L’impact écologique et évolutif de la dispersion et de la consanguinité peut être exacerbé chez les espèces insulaires. Les albatros, en particulier, ont un mode de vie exceptionnel qui soulève plusieurs questions à cet égard. Dans cette thèse j’aborde certaines de ces questions. En introduction (chapitre 1), j’énonce des hypothèses spécifiques à l’espèce d’étude, l’Albatros hurleur (Diomedea exulans), en lien avec la dispersion, la dynamique des populations, et la génétique. Cependant, la découverte fortuite d’une diversité génétique très pauvre chez cette espèce a nécessité une redéfinition majeure des objectifs et hypothèses initiaux de la thèse. Donc, les patrons de diversité génétique chez deux espèces « sœurs », les Albatros hurleurs et d’Amsterdam (D. amsterdamensis), sont d’abord étudiés au chapitre 2. Des simulations supportent l’hypothèse voulant que ces deux espèces aient hérité leur faible diversité de leur ancêtre commun qui vivait il y a quelque 0,8 million d’années. Par conséquent, les albatros semblent défier l’opinion répandue voulant qu’une faible diversité génétique réduit nécessairement la viabilité d’une espèce. L’objectif du chapitre 3 était d’identifier explicitement le modèle de dynamique populationnelle correspondant le mieux à la réalité des Albatros hurleurs. Les populations de l’ensemble de l’aire de répartition s’avèrent très peu différenciées au plan génétique. Tous les génotypes forment un seul groupe homogène selon une analyse de groupement, suggérant que les colonies actuelles pourraient descendre d’une même population ancestrale qui avait une faible diversité génétique. À l’opposé, les données de relecture de bagues indiquent qu’environ un oiseau par cohorte a émigré de son île natale au cours des dernières décennies. De ce fait, les données génétiques ne reflètent pas les faibles taux de dispersion contemporains, vraisemblablement parce que les populations n’ont pas atteint l’équilibre migration–dérive. Un modèle de dynamique de métapopulation impliquant la colonisation récente de plusieurs îles semble compatible avec les bas niveaux de diversité et de structure génétiques, bien que d’autres facteurs ont sans doute contribué au façonnement du patron génétique. La diversité et la structure génétiques limitées soulèvent des questions à propos de la consanguinité et de ses effets. Dans le chapitre 4, les données probantes relatives à la consanguinité chez l’Albatros hurleur sont passées en revue. L’hypothèse que le succès reproducteur décroît avec l’accroissement de la similarité génétique des partenaires a aussi été testée en utilisant des données moléculaires et sur l’histoire reproductive des couples. Bien que l’analyse ne supporte pas cette hypothèse, on ne peut exclure la possibilité que ce résultat découle du manque de résolution des marqueurs étant donné la très faible diversité génétique des albatros. Quelques perspectives sur des aspects reliés à la consanguinité (p. ex. son évitement, la purge génétique), basées sur la littérature récente, sont également proposées. En somme, l’étude du cas « albatros » mène à plusieurs hypothèses stimulantes et démontre la complexité de mettre au jour la dynamique de la consanguinité chez les espèces longévives. Dans le chapitre 5, à défaut de pouvoir faire des analyses d’assignation populationnelle (en raison du manque de résolution génétique), le jeu de données sur les albatros, ainsi qu’un second jeu sur le Saumon Atlantique (Salmo salar), ont servi à explorer le comportement d’une méthode d’assignation appliquée de façon routinière en biologie. Les résultats démontrent que des aspects importants (estimation du taux d’erreur, détection de migrants) sont liés à la conformité des données empiriques aux prémisses des tests. Ils soulignent aussi l’importance de valider la procédure d’assignation à l’aide de simulations préliminaires. Cette contribution méthologique se veut en quelque sorte une réponse au manque d’uniformité dans l’application de ces méthodes. Pour conclure, je passe en revue l’ensemble des connaissances sur la dispersion des Albatros hurleurs et je propose une perspective sur les causes de la dispersion et de son évolution chez ces oiseaux. Cette thèse apporte un éclairage nouveau sur la signification et l’impact du monomorphisme génétique dans les populations naturelles, sur la dispersion et la dynamique populationnelle chez une espèce longévive, et propose une vision sur l’interaction entre ces facteurs et l’histoire de vie. / The ecological and evolutionary impact of dispersal and inbreeding may be exacerbated in insular species. Albatrosses, in particular, have an extreme way of life raising several questions in that regard. In this thesis, I address some of these questions. In the introduction (chapter 1), I enounce hypotheses that are specific to the study species, the wandering albatross (Diomedea exulans), in relation to dispersal, population dynamics, and genetics. However, the fortuitous discovery of a very poor genetic diversity in this species led to substantial modifications of the initial objectives and hypotheses of the thesis. Thus, the patterns of genetic diversity in two sister species, the wandering and Amsterdam (D. amsterdamensis) albatrosses, are studied in chapter 2. Simulations support the hypothesis that the two species inherited a poor genetic diversity from their common ancestor, some 0.8 million years ago. Albatrosses thus appear to challenge the widespread view about the negative consequences of genetic depletion on species survival. In chapter 3, the objective was to identify explicitly which model of population dynamics best applies to the wandering albatross. Populations exhibited little genetic differentiation across the species’ range. All genotypes grouped together in a cluster analysis, suggesting that current colonies have derived from one ancestral source that had a low genetic diversity. In contrast, band re-sighting data indicated that about one bird per cohort has dispersed among islands in the past decades. Therefore, low contemporary dispersal rates are not mirrored by genetic data, presumably because populations are not at migration–drift equilibrium. A metapopulation dynamics model involving the recent colonization of several islands seems consistent with the very low levels of both genetic diversity and structure within the wandering albatross. Yet, other factors likely contributed to shape current genetic patterns. The limited genetic diversity and structure raise questions about inbreeding and its effect. Thus, in chapter 4, evidence for inbreeding in the wandering albatross is reviewed. The hypothesis that reproductive success decreases with increasing genetic similarity between mates was also tested using molecular data and pair breeding histories. While the hypothesis was not supported, a lack of resolution from the markers cannot be ruled out given the very poor genetic diversity in albatrosses. Some perspectives about inbreeding-related aspects (e.g. inbreeding avoidance, purging) based on recent literature are also proposed. Overall, this wandering albatross case study leads to several stimulating hypotheses and shows how complex the understanding of inbreeding dynamics in a long-lived species may be. In chapter 5, failing to successfully apply population assignment methods (because of the lack of genetic resolution), data on Atlantic salmon (Salmo salar) were used in addition to the albatross dataset to explore the performance of an assignment method routinely used in biological investigations. Results show that critical aspects (error rate estimation, migrant detection) relate to how test assumptions are met by empirical data. They also stress the need to validate the assignment procedure with preliminary simulations. This methodological contribution is to some extent a response to the absence of uniformity in the way these methods are generally applied. To conclude, using empirical evidence on dispersal in wandering albatrosses, I suggest perspectives on the causes and the evolution of dispersal in these birds. This dissertation provides new insights about the significance and implications of genetic monomorphim in natural populations, about dispersal and population dynamics in a longlived seabird, and proposes a vision about the interaction between these factors and life history.

La capacité locomotrice est un élément essentiel du fitness de la plupart des animaux, car elle est associée directement à leur survie. L'évaluation des capacités de locomotion des animaux et de leur lien avec leurs caractéristiques physiologiques, génétiques et morphologiques, est un défi majeur. Les pétoncles ont un système locomoteur simple, dépendant d'un seul muscle, ce qui permet d'associer les aspects fonctionnels de ce muscle directement aux capacités de nage. À cette fin, j'ai exploité une technique non invasive (muscle-mètre) qui montre l'activité musculaire d'un pétoncle au cours de sa fuite d'un prédateur. Cette technique révèle un grand nombre de propriétés musculaires pouvant être reliées à des aspects génétiques et physiologiques. Ma comparaison de la production de force par le muscle adducteur de Placopecten magellanicus in vitro et in vivo souligne les avantages des mesures in vivo et suggère que l'organisation mécanique du muscle favorise la production de force lors de la fermeture des coquilles. J'ai trouvé que les conditions défavorables (exposition à l'air, manipulations) diminuent la capacité de fuite autant que les marqueurs biochimiques traditionnels qui sont beaucoup plus longs à mesurer. Toutefois, les capacités de fuite sont restées relativement stables au cours de la ponte, même si ce processus implique des contractions phasique et est censé affaiblir les pétoncles. Ainsi, la ponte n'affecte ni le nombre ni la fréquence des contractions phasiques, ce qui suggère qu'elle ne change pas la disponibilité de carburants pour les contractions phasiques. J'ai trouvé que les pétoncles utilisent les contractions toniques pour accélérer la récupération métabolique partielle du muscle phasique durant une réponse de fuite. Les contractions toniques permettent à la charge adénylique (AEC) de retrouver des valeurs normales permettant la poursuite des contractions phasiques. Enfin, l'hétérozygotie à plusieurs loci fonctionnels, une caractéristique génétique imputée à faciliter la locomotion des pétoncles, n'est guère corrélée significativement avec la capacité de fuite, chez P. magellanicus ou Argopecten purpuratus. Par contre, les propriétés morphologiques des pétoncles sont plus liées à l'hétérozygotie. Le manque de dépendance des capacités de fuite des pétoncles au stress de la ponte et à l'hétérozygotie à des loci fonctionnels reflète probablement l'importance des réponses de fuite pour leur survie. Par contre, un stress physiologique, comme l'exposition à l'air, réduit les capacités de fuite, de sorte que l'évaluation de la nage de ces animaux peut être utilisée comme un indicateur de leur vitalité.

La guêpe endoparasitoïde Tranosema rostrale transmet un ichnovirus (“TrIV”) à son hôte lépidoptère, Choristoneura fumiferana, au moment de la ponte. Ce virus, lequel possède un génome segmenté d’ADNdb et ne peut se répliquer que dans l’ovaire du parasitoïde, est essentiel à la survie de la guêpe immature à l’intérieur de son hôte. Dans une étude antérieure, 86 cadres de lecture ouverts (ORF) ont été identifiés dans le génome de TrIV, dont 35 qui ont pu être affectés à des familles de gènes ichnoviraux connues. La balance n’affichait aucune similitude à des gènes connus. Dans le but d’évaluer (i) la précision de l'annotation du génome de TrIV et (ii) l'importance relative de chaque famille de gènes dans le succès du parasitisme par T. rostrale, une analyse transcriptionnelle de type qPCR a été réalisée chez des larves de C. fumiferana infectées ainsi que dans des ovaires de T. rostrale. Alors que la majorité (91%) des ORF attribués à des familles de gènes connues ont produit des transcrits dans les larves infectées, mais à des niveaux très variables, cette proportion était plus faible (67%) pour un échantillon de 12 ORF non-attribués. Parmi les sept familles de gènes présentes dans le génome de TrIV, la famille rep est la mieux représentée, avec 17 membres; tous se sont avérés être exprimés dans des larves infectées et/ou les ovaires de guêpe. Dans les chenilles infectées, cependant, les transcrits de deux d'entre eux, F1-1 et F1-2, étaient beaucoup plus abondants que ceux des autres gènes rep. De plus, le profil transcriptionnel de la famille rep était clairement différent dans les ovaires de guêpe, où le gène C166-1 a génére le plus abondant des transcrits rep, ce qui suggère que différents membres de cette famille pourraient avoir des fonctions spécifiques dans chaque hôte. L'abondance relative des segments génomiques était plus élevée pour les deux segments portant les trois gènes rep les plus fortement exprimés chez des chenilles infectées, mais la corrélation entre ces deux variables était faible pour les autres gènes rep, suggérant que des facteurs additionnels sont impliqués dans la régulation de l'expression des gènes rep chez les larves infectées. Des différences entre les gènes rep de TrIV ont également été observées en ce qui a trait à l'abondance relative des transcripts dans différents tissus de C. fumiferana, ce qui suggère l’existence de rôles distincts ou d’une spécialisation pour chacun des membres de cette famille à l’intérieur de différents tissus. Lorsqu’on compare les niveaux de transcripts rep, dans des chenilles infectées, à ceux de gènes appartenant à d'autres familles connues du génome de TrIV, un gène de la famille TrV (TrV1) et un gène rep (F1-1) se sont avérés beaucoup plus fortement transcrits que tous les autres gènes examinés, soulignant l'importance probable de ces deux familles dans la subjugation de C. fumiferana par T. rostrale. Dans les ovaires de guêpe, le profil transcriptionnel était dominé par un gène rep et par un membre d'une famille nouvellement décrite et identifiée parmi des ORF qui n’avaient pu être attribués à des familles connues; ces gènes codent pour les protéines sécrétées affichant un nouveau motif cystéine. / The endoparasitic wasp Tranosema rostrale transmits an ichnovirus (“TrIV”) to its lepidopteran host, Choristoneura fumiferana, during parasitization. This virus, which has a segmented dsDNA genome and can replicate only in the wasp’s ovaries, is essential to the survival of the immature wasp within its host. In a prior study, 86 putative open reading frames (ORFs) were identified in the TrIV genome, including 35 that could be assigned to previously recognized ichnoviral gene families. The balance displayed no similarity to known genes. In an effort to assess (i) the accuracy of the TrIV genome annotation and (ii) the relative importance of each gene family in the success of parasitism by T. rostrale, a temporal and tissue-specific qPCR transcriptional analysis was conducted in infected C. fumiferana hosts and T. rostrale wasp ovaries. The majority (91%) of putative ORFs assigned to known gene families were observed to be expressed in infected larvae, albeit at widely varying levels, but this proportion was lower (67%) for a sample of 12 unassigned ORFs. Among the seven known gene families present in the TrIV genome, the rep family is the numerically most important one, with 17 members; all of these were shown to be expressed in infected larvae and/or wasp ovaries. In infected caterpillars, however, two of them, F1-1 and F1-2, had much more abundant transcripts than the others. The rep transcriptional profile was markedly different in wasp ovaries, where the C166-1 gene generated the most abundant rep transcripts, suggesting that different members of this family may have host-specific functions. Relative abundance of genome segments was highest for the two segments bearing the three most highly expressed rep genes, but the correlation between these two variables was poor for the other rep genes, suggesting that some other factors are involved in the regulation of rep gene expression in infected larvae. Inter-gene differences were also observed in the relative abundance of TrIV rep transcripts in different C. fumiferana tissues, pointing to tissue-specific roles or specialized functions for individual members of this gene family. In comparing rep transcript levels to those of genes belonging to other known TrIV gene families, a TrV (TrV1) and a rep (F1-1) gene clearly outnumbered all other genes examined in infected caterpillars, pointing to the likely importance of these two gene families in host subjugation by T. rostrale. In wasp ovaries, the transcriptional profile was dominated by a rep gene and a member of a newly described family identified among previously unassigned ORFs; these genes encode secreted proteins displaying a novel cysteine motif.

La distribution circumpolaire de la morue arctique (Boreogadus saida) s’étend dans toutes les mers arctiques. La morue arctique occupe une place unique dans le réseau alimentaire marin arctique en assurant le transfert d’énergie entre les espèces des niveaux trophiques inférieurs et les grands prédateurs arctiques tels que les mammifères et les oiseaux marins. Afin de limiter la vulnérabilité des morues juvéniles à la prédation et/ou au cannibalisme à la fin de la courte saison de croissance en Arctique, la stratégie de reproduction de cette espèce clé vise l’atteinte d’une taille pré-hivernale maximale pour les juvéniles. Deux mécanismes adaptatifs principaux, soit la période d’éclosion et la croissance initiale, influencent la variabilité dans la survie des morues arctiques juvéniles en fonction des conditions environnementales. Dans un écosystème en mutation caractérisé par une forte variabilité saisonnière et interannuelle, les dynamiques d’éclosion et de croissance de la morue arctique ont expressément besoin d’être étudiées. Au cours de la présente étude doctorale, j’ai déterminé la date d’éclosion des morues échantillonnées d’avril à septembre 2004 dans le sud-est de la mer de Beaufort. Les résultats obtenus suggèrent l’existence de deux populations distinctes de larves de morue arctique dans la région d’étude. D’une part, une population côtière dont l’éclosion hâtive (janvier à mars) s’effectuerait à l’intérieur du refuge thermique (T ≥ -0,47) occasionné par les conditions estuariennes du lac Herlinveaux qui s’étend sous la glace côtière en hiver. D’autre part, une population du large dont l’éclosion serait retardée jusqu’au printemps (avril à juin) et coïnciderait avec la dislocation du couvert de glace marine ainsi que le déclenchement vernal de la production biologique sur le plateau Mackenzie et dans le golfe d’Amundsen. Les missions d’échantillonnage automnales de 2002 à 2006 ont permis de décrire la variabilité interannuelle dans les patrons d’éclosion des juvéniles de morue arctique. Cette variabilité repose principalement sur la proportion relative des morues survivantes d’éclosion hâtive pour chaque année échantillonnée et semble reliée aux variations des facteurs environnementaux dominants de l’habitat. En définitive, cette étude doctorale a permis de mieux documenter la stratégie de reproduction de la morue arctique dans le sud-est de la mer de Beaufort permettant de maximiser la taille des juvéniles à l’aube du premier hiver sous la glace. / Arctic cod (Boreogadus saida) is widely distributed in circumpolar Arctic seawaters and plays an important role in transferring energy from lower trophic levels to higher predators in the Arctic marine food web. To limit vulnerability of young Arctic cod to predation and/or cannibalism at the end of short Arctic summers, reproductive strategy of this key species has evolved to reach the largest pre-winter size of cod juveniles. Two adaptative mechanisms strongly influence variability in survival of juvenile Arctic cod in relation to environmental conditions: the hatching season and early growth. In a changing Arctic climate that exhibits interannual variations and strong seasonality, hatching and growth dynamics of Arctic cod urgently need to be address. In this study, we first determined the individual hatch dates of juvenile Arctic cod sampled in southeastern Beaufort Sea during fall expeditions over a five-year period (2002-2006) and from April to August in 2004. The results suggest the existence of two distinct populations of larval Arctic cod in the study area. First, an inshore population that hatches early in winter (January to March) in the thermal refuge (T ≥ -0.47) provided by the estuarine waters of Mackenzie Lake extending under landfast ice. Second, an offshore population of delayed hatching (April to June) that coincide with the ice break-up and the vernal onset of biological productivity on the Mackenzie Shelf and in the Amundsen Gulf. The interannual variability (2002-2006) documented in hatching patterns of juvenile cod results from the relative importance of early-winter hatchers surviving each year and is partly related to variations in dominant environmental factor in the habitat. Overall, this study documents the reproductive strategy of Arctic cod in southeastern Beaufort Sea that aim to maximize size of juvenile at the onset of their first winter under the ice.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / La migration nucléaire du récepteur nucléaire CAR est l'événement central du modèle expliquant l'induction des gènes CYP2B par les inducteurs de type phénobarbital. Chez des souris CAR-négatives, l'induction des CYP2B est absente. Récemment, des résultats en contradiction avec ce rôle de CAR dans l'induction du gène Cyp2bl0 furent publiés sans que cette interprétation ne soit mentionnée. Afin de vérifier la validité de ces données cruciales, certaines des expériences présentées dans la publication susmentionnée furent répétées. Les résultats obtenus suggèrent que CAR est requis pour qu'il y ait induction du niveau d'ARNm de CYP2B10. Le rôle de la protéine de Wemer dans la transcription fut aussi étudié. Les résultats obtenus suggèrent qu'elle est impliquée dans la transcription des gènes CYP2B et qu'elle se fixe à différents facteurs transcriptionnels. Finalement, le rôle du GR dans l'induction des CYP2B fut étudié. Les résultats obtenus montrent que la GRU flanquant CYP2B2 possède un site accessoire putatif.

Le phénobarbital (PB) induit fortement la transcription des gènes hépatiques CYP2Bl et CYP2B2 chez le rat. L'inductibilité de ces deux gènes est conférée par un « enhancer » transcriptionnel de 163 paires de bases situé en amont du point d'initiation de la transcription: l'unité de réponse au PB (PBRU). La PBRU contient trois sites de liaison pour des récepteurs nucléaires: NRl, NR2 et NR3. Le modèle actuel d’induction prévoit que suite à l'exposition au PB, le récepteur nucléaire CAR est déplacé du cytoplasme vers le noyau ou il active la transcription des CYP2B en se fixant sur les sites NR de la PBRU. Les résultats obtenus suggèrent qu'il n'y a pas de corrélation évidente entre la liaison de CAR sur NR3 in vitro et l'induction observée dans des hépatocytes de rat en culture primaire. D'autres protéines peuvent se lier aux sites NRI et NR3 dont certaines se fixent sous forme de monomères et leur participation possible dans l'induction a été étudiée. D'autres analyses ont mis en évidence que CYP2B2 est une cible transcriptionnelle de l'hélicase Werner (WRN). Le syndrome de Werner est une maladie cliniquement associée à un vieillissement prématuré. Le gène WRN code pour une hélicase de la famille RecQ qui participe à la réparation de l'ADN, à la réplication et à la maintenance des télomères. Certaines études ont suggéré que WRN participe à la transcription associée à l'ARN polymérase II (Pol II) sans toutefois en préciser le rôle. Les résultats montrent que WRN est recrutée sur le promoteur de CYP2B2 en réponse au traitement au PB. De plus, le niveau basal et induit de CYP2B 1 0 est diminué dans des souris qui portent une délétion du domaine hélicase de Wrn comparativement à des souris sauvages. Enfin nous avons observé qu'il y a in vitro un site de liaison de WRN dans le promoteur de CYP2B2.

Les micro-organismes constituent 90 % de la matière vivante océanique. Parmi eux, le Crenarchaeota Candidatus Nitrosopumilus maritimus a récemment été isolé, révélant que les membres du même clade sont responsables d'une grande part de la nitrification, dans le cycle de l'azote. Ce potentiel biochimique est détecté chez les Crenarchaeota avec une approche moléculaire, avec la présence et l'expression du gène de la sous-unité A de l'ammonium monooxygénase (amoA). L'environnement échantillonné, la région des Eaux du Nord (Nord de la Baie de Baffin, entre l'île Ellesmere et le Groenland) a une productivité biologique parmi les plus élevées en Arctique. Celle-ci résulte notamment d'apports externes de nitrate, le produit final de la nitrification. Les résultats obtenus démontrent que le gène amoA était abondamment présent et exprimé dans les Eaux du Nord, que sa distribution et son expression étaient influencées par certains paramètres environnementaux et que sa diversité phylogénétique différerait entre les analyses basées sur l'ADN (présence) et l'ADNc (expression).

L’un des principaux objectifs des travaux présentés dans cette thèse était d’étudier les mécanismes moléculaires de l’évolution contemporaine chez le saumon atlantique (Salmo salar) à l’aide de la technique des bio-puces. La création de lignées de saumon d’élevage est un exemple d’évolution contemporaine dirigée par une activité humaine. La comparaison des niveaux de transcription de milliers de gènes entre saumons d’élevage, saumons sauvages et leurs hybrides nous a permis d’en identifier certains dont le niveau de transcription présentait des différences héritables entre ces groupes. Ces résultats nous renseignent sur les mécanismes génétiques de l’évolution parallèle et permettent d’évaluer l’ampleur des différences génétiques accumulées en 25 à 35 ans entre saumons d’élevage et sauvages ainsi que l’importance relative de l’additivité dans le contrôle génétique des niveaux de transcription géniques. Ils appuient l’idée que des mesures limitant les échappées de saumons d’élevage doivent être prises rapidement. Dans d’autres travaux, l’estimation du Qst ainsi que de l’héritabilité du niveau de transcription de milliers de gènes nous a permis d’appliquer une méthode nouvelle, le « balayage transcriptomique », afin d’identifier des gènes pour lesquels le contrôle génétique du niveau de transcription a potentiellement évolué en 6 générations sous l’effet de la sélection naturelle chez deux sous-populations de saumon de la rivière Ste-Marguerite. Un autre objectif de ces travaux était l’étude des mécanismes moléculaires de la plasticité phénotypique. Ainsi, la comparaison des niveaux de transcription géniques chez des juvéniles de saumons sains ou atteints de saprolegniose nous a permis d’identifier plusieurs des acteurs potentiels de la réponse immunitaire à cette infection, incluant notamment plusieurs gènes codant pour des protéines de la réponse immunitaire non-spécifique. Enfin, nous avons identifié, en comparant le niveau de transcription de 16006 gènes dans les cerveaux de saumons juvéniles dominants ou subordonnés en présence ou en l’absence de truite arc-en-ciel, certains acteurs moléculaires potentiellement impliqués dans la perte plastique de dominance sociale chez de jeunes saumons mis en présence de truites, contribuant ainsi à développer les connaissances sur les liens entre la transcription génique et la plasticité comportementale dans le contexte d’interactions compétitives entre espèces invasives et espèces indigènes. / One of the main objectives of the work presented here was to study the molecular mechanisms of contemporary evolution in Atlantic salmon (Salmo salar) using microarrays. The creation of salmon breeding lines through artificial selection is an example of contemporary evolution driven by human activities. Comparing the transcription levels of thousands of genes between farmed salmon, wild salmon and their hybrids allowed us to identify genes of which the transcription level showed heritable differences between these groups. The results inform us on the genetic mechanisms of parallel evolution and allow us to evaluate the extent of the genetic differences accumulated in only 25 to 35 years of artificial selection between wild and farmed salmon as well as the prevalence of additivity in the genetic control of gene transcription. These results also support the idea that measures to markedly reduce escapes of farmed salmon and their reproduction in the wild are urgently needed. In another study, estimating gene transcription level Qst and heritability for thousands of genes allowed us to apply a new method, the «transcriptome scan», to identify genes for which the genetic control of transcription is likely to have evolved in only 6 generations under the effect of directional selection in two Atlantic salmon sub-populations from rivière Ste-Marguerite. Another goal of this thesis was to study the molecular mechanisms of phenotypic plasticity. Hence, the comparison of transcript levels from saprolegniosis-affected or healthy salmon juveniles allowed us to identify several potential actors of the immune response to this infection, including several genes coding for proteins of the acute-phase response. Finally, we compared the transcription levels of thousands of genes in the brains of socially dominant or subordinate salmon juveniles in absence or presence of rainbow trout (O. mykiss), which allowed us to identify several potential molecular actors in the plastic loss of social dominance hierarchies in salmon in presence of trout. This contributes to a better understanding of the relation between gene transcription and behavioural plasticity in the context of competitive interactions between invasive and native species.

Exposé au froid, l'oiseau peut perdre d'importantes quantités de chaleur par les pieds, particulièrement lors des vasodilatations au froid (VDAF) nécessaires pour éviter la congestion vasculaire et le gel tissulaire. La difficulté de mesurer les pertes de chaleur par les pieds aviens avec les techniques disponibles nous a incités à développer une méthode par calorimétrie infrarouge calibrée à partir d'un pied palmé artificiel (PPA) chauffé électriquement. La morphologie du PPA était basée sur celle des pieds de la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica).... L'étude a également permis de mettre en évidence l'effet isolant procuré par les couches limites du PPA et du substrat. Nous en concluons que, malgré une calibration exigeante, la calorimétrie thermographique s' avère une méthode prometteuse pour quantifier, avec un minimum de contraintes expérimentales, les pertes de chaleur en conditions naturelles chez les oiseaux.

Dans les océans, les microbes sont à la base de la chaîne alimentaire et sont essentiels aux cycles biogéochimiques marins. Le domaine de l'écologie marine moléculaire a révélé que les microbes eucaryotes présentent une grande diversité à tous les rangs taxonomiques. Des recherches étudiant le gène ARNr 18S à partir de l'ADN ont fourni des informations phylogénétiques sur les communautés microbiennes eucaryotes dans l'océan Arctique. Ce projet constitue la première étude portant sur la diversité de ces communautés à partir des transcrits d'ARNr. Ces transcrits ont révélé l'identité taxonomique des communautés microbiennes eucaryotes actives dans cette région sensible aux changements climatiques. En plus, ceci est la première étude, en haute mer, de la nitrate réductase assimilatrice (NR), un gène eucaryote fonctionnel clé. La comparaison entre l'ADN et l' ARN fourni de l'information sur l'histoire des masses d'eau et permet de lier la taxonomie et l'activité dans un environnement naturel.