Les amphibiens montrent depuis maintenant plusieurs années des signes très inquiétants de déclins, et ce sur tous les continents. Dans ce contexte, l'acquisition de connaissances concernant ces espèces est une étape essentielle à la prise de bonnes mesures de conservation. L'ADN environnemental est une méthode d'inventaire émergente qui gagne en popularité rapidement, mais tester cette méthode avec plusieurs espèces demeure une étape importante afin de mieux comprendre ses limites et bénéfices. Ce projet de maîtrise vise à explorer cette méthode avec trois espèces de salamandres de ruisseaux au Québec (Gyrinophilus porphyriticus, Desmognathus fuscus et Eurycea bislineata), dans l'objectif de se prononcer sur son efficacité avec ce groupe d'espèces d'intérêt particulier. La méthode d'ADNe a ainsi été comparée à la méthode traditionnelle de fouille active des ruisseaux pour la détection (présence/absence des espèces) et pour l'aspect quantitatif. Pour les trois espèces, les résultats montrent que l'ADNe a non seulement été détecté dans l'ensemble des ruisseaux où l'espèce a été observée par fouille active, mais également dans neuf ruisseaux où la fouille active n'avait pas réussi à détecter l'espèce. Les résultats concernant la nature quantitative de l'ADNe ne sont pas très concluants, car la relation entre la concentration d'ADNe et la densité des salamandres était faible, voire inexistante avec notre modèle. Ce résultat n'est cependant pas surprenant considérant la forte variabilité des données de concentration d'ADNe. Ainsi, nous concluons que la méthode d'ADNe peut être un outil fort intéressant pour la détection de ces trois espèces de salamandres dans les ruisseaux du sud du Québec. Puisque l'aspect quantitatif de l'ADNe n'est pas au point pour l'instant, l'avenir des inventaires de ces trois amphibiens semble se situer dans une utilisation partagée des deux méthodes, de manière à favoriser les forces de chacune et d'éviter leurs lacunes. / Amphibians have been showing worrying signs of decline on all continents for several years now. In this context, the acquisition of knowledge regarding these species is an essential step leading to good conservation measures. Environmental DNA is an emerging survey method that is rapidly gaining in popularity and testing this method with several species remains an important step in order to better understand its limitations and benefits. This research aims to explore this method with three species of stream-dwelling salamanders in Quebec (Gyrinophilus porphyriticus, Desmognathus fuscus and Eurycea bislineata), with the objective of evaluating its effectiveness with this group of species of high interest from a conservation point of view. Hence, the eDNA method was compared to the traditional method of active stream search for detection (presence/absence of species) as well as for the quantitative aspect. For all three species, results show that eDNA was detected in all streams where the species was observed by active search. In addition, eDNA was detected in nine streams where the species were not detected by active search. The results regarding the quantitative nature of eDNA are not very conclusive, as the relationship between eDNA concentration and salamander density was weak to non-existent with our model. This result is not surprising considering the high variability of the eDNA concentration data. Thus, we conclude that the eDNA method can be a very valuable tool for the detection of these three salamander species. Since the quantitative aspect of eDNA does not seem to be useful, the future of stream-dwelling salamander surveys seems to lie in a shared use of both methods, so as to make the most of the strengths of each and avoid their weaknesses.

Mémoire (M.Ress.Renouv.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2001. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La récolte de bois est une activité très répandue au Québec et elle requiert une gestion durable. Pour cela, les gestionnaires se basent sur le principe de l'aménagement forestier écosystémique. Cette stratégie vise à imiter les perturbations naturelles afin de limiter l'impact sur l'habitat et sur la faune. Dans les forêts tempérées d'Amérique du Nord, les populations de salamandres de ruisseaux sont exposées aux retombées des opérations forestières. En particulier, le retrait du couvert forestier entraîne à long terme une augmentation de la température de l'air et de l'eau, qui peut laisser les organismes sujets à la dessiccation. Au-delà de la récolte du bois, l'implantation de routes et de chemins forestiers est nécessaire pour accéder au territoire et exporter la matière ligneuse récoltée. La compaction des sols au niveau de la voirie augmente le ruissellement et accentue la sédimentation dans les cours d'eau. La voirie est une menace directe à l'intégrité hydrologique des ruisseaux de tête qui sont des habitats essentiels aux salamandres de ruisseaux. Dans ce projet de maîtrise, nous nous sommes intéressés à l'impact des aménagements forestiers sur les populations de salamandres pourpres (*Gyrinophilus porphyriticus*), une espèce désignée vulnérable au Québec. Le projet comporte trois objectifs : (i) identifier les caractéristiques de l'habitat influençant la présence de la salamandre pourpre, (ii) quantifier l'effet des coupes en périphérie des sites d'étude sur les populations, et (iii) évaluer l'effet de la voirie (*i.e.*, chemins forestiers et ponceaux) sur la qualité des cours d'eau via l'impact sur les populations. Pour ce faire, le projet s'est appuyé sur des données de science citoyenne et des données de différents organismes obtenues par une méthode standardisée. À cela s'ajoutent des inventaires complémentaires qui ont été effectués à l'été 2022, réalisés par la méthode de recherche active et de collecte d'ADN environnemental dans les ruisseaux forestiers. Après un travail de combinaison et d'intégration des données de différentes natures et d'extraction de données géoréférencées, nous avons construit des modèles statistiques avec une approche bayésienne. En tenant compte de la détection imparfaite, nous avons estimé l'abondance des populations ou la probabilité de présence de la salamandre pourpre à trois différentes échelles. Nos résultats ont montré que seul le couvert forestier semble avoir un effet sur l'abondance d'individus. Notre étude ne suggère aucune preuve d'un impact des aménagements forestiers sur les populations de salamandres pourpres, à l'échelle de la province de Québec. Nous espérons que le projet offre de nouvelles perspectives permettant d'évaluer les mesures en place pour la protection de l'habitat de la salamandre pourpre et de formuler des recommandations d'amélioration de ces mesures si nécessaire. / Timber harvesting is a widespread activity in Quebec, necessitating sustainable management practices. Forest managers rely on the principles of ecosystem-based forest management. This strategy aims to mimic natural disturbances to minimize the effect of timber harvesting on habitats and on wildlife. Within the temperate forests of North America, stream salamander populations are exposed to the impacts of forestry operations. Specifically, the removal of forest cover leads to a long-term increase in air and soil temperature, which could expose organisms to desiccation. Beyond canopy loss, the establishment of roads and skidding trails is essential for accessing territories and transporting harvested materials. Soil compaction along roadways intensifies runoff and accentuates sedimentation in watercourses. Road infrastructures represent a direct threat to the hydrological integrity of headwater streams, which serve as essential habitats for stream salamanders. In this master's project, we focused on evaluating the impact of forest management on spring salamander (*Gyrinophilus porphyriticus*) populations, a species designated vulnerable in Quebec. The project consists of three objectives: (i) to identify habitat characteristics influencing the presence of spring salamanders, (ii) to quantify the effects of tree cutting in proximity of streams on spring salamander populations, (iii) to assess the impact of road infrastructures (*i.e.*, forest roads and culverts) on stream quality through its effect on spring salamander populations. To do so, the project integrated citizen science data and data from different organizations collected using a standardized method. Additionally, we conducted complementary surveys during the summer 2022, using the active search method and environmental DNA sampling. Following the combination and integration of diverse datasets and georeferenced data extraction, we built statistical models using a Bayesian approach. Considering imperfect detection, we estimated either population abundance or presence probability of the species at various spatial scales. Our results showed that forest cover was the only variable to influence the abundance of spring salamanders. We did not find any evidence of an effect of forest management on spring salamander populations. We hope that these results would facilitate the assessment of current measures aiming at protecting spring salamander habitat, and provide recommendations for improving these measures, if deemed necessary.

Un des principes de l'aménagement forestier écosystémique consiste à émuler les perturbations naturelles lors des activités de récoltes forestières. Les coupes progressives irrégulières (CPI) sont un nouveau type de traitement sylvicole prometteur en forêt mixte, mais leurs conséquences sur la biodiversité sont méconnues. La salamandre cendrée (Plethodon cinereus), étroitement liée aux débris ligneux, joue un rôle important dans l'écosystème des sols forestiers. Le but de ce projet était de déterminer l'impact de trois types de CPI (coupes en lisière, en trouée et en micropeuplement), relativement à des sites témoins, sur les dynamiques de populations et la condition corporelle de salamandres cendrées. En tout, 64 sites de la région du Témiscamingue ont été échantillonnés à 10 reprises réparties durant l'été 2015 et 2016 dans lesquels deux méthodes d'échantillonnage ont été testées soit les refuges artificiels et des quadrats d'échantillonnage. Les analyses de dynamiques d'abondance ont montré que l'abondance des salamandres des individus ne variaient pas selon les trois différents patrons de coupes de CPI, ni selon les paramètres environnementaux mesurés. Par contre, nos résultats montrent des effets annuels: la condition corporelle des adultes était supérieure en 2015 qu'en 2016 et la probabilité de détection des salamandres adultes était plus élevée en 2016. Pour les juvéniles, leur condition corporelle diminuait avec la progression de la saison et elle était la meilleure dans les traitements en plein et était la plus faible dans les trouées. Ces résultats suggèrent globalement que les CPI maintiennent les attributs d'habitat nécessaires au maintien des populations de salamandres cendrées, 5 à 7 ans après la première coupe. Mots-clés : salamandre cendrée, Plethodon cinereus, dynamiques de populations, coupe partielle, débris ligneux, coupe progressive irrégulière. / Ecosystem-based management aims to preserve old-growth forest attributes using techniques mimicking natural disturbances. Irregular shelterwood logging is a new method applied to mixed forests, but its impacts on forest floor organisms are poorly known. The aim of this study was to quantify the effects on the population dynamics and body condition of terrestrial salamanders of three different treatments of irregular shelterwood (strips, uniform and gaps) 5 – 7 years following harvesting compared to old-growth forest controls. A total of 64 sites in the Témiscamingue region were sampled on 10 occasions during the summer of 2015 and 2016. Two sampling methods were tested, namely artificial refuges and sampling quadrats. Analyses showed that salamander abundance and body condition of individuals did not vary according to the three different irregular shelterwood cut patterns or the environmental parameters measured at the sites. However, the body condition of adult salamanders was lower in 2016 than in 2015 and the detection probability of adult salamanders was greater in 2016 than in 2015. For juvenile salamanders, the body condition decreased with increasing Julian day and the body condition was also highest in uniform treatments and lowest in gap treatments. We conclude that environmental conditions 5 to 7 years following treatments in the three patterns of irregular shelterwood harvesting, are similar to controls in terms of their capacity to support terrestrial salamander populations. Key words : eastern red-backed salamander, Plethodon cinereus, population dynamics, partial cutting, woody debris, irregular shelterwood harvesting

Les urodèles amphibiens, dont fait partie l’axolotl (Ambystoma mexicanum), ont la capacité de régénérer leurs organes et membres suite à une amputation, tout au long de leur vie. La patte est l’organe dont le processus de régénération est le mieux caractérisé et ce dernier est divisé en deux phases principales. La première est la phase de préparation et commence immédiatement suite à l’amputation. Elle renferme des étapes essentielles au processus de régénération comme la guérison de la plaie et la formation d’une coiffe apicale ectodermique. Par la suite, les fibroblastes du derme et certaines cellules musculaires vont revenir à un état pluripotent via un processus appelé dédifférenciation cellulaire. Une fois dédifférenciées, ces cellules migrent et s’accumulent sous la coiffe apicale pour former le blastème. Lors de la phase de redéveloppement, les cellules du blastème se divisent puis se redifférencient pour régénérer la partie amputée. Fait intéressant, la régénération d’un membre ou la guérison d’une plaie chez l’axolotl ne mène jamais à la formation d’une cicatrice. Afin d’en apprendre plus sur le contrôle moléculaire de la régénération, les gènes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) et Transforming growth factor-β1 (Tgf-β1) ont été sélectionnés. Ces gènes jouent un rôle important dans la réponse au stress et lors de la guérison des plaies chez les mammifères. HSP-70 est une chaperonne moléculaire qui est produite pour maintenir l’intégrité des protéines cellulaires lorsqu’un stress se présente. TGF-β1 est une cytokine produite suite à une blessure qui active la réponse inflammatoire et qui stimule la fermeture de la plaie chez les amniotes. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que Hsp-70 est exprimé et régulé lors du développement et de la régénération du membre chez l’axolotl. D’autre part, nos expériences ont mené à l’isolation de la séquence codante pour Tgf-β1 chez l’axolotl. Nos résultats montrent que Tgf-β1 est exprimé spécifiquement lors de la phase de préparation dans le membre en régénération. De plus, le blocage de la voie des Tgf-β avec l’inhibiteur pharmacologique SB-431542, lors de la régénération, mène à l’inhibition du processus. Ceci démontre que la signalisation via la voie des Tgf-β est essentielle à la régénération du membre chez l’axolotl. / Urodele amphibians, such as the axolotl (Ambystoma mexicanum), have the unique ability, among vertebrates, to perfectly regenerate many parts of their body throughout their life. Among the complex structures that can be regenerated, the limb is the most widely studied. Limb regeneration is divided in two main phases. The preparation phase, which begins right after amputation, includes wound healing and the formation of an apical ectodermal cap. During this phase, dermal fibroblasts and muscle cells will lose their characteristics and become pluripotent through a process called cellular dedifferentiation. The dedifferentiated cells migrate and accumulate under the apical ectodermal cap to form the blastema. During the redevelopment phase, the cells in the blastema proliferate and redifferentiate to regenerate the lost structures. It is interesting to highlight the fact that regeneration never leads to scar formation in the axolotl. In order to learn more about the molecular control of limb regeneration, the genes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) and Transforming growth factor-β1 (Tgf- β1) were selected for their important roles in stress response and wound healing in mammals. HSP-70 is a molecular chaperone which is produced to protect cellular proteins when the cell faces a stress. TGF-β1 is a cytokine produced after wounding that activates the inflammatory response and stimulates wound closure in amniotes. Results presented in this thesis show that Hsp-70 is expressed and regulated during limb development and regeneration in the axolotl. We were also able to isolate the cDNA coding for axolotl Tgf-β1 and our results show that this gene is expressed specifically during the preparation phase of limb regeneration. Treatment of regenerating axolotls with a specific inhibitor of Tgf-β signalling, SB-431542, led to complete inhibition of regeneration. This directly implies that Tgf-β signalling is essential for limb regeneration in axolotl.

Les urodèles amphibiens, dont fait partie l’axolotl (Ambystoma mexicanum), ont la capacité de régénérer leurs organes et membres suite à une amputation, tout au long de leur vie. La patte est l’organe dont le processus de régénération est le mieux caractérisé et ce dernier est divisé en deux phases principales. La première est la phase de préparation et commence immédiatement suite à l’amputation. Elle renferme des étapes essentielles au processus de régénération comme la guérison de la plaie et la formation d’une coiffe apicale ectodermique. Par la suite, les fibroblastes du derme et certaines cellules musculaires vont revenir à un état pluripotent via un processus appelé dédifférenciation cellulaire. Une fois dédifférenciées, ces cellules migrent et s’accumulent sous la coiffe apicale pour former le blastème. Lors de la phase de redéveloppement, les cellules du blastème se divisent puis se redifférencient pour régénérer la partie amputée. Fait intéressant, la régénération d’un membre ou la guérison d’une plaie chez l’axolotl ne mène jamais à la formation d’une cicatrice. Afin d’en apprendre plus sur le contrôle moléculaire de la régénération, les gènes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) et Transforming growth factor-β1 (Tgf-β1) ont été sélectionnés. Ces gènes jouent un rôle important dans la réponse au stress et lors de la guérison des plaies chez les mammifères. HSP-70 est une chaperonne moléculaire qui est produite pour maintenir l’intégrité des protéines cellulaires lorsqu’un stress se présente. TGF-β1 est une cytokine produite suite à une blessure qui active la réponse inflammatoire et qui stimule la fermeture de la plaie chez les amniotes. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que Hsp-70 est exprimé et régulé lors du développement et de la régénération du membre chez l’axolotl. D’autre part, nos expériences ont mené à l’isolation de la séquence codante pour Tgf-β1 chez l’axolotl. Nos résultats montrent que Tgf-β1 est exprimé spécifiquement lors de la phase de préparation dans le membre en régénération. De plus, le blocage de la voie des Tgf-β avec l’inhibiteur pharmacologique SB-431542, lors de la régénération, mène à l’inhibition du processus. Ceci démontre que la signalisation via la voie des Tgf-β est essentielle à la régénération du membre chez l’axolotl. / Urodele amphibians, such as the axolotl (Ambystoma mexicanum), have the unique ability, among vertebrates, to perfectly regenerate many parts of their body throughout their life. Among the complex structures that can be regenerated, the limb is the most widely studied. Limb regeneration is divided in two main phases. The preparation phase, which begins right after amputation, includes wound healing and the formation of an apical ectodermal cap. During this phase, dermal fibroblasts and muscle cells will lose their characteristics and become pluripotent through a process called cellular dedifferentiation. The dedifferentiated cells migrate and accumulate under the apical ectodermal cap to form the blastema. During the redevelopment phase, the cells in the blastema proliferate and redifferentiate to regenerate the lost structures. It is interesting to highlight the fact that regeneration never leads to scar formation in the axolotl. In order to learn more about the molecular control of limb regeneration, the genes Heat-shock protein-70 (Hsp-70) and Transforming growth factor-β1 (Tgf- β1) were selected for their important roles in stress response and wound healing in mammals. HSP-70 is a molecular chaperone which is produced to protect cellular proteins when the cell faces a stress. TGF-β1 is a cytokine produced after wounding that activates the inflammatory response and stimulates wound closure in amniotes. Results presented in this thesis show that Hsp-70 is expressed and regulated during limb development and regeneration in the axolotl. We were also able to isolate the cDNA coding for axolotl Tgf-β1 and our results show that this gene is expressed specifically during the preparation phase of limb regeneration. Treatment of regenerating axolotls with a specific inhibitor of Tgf-β signalling, SB-431542, led to complete inhibition of regeneration. This directly implies that Tgf-β signalling is essential for limb regeneration in axolotl.