Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / L’objectif de comprendre la dynamique forestière des peuplements de la pessière à mousses au nord du lac Saint-Jean (Québec). L’intervalle des feux moyen a été mesuré dans des stations représentatives d’une chronoséquence forestière à l’aide de la datation 14C de charbons de bois des sols forestiers. La structure, la date d’établissement des peuplements et la composition botanique des charbons montrent que les forêts étudiées évoluent sous une dynamique de récurrence. Les espèces bien adaptées au feu colonisent les régions ou les feux sont fréquents, tandis que les espèces peu adaptées au feu sont confinées aux stations où les feux sont rares. L’analyse des datations et de la composition des charbons de bois à l’échelle régionale indique que les feux sont présents dans la région depuis au moins 8000 ans et que le régime des feux et la composition des peuplements est demeurée stable au cours des 5000 dernières années.

Deux tiers des écosystèmes sont maintenant concernés par les effets du peuplement humain et de ses activités. Les impacts anthropiques ont des conséquences considérables sur la biodiversité. La translocation de populations de plantes et d’animaux dans différents environnements est une des principales perturbations anthropiques subies par les populations naturelles. Les salmonidés sont parmi les espèces les plus sévèrement affectées par l’hybridation introgressive, résultant d’une longue tradition d’ensemencement d’individus domestiques. L’objectif principal des travaux présentés dans cette thèse était d’identifier et caractériser en nature l’ampleur des différences génomiques fonctionnelles entre populations domestiques et sauvages chez l’omble de fontaine. La documentation de ces mécanismes moléculaires a été abordée sous trois axes d’études, i) génomique, ii) transcriptionnel iii) et immunitaire. Au moyen de nombreux marqueurs codants, nous avons identifié des régions qui représentaient des barrières à l’introgression ou de l’introgression adaptative d’allèles domestiques dans le génome sauvage. D’un point de vue fonctionnel, nos analyses ont révélé que l’introgression d’allèles domestiques était corrélée à des changements physiologiques qui se traduisaient par une reprogrammation de l’expression de gènes impliqués dans la croissance, le métabolisme énergétique et l’immunité. Globalement, les dérégulations transcriptionnelles chez les hybrides, la baisse de valeur adaptative associée à certains allèles domestiques de gènes, incluant le CMH, ainsi que l’introgression de variations génétiques potentiellement adaptatives, ont permis de mieux comprendre certains mécanismes sous-jacents à l’hybridation introgressive. D’un point de vue appliqué, cela permet d’envisager les conséquences des pratiques d’ensemencements sur l’intégrité génomique des populations sauvages ainsi que le potentiel adaptatif de ces populations. / Two thirds of the earth’s surface is impacted by human activities. These anthopogenic impacts have considerable consequences for biodiversity. One major anthropogenic impact on wild populations is the translocation of plants and animals. Salmonids are one of the species which is most affected by a long tradition of stocking to support recreational activities and fisheries, resulting in a massive introgression of domestic genes into wild salmonid populations. The main goal of this thesis was to identify and characterize the nature and scale of functional genomic differences between domestic and wild brook charr populations. We takle this objective through three approaches i) genomic studies, ii) measures of transcriptional divergence, and iii) measures of immune system function. With the help of numerous genetic markers in gene coding regions, we identified loci for which selection has favored or hampered the introgression of genomic blocks into the introgressed wild populations for traits related to evolutionary fitness such as growth, energy metabolism, and immunity. Functionally, our analysis revealed that introgression was correlated with a physiological reprogramming that was underlined by misregualtion of gene expression also involved in growth, energetic metabolism and, immunity. Globally, the reduction of adaptive introgression of domestic alleles, and differences in transcriptional patterns, helped us gain a better understanding of some of the mechanisms of outbreeding depression and predict the consequences of stocking practices on the genomic integrity and adaptive potential of wild populations.

L’hybridation est un phénomène observé tant chez les plantes que chez les animaux, mais qui n’avait toutefois jamais été détecté chez le zooplancton marin. Cette thèse vise à caractériser l’hybridation entre Calanus glacialis et C. finmarchicus afin d’évaluer son impact sur la dynamique des populations dans l’ouest de l’Atlantique. De plus, les méthodes d’identification morphologique et génétique sont comparées et combinées afin de tester leur capacité à discriminer les espèces parentales et les hybrides. Dans le deuxième chapitre, une grande variabilité spatio-temporelle du chevauchement de la longueur de prosome entre les espèces C. glacialis et C. finmarchicus est montrée pour les copépodites de stade V. Ce chevauchement de taille entraine une identification erronée et donc, une sous-estimation considérable de l’abondance de C. glacialis dans l’estuaire du Saint-Laurent et sur la côte du Labrador. Au troisième chapitre, la présence d’hybrides est d’abord établie. Il existe une grande variabilité spatiale dans la fréquence des hybrides dans la zone hybride, soit de l’archipel canadien arctique au golfe du Maine, chez le stade copépodite V. De plus, la longueur de prosome des hybrides varie en fonction des génotypes dans l’aire d’étude. Dans le quatrième chapitre, il est mis en évidence que la phénologie reproductive des femelles adultes hybrides est intermédiaire à celles des espèces parentales dans l’estuaire du Saint-Laurent. En revanche, le succès reproducteur et le phénotype des femelles adultes hybrides sont similaires à ceux de leur ancêtre maternel. Les hybrides représentent une faible proportion de la production totale d’œufs de mars à juillet. Ainsi, malgré la présence de flux génique entre C. glacialis et C. finmarchicus, les espèces parentales conservent leur intégrité et sont isolées temporellement dans la zone hybride. Les effets sur la dynamique des populations des espèces parentales semblent minimes. Les recherches à vernir devraient tenter de révéler l’hybridation entre ces espèces dans d’autres zones et d’investiguer l’effet des variations de phénologie reproductive et d’advection sur l’abondance d’hybrides. L’hybridation entre d’autres espèces de zooplancton marin semble également plausible. / Hybridization is a phenomenon observed in plants and animals which to date has never been detected in marine zooplankton. This thesis aims to characterise hybridization between Calanus glacialis and C. finmarchicus in order to evaluate the impact on species population dynamics in the West Atlantic. In addition, morphological and genetic identification were compared and combined to test their potential for discrimination of parental species and hybrids. In the second chapter, a great spatio-temporal variability in overlap in prosome length between C. glacialis and C. finmarchicus is shown for stage V copepodites. This overlap in prosome length has the consequence of misidentifying and thus, considerably underestimating C. glacialis’ abundance in the St. Lawrence Estuary and on the Labrador Coast. In the third chapter, it is shown that hybrids exist, and that there is substantial spatial variability in their frequency in the hybrid zone, from the Canadian Arctic Archipelago to the Gulf of Maine, for the copepodite stage V. Moreover, hybrid size varied as a function of genotypic composition. In the fourth chapter is shown that hybrid adult females have an intermediate reproductive phenology to that of their parental species in the St. Lawrence Estuary. Contrastingly, fitness and phenotypes of hybrid adult females are similar to those of their maternal ancestor. Hybrids represent a small proportion of total egg production from March to July. Thus, although gene flow occurs between these species, parental species are maintained and mainly isolated temporally within the hybrid zone. The effects of hybridization on species population dynamics are probably minor. Future studies should aim to study hybridization between these species in other zones and the effects of variation in their reproductive phenology and advection on hybrid abundance. Hybridization between other marine zooplankton species is also likely.

Thèse en cotutelle, Université Laval, Québec et Université de Montpellier 2, Montpellier, France / Chez les espèces longévives, une relation inverse entre la variabilité des paramètres démographiques et leur élasticité (i.e. la contribution relative du paramètre au taux de croissance de la population) semble exister. La théorie de la canalisation environnementale permet d’expliquer une telle relation. Les paramètres ayant la plus haute élasticité auraient évolué de façon à être moins variable face aux variations environnementales afin d’optimiser la fitness individuelle et ainsi maximiser la croissance de la population. Afin de tester l’existence d’une telle hypothèse chez une espèce, il est nécessaire d’estimer les paramètres démographiques ainsi que leur contribution relative au taux de croissance. À l’aide des modèles les plus récents de capture-marquage-recapture, nous avons donc estimé les paramètres de survie juvénile et de reproduction chez la grande oie des neiges pour les comparer au taux de survie adulte, paramètre le plus élastique. Notre étude a montré que les paramètres de survie juvéniles et de probabilité de nicher étaient très variables, tel qu’attendu. Le taux de survie juvénile dépend des conditions environnementales, avec notamment un fort effet du parasitisme. En vermifugeant des individus, nous avons trouvé un effet négatif des parasites intestinaux sur la survie des oies juvéniles femelles mais pas sur celle des mâles, ce qui s’explique probablement par une différence d’investissement dans le système immunitaire en fonction du sexe chez les individus en croissance. La probabilité de nicher est aussi dépendante des conditions environnementales mais notre étude a également révélé l’existence de coûts associés à la reproduction. En effet, la probabilité de nicher l’année suivante était fortement réduite suite à une reproduction avec succès comparé aux individus qui avaient eu un échec. Par contre, parmi les individus qui nichent, ceux qui avaient du succès l’année précédente avaient plus de chance d’avoir à nouveau du succès l’année suivante que ceux qui avaient eu un échec, ce qui suggère une hétérogénéité dans la qualité des individus. En parallèle de ces estimations, nous avons montré que le taux de survie adulte était constant au cours du temps et indépendant du statut reproducteur l’année précédente. Finalement, nous avons également trouvé que la survie adulte ne différait pas entre 2 colonies situés à 800 km de distance dans l’Arctique canadien, ce qui suggère une faible variabilité spatiale pour ce paramètre démographique. Notre étude a donc démontré la faible variabilité temporelle et spatiale du paramètre démographique le plus important pour le taux de croissance de la population, contrairement aux autres paramètres qui montrent une forte variabilité chez la grande oie des neiges. Notre étude permet donc d’appuyer la théorie de la canalisation environnementale des paramètres démographiques chez les espèces longévives. / In long-lived species, an inverse relationship apparently exists between variability of demographic parameters and their elasticity (i.e. the relative contribution of a given parameter to the population growth rate). The environmental canalization theory has been proposed to explain such a relationship. Demographic parameters with the highest elasticity should have evolved in a way that reduces their variability in presence of environmental variations in order to optimize individual fitness and hence to maximize the population growth rate. To test this hypothesis in a given species, demographic parameters and their elasticity need to be accurately estimated. Using advanced capture-mark-recapture models, we estimated juvenile survival and breeding probabilities in the greater snow goose and we compared their variability to adult survival, the parameter with the highest elasticity. Our study showed that both juvenile survival rate and breeding propensity were highly variable, as expected. The juvenile survival probability varied in response to environmental conditions, with a strong impact of parasitism. An anthelmintic drug treatment applied to juveniles revealed a negative effect of intestinal parasites on survival of juvenile females but not males, which could be explained by a sex-differential investment in the immune system in growing individuals. We found that the breeding propensity also varied with environmental conditions but we also found some evidence for costs of reproduction. Breeding propensity in the following year was greatly reduced after a successful reproduction compared to birds that had a failed attempt. However, among birds that bred, those that had a success the year before were more likely to be successful again the following year than those that had failed, which suggests heterogeneity in individual quality. In those studies, we showed that adult survival was constant over time and independent of the breeding status the year before. Finally, we also found that adult survival did not differ between 2 breeding colonies distant of 800 km in the Canadian Arctic, which suggests a low spatial variability for this demographic parameter. We thus demonstrated a low temporal and spatial variability in the most important demographic parameter for population growth, which contrasts with the high variability of other parameters in the greater snow goose. Our study supports the environmental canalization theory as applied to demographic parameters in long-lived species.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2013-2014. / Les espèces herbacées de sous-bois sont peu étudiées dans le contexte des changements climatiques. L’expérience B4WARMED, une simulation de réchauffement climatique en forêt de l’University of Minnesota, offrait l’opportunité d’étudier la réponse du Maianthemum canadense et de l’Eurybia macrophylla en interaction avec les autres composantes de leur écosystème. Les effets sur leur croissance, leur reproduction, leur phénologie et leurs taux de photosynthèse et de respiration ont été évalués, ainsi que les effets sur la disponibilité de la lumière, de l’eau et des nutriments. En général, ces deux espèces ont été modestement affectées par les traitements réchauffement. Leur émergence hâtive au printemps augmente leur effort reproducteur alors que la diminution du contenu en eau du sol semble avoir des effets négatifs à long terme. Le futur de ces espèces sous un scénario de réchauffement dépend donc, entre autres, de la réponse phénologique des strates supérieures et des changements au niveau des régimes de précipitations. / The understory herbaceous species are little studied in the context of climate change. The B4WARMED experiment, a forest warming facility of the University of Minnesota, provided the opportunity to study the response of Maianthemum canadense and Eurybia macrophylla in interaction with other components of their ecosystem. Effects on their growth, reproduction, phenology, photosynthesis and respiration rates were evaluated, along with the effects on the availability of light, water and nutrients. Overall, these two species were modestly affected by the experimental global warming treatments. However, their emergence in early spring promoted their reproductive output while reduced water content of the soil seemed to have negative effects in the longer term. The future of these species under a warming scenario depends, among other things, on the response of the upper strata in terms of phenology and on the changes in precipitation patterns.

Ce projet visait à déterminer comment les réponses fonctionnelles dans la sélection de l’habitat influencent la survie des caribous forestiers adultes (Rangifer tarandus). Une réponse fonctionnelle apparaît lorsque la sélection pour un milieu varie en fonction de sa disponibilité ou celle d’un autre milieu. La sélection de l’habitat a été modélisée pour 83 caribous, dont 20 qui sont morts durant le suivi. Une forte probabilité de présence à proximité des coupes était associée à un fort risque de mortalité, particulièrement si cette probabilité augmentait fortement avec l’abondance des coupes. Aussi, tous les caribous, qu’ils soient morts ou qu’ils aient survécus, évitaient les peuplements mixtes, et cet évitement était particulièrement fort pour les individus dont le domaine vital incluait une forte proportion de coupes. Ainsi, les réponses fonctionnelles ne mettent pas nécessairement en évidence des comportements adaptatifs et peuvent refléter des décisions compromettant la survie. / The goal of this study was to determine the link between functional responses in habitat selection and adult survival in forest-dwelling woodland caribou (Rangifer tarandus). A functional response occurs when the selection for a cover type varies as a function of its availability or the availability of another cover type. Habitat selection was modeled for 83 caribou, of which 20 died during the monitoring period. A strong probability of occurrence in proximity to cutovers was associated with a high mortality risk, especially if the probability increased with the abundance of cuts. In addition, caribou avoided mixed stands, and this avoidance was especially strong for individuals with a high proportion of cuts in their home range. This behaviour was similar for caribou that died and those that survived the monitoring period. Thus, functional responses are not necessarily adaptive behaviours and may reflect decisions compromising survival.

L’objectif principal de cette étude était d’identifier les déterminants génétiques causant une différenciation phénotypique entre les levures Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces paradoxus. Ces espèces peuvent s’hybrider malgré des différences écologiques importantes, dont la capacité de croître à haute température. S. cerevisiae et l’hybride sont capables de croître à 37 °C tandis que S. paradoxus ne peut pas. L’approche qui a été utilisée est un test de complémentation. D’abord, les chromosomes de S. cerevisiae ont été enlevés un à un du génome de l’hybride, puis les gènes afin d’augmenter la résolution de l’approche. Ainsi, les chromosomes et les gènes de S. paradoxus qui ne peuvent pas complémenter ceux de S. cerevisiae, empêchant l’hybride de croître à 37 °C, ont pu être identifiés. Les résultats indiquent que la différence entre les taux de croissance de S. cerevisiae et S. paradoxus est causée par de multiples locus ayant des effets mineurs sur le phénotype.

Le processus biologique fondamental que représente la spéciation permet l’émergence d’une diversité fulgurante sur Terre. L’un des défis qui se posent actuellement pour les biologistes évolutionnistes est de comprendre les mécanismes moléculaires fondamentaux qui sous-tendent l’expression de cette diversité observée en milieu naturel. Advenant la colonisation d’un nouvel environnement par une espèce donnée, ces mécanismes peuvent se mettre en place rapidement afin de permettre une exploitation différentielle et indépendante des niches écologiques disponibles. La divergence entre populations exploitant différentes niches s’exprime alors, au niveau génétique, par l’établissement de barrières au flux génique de façon hétérogène à l’intérieur des génomes. La situation évolutive du grand corégone en Amérique du Nord correspond précisément à ce contexte. En effet, on retrouve en milieu lacustre des populations sympatriques de deux écotypes, soit la forme normale benthique et la forme naine limnétique, qui démontrent des signes évidents de divergence morphologique et génétique. Dans le cadre de cette récente divergence entre écotypes, nous avons utilisé les plus récents développements biotechnologiques afin d’identifier et caractériser les régions génomiques fortement différenciées entre écotypes de grand corégone. Les objectifs de la présente étude étaient de i) mettre au point une bio-puce de capture ciblée d’ADN génomique, ii) d'hybrider de l’ADN génomique de plusieurs corégones appartenant aux populations sympatriques à l’aide de la puce conçue, iii) d’assembler et annoter un maximum de gènes capturés et iv) de caractériser la nature et l’ampleur des régions génomiques de divergence entre nains et normaux. L'utilisation de cette technique a permis de capturer et d'assembler avec précision 2 728 gènes (~10% du génome) afin de procéder à une étude à large spectre des différences génétiques entre les deux écotypes. Ce travail a permis d'identifier 267 marqueurs SNP, situés dans 210 gènes, fortement différenciés et potentiellement impliqués dans la divergence écologique qui s’exerce entre écotypes de grand corégone. Les résultats suggèrent que la régulation de l’expression des gènes et un ensemble de mutations, chacune de faible effet, interviennent tôt dans le processus de spéciation chez le corégone, par opposition aux mutations structurales qui modifient la séquence codante des gènes. / The fundamental process of speciation allows the emergence of an astonishing diversity on Earth. One of the main challenges in evolutionary biology is to understand and document the fundamental molecular mechanisms underlying this diversity observed in nature. The establishment of these mechanisms can be extremely rapid when a species colonizes new environments, which gives birth to niche specialization. On the genetic level, this population divergence appears by the emergence of heterogeneous barriers to gene flow in the genome. Lake Whitefish species pairs in North America represent a good model to study the ongoing process of speciation given its particular evolutionary situation. Various lakes in northeastern North America harbor sympatric populations of dwarf (limnetic) and normal (benthic) whitefish showing clear signs of morphological and genetic divergence. In this study, we have taken advantage of recent biotechnological developments in order to identify and document genomic regions of divergence between whitefish ecotypes. The objectives were to i) develop an exon capture chip, ii) enrich and capture genomic regions from multiple samples in natural populations, iii) assemble and annotate a maximum of captured genes and, ultimately, iv) document the extent of genetic differentiation between whitefish ecotypes. This new approach available with the technology of sequence capture allowed us to specifically capture and assemble 2,728 genes (~10% of the genome) to document on a large scale the extent of genetic differentiation between both ecotypes. In total, 267 SNP loci, located in 210 genes, were significantly divergent. This vast array of genes associated to many different biological processes potentially and partly explains the ecological divergence between whitefish ecotypes. Results suggest a greater role of regulation of gene expression and the role of many changes, each of small effect, as explaining early divergence between dwarf and normal whitefish, compared to functional mutations in the protein coding regions.

Les bactéries peuvent exploiter quasiment toutes les niches écologiques, dont les organismes multicellulaires. Les relations hôte-bactéries se classent sur une grande gamme d’interactions allant du mutualisme au parasitisme. Dans ce contexte, l’objectif théorique de mon doctorat est d’étudier les relations complexes existant entre un poisson, l’Omble de fontaine, et le cortège microbien qui l’accompagne. Cette espèce est la cible d’infections opportunistes par des bactéries pathogènes du genre Flavobacterium. L’objectif appliqué visait à développer une approche alternative aux antibiotiques pour prévenir et traiter les infections opportunistes. Le premier résultat du projet a mis en lumière qu’un stress hypoxique entraînait une diminution des bactéries à potentiel bénéfique provoquant une dysbiose, favorisant à son tour l’infection par les pathogènes. Nous avons donc ensuite isolé des bactéries issues du microbiome pour tester leurs effets antagonistes vis-à-vis des pathogènes F. columnare et F. psychophilum. Nous avons pu ainsi découvrir sept candidats potentiels in vitro et tester un candidat qui s’est montré efficace par compétition par interférence dans le traitement de la maladie de l’eau froide in vivo. Le dernier objectif de cette thèse consistait à tester la présence de régions géniques chez l’hôte permettant le recrutement des bactéries bénéfiques dans le microbiome. Nous avons donc analysé le microbiome cutané de 86 individus d’une famille d’hybrides de deuxième génération. Nous avons observé une forte variabilité interindividuelle et déterminé trois régions géniques impliquées dans la modulation de trois taxons bactériens dont Methylobacterium, qui est primordial dans le maintien de l’homéostasie du microbiome. Tous nos résultats appuient le rôle du microbionte cutané dans la protection contre les infections opportunistes. / Bacteria can colonize every ecological niche including multicellular organisms, due to their fast growth and their biochemical abilities, . Host-bacteria relationships are complex and range from parasitism to mutualism. Under this framework, my theoretical objective is to study the relationship complexity between brook charr and its microbial partners. This fish species is targeted by opportunistic infections from bacterial pathogens belonging to the Flavobacterium genus. My applied objective focuse on the development of alternative strategies to prevent and treat these infections without antibiotics. The first result of this project highlight that hypoxic stress induce a diminution of the potentially beneficial bacteria leading to a dysbiosis, which in turn triggers opportunistic infections. Then, we isolated bacteria from the microbiome to test their antagonistic effects on two pathogens Flavobacterium columnare and F. psychrophilum. We identify seven potential candidates in vitro, one tested in vivo and being effective to prevent cold-water disease via interference competition. The last objective is to test the existence of host genetic regions associated with the recruitment capacity of beneficial genera in the microbiome. To this end, we analyze the skin microbiome of 86 progenies issued from a dihybrid cross. A strong inter-individual variability is observed and we identify three genetic regions involved in the recruitment of three bacterial genera including Methylobacterium, which is very important to maintain microbiome homeostasis. Overall, the results demonstrate the role of skin microbiota in brook charr resistance against opportunistic infections.

Le paysage arctique est un mélange d’étendues désertiques, fouettées par les vents, et d’une grande diversité d’écosystèmes aquatiques. Confronté à des augmentations de température nettement supérieures à la moyenne globale qui modifient les propriétés de ces paysages, l’Arctique est un site d’étude stratégique pour suivre les impacts des changements climatiques sur les communautés microbiennes endogènes. Caractéristique importante des écosystèmes arctiques, la cryosphère commence déjà à atteindre des seuils de non-retour le long de la côte nord de l’île d’Ellesmere. Dans les lacs, la combinaison naturelle des basses températures, de la variabilité de l’irradiance et de la faible teneur en nutriments inorganiques limite la production primaire et la croissance de nombreux organismes. La richesse des microorganismes dans ces systèmes est le résultat d’une diversité de stratégies adaptatives et nutritives. Ainsi, les changements observés dans les couverts de glace auront des impacts sur l’activité biologique de ces lacs. Contribuant à celle-ci, les protistes, eucaryotes unicellulaires microscopiques, exploitent une large gamme des ressources de carbone et d’énergie, incluant la phototrophie, la prédation et la combinaison des deux, la mixotrophie. Cette thèse cherche à déterminer la contribution des mixotrophes à la structure des communautés de protistes dans les lacs arctiques, et à développer la connaissance sur leurs réponses potentielles aux conditions environnementales changeantes. Le lac Char, le lac A et le lac Ward Hunt ont été sélectionnés pour leurs propriétés limnologiques distinctes et pour investiguer la biodiversité de leurs communautés de protistes en Aout 2008. La microscopie, les pigments et les banques de clones du gène de l'ARN de la petite sous-unité ribosomale 18S indiquent la dominance des chrysophytes, des protistes principalement mixotrophes, dans les trois lacs. Pour le lac A, l’été 2008 était marqué par la perte d’un couvert de glace permanent, créant des conditions d’eau libre inhabituelles. Le séquençage à haut-débit de la région V4 du gène 18S ARNr révèle le contraste entre les communautés homogènes dans la colonne d’eau marquée d’une stratification méromictique sous le couvert de glace en mai 2008 et les variabilités spatiales établies en août 2008 dans la colonne d’eau libre de glace ainsi qu’en Juillet 2009 sous un couvert de glace normal. Ces résultats illustrent l’importance qu’ont les facteurs environnementaux, tel que l’irradiance, sur les communautés de protistes. Pour examiner plus attentivement le rôle de la lumière et investiguer l’impact de la disponibilité des proies, nous avons entrepris une expérience de lumière/dilution au lac Ward Hunt. Le pyroséquençage de la région V4 de l’ARN ribosomal ainsi que son gène révèlent des différences taxonomiques entre les deux traitements d’irradiance, suggérant une divergence du type de mixotrophie entre une dominance de dinoflagellés essentiellement brouteurs à faible irradiance et de chrysophytes bactérivores sous une forte lumière. Cette thèse révèle la diversité des protistes et leur variation saisonnière au sein des lacs arctiques, et offre un aperçu de l’importance des conditions environnementales sur la stratégie mixotrophe adoptée par les communautés de protistes. / The Arctic region is a blend of stark windswept landscapes interwoven with a wide diversity of freshwater ecosystems. Presently confronted by temperature increases well above global average, causing changes in landscape and aquatic properties, the Arctic is a strategic area to study the impact of climate change on endogenous microbial communities. Ice is a crucial characteristic of Arctic ecosystems and has already begun to cross thresholds along the northern coastline of Ellesmere Island. In lakes, the effects of cold temperatures, variable irradiance and low inorganic nutrients combine to restrict primary production and growth of most organisms. The established richness of microorganisms present in these systems is due to the high diversity of their adaptive and nutritive strategies. Hence, the observed shifts in ice cover regimes of lakes will have impacts on their biological activity. Of these microbial components, the protists, unicellular eukaryotes, exploit a wide range of carbon and energy resources from phototrophy to predation and the combination of both, mixotrophy. The subject of this research was to determine the contribution of mixotrophs to protist community structure in Arctic lakes, and to develop knowledge of their potential response to the changing environmental conditions. Char Lake, Lake A and Ward Hunt Lake, three limnologically different lakes, were chosen to investigate the biodiversity of protists in August 2008. Microscopy, pigments and 18S gene clone libraries revealed a dominance of each lake by chrysophytes, prominent mixotrophic protists. At Lake A, the summer of 2008 was marked by a loss of ice-cover, creating atypical open-water conditions. High-throughput sequencing of the V4 region of the 18S ribosomal RNA gene revealed the contrast between the homogenous community structure within the ice-covered water column of May 2008, despite the sharp physico-chemical meromictic stratification within the lake, and the established spatial variability of the protist communities under the ice-free conditions of August 2008 and ice-covered conditions of July 2009. These results illustrate the importance of varying environmental factors, such as underwater irradiance, in shaping protist communities. To further examine the role of light and to investigate the impact of low prey resources, we conducted a light/dilution experiment at Ward Hunt Lake. Pyrosequencing of the V4 region of the 18S ribosomal RNA, along with the gene, showed taxonomic differences under the two light conditions, suggesting a divergence in the dominant type of mixotrophy, with dominance of primarily microflagellate grazers, the dinoflagellates, under low irradiance, and of bacterivorus chrysophytes in the high light treatment. This thesis research underscored the diversity of mixotrophs and their seasonal variations in Arctic lakes, and provided insights into the importance of environmental conditions on the mixotrophic strategy adopted by protist communities.