Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La structure des populations influence de manière importante le taux de croissance des populations et donc leurs capacités à faire face à des changements environnementaux. En effet, elle détermine la part d'individus qui contribuent au renouvellement des générations ainsi que l'intensité des interactions sociales compétitives et coopératives. Utilisant le lézard vivipare (Zootoca vivipara, Jacquin 1787) comme modèle d'étude, mon travail de thèse consiste à caractériser la relation entre la structure de population (en termes de cohortes, densité et classes d'âge et de sexe), l'histoire de vie et la dynamique de petites populations isolées. Pour cela, nous combinons des approches expérimentales en conditions semi-naturelles à des approches théoriques utilisant des modèles populationnels à un et deux sexes structurés en classes d'âge. Une analyse critique de la littérature montre que la variabilité environnementale peut générer des différences d'histoire de vie entre cohortes de naissance, ou effets cohortes, à travers son influence sur la qualité des individus et sur l'intensité de la compétition intraspécifique au sein d'une cohorte et entre cohortes. Un premier travail empirique démontre que ces trois mécanismes induisent de la variation d'histoire de vie entre cohortes, mais met également en évidence que les effets directs de la variabilité environnementale sur la qualité des individus interagissent de manière complexe avec des effets indirects sur l'intensité de la compétition entre individus. Au cours d'une deuxième étude empirique, nous analysons les processus et conséquences démographiques de ces interactions compétitives. Une élévation de la densité augmente la compétition trophique et pourrait également induire des réponses hormonales au stress social, ce qui ralentit la croissance corporelle et la reproduction. Un modèle stochastique démontre que cette densité dépendance de l'histoire de vie interagit avec les fluctuations stochastiques du sexe ratio pour façonner la dynamique d'extinction des petites populations de lézards. Ces prédictions seront affinées par l'analyse d'une troisième étude empirique impliquant une manipulation conjointe de la densité et du sexe ratio de la population. Nos résultats, intégrés dans le contexte général de l'écologie des populations, soulignent l'importance de prendre en compte la structure de la population et l'hétérogénéité de l'histoire de vie pour établir des prédictions fiables sur le devenir des petites populations et mettre en place des mesures de gestion efficaces.

La plupart des études sur l’influence de la température sur la production des spermatozoïdes portent en grande partie sur les vertébrés. Néanmoins, les invertébrés constituent la majorité de la biodiversité terrestre animale, sont également plus sensibles à ces variations de température. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont porté sur la compréhension des capacités de reproduction, et sur l’influence d’une augmentation de température sur les fonctions mâles chez Nasonia vitripennis, un hyménoptère parasitoïde. Ce travail de thèse m’a permis de confirmer que chez cette espèce, la spermatogenèse était synchronisée et de décrire pour la première fois, un système de stockage intermédiaire des spermatozoïdes entre les testicules et les vésicules séminales. De plus, j’ai pu mettre en évidence que la spermatogénèse était sensible à une augmentation de température pendant le développement, altérant le sexe ratio de la descendance par des modifications d’allocations des sexes par les femelles. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances sur la fertilité mâle chez cette espèce et démontrent la sensibilité de la spermatogenèse à la température. / Many studies on the impact of the temperature on spermatogenesis have largely focused on vertebrates. Nevertheless, invertebrates constitute the vast majority of terrestrial biodiversity, and are especially vulnerable to variations of temperatures. The studies realized during my thesis are focused on understanding male reproductive capacities and effects of heat stress on male fertility in a parasitic wasp Nasonia vitripennis. This work allowed to confirm that spermatogenesis was synchronized, and to describe for the first time a system of spermatozoa regulation between testis and seminal vesicles. Moreover, I was able to demonstrate that spermatogenesis was sensible to temperature variation during male development, and the offspring sex ratio was altered by modifications of sex allocation. These findings open the way to the description of male fertility in this species, and show the sensitivity of spermatogenesis to temperature variation.

Les plumes d'oiseaux abritent de nombreux microorganismes qui pourraient être acquis dans l'environnement, ces microorganismes pouvant exercer une sélection intense sur leurs hôtes en réduisant leur fécondité et leur survie. Plusieurs taxons bactériens qui vivent sur des plumes ont la capacité de dégrader la kératine des plumes et causent des dommages à leur structure et peuvent modifier aussi leur coloration. Les oiseaux utilisent des signaux visuels tels que des couleurs vives ou des ornementations exagérées pour la communication socio-sexuelle ainsi que la reconnaissance des espèces. Seuls les individus en bonne santé sont capables de produire des caractères sexuels secondaires exagérés et restent résistants aux parasites débilitants. Le paon (Pavo cristatus) est une espèce polygame qui a plusieurs décorations exagérées, les caractères sexuels secondaires les plus remarquables du paon sont leur traîne décorée avec des ocelles magnifiques qui contiennent trois couleurs irisées différentes. Grâce à une technique basée sur la culture, j'ai isolé la communauté bactérienne des plumes de différentes parties colorées des ocelles de la traîne du paon. L'étude révèle qu'il y a eu une répartition hétérogène des bactéries parmi les différentes parties colorées des ocelles. L'abondance et la prévalence des taxa bactériens spécifiques étaient liées au degré de dégradation des plumes, à l'expression de différents caractères sexuels secondaires, à des changements dans la coloration des ocelles et à l'augmentation de la croissance quotidienne des plumes. En outre, nous avons constaté un petit effet de l'expression de caractères sexuels secondaires sur la proportion sexuelle des couvées avec un biais en faveur des individus masculins. Les travaux présentés dans cette thèse fournissent des preuves que les ocelles de plumes peuvent être considérés comme un signal fiable de la diversité et de l'abondance de bactéries chez le paon. En conséquence, ils représentent une indication pour la qualité individuelle, ce qui permet aux femelles de choisir des mâles avec une communauté bactérienne spécifique. / Bird feathers harbour numerous microorganisms that could be acquired from the surrounding environment, these microorganisms may exert intense selection on their hosts by reducing fecundity and survivorship. Several bacterial taxa that live on feathers have the ability to degrade feather keratin and cause damage to feather structure and may alter the feather colouration. Birds use visual signals such as bright colours or exaggerated ornamentation for socio-sexual communication as well as species recognition. Only healthy individuals are able to produce exaggerated secondary sexual characters and still remain resistant to debilitating parasites. Peacocks (Pavo cristatus) is a polygamous species that have different exaggerated ornamentation, the most notable secondary sexual characters of the peacock are their long-decorated trains that comprise the magnificent ocelli which contain three different iridescent colours. Through a culture based technique we isolate feather bacterial community from differently coloured parts of the ocelli of the peacock’s train. The study reveals that there was a heterogeneous distribution of bacteria among the differently coloured parts of ocelli. The abundance and prevalence of specific bacterial taxa was related to the degree of feather degradation, expression of different secondary sexual character, changes in ocelli colouration and daily growth increment. Furthermore, we found a small effect of the expression of secondary sexual characters on biasing of brood sex ratio towards production of more sons than daughters. The work presented in this thesis provide evidence that feather ocelli may consider as a reliable signal of the diversity and the abundance of bacteria in peacock and in consequence indication for the individual quality and that allowing the choosy females to pick males with a specific bacterial community.