Les guêpes du genre Cotesia sont des endoparasitoïdes de Lépidoptères. Les larves se développent à l’intérieur du corps de la chenille et altèrent sa physiologie notamment pour échapper aux défenses immunitaires de l’hôte. Pour ce faire, ces guêpes ont développé une stratégie particulièrement originale : la domestication d’un virus, le bracovirus. Ce dernier a pour origine un virus intégré de manière stable dans le génome de la guêpe. La guêpe utilise ce bracovirus afin de produire des particules virales contenant des gènes de virulence qui permettent, une fois exprimés dans l'hôte, le développement des larves et le succès parasitaire. L'objectif de mon travail de thèse a été, par des approches de génomique évolutive, de replacer le bracovirus dans l'histoire évolutive de ces guêpes. / The wasps from the Cotesia genus are endoparasitoids of Lepidoptera. The larvae grow inside the host body and alter its physiology to escape the host immune defenses. To achieve that, these wasps developed a particularly original strategy: virus domestication. Named Bracovirus, it originates from a free-living virus stably integrated into the wasp genome. The wasp uses this bracovirus to produce viral particles containing virulence genes, once expressed in the host, allowing larval development and parasitic success. The aim of my thesis was to uncover, using evolutionary genomic approaches, the role of the bracovirus in the evolutionary history of theses wasps. At the population level, Cotesia sesamiae, used in Africa as biocontrol agents, is structured in several populations, including one strictly associated to a single host species.

Depuis quelques années déjà de nombreux didacticiens proposent, en réponse à un constat d’échec de la programmation actuelle de l’enseignement, de débuter l’apprentissage de la théorie de l’évolution et plus particulièrement de la sélection naturelle dès la fin du cursus primaire. Cette proposition renvoie à un nécessaire questionnement didactique sur la définition du modèle de la sélection naturelle qui doit être l’objet d’apprentissage et sur les modalités de sa construction de la part des élèves. Dans cette étude, nous tentons d’étayer cette proposition en choisissant d’envisager l’apprentissage de ce concept à partir du cadre théorique de la problématisation. Une analyse épistémologique de la sélection naturelle et une revue de la littérature des conceptions et des obstacles des élèves lors de l’apprentissage de la théorie de l’évolution sont tout d’abord réalisées. Ensuite nous testons une situation didactique dont la passation vise à nous renseigner sur le processus d’apprentissage de cette notion chez des élèves de 6ème primaire en Fédération Wallonie-Bruxelles. La séquence que nous avons proposée aux élèves implique donc de développer un modèle explicatif articulant différentes nécessités construites en réponse à un problème de modification morphologique d’une population au cours du temps. En accord avec les notions scientifiques vues à ce niveau scolaire, nous avons décidé d’outiller les élèves avec un cadre conceptuel de type darwinien. A partir d’analyses conceptuelles, d’analyses de l’évolution des objets du discours et d’analyses des argumentations menées sur les échanges oraux et sur les productions écrites des élèves, il a été possible mettre à jour le travail des trois nécessités identifiées lors des analyses épistémologiques et lors de l’analyse à priori. Néanmoins plusieurs obstacles reconnus comme le finalisme, le vitalisme ou encore l’essentialisme sont identifiés dans les propos des élèves durant et après la passation de la situation didactique. Une explication travaillée lors des débats se rapproche cependant d’une conception darwinienne de la sélection naturelle. Il semblerait que cette construction s’appuie notamment sur des outils insérés dans le canevas de départ de l’activité et sur le travail de questionnement de l’enseignante. Ces derniers semblent donc permettre la construction d’une conception mobilisable du processus de variation morphologique héréditaire. Cependant aux termes de l’activité, les élèves rencontrent des difficultés pour valider l’une des explications qu’ils ont construites durant le débat. La justification par l’aléa semble aussi être difficile à prendre à charge pour les élèves. A partir de ces résultats nous envisageons finalement de nouvelles pistes de travail. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce mémoire explore la manière dont la communauté Salafiste en ligne perçoit la théorie de l’évolution par la sélection naturelle. Les sources consultées sont deux essais ainsi que de multiples courts textes et fatwas. / This thesis explore how online Salafis perceive the theory of evolution by natural selection. The sources used include two essays as well as multiples short texts and fatwas.

De nombreux traits comportementaux montrent une variabilité individuelle et génétique importante malgré une sélection potentiellement forte qui devrait en réduire la variabilité. Comprendre les mécanismes permettant le maintien de la variabilité phénotypique dans les populations sauvages est donc un objectif central en écologie et en évolution. Dans cette optique, ce projet de recherche étudie la docilité, un trait de comportement d’intérêt dans le champ d’étude de la personnalité animale en raison de ses conséquences possibles sur l’aptitude phénotypique des individus. La docilité a été analysée en utilisant les mesures de la réponse de l’animal envers les manipulateurs chez une population sauvage de tamias rayés (Tamias striatus). La variation dans l’expression de la docilité entre les individus d’une population peut être maintenue par une hétérogénéité spatiale et temporelle dans les conditions environnementales. Premièrement, la variation dans ce trait et la répétabilité entre différents contextes environnementaux et différents sites d’étude ont été quantifiées. Ensuite, l’importance relative des caractéristiques écologiques et individuelles, comme l’âge, le sexe, la densité de la population et la saison, pouvant affecter la docilité a été évaluée. Aussi l’héritabilité et le lien entre la docilité et la survie des individus ont été estimés. Les résultats montrent que ce trait est répétable à travers et à l’intérieur d’une variété de contextes et que les valeurs de répétabilité sont similaires entre les différents sites d’étude. L’âge, le sexe, la saison de capture et la densité de la population affectent le niveau de docilité. Finalement, la docilité est héritable et sous sélection diversifiante pour la survie chez les adultes. Cette étude confirme une variabilité phénotypique et génétique de la docilité et suggère que la sélection pourrait maintenir la variabilité de ce trait. Ce projet aide à la compréhension des dynamiques de la variation de l’expression d’un trait de personnalité dans une population sauvage.

Les îles fournissent de bonnes opportunités pour étudier l'émergence de la biodiversité de part leur contexte spatial facilement appréhendable. Nous avons étudié une espèce de passereau endémique de l'île de la Réunion : le Zostérops des Mascareignes, Zosterops borbonicus. Cette espèce présente une extraordinaire variabilité de la couleur de son plumage à une échelle spatiale rarement documentée chez les oiseaux. L'analyse des patrons de variations génétiques et phénotypiques le long de gradients altitudinaux et au travers des zones hybrides séparant les différentes formes de couleur de l'espèce a permis de mettre en évidence le rôle de différents facteurs (sélectifs, historiques et neutres) dans l'émergence et le maintien de cette diversité. / Due to their well defined spatial context, islands are perfect places to study the emergence of biodiversity. Here, we studied a endemic passerine from the island of Réunion: the Mascarene White-eye. This species shows an extraordinary pattern of plumage colour variation at a spatial scale which have rarely been documented in birds. The joint analysis of genetic and phenotypic pattern of variation along environmental gradients and across hybrid zones separating the colour forms allowed us to show the role of various factors (selective, historical and neutral) in the emergence and maintenance of this diversity.

Les changements environnementaux actuels entrainent des modifications importantes dans les pressions de sélection qui agissent sur les populations naturelles. Cependant, la capacité de réponse des populations à ces modifications et l’importance relative des différents mécanismes comme la plasticité phénotypique et les changements de la composition génétique des populations restent encore trop peu connus. L’objectif général de ma thèse était donc d’évaluer les rôles de la plasticité phénotypique et de la variation génétique sur le potentiel évolutif en population naturelle. Pour ce faire, j’ai utilisé comme modèle d’étude l’Hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor), un passereau migrateur qui est suivi dans le Sud du Québec depuis 2004 dans un environnement hétérogène. Dans un premier temps (chapitre 2), j’ai évalué les déterminants environnementaux de la date de ponte et évalué leurs effets à des niveaux individuels et populationnels de plasticité phénotypique. Comme observé chez de nombreuses espèces aviaires, la température avait un effet important sur la synchronisation de la ponte, similaire au niveau individuel et populationnel, avec les dates de ponte plus hâtive lorsque les températures étaient plus chaudes. Par contre, ces relations semblaient contraintes par la densité locale d’hirondelles, considérée dans ce système d’étude comme un indice de la qualité de l’environnement. Plus précisément, les réponses plastiques à la température étaient moins prononcées à faible densité, c’est-à-dire dans les habitats plus contraignants. Ces résultats suggèrent donc que malgré la présence de plasticité phénotypique chez une espèce donnée, son efficacité pour pallier les changements climatiques peut être inégale entre les populations. Dans un deuxième temps (chapitre 3), je me suis intéressée à 4 gènes candidats liés à la phénologie (CLOCK, NPAS2, ADCYAP1 et CREB1) montrant de la variation de type courtes répétitions en tandem, et à leur relation avec deux traits phénologiques, la date de ponte et le temps d’incubation. Ces analyses ont montré plusieurs relations entre la variation observée à ces gènes et celle des traits phénologiques étudiés, dans la plupart des cas en interaction avec des variables environnementales (densité locale, latitude ou température printanière). Par exemple, les femelles avec en moyenne des allèles plus courts au gène CLOCK pondaient plus tôt que celles avec des allèles plus longs, une relation plus marquée à densité locale élevée. Les différents résultats suggèrent l’importance que peuvent prendre les interactions génotype-environnement, qui sont rarement prises en compte dans les études de gènes candidats, et qui pourraient expliquer une partie des résultats discordants entre les celles-ci. Dans un troisième temps (chapitre 4), j’ai vérifié la faisabilité d’une étude en génétique quantitative avec les données récoltées dans le système d’étude utilisée, caractérisé par un fort taux de reproduction hors couple et un faible recrutement des oisillons. Plus précisément, j’ai testé à l’aide de données empiriques et simulées la précision et l’exactitude des estimations d’héritabilité et de corrélations génétiques pour trois types de traits, morphologiques, reproducteurs et d’oisillons. Les résultats suggéraient un manque de précision important pour les traits morphologiques et reproducteurs, de même que des biais considérables lors de l’utilisation du pédigrée social plutôt que du pédigrée génétique. Ces analyses révèlent entre autres l’utilité des simulations pour tester adéquatement la faisabilité d’une étude en génétique quantitative sur une population donnée. Dans une dernière étude (chapitre 5), j’ai documenté les effets de l’hétérogénéité environnementale et de l’utilisation de différentes approches de génétique quantitative sur les prédictions de réponses évolutives en population naturelle. Plus particulièrement, cette étude s’est concentrée sur trois traits morphologiques (masse, longueur de l’aile et du tarse) mesurés à différents moments au cours du développement des oisillons. Les différentes analyses ont montré une sélection plus forte à faible densité locale pour la masse à 12 jours ainsi que des variations dans les composantes de variances phénotypiques selon la qualité de l’environnement (densité locale faible ou élevée) pour la plupart des combinaisons trait-âge étudiées. Il en résultait une tendance à des réponses évolutives prédites plus grandes à faible densité locale. Par contre, les prédictions obtenues avec l’équation du reproducteur et le second théorème de la sélection différaient fréquemment, et contrastaient grandement avec les tendances phénotypiques observées. En somme, les résultats de ma thèse suggèrent que les possibilités d’ajustement aux changements environnementaux par la plasticité phénotypique et d’adaptation par des changements génétiques entre les générations peuvent varier selon l’environnement expérimenté par une population. Mes recherches contribuent à une meilleure compréhension des facteurs et mécanismes influençant la persistance à long terme des populations naturelles face aux modifications dans les pressions de sélection.

Depuis plusieurs décennies, les populations font face à des changements environnementaux sans précédent. Afin de répondre à ces changements les espèces peuvent se déplacer vers un autre endroit (c’est la dispersion), répondre aux changements par plasticité phénotypique, ou encore s’adapter par sélection naturelle (c’est la réponse évolutive). Si la dispersion et la plasticité phénotypique permettent une réponse rapide face à un changement environnemental tel que le réchauffement climatique, seule la réponse évolutive permet une adaptation durable. Une réponse évolutive au changement climatique peut être attendue seulement si l'augmentation des températures occasionne une pression de sélection sur un et / ou des traits. Cependant, quantifier les pressions de sélection qui agissent sur les populations naturelles reste difficile, en particulier celles qui accompagnent le changement climatique. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à quantifier les pressions de sélection reliées au changement climatique agissant sur une population sauvage de mésanges bleues (Cyanistes caeruleus) suivie depuis 26 ans près de Montpellier (France). Mes résultats montrent qu'une augmentation de la température printanière augmentait la force de la sélection naturelle agissant sur la date de ponte. De plus, la sélection était renforcée lorsque la population subissait des évènements climatiques extrêmes tels que de fortes chaleurs. Ces résultats indiquent qu'il était d'autant plus avantageux de pondre tôt lorsque les températures étaient élevées dans notre population. Enfin, j'ai exploré l'impact de la variation spatiale de l'environnemental sur notre estimation de la sélection naturelle. Mes résultats ont montré que la sélection naturelle était systématiquement surestimée lorsque la variation spatiale environnementale n'était pas prise en compte, même à très fine échelle. En conclusion, ces résultats ont permis de montrer qu'une réponse évolutive au changement climatique serait possible puisque celui-ci est associé à de plus fortes pressions de sélection sur les populations.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La sélection naturelle et les flux de gènes entre populations contribuent à structurer la diversité génétique dans l'espace sous l'influence de l'environnement. L'étude de ces forces évolutives et de leur interaction avec le milieu a des applications importantes dans des domaines tels que la biologie de la conservation, la génétique ou l'agronomie. Les données génétiques peuvent être reliées aux données environnementales à travers des modèles qui décrivent les processus évolutifs mis en jeu pour estimer des paramètres d'intérêt. Le développement d'une méthode d'estimation en génétique des populations consiste donc à construire un modèle selon des considérations biologiques pour l'utiliser ensuite dans des algorithmes d'estimation. L'étape suivante consiste alors à évaluer les performances de la méthode pour la valider ou l'améliorer. Ce schéma a été appliqué pour évaluer une méthode d'estimation des taux de migration qui a été étendue par la suite. Une autre méthode a été développée pour étudier l'adaptation locale sous l'influence de la migration et de la sélection naturelle.

La diversité des organismes est essentielle pour leur capacité à évoluer et s'adapter aux variations environnementales. De ce fait, déterminer les facteurs responsables de l'origine de cette diversité ainsi que de la maintenance de la variabilité génétique observée reste un objectif fondamental en recherche. L'objectif de cette thèse était de comprendre les facteurs évolutifs maintenant le polymorphisme neutre. L'influence des processus évolutifs tels que la sélection naturelle et la dérive génétique étant complexes, nous avons combiné des approches complémentaires expérimentale et théorique. Le système expérimental utilisé, la bactérie Escherichia coli et l'amibe sociale Dictyostelium discoideum nous a permis d'étudier dans un premier temps la variabilité naturelle des interactions existant entre les deux espèces. Dans une seconde partie, nous avons étudié les traits bactériens impliqués dans cette variabilité. Nous avons montré que les bactéries portant des facteurs de virulence sont plus résistantes à la digestion des amibes, ce qui est en accord avec l'hypothèse de coïncidence évolutive des facteurs de virulence. Le deuxième volet de cette thèse concerne les aspects de génétique des populations de ce système. La troisième partie de notre expérimentation était de suivre les variations temporelles des fréquences alléliques de populations bactériennes comportant un marqueur neutre, durant 300 générations et sous quatre conditions environnementales : avec ou sans structuration spatiale et avec ou sans facteur biotique. Nous avons observé que les variations des fréquences alléliques observées étaient compatibles avec la dérive génétique. L'objectif du modèle théorique a été dans un premier temps d'étudier les effets de la stochasticité démographique sur les probabilités de fixation d'un nouvel allèle neutre arrivant dans une population résidente ainsi que sur le temps de fixation. La probabilité de fixation ainsi que le temps de fixation sont modifiés par les effets stochastiques lorsque l'on compare nos modèles à taille de population fluctuantes à un modèle à taille de population constante tel que le modèle de Moran.