Le nombre important de saumons atlantiques domestiques échappés annuellement a le potentiel d'engendrer des conséquences négatives pour les populations sauvages. Cette situation pourrait entraîner un fardeau génétique accru, de même qu'une capacité réduite à s'adapter aux changements environnementaux chez les populations sauvages. L'objectif principal de ce projet de maîtrise est de vérifier si des populations sauvages distinctes de saumons atlantiques subissent des conséquences génétiques différentes à la suite de l'hybridation avec des saumons d'origine domestique. Les niveaux d'expression de 16 000 transcrits ont été mesurés chez des individus de cinq lignées, soit: deux populations sauvages, une lignée domestique ainsi que deux lignées rétrocroisées (hybride x sauvage). Les profils de transcription de ces cinq lignées ont été comparés afin de caractériser leurs niveaux de différenciation, les fonctions biologiques affectées par l'hybridation ainsi que la présence d' effets additifs versus non-additifs dans la régulation de l'expression des gènes. Nous mettons ainsi en évidence que i) les deux populations sauvages sont génétiquement différentes, ii) la population domestique est distincte des deux populations sauvages, et iii) l'hybridation entre des individus domestiques et sauvages entraîne des conséquences spécifiques dans chacune des populations sauvages subissant l'introgression. Globalement, cette étude démontre que les effets engendrés par l'hybridation introgressive dépendent de l'architecture génétique des populations introgressées.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Les poissons de la famille Salmonidae ont posé de nombreuses difficultés aux systématiciens qui ont tenté d'élucider leurs relations évolutives. Plusieurs ambiguïtés persistent à tous les niveaux de la phylogénie de cette famille et un portrait phylogénétique exhaustif comprenant de nombreux représentants de Salmonidae n'a toujours pas été obtenu. Différentes causes ont été suggérées pour expliquer les difficultés à obtenir un consensus phylogénétique, mais la portion relativement restreinte des taxons échantillonnée jusqu'ici pour effectuer les inferences milite en faveur de cette nouvelle stratégie. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, des séquences mitochondriales (gènes cytochrome b et cytochrome c oxydase I; 2403 pb) et des AFLP (3304 loci) ont été produits afin de conduire des analyses phylogénétiques sur 107 taxons représentant une portion importante de la biodiversité spécifique de la famille. Afin de vérifier la congruence et la robustesse des différents signaux, de diminuer l'influence d'erreurs stochastiques et d'évaluer l'apport de l'échantillonnage des taxons sur la phylogénie, une supermatrice comprenant l'ensemble des séquences mitochondriales et nucléaires disponibles sur GenBank a été élaborée à partir de ce vecteur de taxons, constituant ainsi le plus grand nombre d'évidences (taxons et caractères) ayant été amenées dans un cadre phylogénétique jusqu'à ce jour. Cette stratégie a permis d'améliorer la résolution phylogénétique par l'augmentation du signal historique et la détection de biais systématiques, mettant en évidence certaines des difficultés biologiques (par ex.: hybridation, radiations) et méthodologiques ayant mené aux nombreuses contradictions entre les hypothèses phylogénétiques précédentes. En plus d'offrir un portrait qui fait plus que doubler le nombre d'espèces incluses dans la phylogénie et d'avoir inféré avec robustesse la séquence évolutive des genres de Salmoninae, la reconstruction temporelle de l'évolution et des taux de diversification obtenue par l'enracinement de l'arbre phylogénétique avec le groupe Esociformes et l'inclusion de cinq points de calibration fossile témoigne de l'ampleur temporelle de l'évolution dans Salmonidae et demande de considérer une nouvelle hypothèse pour l'enracinement de la famille et la séquence évolutive de ses sous-familles.

L' objectif général de cette étude consistait à décrire la stratégie de reproduction de l'alose savoureuse (A/osa sap idiss ima) dans le fleuve Saint-Laurent. Une campagne d' échantillonnage réalisée tout au long de l'été 2006 suivie d'analyses en laboratoire des échantillons recueillis ont permis de répondre aux principaux objectifs de cette étude. Le premier objectif était de trouver des indices de l'existe~ce de frayères inconnues jusqu'à . présent dans le système du Saint-Laurent. Le deuxième objectif consistait à déterminer si les aloses du Saint-Laurent se reproduisent par pontes multiples. L' objectif numéro trois consistait à approfondir les connaissances sur les périodes de fraie, d'éclosion et sur la croissan~e des jeunes de. l'année et le quatrième objectif était de déterminer s' il y a une mortalité sélective en fonction de la taille chez les aloses savoureuses lors de leur premier été de vie. La méthode utilisée pour rechercher des nouveaux sites de fraie consistait à évaluer l'âge des plus jeunes poissons capturés à l'aide de leurs otolithes pour estimer le secteur dans lequel ils ont pu naître. Nous avons trouvé que l'alose fraie fort probablement dans les secteurs suivants: Montréal, Trois-Rivières, Batiscan et l'Île d'Orléans. Les observations que nous avons faites sur les distributions des dates de naissance dans le temps et dans l'espace nous mènent à croire que l'alose se reproduit probablement par pontes multiples et nous avons émis l 'hypothèse voulant que certains géniteurs débutent leur saison de reproduction en frayant à des sites en amont et qu'ils migrent pour se reproduire successivement dans des frayères plus en aval. Nous avons observé que la courbe de croissance des jeunes aloses de l'année suivait une fonction de Gompertz et que les poissons nés plus tard au cours de l'été croissaient significativement plus rapidement que ceux nés plus tôt. Nous avons trouvé que le taux de croissance plus élevé des poissons nés plus tard est associé à des températures plus chaudes rencontrées dès leur naissance. Les mesures effectuées sur les otolithes ne nous ont pas permis de répondre au dernier objectif qui était de déterminer s'il Y a une mortalité sélective en fonction de la taille chez les jeunes de l'année. En effet, des différences trop importantes entre les mesures prises sur les otolithes droite et gauche des aloses nous ont empêché de pouvoir rétro calculer la taille des poissons à la naissance.

Plusieurs sommets occupés par une végétation de toundra sont répartis à travers la zone boréale au Québec jusqu'à la limite nord de la toundra forestière. Leur formation et la diversité végétale qui s'y trouve ont été peu étudiées jusqu'à maintenant. L'objectif principal de cette étude est donc de répertorier la flore des sommets de toundra le long d'un transect latitudinal et de relier leur nature et leur diversité à plusieurs facteurs causaux potentiels, dont la latitude, l'altitude de la limite des arbres, le temps écoulé depuis le dernier feu, l'époque présumée du déboisement des sommets alpins et la proportion de sol nu. L'objectif secondaire de cette étude est d'évaluer la relation qui existe entre l'altitude de la limite des arbres et la latitude. Les résultats montrent que le feu associé au climat est l'élément responsable de la création des sommets de toundra. Après un feu, les populations arborescentes se régénèrent en fonction des conditions climatiques. Tous les sommets semblent avoir été dénudés pendant deux périodes de l'Holocène, soit entre 100 à 400 années cal. BP et 1150 à 2000 années cal. BP. Le temps écoulé depuis le dernier feu et l'époque du déboisement exercent peu d'influence sur la végétation des sommets alpins étudiés, probablement à cause de l'ancienneté des événements de feu considérés. Les délais de plusieurs centaines d'années entre le dernier feu ou l'époque du déboisement des sommets alpins sont suffisamment longs pour que le couvert végétal se soit uniformisé. C'est la position latitudinale et la superficie des sommets alpins qui exercent le plus d'influence sur la diversité floristique des îlots de toundra alpine. L'influence de la superficie sur la flore a trait au nombre d'espèces présentes sur les sommets alpins étudiés et sur la diversité végétale. La position latitudinale des sommets alpins a une influence sur la fréquence à laquelle les espèces arctiques, subarctiques et forestières apparaissent. Nos résultats permettent d'approfondir les connaissances sur la répartition des espèces arctiques et subarctiques. La structure de la végétation des sommets alpins étudiés est rudimentaire par rapport à celle de la végétation forestière adjacente. Seules quelques espèces arctiques et subarctiques sont présentes sur ces sommets. Le nombre d'espèces qui risqueraient de disparaître si les sommets de toundra alpine étaient recolonisés par la forêt est donc plutôt faible.

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, 2009-2010 / La résistance aux endoparasitoïdes hyménoptères chez les pucerons est un phénomène complexe impliquant des insectes et des symbiotes bactériens. Il est ainsi maintenant accepté que les symbiotes bactériens facultatifs du puceron du pois Acyrthosiphon pisum, plus particulièrement le symbiote Hamiltonella defensa, jouent un rôle primordial dans la capacité qu'a l'hôte de résister à son principal parasitoïde, Aphidius ervi. Par ailleurs, il a également été démontré que la chaleur pouvait avoir un impact majeur sur la résistance en réduisant celle-ci de manière significative, suggérant du même coup une thermosensibilité des symbiotes. Cette étude va plus loin en abordant l'impact de stress thermiques et UV sur le mécanisme de la résistance d'A. pisum au parasitoïde A. ervi, en lien avec différents types de symbiotes bactériens facultatifs, incluant un nouveau symbiote facultatif désigné sous le nom de PAXS (pea aphid X-type symbiont).

Nous examinons l'effet du couvert de neige sur la distribution spatiale des nids d'hiver des lemmings variables (Discrofonyx groenlandicus) et des lemmings bruns (Lemmus frimucronafus) sur l'île Bylot au Nunavut, Canada. Nous validons une méthode permettant de détecter l'activité de reproduction des petits mammifères à l'intérieur des nids d'hiver et étudions l'effet de la structure de l'habitat sur l'occurrence de cette reproduction. Nous évaluons le rôle du couvert nival en tant que protection contre la prédation exercée par l'hermine (Musfela erminea) et le renard arctique (Vulpes lagopus) sur les nids d'hiver des lemmings. Nos résultats suggèrent -que les nids d'hiver des deux espèces de lemmings sont principalement distribués sur des sites où l'hétérogénéité de la micro-topographie est élevée, la pente est forte, le couvert nival est épais et offre une protection thermique et l'abondance des mousses est relativement élevée. Nous démontrons qu'il est possible d'inférer l'occurrence de reproduction hivernale des petits mammifères à partir des fèces récupérées dans les nids d'hiver. Les probabilités d'occurrence de reproduction augmentent dans les sites à faible altitude à l'intérieur des nids de lemmings variables et avec la disponibilité de certaines plantes graminoïdes à l'intérieur des nids de lemmings bruns. L'épaisseur du couvert nival n'influence pas la prédation des nids d'hiver des lemmings par les hermines, mais semble limiter les tentatives de prédation exercées par les renards arctiques. En somme, nous concluons que le couvert nival joue un rôle déterminant sur la structure spatiale des populations de lemmings pendant l'hiver arctique.

La présence d’hybrides asexués gynogénétiques entre Fundulus diaphanus et F. heteroclitus à deux sites en Nouvelle-Écosse (Porter’s Lake et Saint-Mary’s River) est documentée dans la littérature. Un échantillonnage aléatoire de Fundulus à douze stations le long du gradient de salinité de Porter’s Lake et le génotypage à l’aide de huit marqueurs microsatellites a permis de découvrir la présence d’un clone principal et de ses dérivés mutationnels, constituant ensemble 97% des hybrides. D’autre part, une méthode d’identification morphologique des F. diaphanus, des F. heteroclitus et des hybrides basée sur un algorithme de vraisemblance maximale a été élaborée pour utilisation sur le terrain, permettant une diagnose rapide et efficace à plus de 90%. Une grande variabilité morphologique des hybrides a été observée à l’aide de la morphométrie géométrique. Finalement, la vaste répartition d’un clone principal et de ses dérivés mutationnels, morphologiquement variables, laisse supposer la présence un génotype généraliste à Porter’s Lake. / Presence of asexual hybrids between Fundulus diaphanus and F. heteroclitus at two sites in Nova Scotia (Porter’s Lake and Saint-Mary’s River) has been documented in the literature. Random sampling of Fundulus along the salinity gradient of Porter’s Lake and genotyping using eight microsatellite markers revealed one main clone and its mutational derivatives in the lake, representing 97% of hybrids encountered. Also, a novel method of morphological identification of F. diaphanus, F. heteroclitus and hybrids based on a maximum likelihood algorithm has been elaborated for fieldwork purposes, allowing a quick, over 90% efficient, way to diagnose the three Fundulus types. Morphological analyses performed using geometric morphometrics also revealed that hybrids were no less variable morphologically than parental species. Finally, the presence of one main clone in different salinities and an important morphological variability suggest the presence of a General-Purpose Genotype in Porter’s Lake.

Le développement du complexe hydroélectrique La Grande, localisé dans la région de la Baie-James (Qc), a débuté au cours des années 1970. Comme ce complexe est situé à la limite sud de l'aire de répartition des deux troupeaux de caribous migrateurs du Québec, soit les troupeaux de la Rivière-George et de la Rivière-aux-Feuilles, il pourrait y avoir des répercussions à court et à long terme sur ces populations d'ongulés. Ce projet de recherche a donc pour objectif de décrire l'activité du caribou migrateur à proximité des réservoirs hydroélectriques du complexe La Grande à l'aide de l'analyse dendroécologique des cicatrices de piétinement. Cette méthode, basée sur la formation de lésions produites par l'impact des sabots du caribou sur les racines superficielles des conifères, permet de retracer l'activité des caribous dans une région donnée. La fréquentation des sites conifériens est évaluée au moyen des distributions de fréquence de l'âge des cicatrices de piétinement, ce qui permet de fournir un indice du passage du caribou au cours des dernières décennies. Des sites ont été échantillonnés à proximité des réservoirs LG4 et Caniapiscau ainsi que sur les îles formées suite à la mise en eau. Les résultats indiquent que la présence des caribous est très récente dans la région de LG4, variant de modérée à faible durant la décennie 1990 et devenant très forte au début des années 2000. La mise en eau du réservoir LG4 dans les années 1980 n'aurait donc pas affecté les déplacements des caribous. La courbe d'activité moyenne pour le secteur de Caniapiscau indique une augmentation graduelle de l'activité depuis 1975 jusqu'au début des années 1990, suivi d'un déclin considérable jusqu'à aujourd'hui. Lors de la mise en eau du réservoir Caniapiscau, l'activité était beaucoup plus importante sur les îles qu'en périphérie. Bien que quelques différences dans l'activité soient survenues en fonction de l'emplacement des sites lors la mise en eau, celle-ci n'aurait pas eu d'effet majeur à long terme sur les déplacements des caribous. Finalement, nous suggérons que les tendances d'activité obtenues dans cette étude seraient, en grande partie, le résultat d'une variation dans la taille des populations mais aussi du changement dans la distribution géographique des deux troupeaux.

Le diméthylsulfure (DMS) est le principal gaz biogénique sulfuré émis de l'océan vers l'atmosphère. TI peut exercer un effet refroidissant sur le climat en formant des aérosols sulfatés et en intensifiant l'albédo des nuages de basses altitudes, diminuant la quantité d'énergie radiative atteignant la surface de la Terre. Bien que le DMS puisse être produit directement par certaines espèces phytoplanctoniques, il provient principalement des bactéries hétérotrophes via la dégradation de son précurseur, le diméthylsulfoniopropionate (DMSP). Le DMSP est synthétisé par le phytoplancton en différentes concentrations selon les conditions environnementales, incluant la disponibilité du fer. La présente étude porte sur la dynamique microbienne du DMSP dans le Pacifique nord-est le long d'un gradient naturel en fer. Mes résultats montrent qu'une plus grande disponibilité en fer dans cette région océanique limitée en fer favorise la croissance des espèces productrices de DMSP et augmente le taux de conversion bactérien de DMSP en DMS. Ensemble, ces résultats indiquent que les apports en fer peuvent avoir un effet refroidissant sur le climat dans le Pacifique nord-est.