Une sélection artificielle pour augmenter le comportement de course volontaire chez la souris, Mus domesticus, a généré des lignées montrant une augmentation d'ordre 3 du nombre de tours effectués dans la roue d'entraînement. Un phénotype inhabituel appelé « mini-muscle » (petits muscles, distribution des fibres désorganisées, augmentation du niveau des enzymes mitochondriales) est apparu dans certaines des lignées sélectionnées. La présente étude examine si un changement dans les types de fibres musculaires pourrait être en cause. En fait, l'électrophorèse des chaînes lourdes de myosine et l'histochimie montrent que les lignées sélectionnées et contrôles possèdent les mêmes types de fibres dans le muscle tibialis, alors que chez les « mini-muscles », il manque les fibres de type IIB et les chaînes lourdes de myosines correspondantes. Les « mini-muscles » montrent également une augmentation de l'activité de l'hexokinase et de la citrate synthase comparativement aux muscles de taille normale. / Une sélection artificielle pour augmenter le comportement de course volontaire chez la souris, Mus domesticus, a généré des lignées montrant une augmentation d'ordre 3 du nombre de tours effectués dans la roue d'entraînement. Un phénotype inhabituel appelé « mini-muscle » (petits muscles, distribution des fibres désorganisées, augmentation du niveau des enzymes mitochondriales) est apparu dans certaines des lignées sélectionnées. La présente étude examine si un changement dans les types de fibres musculaires pourrait être en cause. En fait, l'électrophorèse des chaînes lourdes de myosine et l'histochimie montrent que les lignées sélectionnées et contrôles possèdent les mêmes types de fibres dans le muscle tibialis, alors que chez les « mini-muscles », il manque les fibres de type IIB et les chaînes lourdes de myosines correspondantes. Les « mini-muscles » montrent également une augmentation de l'activité de l'hexokinase et de la citrate synthase comparativement aux muscles de taille normale. / Artificial selection of mice, Mus domesticus, for voluntary wheel running has generated lines that show a threefold increase in wheel running. An unusual « mini-muscle » phenotype (small muscles, disorganised fibre distribution, increased mitochondrial enzyme levels) has appeared in certain selected lines. This study examined whether changes in muscle fibre types could explain these modifications. Although selected and control lines did not differ in fibre types present in the tibialis, as assessed by electrophoresis of myosin heavy chains and by histochemistry, «mini-muscles» lack type IIB fibres and the corresponding myosin heavy chains. The mini-muscles show also increased activities of hexokinase and citrate synthase compared to the normally sized muscles. / Artificial selection of mice, Mus domesticus, for voluntary wheel running has generated lines that show a threefold increase in wheel running. An unusual « mini-muscle » phenotype (small muscles, disorganised fibre distribution, increased mitochondrial enzyme levels) has appeared in certain selected lines. This study examined whether changes in muscle fibre types could explain these modifications. Although selected and control lines did not differ in fibre types present in the tibialis, as assessed by electrophoresis of myosin heavy chains and by histochemistry, «mini-muscles» lack type IIB fibres and the corresponding myosin heavy chains. The mini-muscles show also increased activities of hexokinase and citrate synthase compared to the normally sized muscles.

L'objectif principal de ce mémoire était d'approfondir nos connaissances sur la dynamique des populations de deux espèces sympatriques de lemming, le lemming brun (Lemmus sibericus) et le lemming variable {Dicrostonyx groenlandicus) à l'Ile By lot, Nunavut, Canada. Une première analyse a permis de caractériser les fluctuations interannuelles d'abondance des deux espèces sur une période de 13 ans. Cette analyse a montré que la cyclicité des deux espèces diffère, malgré une période équivalente de 3-4 ans. Les variations d'amplitude chez le lemming brun, l'espèce la plus abondante, étaient plus importantes que chez le lemming variable, mais synchrones entre les deux espèces. Nous avons aussi analysé la démographie des deux espèces au cours de deux années consécutives, une de pic d'abondance et une de déclin. Nos résultats suggèrent une plus grande variation interannuelle de la démographie et de la densité pour le lemming brun par rapport au lemming variable. On n'a noté aucune différence dans les variations saisonnières entre les deux espèces. De façon générale, la taille de la population adulte diminuait durant l'été alors que le taux de reproduction et l'abondance des jeunes augmentaient. / The main objective of this thesis was to improve our knowledge on the population dynamic of two sympatric lemming species, the brown lemming (Lemmus sibericus) and the collared lemming (Dicrostonyx groenlandicus) on Bylot Island, Nunavut, Canada. In a first analysis, we characterised inter-annual fluctuations in abundance of both species over a 13-year period. The cyclicity differed between the two species but periodicity was the same (3-4 years). Fluctuations were of greater amplitude in the brown lemming, the most abundant species, than in the collared lemming but nonetheless synchronous between species. We also analysed the demography in both species during two consecutive years, a peak and a declining year of abundance. Our results suggest that the demography and density of brown lemmings was more variable than those of collared lemmings. We found no differences between the two species in seasonal variations. Generally, adult population size decreased during the summer and the reproductive rate and abundance of juveniles increased.

Neuf palses boisées ont été étudiées dans la région de la rivière Boniface, Québec nordique (57°45'N; 76°20'O). L'analyse dendroécologique des épinettes noires (Picea mariana (Mill.) BSP.) et la radiodatation de la tourbe de surface et de la matière organique enfouie ont permis de décrire la structure des peuplements d'épinettes des palses boisées et de déterminer l'époque de formation de ces palses. Les palses boisées de la région d'étude sont couvertes par deux types de peuplement d'épinettes noires, soit les peuplements arborescents denses et les peuplements arbustifs ouverts. Chez les palses possédant un couvert arborescent dense, des couvertures nivales moyennes allant jusqu'à plus d'un mètre d'épaisseur ont été inférées à l'aide de la morphologie des tiges et du feuillage des épinettes noires. Il semble donc que le pergélisol couvert d'une forêt relativement dense peut se maintenir sous plus d'un mètre de neige. Deux types de palses possédant un peuplement arborescent dense ont été répertoriés, soit celles couvertes d'un peuplement ancien et celles couvertes d'un peuplement moins ancien. Les palses boisées étudiées se sont formées au cours de deux périodes différentes relativement sèches et froides. Les plus anciennes se sont développées entre les années 750 et 1000 ap. J.-C, alors que les plus récentes se sont principalement soulevées au cours du XVIe siècle (début du Petit Âge Glaciaire). À l'intérieur de ces deux périodes de formation, des palses à peuplement arborescent dense et des palses à peuplement arbustif ouvert se sont formées. Parmi les palses couvertes d'un peuplement arborescent dense, celles avec un couvert ancien se sont formées au cours de la première période alors que celles avec un couvert plus récent se sont formées au cours du Petit Age Glaciaire. L'époque de formation, le climat, la présence de forêt à proximité et le degré d'exposition des palses boisées semblent être les principaux facteurs ayant influencé la physionomie des peuplements forestiers qui les occupent.

La génétique du paysage est de plus en plus utilisée afin d’élucider le rôle des caractéristiques du paysage dans la structuration des populations des organismes terrestres. Toutefois, le potentiel de cette approche a été jusqu’ici peu utilisé dans l’exploration des écosystèmes aquatiques tels que les grands fleuves. Ici, nous avons utilisé la génétique du paysage afin de : i) documenter la structure de populations de la perchaude (Perca flavescens) à l’aide de marqueurs microsatellites, ii) déterminer dans quelle mesure la structure était expliquée par l’hétérogénéité du paysage, et iii) interpréter l’importance des interactions entre la génétique et le paysage pour la gestion et la conservation. L’analyse de la variation génétique a révélé un niveau relativement modeste de structuration génétique (FST = 0.039), avec trois zones de flux génique restreint délimitant quatre populations distinctes. Les barrières physiques jouaient un rôle plus important sur le flux génique et la structure génétique que la distance géographique. Nous avons mis en évidence des corrélations entre la différentiation génétique et la présence de masses d’eau distinctes dans le secteur du Lac Saint-Louis (r = 0.7177, P = 0.0340) et avec la fragmentation de l’habitat de reproduction dans le secteur du Lac Saint-Pierre (r = 0.8578, P = 0.0095). Nos résultats supportent le traitement de quatre unités biologiques distinctes, ce qui vient contraster avec les bases de gestion actuelles pour la perchaude. Finalement, cette étude a démontré que la génétique du paysage est une approche puissante pour identifier des barrières environnementales au flux génique causant des discontinuités génétiques dans des paysages aquatiques apparemment très connectés. / Landscape genetics is being increasingly applied to elucidate the role of environmental features on the population structure of terrestrial organisms. However, the potential of this framework has been little explored in aquatic ecosystems such as large rivers. Here, we used a landscape genetics approach in order to: i) document the population structure of the yellow perch (Perca flavescens) by means of genetic variation at microsatellite markers, ii) assess to what extent the structure was explained by landscape heterogeneity, and iii) interpret the relevance of interactions between genetics and landscape for management and conservation. Analysis of the genetic variation revealed a relatively modest overall level of genetic structuring (FST = 0.039), with three zones of restricted gene flow defining four distinct populations. Physical barriers played a more important role on gene flow and genetic structure than waterway geographic distance. We found correlations between genetic differentiation and presence of distinct water masses in the sector of Lake Saint-Louis (r = 0.7177, P = 0.0340) and with fragmentation of spawning habitats in the sector of Lake Saint-Pierre (r = 0.8578, P = 0.0095). Our results support the treatment of four distinct biological units, which is in contrast with the current basis for yellow perch management. Finally, this study showed that landscape genetics is a powerful means to identify environmental barriers to gene flow causing genetic discontinuities in apparently highly connected aquatic landscapes.

La flore du sous-bois représente près des deux tiers de la richesse spécifique des végétaux supérieurs dans les forêts tempérées décidues. Ce pool d'espèces, composé presque essentiellement de plantes pérennes, agit sur la régénération, la structure et la composition du couvert forestier, et sur les fonctions de l'écosystème (par exemple : productivité et cycles biogéochimiques). La présente thèse montre les effets de plusieurs facteurs qui modulent la richesse et la productivité des espèces de sous-bois en forêt décidue. Les deux premiers objectifs de la thèse portent sur l'influence de l'hétérogénéité structurale et de l'hétérogénéité de la répartition spatiale des nutriments sur les espèces de sous-bois. Le dernier objectif porte sur la complémentarité entre les groupes fonctionnels, une propriété essentielle pour le maintien de tout écosystème forestier. À mesure que l'hétérogénéité structurale de la forêt augmente, la complexité environnementale et la diversité végétale augmentent également. Toutefois, une perturbation (e.g. aménagement acéricole) peut réduire la richesse et la variabilité de la taille des arbres (simplification de la stratification), altérer les multiples interactions entre les facteurs environnementaux et entraîner une diminution de la richesse en sous-bois. Nos résultats indiquent que l'hétérogénéité structurale, qui tient compte de la richesse et de l'abondance relative des espèces ligneuses, agit positivement sur la diversité de la flore herbacée du sous-bois. En présumant que l'hétérogénéité structurale est inversement reliée à l'intensité de l'aménagement, l'aménagement acéricole semble avoir des effets délétères sur la diversité des plantes herbacées. Pour ce qui est des facteurs environnementaux, le pH et l'humidité du sol contribuent au maintien de la diversité des espèces herbacées de sous-bois. Par contre, l'absence de relation entre la lumière et la diversité des espèces herbacées nous porte à croire que la plupart de ces espèces sont bien adaptées ou tolérantes à de faibles niveaux d'irradiance. La richesse spécifique et la richesse fonctionnelle contribuent à maintenir et à pérenniser les fonctions écosystèmiques dans un environnement variable. Pour simplifier cette complexité écologique, la flore du sous-bois peut être subdivisée en groupes fonctionnels (e.g. espèces printanières éphémères, espèces printanières persistantes, espèces estivales, fougères, et plantules et juvéniles des espèces ligneuses). Nous proposons que la perte d'un groupe peut avoir des conséquences variées sur le maintien des interactions entre les groupes fonctionnels pour une fonction donnée. Nos résultats révèlent que la contribution directe de chacun des cinq groupes fonctionnels à la richesse spécifique, au couvert et à l'équitabilité est positive. Les plantules et juvéniles des espèces ligneuses et les espèces printanières persistantes ont un effet positif sur les autres groupes fonctionnels, alors que les espèces estivales semblent avoir un effet négatif sur les autres groupes. Ces interactions correspondent à des boucles de rétroactions négatives qui pourraient contribuer au maintien et la pérennité de la communauté. Ainsi, ces différents groupes ne sont pas strictement indépendants les uns des autres, mais sont plutôt interconnectés. De plus, les espèces de sous-bois semblent peu sensibles à l'hétérogénéité spatiale des nutriments. Une croissance lente ou une faible plasticité peut expliquer l'absence de réponse de la richesse et du couvert des plantes de sous-bois à l'hétérogénéité spatiale des nutriments. Par contre, la variété des espèces estivales en ce qui a trait au système racinaire permet de maximiser leur couvert à une très fine échelle spatiale d'hétérogénéité des nutriments. Ces différences dans les stratégies racinaires représentent une spécialisation de niche, favorisant la coexistence des espèces vis-à-vis de l'hétérogénéité spatiale. Toutefois, ces résultats montrent que, de façon générale, ce pool d'espèces est peu sensible à la disponibilité et à l'hétérogénéité spatiale des nutriments.

J'ai étudié la génétique, l'utilisation de l'espace et la condition physique de sept populations de trois écotypes de caribou (Rangifer tarandus) de la péninsule du Québec-Labrador. L'écotype montagnard n'est pas différent génétiquement de l'écotype migrateur, mais il l'est de l'écotype sédentaire. Les deux populations migratrices sont similaires génétiquement mais différentes des quatre sédentaires. Deux mécanismes d'échanges potentiels entre les troupeaux migrateurs ont été quantifiés pour la première fois: le chevauchement des aires de rut et l'infidélité aux aires de mise bas. Il semble que la condition physique (masse des faons, taille et réserves corporelles des adultes) ait décliné durant la croissance démographique du troupeau de la rivière George, mais qu'elle se serait légèrement améliorée par la suite durant la diminution des effectifs. La condition physique des individus du troupeau de la rivière aux Feuilles s'est détériorée durant la croissance démographique de ce troupeau et elle est maintenant inférieure à celle des caribous du troupeau de la rivière George. Les caribous des trois écotypes sont distincts aux plans des mouvements et de la taille corporelle. Le caribou migrateur est plus petit maintenant que le sédentaire mais c'était le contraire dans les années 1960 probablement à cause des facteurs densité-dépendants qui ont entraîné une réduction de la taille corporelle des migrateurs durant leur croissance démographique. Ces variations temporelles dans la condition physique du caribou migrateur sont reliées à la qualité de l'habitat estival, mais aussi à des facteurs climatiques et à des changements drastiques des mouvements saisonniers et annuels. En effet, les mouvements sont positivement reliés à la taille de la population chez les deux troupeaux migrateurs. Il est possible que les variations temporelles des mouvements constituent l'un des mécanismes agissant sur la condition physique du caribou migrateur. Les trois écotypes présentent de nombreuses différences, ce qui supporte l'utilisation de ce concept en conservation. Bien que les deux troupeaux de caribous migrateurs ne soient pas génétiquement différents, leur condition physique et leurs mouvements sont distincts. Il semble donc justifié pour leur conservation de distinguer ces deux populations qui semblent interagir suivant un modèle de métapopulation, une hypothèse qu'il faudra valider. / I studied population genetics, space use and body condition of seven populations of three ecotypes of caribou (Rangifer tarandus) in the Québec-Labrador Peninsula. The montane ecotype was not genetically different from the migratory ecotype, although it differed from the sedentary ecotype. The two migratory herds were similar genetically but differed from the four sedentary herds. Two potential gene flow mechanisms in the migratory ecotype were quantified for the first time: rutting range overlap and infidelity to calving ground. It seems that body condition (calf body mass and adult body size and reserves) decreased during demographic growth of the Rivière-George herd and later slightly improved during population decline. Body condition of caribou from the Rivière-aux-Feuilles herd decreased during demographic growth and is now lower than for caribou of the George herd. Movements and body size differed between the three ecotypes. Migratory caribou are now smaller than sedentary caribou although it was the opposite in the 1960s, probably because density-dependent effects induced a body size reduction in migratory caribou during demographic growth. These temporal variations in body condition of migratory caribou are related to summer habitat quality, but also to climatic factors and to major changes in seasonal and annual movements. Indeed, movements were positively related to population size in both migratory herds. It is possible that temporal variations in movements represent one of the mechanisms acting on body condition of migratory caribou. We found many differences among the three caribou ecotypes which support the use of this concept in conservation. Although the two migratory herds were not genetically different, their body condition and movements were distinct. Thus, it seems justified for conservation and management purposes to distinguish these two populations that are interacting in a metapopulation model, an hypothesis that remains to be tested.

Dans une forêt du Parc national du Bic, l'activité passée du porc-épic a été reconstituée par une approche dendroécologique, impliquant la datation des cicatrices d'alimentation présentes sur le tronc des pins gris. Cette étude a débuté par la description de la structure de la forêt de pins gris sélectionnée pour l'analyse des cicatrices. Cette forêt provient des feux de forêt de 1847 et 1867 et se compose principalement de deux cohortes de pins gris. L'inventaire des arbres a montré qu'en raison d'une longue période sans feu, la majorité des pins gris présents dans le peuplement sont actuellement morts ou sénescents et les plus jeunes pins gris ont près de 100 ans. Le sapin baumier est l'espèce la plus abondante dans la strate de régénération. Ainsi, en absence de feu la forêt de pins gris sera remplacée par une sapinière. Selon la structure d'âge des cicatrices, l'activité du porc-épic a été particulièrement élevée pendant les années 1980, ce qui concorde avec la création du Parc national du Bic. Avant et après cette période, la fréquentation du site par le porc-épic a été plus faible, principalement au cours des années 1920. La diminution récente du nombre de cicatrices concorde avec le déclin de la population de porcs-épics du Parc national du Bic, telle qu'identifiée par le recensement des tanières actives et la capture d'individus. Il est possible également que la diminution de la population de porcs-épics soit attribuable à une augmentation du nombre de prédateurs dans la région depuis le milieu des années 1980.

La distribution et l'abondance de deux espèces d'algues vertes filamenteuses (Ulothrix flacca et Urospora penicilliformis) ont été étudiées le long d'un gradient d'émersion dans la zone intertidale de l'estuaire maritime du Saint-Laurent. Des régressions multiples ont été effectuées pour modéliser l'abondance de ces algues en fonction de la hauteur, de la pente, de l'orientation géographique, de l'abondance de l'autre espèce ainsi que du taux d'évaporation. Bien que les facteurs environnementaux varient selon le critère statistique utilisé, U. flacca apparaît moins tolérante à la dessiccation qu'U. penicilliformis puisqu'on la retrouve généralement dans des conditions où le stress d'émersion est réduit (e.g., plus bas sur la rive). Des transplantations réciproques ont montré qu'U. flacca adulte est apte à survivre en milieu plus aride mais qu'U. penicilliformis ne supporte pas la vie dans une zone plus longtemps immergée en raison de la compétition avec les diatomées. Cela est supporté par les résultats obtenus lors d'une expérience de perturbation du tapis d'U. flacca visant à réduire la compétition dans les zones inférieures. / The distribution and abundance of two species of co-occurring filamentous green algae (Ulothrix flacca and Urospora penicilliformis) were examined along a cross-shore intertidal gradient in the St. Lawrence maritime estuary. Multiple regressions were used to model the abundance of these algae with respect to tidal height, substratum slope, surface orientation, algae abundance, and evaporation rates. Although the environmental factor of importance varied according to the statistical criterion used, it appears that U. flacca is less tolerant to desiccation than U. penicilliformis as it was generally found in habitats where emersion stresses are reduced (e.g., lower on the shore). Reciprocal transplants demonstrated that adult stages of U. flacca are, however, able to survive in higher zones, but U. penicilliformis appears unable to thrive in the lower zone due to competition with diatoms, a result supported by experimental perturbation of the U.flacca mat to reduce competition in the lower zones.

La population de phoque gris (Halichoerus grypus) du nord-ouest de l'Atlantique a augmenté de manière exponentielle au cours des quatre dernières décennies, passant de 20 000 bêtes en 1970 à 250 000 en 2000. Les premiers signes attendus d'une régulation dépendante de la densité sont des changements dans la condition physique et dans la croissance des individus, ainsi que des changements dans les paramètres de reproduction. La condition physique et la croissance ont été examinées sur 3 302 phoques gris échantillonnés dans l'Atlantique canadien de 1954 à 2004 en utilisant des courbes de croissance non linéaires. La condition physique n'a pas changé de 1954 à 2004 mais la taille corporelle a diminué depuis les années 50. Les paramètres de reproduction de la population, dont les taux de reproduction selon l'âge et l'âge à la première naissance ont été examinés avec un échantillon de 208 femelles récoltées entre 1993 et 2004 et l'âge à maturité sexuelle a été examiné à partir de mâles récoltés en 2004. Les taux de reproduction ont diminué comparativement aux taux obtenus dans les années 70 et 80 et l'âge moyen des mâles à maturité sexuelle a augmenté, par contre, l'échantillon ne comptait que 15 individus. Ces diminutions de la croissance corporelle et des taux de reproduction suggèrent que des changements dépendants de la densité dans la population du phoque gris du nord-ouest de l'Atlantique se produisent. / The Northwest Atlantic grey seal (Halichoerus grypus) population has been growing exponentially over the last four decades, increasing from 20, 000 animals in 1970 to 250, 000 in 2000. Early indications of density-dependent regulation are expected to be reflected as changes in physical condition, individual growth and changes among reproductive parameters. Changes in body size and condition were examined in a sample of 3 302 grey seals collected from Atlantic Canada from 1954 to 2004 using nonlinear growth curves. Condition did not change since the 1950s, but body size declined. Reproductive parameters, such as age specific reproductive rates and age at first birth were examined from 208 females collected from 1993 to 2004 and age at sexual maturity was examined from males collected in 2004. Reproductive rates declined compared to the rates obtained in the 1970s and 1980s, and the mean age of male sexual maturity increased, but only 15 males were sampled. The decline in body size and changes among reproductive parameters suggest that density-dependent changes in the Northwest grey seal population are occurring.

L'objectif de cette étude consistait à déterminer dans quelle mesure des changements dans la taille du groupe influencent la sélection des ressources à plusieurs échelles spatiotemporelles chez le bison des plaines (Bison bison bison) du parc national de Prince Albert, Saskatchewan. Nous avons évalué la sélection de l'habitat à trois échelles spatiales au cours de l'été 2005 et de l'hiver 2006. Nos résultats ont révélé que la répartition spatiale du bison à chacune des échelles spatiales était influencée à la fois par des facteurs abiotiques (e.g., route, couvert de neige, pente) et biotiques (e.g., biomasse et espèce végétale), et que l'effet de ces facteurs variait en fonction de l'abondance des individus. Notre étude suggère que la sélection de l'habitat par le bison des plaines est un processus influencé par les compromis entre l'acquisition des ressources de haute qualité, les coûts associés aux déplacements et le risque de prédation, et ce, à différentes échelles spatiales. De plus, les résultats mettent en évidence que la nature de ces compromis change en fonction de la taille du groupe. / This study had for objective to evaluate whether habitat selection by plains bison (Bison bison bison) in Prince Albert National Park (Saskatchewan) was influenced by group size at multiple spatio-temporal scales. We evaluated habitat selection at three spatial distinct scales during summer 2005 and winter 2006. Our results revealed that both abiotic (e.g., road, snow cover, slope) and biotic (e.g., biomass of plants, plant species) factors influenced the spatial distribution of bison at each of the three spatial scales, and that the effects of these factors on resource selection changed with the abundance of individuals. Our study suggests that pattern of habitat selection by bison is affected by trade-offs between the intake of high-quality resources, movement costs and predation risk at different spatial scales. Moreover, our results showed that the nature of the trade-offs varies with group size.