Les lagunes côtières sont des écosystèmes très productifs, qui possèdent des propriétés économiques et écologiques importantes. L'étude de la communauté bactérienne est nécessaire, du fait de ses fonctions clés dans ces systèmes côtiers, qui incluent la dégradation de la matière organique et le recyclage des nutriments. L'objectif de cette thèse est d'étudier la diversité temporelle et fonctionnelle de la communauté bactérienne de la colonne d'eau et du sédiment de la lagune du Havre-aux-Maisons, qui est un système exclusivement marin situé aux Îles-de-la-Madeleine dans le Golfe du Saint-Laurent. Une plus grande diversité de bactéries attachées aux particules, que celle libre, fut observée. Les deux communautés étaient phylogénétiquement différentes et leurs distributions temporelles étaient liées à la concentration de matière organique particulaire. Dans le sédiment, une communauté bactérienne quasi-stable au niveau du phylum était reliée à différents cycles biogéochimiques notamment le cycle du soufre. La structure de cette communauté benthique était déstabilisée lors de grosses perturbations comme les tempêtes et une hausse majeure en matière organique. Les données de la réaction en chaine par polymérase (PCR) quantitative ont confirmé l'importance du métabolisme du soufre et de la fixation de l'azote dans le sédiment. Une augmentation dans la concentration de matière organique sous la forme de bio-dépôt de moules influençait très peu l'abondance des gènes exprimés par les bactéries fixatrices d'azote, dénitrificatrices et sulfato-réductrices. Il existe potentiellement un seuil à partir duquel un changement s'opère au niveau de la diversité bactérienne associée à ces gènes. Cette étude a notamment démontré l'importance de la communauté bactérienne comme indicatrice de la composition biochimique des lagunes côtières aussi bien que d'autres types d'écosystèmes avec une haute importance biologique. / Coastal lagoons are productive ecosystems, which are economically as well as biologically important. Bacteria are largely responsible for key ecosystem functions such as organic matter degradation and nutrient recycling, and studies on their diversity and functional roles are necessary to gain knowledge on the overall ecosystem properties. The main objectif of this thesis was to investigate the temporal and functional diversity of the bacterial communities in the water column and in the sediment of the Havre-aux-Maisons lagoon; a strictly marine coastal system located in the Magdalen Islands in the Gulf of St Lawrence, Canada. In the water column, the attached bacterial community was more diverse than the free-living bacterial community and the two communities were phylogenetically different. The temporal changes in communities were linked to the concentration of particulate organic matter. At the phylum level, the sediment bacterial community structure changed little over time. This community was linked to several biogeochemical cycles, in particular to the sulfur cycle. A stable sediment bacterial community structure was altered by major disturbances such as storms and high concentrations of organic matter. Results from quantitative polymerase chain reaction targeting genes coding for enzymes used in nitrogen and sulfur metabolism indicated the importance of sulfur metabolism and potentially nitrogen-fixation in the sediment. An increase in the organic matter concentration in the form of mussel biodeposits had little influence on transcript concentrations of genes involved in denitrification, nitrogen-fixation and sulfate reduction. However there was evidence of an organic loading threshold at which a change in the diversity of the bacteria involved in denitrification and nitrogen-fixation could occur. Overall this thesis demonstrated that bacterial communities are likely good indicators of the biochemical processes in coastal lagoons and similar studies could be applied to other shallow systems.

La pression de broutement des herbivores peut induire des modifications majeures dans les communautés végétales qui peuvent réduire l’abondance des ressources alimentaires des herbivores et éventuellement mener à une rétroaction négative entre la taille des populations d’herbivores et leur taux de croissance. Une telle boucle de rétroaction peut s’opérer via une réduction de la masse corporelle à haute densité, suivie d’une réduction de la survie et de la reproduction. Malgré la détérioration persistante des communautés végétales de l’île d’Anticosti (Québec, Canada) suite à l’introduction d’une population de cerf de Virginie en absence de prédation naturelle, la taille de cette population est demeurée élevée durant les dernières décennies. Un des mécanismes suggérés pour expliquer cette situation est l’utilisation de ressources alimentaires qui seraient indépendantes ou découplées temporellement de la pression de broutement par le cerf. Deux des ressources consommées par le cerf à l’île d’Anticosti sont considérées indépendantes et découplées temporellement du broutement par le cerf, soit les algues échouées et le sapin baumier. Nous avons déterminé comment la masse corporelle du cerf à l’île d’Anticosti est influencée par les ressources alimentaires dépendantes, indépendantes et découplées temporellement du broutement. Premièrement, nous avons démontré expérimentalement que la densité de cerfs affectait négativement l’abondance estivale des herbacées et arbustes préférés, qui, en retour, affectait positivement la masse corporelle automnale. Deuxièmement, nous avons démontré que la contribution des algues au régime alimentaire en dehors de la saison hivernale était inférieure à 23% et qu’elle n’expliquait pas les variations de la masse corporelle automnale. La masse corporelle automnale augmentait plutôt avec la contribution de plantes d’habitat ouvert dans le régime alimentaire. Troisièmement, nous avons démontré que la perte de masse hivernale diminuait avec l’utilisation des sapinières durant un hiver rigoureux. Nos travaux permettent de mieux comprendre comment les herbivores surabondants peuvent bénéficier des ressources alimentaires affectées à divers degrés par le broutement. La prochaine étape serait de déterminer l’impact de ces différentes ressources sur le taux de croissance des populations surabondantes d’herbivores. / Herbivores can induce major modifications to plant communities that can reduce forage abundance and lead to a retroaction between the size of herbivore populations and their growth rates. Such a feedback loop can be generated by a reduction in body mass at high herbivore density, followed by a reduction in survival and reproduction. Despite the lasting deterioration of plant communities on Anticosti Island (Québec, Canada) following the introduction of a white-tailed deer population in absence of natural predation, the size of this population has remained high during the last decades. One of the mechanisms suggested to explain this situation is the use of sources of forage independent or temporally uncoupled from deer browsing pressure. Two types of forage used by deer on Anticosti Island are considered independent or temporally uncoupled from deer browsing, namely drifted seaweed and balsam fir. We determined how body mass of deer on Anticosti Island is influenced by sources of forage that are dependent, independent and temporally uncoupled from deer browsing. First, we demonstrated experimentally that deer density had a negative effect on the summer abundance of preferred forbs and shrubs, which in turn had a positive effect on body mass in the fall. Second, we demonstrated that the contribution of seaweed to diet outside winter was smaller than 23% and did not explain variations in body mass in the fall. Fall body mass rather increased with the contribution of plants from open habitat to diet. Third, we demonstrated that overwinter mass loss decreased with the use of balsam fir stands during a harsh winter. Our findings provide a better understanding of how overabundant herbivores can benefit from sources of forage influenced to varying degrees by browsing. The next step would be to determine the impact of these different resources on the growth rate of overabundant herbivore populations.

Les pinnipèdes adoptent des stratégies d’allaitement alternatives associées à plusieurs facteurs affectant les capacités du couple mère-petit à rester en contact, notamment la mobilité des jeunes et la fréquence des absences maternelles. Contrairement à la plupart des espèces de phocidés, les femelles phoque commun s’alimentent en mer en cours de lactation et leurs chiots sont très mobiles de la naissance au sevrage. Cette étude visait à caractériser le système de reconnaissance vocale mère-petit chez cette espèce. Les cris des chiots portent un niveau d’individualité intermédiaire comparativement aux valeurs généralement rapportées chez les deux grandes familles de pinnipèdes. Les femelles reconnaissent les cris de leur progéniture, capacité corrélée au niveau d’individualité vocale de leur chiot. Il existe d’importantes différences intra-colonies quant à l’efficacité de propagation des vocalisations. Ces résultats nous renseignent quant à l’influence des contraintes écologiques et environnementales sur l’évolution de la reconnaissance vocale chez le phoque commun. / Pinnipeds adopt contrasting maternal strategies, which are associated with ecological factors affecting the difficulties encountered by mother-pup pairs to maintain contact throughout the rearing period. These include offspring mobility and the frequency of maternal absences. As opposed to most phocid species, harbour seal females forage at sea during lactation and their pups are highly mobile from birth to weaning. The objective of this study was to characterize the mother-pup vocal recognition system in this species. Pup calls convey an individual stereotypy level intermediate between that typically found in the two main families of pinnipeds. Females recognize the calls of their pup among others, a capacity that is correlated to the individual stereotypy level of pup voice. The propagation efficiency of pup calls vary considerably among mother-pup reunion sites. These results provide insights as to the influence of ecological and environmental constraints on the evolution of vocal recognition in harbour seals.

La popularité croissante de l’industrie écotouristique en milieu marin soulève des questions quant à ses effets potentiels sur les populations animales. Ce projet visait à évaluer ces effets sur la colonie de mise-bas de phoques communs du Saint-Laurent de Petit Gaspé. L’étude des réponses à court terme a révélé qu’une réduction de la distance d’approche, une augmentation du bruit ou de l’agitation de la source de dérangement et, dans une moindre mesure, de sa vitesse, augmentait l’intensité des comportements d’anti-prédation observés, mais aussi que les chiots étaient plus sensibles au dérangement. L’examen du budget d’activité de la colonie a également permis de mettre en évidence une diminution du temps dédié au repos lors des périodes de fort achalandage touristique. Par ailleurs, la fréquentation touristique n’a pas modifié l’utilisation de l’échouerie à l’échelle spatio-temporelle considérée. Le niveau de dérangement actuel pourrait avoir des répercussions néfastes sur les colonies de phoques communs ciblées et nécessiter des mesures de conservation afin d’en limiter les effets. / The growing popularity of the ecotourism industry in marine environments raises questions about its potential effects on animal populations. This project aimed at assessing these effects over the St. Lawrence harbour seals breeding colony of Petit-Gaspé. The study of short-term responses revealed that a reduction in the approach distance, increased noise or agitation, and to a lesser extent, speed of the disturbance source, increased the intensity of anti-predatory behaviour observed, and also that the pups were more sensitive to disturbance than older seals. The study of the colony daily activity budget also revealed a decrease in the time spent resting during periods of heavy touristic traffic. Moreover, the touristic affluence did not change the use of the haul-out to the spatio-temporal scale considered. This level of disturbance could affect the targeted harbour seals colonies and requires conservation measures to limit those impacts.

Les jeunes mammifères font face à un compromis quant à l’allocation d’énergie maternelle : l’accumuler sous forme de réserves ou la dépenser pour développer les capacités de chasse. Cette étude a évalué ce conflit en suivant la croissance et l’ontogénie de plongée chez 33 chiots phoque commun (Phoca vitulina) dans l’Estuaire du St-Laurent. Les chiots pouvaient être catégorisés en plongeurs fréquents, intermédiaires ou faibles. Les plongeurs fréquents et intermédiaires ont passé plus de temps submergés que les faibles. Le temps alloué quotidiennement aux plongées longues et profondes a augmenté pour les plongeurs fréquents, est demeuré stable pour les intermédiaires et a diminué pour les faibles. En plus des différences de tactiques d’entraînement à la plongée, les plongeurs fréquents et intermédiaires avaient un taux de croissance plus élevé que les faibles. Un taux de croissance plus élevé et de meilleures capacités de plongée favorisent possiblement la survie dans la première année. / Young mammals face a trade-off regarding the allocation of maternal energy: to build up body reserves or spend this energy to develop foraging skills. This study examined this conflict by monitoring growth and ontogeny of diving in 33 nursing harbour seal (Phoca vitulina) pups from the St. Lawrence River Estuary. Pups could be discriminated into frequent, intermediate and limited divers. Frequent and intermediate divers spent more time underwater, than limited divers. The daily amount of time dedicated to deeper and longer dives increased for frequent divers, remained unchanged for intermediate divers and decreased for limited divers. Such different aquatic training tactics prior to nutritional independence were also associated with greater growth rates exhibited by frequent and intermediate divers compared to that of limited divers. Higher growth and better diving ability may contribute to improving the probability of first year survival.

Les régions arctiques et subarctiques subissent un changement climatique plus rapide et plus sévère que n’importe où ailleurs dans le monde. Ces rapides modifications accentuent l’urgence d’étudier ce milieu extrême avant qu’il ne soit entièrement modifié et que la banquise n’ait totalement disparue à l’été, affectant grandement les communautés microbiennes qui s’y développent. Dans cette thèse, je me suis intéressée à la dynamique du composé algal diméthylsulfoniopropionate (DMSP), précurseur du gaz climatiquement actif diméthylsulfure (DMS), dans et sous la glace de première année pendant la fonte printanière dans l’archipel Arctique canadien. Au début du printemps, les importants réservoirs de DMSP particulaire (DMSPp) et dissous (DMSPd) présents à la base de la glace contribuent fortement au réservoir de la colonne d’eau sous-jacente via le drainage et le lessivage des saumures. Ces libérations ponctuelles de matière organique favorisent la production bactérienne de DMS. Suite à la disparition complète du couvert de neige, la fonte de la glace augmente la transmittance de la lumière à travers cette dernière et la stratification de la colonne d’eau qui favorisent le développement de floraisons phytoplanctoniques sous la glace. Ces floraisons sont associées à de fortes concentrations de DMSP, particulièrement lorsque des diatomées pennales d’origine sympagique dominent la communauté algale. Lorsque ces algues sont soudainement exposées à la lumière à la lisière des glaces, elles blanchissent et exsudent la majorité de leur contenu cellulaire en DMSP. Ce nouveau réservoir de DMSPd est alors disponible pour les bactéries qui peuvent le transformer en DMS. Une importante variabilité de la photosensibilité des algues est cependant observée en fonction de la composition spécifique de la communauté algale. Les diatomées pennales d’origine sympagique montrent une plus forte tolérance que les diatomées centrales planctoniques. Cette thèse met donc en évidence pour la première fois l’importance du réservoir de DMSPd dans la glace, ainsi que son influence sur les communautés microbiennes vivant dans la colonne d’eau sous-jacente. Elle souligne également l’importance du réservoir de DMSP associé aux floraisons phytoplanctoniques sous la glace et la sensibilité des algues à un choc lumineux en fonction de la composition taxonomique de la floraison. / Climate change is faster and more severe in polar Arctic and Subarctic regions than anywhere else in the world. The dramatic changes recently observed in the Arctic impel us to study this extreme environment before the summer sea ice completely vanishes along with the diversified microbial communities it supports. This thesis explores the fate of the algal compound dimethylsulfoniopropionate (DMSP), precursor of the climate active gas dimethylsulfide (DMS), within and beneath first year ice during the spring melt period in the Canadian Arctic Archipelago. In early spring, the large pools of particulate and dissolved DMSP (DMSPp and DMSPd, respectively) from the bottom sea ice strongly influence the underlying water column following brine release. These punctual releases of organic matter favor the bacterial production of DMS in surface waters. Following the complete disappearance of the snow cover, ice melt favors the penetration of light through the ice pack and the stratification of the water column which enhance the development of under-ice phytoplankton blooms. These blooms are associated with high DMSP concentrations, particularly when dominated by sympagic pennate diatoms. When these algal cells are suddenly exposed to direct sunlight in open waters such as leads or ice edge zones, they bleach and exude their DMSP cellular content. This new DMSPd reservoir then becomes available for bacterioplankton and its potential conversion into DMS. Furthermore, an important variability of algal photosensitivity is observed between algal communities investigated as a function of their taxonomic composition. Sympagic pennate diatoms show greater photoprotective capabilities than planktonic centric diatoms. This thesis highlights the importance of the DMSPd pool in sea ice and its influence on microbial communities in the underlying water column. This study is the first to report on the very high DMSP concentrations associated with under-ice phytoplankton blooms, and evaluate the sensitivity of algae to a sudden light change depending of the taxonomic bloom composition.

Cette étude a évalué l’effet de scénarios d’aménagement de l’habitat du caribou forestier (Rangifer tarandus) sur la diversité aviaire. Un indice d’occupation de 29 espèces d’oiseaux a été développé à partir d’observations de terrain, puis comparé entre sept paysages simulant différentes répartitions des coupes forestières et deux cycles de rotation de coupe. Alors que la répartition des coupes influençait peu les assemblages d’oiseaux, la diversité aviaire était maintenue davantage après une rotation de 100 ans qu’une de 60 ans. Les assemblages d’espèces attendus après ces deux cycles étaient différents de ceux d’un paysage sans coupe, indiquant qu’un temps de révolution plus court que le cycle de perturbations naturelles affecterait la diversité aviaire. Notre méthodologie permet donc d’évaluer l’impact de stratégies d’aménagement sur la biodiversité avant leur mise en œuvre. Nous avons ainsi pu démontrer que l’aménagement de l’habitat du caribou actuellement préconisé ne suffirait pas à conserver les oiseaux boréaux. / This study assessed the effect of habitat management for the recovery of boreal caribou (Rangifer tarandus) on the diversity of boreal birds. An index of occupancy was estimated for 29 bird species from surveyed data, and then compared among seven simulated landscapes contrasting in cut-block distribution and harvest rotation. Whereas cut-block distribution had little effect on bird assemblages, bird diversity was better maintained under a 100-year harvest rotation than a 60-year rotation. Bird assemblages for both harvest rotations differed significantly from assemblages expected in an uncut landscape, implying that rotations shorter than natural disturbance cycles could affect regional biodiversity. Our method thus allows the assessment of the long-term impact of various management strategies on biodiversity prior their implementation. On this basis, we showed that the current habitat management guidelines for boreal caribou recovery would not be sufficient to conserve bird diversity in the boreal forest.