La leptospirose est une zoonose d’importance médicale majeure dans les îles du Sud-Ouest de l’Océan Indien (SOOI) dont certaines enregistrent des incidences parmi les plus élevées au monde. Durant la dernière décennie, les données épidémiologiques moléculaires obtenues avec une approche « One Health » ont mis en évidence une grande diversité de lignées de leptospires ainsi que différentes chaines de transmission sur les différentes îles de la région. Les données moléculaires montrent la présence de leptospires pathogènes et de réservoirs animaux introduits ou endémiques de cette région. La distribution de ces différentes lignées de leptospires est associée à (i) un contraste épidémiologique incluant des différences dans la sévérité des cas humains et (ii) des niveaux de spécificité d’hôtes différents selon les leptospires considérés. Plus particulièrement, les leptospires endémiques du SOOI semblent être moins pathogènes chez les humains et montrent une plus forte affinité pour leur réservoir que les leptospires cosmopolites. Pour compléter nos connaissances sur l’histoire évolutive des leptospires du SOOI, nous avons produit des données provenant de chauves-souris de l’Afrique de l’Est. Ces données confirment la spécificité de certaines lignées de leptospires envers leurs hôtes chiroptères et suggèrent que les chauves-souris d’Afrique ont colonisé Madagascar tout en étant infectées par leurs leptospires. Afin de mieux comprendre le rôle des différents leptospires dans l’épidémiologie régionale de la leptospirose, nous avons mesuré la pathogénicité de trois souches de leptospires retrouvées dans cette région à l’aide d’un modèle hamster. Des souches de Leptospira mayottensis et Leptospira borgpetersenii ont été isolés respectivement de Tenrec ecaudatus (tenrec) et Triaenops menamena (chauve-souris), deux mammifères endémiques du SOOI. Une souche de Leptospira interrogans, dont le génotype est retrouvé dans la majorité des cas humains graves à la Réunion, a été isolée de Rattus rattus (rat). En cohérence avec les données épidémiologiques humaines de Mayotte et de La Réunion, les leptospires endémiques se sont révélées être significativement moins pathogènes que la souche L. interrogans. La spécificité d’hôte des deux souches isolées de mammifères endémiques a été mise à l’épreuve par des infections expérimentales de Rattus norvegicus, connu comme un réservoir important de leptospires. Les rats ont été infectés avec les trois isolats précédemment utilisés. Les rats infectés par les souches endémiques n’ont pas développé d’infection rénale chronique contrairement à la souche cosmopolite. Ces résultats montrent que la spécificité d’hôte des leptospires endémiques observée in natura est probablement due à des facteurs génétiques plutôt qu’à des facteurs écologiques, comme un manque de contacts physiques entre les réservoirs animaux endémiques et introduits. Enfin, le séquençage complet de souches de leptospires du SOOI a été réalisé afin d’identifier des caractéristiques génétiques pouvant être associées à la pathogénicité et la spécificité d’hôte des leptospires pathogènes. Une classification précise de souches de leptospires du SOOI a pu être réalisée sur la base des génomes complets. La comparaison de ces génomes a permis d’identifier des gènes spécifiques à un groupe ou une espèce de leptospires. Cependant des modifications génomiques complexes rendent difficiles l’identification de caractéristiques génomiques responsables d’un phénotype particulier tel que la virulence ou la spécificité d’hôte. / Leptospirosis is a zoonosis of main medical concern on several islands of southwestern Indian Ocean (SWIO), some of which recording among the highest human incidence worldwide. Over the last decade, molecular epidemiology investigations carried out under a One Health framework have revealed a wide variety of Leptospira lineages and distinct transmission chains throughout the islands of the region. These islands are home to pathogenic Leptospira lineages and animal reservoirs that are either introduced or endemic to the SWIO region. Interestingly, the regional distribution of Leptospira diversity is associated with (i) a contrasted severity of human cases and (ii) distinct levels of specificity of Leptospira towards their mammalian hosts. Specifically, endemic Leptospira appear less pathogenic in humans and display higher specificity towards their animal reservoirs than their cosmopolitan counterparts. To complete the dataset of Leptospira diversity in the SWIO region, we produced data from bats of eastern Africa. Results support the previously observed pattern of host specificity of Leptospira towards their bats hosts and, overlaid upon the biogeographic history of Malagasy bats, suggest that these volant mammals have colonized Madagascar from continental Africa while hosting pathogenic Leptospira. To better understand the role of distinct Leptospira lineages in the contrasted epidemiology observed in the SWIO, we investigated the pathogenicity of three Leptospira isolates from this region using a hamster model. Leptospira mayottensis and Leptospira borgpetersenii isolates were obtained from Tenrec ecaudatus (tenrec) on Mayotte and Triaenops menamena (bat) in Madagascar, respectively, both mammals endemic to the SWIO region. A Leptospira interrogans strain, which genotype has been reported in the majority of human acute cases on La Réunion, was isolated from the introduced Rattus rattus (rat). In keeping with a distinct severity of the disease on Mayotte and La Réunion, endemic bat-borne and tenrec-borne Leptospira were significantly less pathogenic than the control cosmopolitan rat-borne isolate. The host specificity of the isolates obtained from endemic hosts was addressed using experimental infection of Rattus norvegicus, a known reservoir of pathogenic Leptospira. This animal model was challenged with all three isolates and mostly failed in supporting chronic infection with bat-borne and tenrec-borne Leptospira. Hence, the strong host-specificity of endemic Leptospira toward their hosts observed in the wild likely results from genetic determinants shaped by long-term co-evolutionary processes rather than from ecological constraints such as a lack of physical contact between introduced and endemic animal reservoirs. Finally, we undertook full genome sequencing of regional strains in order to highlight genomic features that may be associated with virulence and host specificity. Whole genome sequencing allowed the accurate classification of Leptospira isolates obtained on SWIO islands. Comparative genomics allowed to identify genes specific to a group or species of Leptospira but complex changes in Leptospira genome make difficult the identification of genomic elements responsible for specific traits such as virulence and host specificity.

Dans les îles du sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) (Comores, Maurice, Mayotte, Réunion, Rodrigues et Seychelles), le flétrissement bactérien causé par le complexe d'espèces Ralstonia solanacearum (ceRs) est une phytobactériose considérée comme l'une des plus nuisibles pour les productions vivrières ou d'exportation. Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit avaient pour principal objectif l'exploration du niveau et de la distribution de la diversité génétique du ce Rs et de la structure génétique de ses populations dans le SOOI. Nous avons mené de vastes campagnes d'échantillonnage qui ont permis de constituer une large collection de 1704 isolats, principalement à partir de Solanacées (tomate, pomme de terre, piment, aubergine, poivron) et de géranium rosat. L'assignation phylogénétique des isolats a montré une très forte prévalence du phylotype I (88 %), qui est distribué dans chaque île du SOOI, tandis que les phylotypes II (9 %) et III (3 %) ne sont trouvés qu'à La Réunion. Deux souches de phylotype IV ont par ailleurs été signalées à l'île Maurice, représentant le premier rapport de ce groupe phylogénétique dans le SOOI. Une approche phylogénétique et de génotypage (MLSA/MLST) basée sur l'analyse de séquences de 6 gènes de ménage et 1 gène associé à la virulence (egl) a permis de révéler les relations génétiques entre 145 souches représentatives (diversité géographique + hôte d'isolement) du SOOI et 90 souches mondiales de référence. Le développement et l'application d'un schéma MLVA basé sur 17 séquences répétées en tandem (VNTR) sur près de 1300 souches a permis de révéler que les populations de phylotype I sont organisées en complexes clonaux dans le SOOI et que le niveau de diversité génétique est très contrasté selon les îles, Maurice présentant la plus forte diversité génétique. Un résultat majeur de cette thèse est la mise en évidence du déploiement d’une lignée génétique (sequevar I-31 ; STI-13 ; MT-035), surreprésentée dans les îles du SOOI, qui pourrait avoir été introduite via du matériel végétal contaminé depuis l'Afrique de Sud ou l’Afrique de l'Ouest. Nos études préliminaires montrent que l'haplotype majoritaire MT-035 (i) est le probable haplotype fondateur du complexe clonal le plus prévalent dans le SOOI, (ii) présente un pouvoir pathogène élevé (large gamme d'hôtes comprenant des plantes cultivées et des adventices, et forte agressivité sur Solanacées) et (iii) possède une forte aptitude à la compétition dans l'environnement via la production de bactériocines. Ces travaux permettront in fine de renforcer l'épidémiosurveillance et orienter les stratégies de lutte vis-à-vis de cet agent phytopathogène, notamment via le déploiement de cultivars résistants. / In the southwest Indian Ocean (SWIO) islands (Comoros, Mauritius, Mayotte, Réunion, Rodrigues and Seychelles), bacterial wilt caused by the Ralstonia solanacearum species complex (Rssc) is considered one of the most harmful plant disease for food crops or export. The main objective of this work presented in this manuscript was to explore the level and the distribution of the genetic diversity of Rssc and the genetic structure of its populations in SWIO. We conducted extensive sampling campaigns that resulted in a large collection of 1704 isolates, mainly from Solanaceae (tomato, potato, chilli, eggplant, pepper) and geranium rosat. The phylogenetic assignment of the isolates showed a very high prevalence of phylotype I (88 %), which is distributed in each island of the SWIO, while phylotypes II (9 %) and III (3 %) are found only in Réunion. Two phylotype IV strains have also been reported in Mauritius, representing the first report of this phylogenetic group in SWIO. A phylogenetic and genotyping approach (MLSA/MLST) based on sequence analysis of 6 housekeeping genes and 1 gene associated with virulence (egl) revealed the genetic relationships between 145 representative SWIO strains (geographic diversity + host) and 90 global reference strains. The development and application of MLVA scheme based on 17 variable number of tandem repeat sequences (VNTR) on nearly 1300 strains revealed that phylotype I populations are organized into clonal complexes in SWIO and that the level of genetic diversity is highly contrasted according to the islands, with Mauritius having the highest genetic diversity. This work highlights the deployment of a genetic lineage (Sequevar I-31, STI-13, MT-035), overrepresented in SWIO islands, which could have been introduced via contaminated plant material from South Africa or West Africa. Our preliminary studies show that the main haplotype MT-035 (i) is the probable founding haplotype of the most prevalent clonal complex in SWIO, (ii) has high pathogenicity (wide range of hosts including cultivated plants and weeds, and high aggressiveness on Solanaceae) and (iii) has a strong ability to compete in the environment via the production of bacteriocins. This work will ultimately strengthen epidemiosurveillance and guide control strategies of this plant pathogen, including the deployment of resistant cultivars.

Les relations interspécifiques sont un indicateur naturel de l'état de santé d'un écosystème et de son éventuelle évolution. Dans le contexte actuel de changement climatique et d'intensification des activités humaines, nous décrivons, par une approche intégrée, les interactions existant entre les tortues vertes et leurs ressources trophiques, afin de contribuer à la compréhension de la dynamique de la biodiversité marine. La tortue verte est la seule tortue marine herbivore aux stades sub-adulte et adulte. Elle se nourrit principalement sur des herbiers de phanérogames marines et des algueraies en milieu côtier relativement peu profonds et constitue ainsi un modèle privilégié pour étudier l'écologie trophique et fonctionnelle des tortues marines en conditions naturelles. Le travail présenté dans ce manuscrit étudie deux populations de tortues vertes : la première s'alimentant de phanérogames marines sur le site de N'Gouja à Mayotte et la seconde d'algues benthiques sur la côte ouest de l'Ile de La Réunion. A ce stade de l'étude, le système tortues vertes-herbier est le mieux connu. Nous proposons une synthèse des relations existant entre le comportement de plongée et d'alimentation d'individus juvéniles et adultes avec la disponibilité trophique au sein d'un herbier marin plurispécifique. Ceci a été obtenu à partir de systèmes d'acquisition embarqués, d'observation directes de tortues vertes et de relevés phyto-écologiques conventionnels. Par ailleurs, notre étude a permis d'engager le suivi du système tortues vertes – herbier marin de N'Gouja et d'en décrire les premières tendances. En quatre ans, une diminution de près de 80 % de la biomasse végétale du site de N'Gouja accentue la pression d'herbivorie des tortues vertes sur l'herbier. Ce phénomène entraîne l'appauvrissement de la diversité spécifique des phanérogames en faveur des espèces végétales pionnières. La diminution parallèle de l'effectif de la population de tortues vertes du site de N'Gouja suggère un modèle alimentaire basé sur le principe de densité-dépendance. Les conséquences d'une surexploitation de l'herbier par les tortues vertes sont alors en opposition avec celles obtenues suite à la simulation d'une pression d'herbivorie nulle. Nous montrons que sous une pression d'herbivorie modérée, un stade successionel intermédiaire de l'herbier est maintenu et la diversité spécifique est favorisée par la diminution des capacités compétitives des espèces consommées. Il découle ainsi de notre étude des indicateurs du stade phytodynamique d'un herbier plurispécifique et de la pression d'herbivorie exercée par les tortues vertes qui permettent d'envisager les réponses écosystémiques d'un système tel que celui de N'Gouja sous différents scénarios environnementaux. Enfin, dans un cadre plus large, nous posons la question de savoir si l'évolution statutaire de Mayotte peut contribuer à approfondir et pérenniser la protection des tortues marines qui se trouvent sur son territoire. Nous décrivons la départementalisation comme un moyen d'accentuer le processus de clarification du droit applicable à Mayotte et d'assurer des moyens humains, matériels, et financiers nécessaires à la protection de l'environnement. Des recensements aériens réalisés au dessus de la côte ouest de l'île de La Réunion révèlent la présence d'individus sexuellement matures et immatures, dont le nombre augmente depuis 1996. Cette approche nous aura permis d'identifier une fréquentation préférentielle des habitats coralliens et de décrire, à partir d'observations sous-marines parallèles, la côte ouest de l'île comme un site d'alimentation d'individus matures et d'individus en phase de croissance. Ce travail renforce les bases scientifiques nécessaires à la mise en place de stratégies de conservation des tortues marines et de leurs habitats. / Reproduction of sea turtles primarily relies on body reserves stored during the time spent on foraging grounds prior to the nesting season. Accordingly, the investigation of foraging behaviour of sea turtles is critical for better assessing their biology but also for conservation issues of these endangered species. Sea turtles contribute significantly to the consuming biomass of their ecosystem and hence to its functioning, thus providing natural indications of the health of the ecosystem. Yet the trophic ecology of sea turtles is poorly documented because their feeding grounds remain poorly known and for most of them hardly accessible. Among sea turtles the green turtle is the only species where sub-adults and adults are mostly herbivorous feeding on seagrass and algae patches in shallow coastal waters. Such fairly accessible marine ecosystems provide a unique opportunity to investigate sea turtle ecology under natural conditions. The study was conducted in two foraging sites of green turtles located in the south-western Indian Ocean: Mayotte (seagrass meadow) and Reunion Island (algae spots). Thanks to fine-scale sampling of feeding activities, we addressed the lack of research investigating the food requirements and the trophic role of green turtles. To day, feeding activities of green turtles are better known on seagrass. We described the habitat use, the food intake, and the herbivory pressure of green turtles exploiting a multi-sepcies seagrass meadow of Mayotte. In Reunion Island, first results provide some information about the habitat use of green turtles. Such results are paramount for the management and conservation sea turtles and their habitats.

Ce travail documente la variabilité spatiale et temporelle du rayonnement solaire à la surface sur le sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) et l'île de La Réunion à l'aide de deux modèles régionaux de climat (MRC) : les modèles RegCM et WRF. La première partie de ce travail est dédiée à l'analyse de la variabilité temporelle du rayonnement solaire à l'aide du modèle RegCM sur le SOOI avec une résolution spatiale modérée (50km). S'agissant du premier travail sur la modélisation régionale du climat pour l'étude du rayonnement solaire dans le SOOI, une première série de tests pour illustrer les performances du modèle et sa sensibilité au choix des paramétrisations physiques (transfert radiatif, convection), à la taille du modèle, et à la résolution spatiale, est effectuée. Le schéma radiatif par défaut, le schéma CCM, et le schéma convectif mixte : Grell sur les terres et Emanuel sur les océans, donnent les résultats les plus satisfaisants pour la région, comparés aux autres options disponibles. La variabilité climatique interannuelle, intrasaisonnière et jour-à-jour est ensuite examinée sur la base des indices climatiques. Dans un premier temps, plusieurs paramètres (vent horizontal, température, humidité relative) issus des réanalyses ERA-Interim et utilisés comme paramètres d'entrée pour le modèle RegCM, sont analysés en lien avec ceux correspondant fournis en sortie du modèle, pour vérifier l'aptitude du modèle à maintenir les signaux ENSO (El-Nino Southern Oscillation), IOD (Indian Ocean Dipole), MJO (Madden-Julian Oscillation) et les Talwegs Tropicaux-Tempérés (TTT). Dans un second temps, le rayonnement solaire à la surface simulé par le modèle RegCM est mis en lien avec ces différents modes de variabilité. La seconde partie du travail est consacrée à l'analyse de la variabilité spatiale du rayonnement solaire à la surface à La Réunion à l'aide du modèle WRF à très haute résolution spatiale (750m) pour différentes échelles de temps : interannuelle, intrasaisonnière, jour-à-jour. Une classification est appliquée sur les sorties de rayonnement produites par WRF, et le lien avec la circulation atmosphérique de grande échelle est analysé dans chacune des classes. Les résultats de la modélisation sont validés à l'aide des données d'observations du réseau Météo France et des produits satellite CM SAF. Les résultats indiquent que les MRC ont la capacité de représenter la variabilité temporelle et spatiale du rayonnement solaire à La Réunion. / This work documents the temporal and spatial variability of surface solar radiation (SSR) over the southwest Indian Ocean (SWIO) and Reunion Island using two complementary Regional Climate Models (RCMs): RegCM4 and WRF. The first part of the work is dedicated to the analysis of the temporal variability of SSR based on RegCM4 over the SWIO at a moderate spatial resolution (50km). Because RegCM4 is the first RCM that focuses on the solar radiation research over the SWIO region, a first series of test experiments with this model to illustrate the model performance and its sensitivity to the choice of the physical parameterizations (radiation, convection), the domain size, and the spatial resolution, are performed. The default CCM radiative and the mixed convective scheme: Grell scheme over land and Emanuel scheme over ocean, give better performance over the SWIO compared to the other available options. The interannual, intraseasonal and synoptic climate variability is then examined through the climate indices and several ERA-Interim parameters (U, V, T and RH) are firstly analyzed along with the corresponding RegCM4 output data to check whether the RegCM4 model forced by ERA-Interim reanalyses is able to maintain the El-Nino Southern Oscillation (ENSO), the Indian Ocean Dipole (IOD), the Madden-Julian Oscillation (MJO) and the Tropical Temperate Trough (TTT) signals. Secondly, simulated SSR in association with the different modes of variability is examined. In the second part, SSR spatial variability over Reunion Island is analyzed based on WRF simulations at very fine resolution (750m) for seasonal, intraseasonal, and daily time scales. Clustering classification is applied to WRF simulated SSR over Reunion and the effect from the atmospheric circulation is checked together. Météo France observations and CM SAF are used to validate the results of the model. The results indicate that regional climate models have the ability to present the temporal and spatial variability of SSR over Reunion.