la stratégie reproductive des mâles. Puisque les mâles açoriens ne sont pas capables d'empêcher les femelles de se réaccoupler, ils pourraient plutôt avoir évolué vers une stratégie les avantageant dans la compétition spermatique par rapport aux mâles nord-américains.

Les facteurs limitants le succès reproducteur des colonies de bourdons en milieu naturel sont très peu connus. Grâce au suivi du développement de plus de 200 colonies de huit espèces de bourdons (Bombus impatiens, B. fervidus, B. perplexus, B. terricola, B. bimaculatus, B. ternarius, B. rufocinctus et B. vagans vagans) sur le terrain, j’ai exploré l’effet de la taille de la reine, de la disponibilité en nourriture et de certains parasites sur le succès reproducteur des colonies. Les plus grandes reines avaient plus de chances de se reproduire et, parmi celles qui y sont parvenues, le nombre de sexués produits était positivement relié à la taille de la reine. Le meilleur succès des plus grandes reines est attribuable, du moins en partie, à la production de plus grosses colonies et, chez certaines espèces, à la capacité à mieux repousser les usurpations de Psithyrus (un sous-genre de bourdons parasites), mais n’est pas relié à la date de nidification ou à l’usurpation par d’autres reines Bombus. Une expérience où j'ai ajouté de la nourriture dans la moitié des colonies tout au cours de la saison a démontré que la disponibilité en nourriture était aussi un facteur important. Les colonies avec ajout de nourriture sont devenues plus grosses (en nombre d’ouvrières) et ont eu un meilleur succès reproducteur que les colonies témoins, par 51% et 86% respectivement. Toutefois, malgré que l’ajout de nourriture a permis de produire des colonies plus grosses, cela n’a pas permis aux colonies de mieux se défendre contre les macroparasites Psithyrus, Fannia canicularis, Brachicoma devia et Vitula edmandsae. Le suivi du taux d’activité de butinage de certaines de ces colonies démontre que les colonies nourries ont eu un taux d’activité de butinage par ouvrière 25% plus bas que les colonies témoins. Les ouvrières des colonies dont les réserves en nourriture sont abondantes semblent donc moins butiner sur une base journalière pour réduire les coûts associés à cette activité. Si les ouvrières peuvent en retirer une longévité plus longue, cela fournirait un mécanisme supplémentaire pour expliquer le meilleur succès reproducteur des colonies nourries. / Factors that limit the reproductive success of bumblebee field colonies are poorly known. I explored the effect of the queen’s body size, food availability, and some parasites on reproductive success by following the development of more than 200 field colonies of eight species of bumblebees (Bombus impatiens, B. fervidus, B. perplexus, B. terricola, B. bimaculatus, B. ternarius, B. rufocinctus et B. vagans vagans). Larger queens were more likely to reproduce, and, for queens that did so, there was a positive relationship between their body size and the number of sexuals produced. The higher success of larger queens is, at least in part, attributable to the production of larger colonies and, in some species, to the ability to prevent usurpations by Psithyrus (a parasitic subgenus of bumblebees). The higher success of larger queens was not related to the date of nest establishment or to usurpations by other Bombus queens. A field experiment in which I added food to half of the colonies over the entire season showed that food availability was also an important factor. Colonies with increased food supplies reached larger sizes (in number of workers) and had a higher reproductive success than controls, by 51% and 86% respectively. In particular, food supplementation increased the number of males produced and the probability of producing gynes (young queens). However, despite some clear advantages of having larger food supplies such as the build-up of larger worker populations, food supplementation did not appear to help colonies defend themselves against macroparasites because experimental and control colonies experienced similar levels of parasitism by Psithyrus, Fannia canicularis, Brachicoma devia, and Vitula edmandsae. By recording the foraging activity rate in some of these colonies, I showed that food supplementation reduced the foraging activity rate per worker by 25% relative to control colonies. Workers from colonies with abundant food supplies thus appear to forage less on a daily basis to reduce foraging risks and costs. If workers benefit from an increased longevity by reducing their activity, this would provide an additional mechanism to explain the increased reproductive success of colonies with increased food supplies.

Afin d'utiliser les phéromones sexuelles dans les programmes de lutte intégrée des espèces nuisibles d'insectes, il est essentiel d'identifier les composés chimiques phéromonaux et de comprendre adéquatement la biologie reproductive des espèces considérées. Cette thèse porte sur l'étude de ces deux thèmes chez le puceron de la pomme de terre, Macrosiphum euphorbiae (Homoptera: Aphididae), un insecte nuisible pour l'agriculture à l'échelle mondiale. Les femelles sexuées vierges du puceron de la pomme de terre émettent leur phéromone sexuelle afin d'attirer les mâles conspécifiques. Lorsque soumisent à des températures froides, elles expriment ce comportement à un plus jeune âge que dans des conditions plus chaudes. En laboratoire, pour tous les régimes thermiques, une grande différence était observée au niveau du comportement d'appel en fonction de l'âge (i.e., les vieilles femelles appelaient plus tôt après l'ouverture des lumières et passaient plus de temps à appeler). Toutefois, sur le terrain, compte tenu des effets des faibles températures, des vents élevés et de la pluie sur l'activité des femelles en appel, les changements liés à l'âge étaient beaucoup moins prononcés. La phéromone sexuelle libérée par les femelles de M. euphorbiae a été identifiée comme étant un mélange de deux monoterpenoïdes, le nepetalactol (I) et la nepetalactone (II). Ces deux composés étaient présents dans un rapport de 4:1 à l'émergence des femelles. Ce ratio a changé avec l'âge, les femelles les plus âgées libérant un mélange au rapport de 2:1. Des proportions semblables de mâles de M. euphorbiae ont répondu aux mélanges synthétiques des rapports de 3:1, 4:1 et 5:1 et aux femelles vierges en appel. Cependant, les mâles mettaient plus de temps pour atteindre une source de phéromone synthétique que des femelles en appel. Le comportement des mâles face aux femelles sexuées en appel a été étudié dans des bioessais en laboratoire et sur le terrain. En laboratoire, les mâles détectaient la phéromone et s'orientaient vers la source mais ne volaient pas contre le vent lorsqu'ils étaient exposés à une source de phéromone. Par contre, ils rejoignaient la source si un pont était présent entre la source de phéromone et les cages de relâche pour leur permettre de marcher contre le vent. Sur le terrain, les comportements d'appel des femelles et de marche des mâles ont été étudiés pour différentes vitesses de vent inférieures à 5 m/s. Les femelles appelent jusqu'à une vitesse de 4 m/s mais le comportement de vol des mâles était inhibé à des vélocités supérieures à 2 m/s. Tel qu'observé en laboratoire, les mâles marchaient vers la source à des vitesses de vent élevées. Toutefois, contrairement aux résultats de laboratoire où les mâles atteignaient tous la source en marchant, 30% des mâles volaient contre le vent et se posaient sur la source. L'étude détaillée des patrons de vent a démontré qu'en présence de vent, les mâles marchaient vers la source, mais s'envolaient et progressaient vers l'avant lorsqu'une accalmie temporaire du vent se présentait. / In order to use insect sex pheromones in integrated management programme of pest species, it is essential to have the correct identification of the chemical composition of pheromones and a solid understanding of the reproductive biology for the species in question. In this thesis, I examined the two aspects in the potato aphid, Macrosiphum euphorbiae (Homoptera: Aphididae), an agricultural pest of importance worldwide. Virgin female oviparae of the potato aphid release sex pheromone to attract conspecific males. At cooler temperatures females express this behavior at a younger age that at warmer ones. Under all constant temperature regimes in the laboratory there was a significant change in calling behavior as a function of age, with older females calling sooner after the "lights on" signal and spending more time calling. However, under field conditions the age related changes were much less evident due to the effects of low temperatures, high winds and rain on female calling activity. The sex pheromone emitted by calling females of M. euphorbiae was identified as a mixture of two monoterpenoids nepetalactol (I) and nepetalactone (II). The two components were present in a 4:1 ratio in the young females, but this changed with age and older females released a 2:1 ratio. A similar proportion of M. euphorbiae males responded to 3:1, 4:1, and 5:1 synthetic blends and to calling virgin, although the time taken to reach the source was less when conspecific females were used. Males' behaviour to the calling females was examined in the laboratory and field bioassays. In the laboratory, males detected and oriented themselves to the source but did not fly upwind when exposed to calling females or appropriate lures, and only reached the source if there was a bridge available between the release cage and pheromone source allowing them to walk upwind. Under field conditions female calling, and male walking behavior were observed under variable wind speeds <5m/s, but male flight behavior was inhibited at variable winds >2m/s. In contrast to laboratory results where males only reached the source by walking, nearly 40% of males reaching the source did so by flying. A detailed examination of the wind patterns showed that in the presence of wind males walked towards the source but would take flight and make forward progress when there was a temporary lull in the wind.

Dans le nord du golfe du Saint-Laurent, l'oursin vert, Strongylocentrotus droebachiensis, est l'herbivore dominant en zone infralittorale rocheuse. Son impact sur la structure et la dynamique des communautés de macrophytes est toutefois peu connu. Le but de mon étude était de caractériser la dynamique de répartition des macrophytes de la zone infralittorale rocheuse de l’archipel de Mingan, puis d’examiner les mécanismes de défense permettant à certains macrophytes dominants de résister au broutage de l’oursin. Des observations et expériences sur huit sites sur des périodes couvrant jusqu’à deux ans ont indiqué que la position de la limite inférieure des ceintures de laminaires variait grandement dans le temps et entre les sites et était principalement contrôlée par le broutage de l’oursin. L'abrasion par les glaces et la formation de barrières algales limitant le déplacement des oursins ont vraisemblablement affecté cette variation. En zone dénudée, une grande stabilité temporelle caractérisait la distribution et l’abondance de la phaéophycée pérenne Agarum cribrosum. L’agrégation d’A. cribrosum en plaques résilientes à de faibles perturbations favorisait le recrutement algal, dont la rhodophycée Ptilota serrata. L’évitement du broutage de l’oursin par les juvéniles d’A. cribrosum reposait sur leur association avec la phaéophycée annuelle Desmarestia viridis. Pour les juvéniles évoluant sous un couvert de D. viridis, le coût d’une perte de croissance était nettement compensé par le bénéfice d’une réduction du broutage. Des expériences en laboratoire ont établi que la répulsion de l’oursin par D. viridis était principalement due au mouvement de balayage de l’algue, résultat de l’effet combiné de sa délicate morphologie et de l’action des vagues puis, dans une faible mesure, de sa composition chimique. Les attaques de l’oursin sur D. viridis augmentaient avec la densité de l’oursin mais diminuaient avec l’augmentation du mouvement de l’eau. / In the northern Gulf of St. Lawrence, the green sea urchin, Strongylocentrotus droebachiensis, is the dominant herbivore in the rocky subtidal zone. Its impact on the structure and dynamics of algal communities is, however, poorly known. The objective of my study was to characterize the dynamics in the distribution and abundance of macrophytes in the rocky subtidal zone in the Mingan Islands, and to examine the mechanisms of defense that allow dominant macrophytes to resist urchin grazing. Observations and experiments at eight sites over periods of up to two years indicated that the position of the lower limit of the kelp beds varied markedly through time and among sites and was largely controlled by urchin grazing. Ice souring and the formation of algal barriers that reduced urchin displacement likely affected this variation. In the barrens zone, there was a high temporal stability in the distribution and abundance of the perennial phaeophyte Agarum cribrosum. The aggregation of A. cribrosum into patches resilient to small disturbances enhanced algal recruitment, notably that of the rhodophyte Ptilota serrata. The avoidance of urchin grazing by juveniles of A. cribrosum was related to their association with the annual phaeophyte Desmarestia viridis. For juveniles, the cost of a reduced growth under a D. viridis canopy was clearly outweighed by the benefit of reduced urchin grazing. Laboratory experiments established that the repulsion of urchins by D. viridis was primarily due to the sweeping motion of the alga resulting from the interaction between its delicately-branched morphology and wave action and, to a lesser extent, by its chemical make-up. Urchin attacks on D. viridis increased with urchin density, but decreased with increased water motion.

Chez les espèces d’insectes dont le développement larvaire nécessite plusieurs hôtes, la survie larvaire peut être dépendante à la fois du comportement d’oviposition des femelles et du comportement de recherche des larves. La présente thèse porte sur l'étude de ces deux comportements et leurs possibles impacts sur la performance larvaire de la pyrale de la canneberge, Acrobasis vaccinii (Lepidoptera: Pyralidae), une espèce dont chaque larve a besoin de plusieurs fruits de canneberge, Vaccinium oxycoccos (Ericacae), pour compléter son développement. Dans un premier temps, j’ai démontré que les femelles en laboratoire pondent significativement plus souvent sur les plus gros fruits disponibles; la taille des larves sortant du premier fruit choisi par la femelle étant proportionnelle à la taille de ce fruit. Cependant, sur le terrain, cette préférence n’a pas été observée et mon étude met en évidence que la période d’oviposition survient tôt dans la saison, dès l’apparition des premiers fruits; ceci impliquant une faible variabilité dans la taille des sites de ponte disponibles. Cette étude démontre également une distribution hétérogène des fruits de canneberge en nature et une variabilité importante dans la production annuelle de fruits entre mes deux années d’étude. Le fait que les fruits puissent être rares certaines années serait une raison conduisant les femelles à accepter les fruits de plus faible qualité (fruits de petite taille). Ainsi, cette étude démontre une plasticité dans le comportement d’oviposition chez A. vaccinii, les femelles ne devenant sélectives que lorsque les conditions sont favorables (telles que celles en laboratoire). Dans un deuxième temps, mon étude du comportement d'alimentation des larves a démontré l'induction du rougissement des fruits après l'attaque par une larve. Cette modification peut constituer un indice dissuadant les conspécifiques de se diriger vers des fruits déjà occupés et représente un moyen de réduire la compétition intraspécifique larvaire. Cette étude démontre également la capacité des larves à tenir compte de la taille des fruits et de la distance à parcourir pour atteindre les hôtes. Les larves A. vaccinii présentent une plasticité comportementale en accordant une importance variable à chacun de ces différents facteurs (taille du fruit, couleur du fruit et distance entre les fruits) selon le contexte, ceci leur permettant de maximiser la recherche de nourriture tout en réduisant les risques de compétition intraspécifique et de prédation. / In insect species whose larvae need several hosts to complete their development, larval survival is usually dependent on both the choice of oviposition sites by females and the food searching behaviour of larvae. In this thesis, I studied oviposition behaviour and larval foraging behaviour and their possible impacts on larval fitness in the cranberry fruitworm, Acrobasis vaccinii (Lepidoptera: Pyralidae), a species in which each larva must feed on several fruits of the cranberry, Vaccinium oxycoccos (Ericacae), to complete its development. Firstly, I demonstrated that females, under laboratory conditions, exhibit a significant preference for the largest fruit available when choosing oviposition sites; larvae leaving these maternally selected large fruits were significantly larger than those larvae leaving smaller fruits. In the field, however, this preference based on fruit size was not observed. This lack of preference in nature may be due, in part, to the fact that the oviposition period of A. vaccinii is relatively early during the summer when cranberry fruits are still small and when there is little variation in the size of fruits available. I also found a heterogeneous distribution of hosts in patches of varying fruit densities, and a large variability in fruit production between the two years of my study. The fact that, in any given year, hosts may be rare may be a reason why females accept relatively low-quality hosts (i.e., relatively small fruits). Thus, this study demonstrates a behavioural plasticity in A. vaccinii, females selecting largest fruits only when environmental conditions are good (such as in our laboratory conditions). A second study on larval feeding behaviour demonstrated that green cranberry fruit become red following attacks by A. vaccinii larvae. This host modification (fruit colour) may be a cue used by conspecific larvae to avoid already infested fruits, thus reducing the risk of intraspecific competition. I also showed that A. vaccinii larvae are able to take into account two other factors - fruit size and distance between hosts - in their choice of fruit. Larvae of A. vaccinii show behavioural plasticity when choosing fruit in that they accord a different degree of importance to each factor (fruit size, fruit colour and distance between fruit) depending on the context. This plasticity allows the larvae to maximise foraging efficiency while minimising intraspecific competition and predation risk.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2002-2003 / Les relations source/puits de carbone (C) dans la symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) ont été examinées sous différents aspects. Une première partie éco-physiologique rapporte l’existence d’échanges de C entre espèces végétales en conditions naturelles via des champignons MA répondant à la phénologie différente des plantes impliquées. Deux études physiologiques basées sur le système de «split-root» ont montré que la force de puits de C des champignons MA est dépendante de l’espèce fongique, de la souche fongique, ainsi que de l’hôte végétal. Enfin, une étude écologique se positionnant dans un contexte de perturbation naturelle (verglas) endommageant le houppier d’arbres matures a révélé qu’une mauvaise reprise de croissance post-traumatique peut être associée à des taux de mycorhization racinaire plus élevés que ceux d’arbres à bonne reprise de croissance. En résumé, les besoins en C des champignons MA varient en fonction des espèces impliquées dans la symbiose et du stade phénologique de chacune d’elles. / Different aspects of the carbon (C) source-sink relationships in the arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis were investigated. In an initial ecophysiological-based study carried under natural conditions, the existence of AM fungal mediated C exchanges between plant species with different phenology was reported. Two physiological studies based on a split-root system showed the C sink strength of AM fungi to be fungal species, fungal strain and plant species dependent. Finally, an ecological study carried out subsequently to the ice storm of 1998 (natural disturbance) which severely damaged mature tree crowns revealed that poor post-traumatic crown regrowth was associated with higher mycorrhizal colonization levels than in good regrowth trees. In conclusion, the C demand of AM fungi varies with the species involved in the symbiosis and with the phenological stage and health of the phytobiont.

L’objectif de cette étude était d’évaluer les effets à long terme du broutement du cerf de Virginie sur la végétation de l’île d’Anticosti. Nous avons comparé la végétation d’Anticosti à celle des îles Mingan qui constituent un site témoin sans cerfs. Nous avons mesuré le recouvrement et la hauteur par espèce des plantes dans quatre habitats et dans des sites protégés du broutement par des enclos depuis 5 ans à Anticosti. Il n’y avait pas de différence entre Anticosti et Mingan pour le nombre total d’espèces mais la composition en espèces différait entre les deux sites. La structure d’âge des sapinières a été particulièrement modifiée à Anticosti car la régénération y est inhibée. Cependant, plusieurs espèces caractéristiques des sapinières sont réapparues dans les sites protégés du broutement. Le cerf exerce donc encore une influence marquée sur la structure et la composition des communautés végétales d’Anticosti et en modifie la succession naturelle. / The objective of this study was to assess the long-term effects of browsing by White-tailed deer on plant communities on Anticosti Island. We compared the vegetation on Anticosti and in the archipelago of Mingan that was used as a control without deer. We described the vegetation in terms of height, cover, and species composition in 4 different habitats and in exclosures protected from browsing for 5 years on Anticosti. The total number of species present in each habitat type did not differ between Anticosti and Mingan. However, we found differences between the two sites in terms of species composition. The age structure of fir stands has been particularily modified on Anticosti due to the absence of fir regeneration. However, many species associated to fir stands recovered when protected from deer browsing in exclosures. Browsing by white-tailed deer severely influenced the composition and structure of the vegetation on Anticosti and modified the natural succession.