L’écosystème pélagique du Golfe du Lion a subi un changement très marqué de la dynamique de population des poissons petits pélagiques depuis 2008. L'anchois (Engraulis encrasicolus) et la sardine (Sardina pilchardus), exploités économiquement, sont devenus plus petits et plus maigres tandis que le sprat (Sprattus sprattus), non exploité car de faible valeur commerciale a fortement augmenté en abondance et en biomasse. Cette thèse analyse les changements observés en se basant sur la condition corporelle, i.e. les réserves énergétiques des individus, et les causes et conséquences de ses variations. La condition corporelle était optimale, en 2005 et 2006 pour l’anchois et la sardine, puis s’est dégradée depuis 2008 pour rester à de faibles niveaux depuis 2010. Les principaux paramètres expliquant les changements de condition corporelle sont la concentration zooplanctonique pour les deux espèces ainsi que la température de surface pour la sardine et le débit du Rhône pour l’anchois. Depuis 2008, les sardines les plus âgées semblent être les plus touchées par cette chute de condition. Le chapitre suivant a permis d'identifier des changements temporels des niches isotopiques qui sont aujourd’hui partagées par l’anchois et la sardine avec le sprat alors qu’elles ne l’étaient pas en 2004-2005. En plus de cette compétition potentielle, les proies aujourd’hui consommées sont de plus petite taille et probablement moins énergétiques. Ces deux résultats peuvent expliquer la plus faible condition actuellement observée par un apport nutritif actuellement réduit. Malgré les plus faibles réserves disponibles, les deux espèces investissent toujours autant dans la reproduction, voire même plus pour la sardine, comme suggéré par plusieurs proxys que sont l’indice gonado-somatique ou la durée de la période de reproduction. L’investissement énergétique semble donc se faire vers la reproduction au détriment de la survie, ce qui explique la disparition des sardines les plus âgées (celles en âge de se reproduire). Des effets maternels ont aussi été montrés, les plus grands individus pondant plus d’œufs et ceux en meilleure condition produisant des œufs de meilleure qualité. Le stock de sardine produit ainsi moins d’œufs depuis 2010 alors que l’anchois en produit plus, ce qui pourrait venir de l’augmentation du nombre d’individus et de l’abaissement de la taille et de l’âge à maturité. Dans une étude à large échelle, nous avons mis en évidence que la baisse de la condition est également perceptible dans d’autres zones de Méditerranée. Néanmoins, les variations de condition ne sont pas régies de façon synchrone en Méditerranée, pointant l’importance des facteurs locaux dans cette mer quasi-fermée. De plus, les anchois présentent une meilleure condition corporelle dans les zones de convergence des masses d’eaux (e.g. fronts, upwellings locaux) alors que les sardines préfèrent les zones de forte production primaire. Ces différences pourraient être liées aux différences dans le cycle de reproduction et dans le comportement alimentaire. Ces travaux de thèse complètent les précédents travaux faits sur les mécanismes top-down et soulignent ici le rôle que joue la ressource alimentaire (contrôle 'bottom-up') dans les variations de condition corporelle dans le Golfe du Lion et en Méditerranée. L’étude de la condition corporelle a aussi permis de comprendre les raisons de la troncation démographique observée chez la sardine. Malgré cela, il est toujours nécessaire d’estimer si un seuil létal de la condition corporelle existe chez nos espèces et d’améliorer le suivi zooplanctonique pour mieux comprendre le lien entre la productivité planctonique et la dynamique de population des petits pélagiques. Cette thèse permet une avancée notable dans la compréhension de la dynamique de population des petits pélagiques et permettra d’appréhender au mieux les répercussions écologiques et économiques de la baisse générale de leur condition dans toute la Méditerranée. / Multiple changes have been described since 2008 in the Gulf of Lions ecosystem and particularly in small pelagic fish dynamic. In particular, the two main exploited species, i.e. anchovy (Engraulis encrasicolus) and sardine (Sardina pilchardus) are now smaller and in poor condition while a third species, the sprat (Sprattus sprattus) strongly increased in terms of biomass and abundance. This PhD thesis investigated these changes through the analysis of small pelagic fish body condition (i.e individual energy stores) variations, its causes and consequences. Anchovy and sardine body condition was optimal in 2005 and 2006 and decreased after 2008 to remain steady at low level since 2010. Moreover, older sardine have particularly displayed poor body condition since 2008. A part of these changes is associated with changes in zooplankton concentration for both species, but also with both sea surface temperature and diatoms for sardine and Rhône outflow for anchovy. Thus, as bottom-up control was highlighted, the following chapter investigated potential changes in diet through isotope and stomach content analyses. Isotopic niche varied temporally and have been overlapping since 2010 for both anchovy and sardine with the sprat, resulting in a potential new trophic competition. Further, preys are also smaller and probably less energetic. Both studies may explain the poorer body condition by a reduced food supply. Although smaller energy stores are available, both species still allocate a large part of their energy to reproduction, as observed through e.g. gonado-somatic indices. This bias in energy allocation towards reproduction might impair survival and explain the disappearance of oldest mature sardine in the Gulf of Lions. Maternal effects were also underlined. Indeed, large individuals spawn more eggs while fatter individual spawn higher quality eggs. The decrease in size and condition has thus led to a lower production of eggs since 2010 for sardines while anchovy managed to maintain if not increase its egg production thanks to the expanding number of individuals and the decline of anchovy size and age at maturity. At a broader scale, we pointed out that fish body condition decreased in other Mediterranean areas such as the Adriatic Sea, the Catalan Sea or the Strait of Sicily. Nonetheless, body condition variations were not synchronous in the Mediterranean Sea, pointing out the importance of local factors in this quasi-enclosed basin. Furthermore, anchovy displays a better body condition in high energetic areas (fronts areas, local upwellings) when sardine prefers areas with high primary productivity. Those differences could be linked to the different reproductive cycles and trophic behaviours. This PhD thesis complements the previous work made on top-down processes and strengthens the bottom-up importance to determine forage fish body condition both in the Gulf of Lions and the Mediterranean Sea. Studying body condition allowed understanding the reasons of the sardine demographic truncation. Indeed, the older the individual the poorer the body condition, preventing them to achieve both reproduction and survival. This PhD thesis reaches new conclusions and improves knowledge on small pelagic fish dynamic in the Gulf of Lions. Although, further work is still necessary to estimate experimentally if a body condition threshold exists and to improve zooplanktonic monitoring to better understand the link between planktonic productivity and small pelagic fish dynamic. This will help to investigate deeply the ecological and economical consequences of small pelagic fish decreasing body condition in the Mediterranean.

Le capricorne asiatique Anoplophora glabripennis est un exemple d’insecte ayant bénéficié du commerce international depuis l’Asie pour envahir une partie de l’Amérique du Nord où il est présent depuis les années 1990, et de l’Europe où sa présence a été détectée au début des années 2000. Cette espèce hautement polyphage se développe dans les arbres urbains et peut causer leur mort, soulignant l’importance du contrôle de sa population. En utilisant une approche pluridisciplinaire sur la base du modèle A. glabripennis, cette thèse vise à apporter de nouveaux éléments pour la compréhension globale des invasions biologiques. Dans un premier temps, j’ai cherché à retracer son cheminement dans le monde. Dans un second temps, j’ai cherché à savoir si certaines de ses caractéristiques biologiques avaient contribué au succès de son invasion. Enfin, j’ai abordé la question de l’impact écologique d’A.glabripennis en me focalisant sur les modifications de la faune de xylophages que sa présence aurait pu entrainer. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de mettre en évidence une invasion complexe incluant plusieurs introductions ainsi qu’un scénario de tête de pont entre l’Amérique du Nord et l’Europe. Il apparait également que certains traits de l’espèce ont contribué à modeler son schéma de distribution. Sa résistance au stress thermique notamment a probablement favorisé son installation sous des climats variés. Par ailleurs, la dispersion naturelle d’A. glabripennis semble très limitée, mais mes résultats indiquent que l’espèce n’est pas restreinte par ses capacités physiologiques pour disperser. Enfin, l’étude préliminaire des faunes envahies ne révèle pas pour le moment d’effet de l’espèce sur les autres Cérambycidés. Au regard des autres cas d’invasion documentés, le cas d’A.glabripennis souligne donc la diversité des caractéristiques des espèces devenant invasives, et confirme la difficulté d’en dresser un portrait type. / The Asian longhorned Beetle Anoplophora glabripennis provides a good example of insects that benefited from international trade from Asia. It partly invaded North America, where it has been present since the 1990s, and Europe where its presence was detected in the early 2000s. This highly polyphagous species develops in urban trees and can cause their death, highlighting the importance of its management. The aim of this thesis was to use a multidisciplinary approach to study the invasion of A. glabripennis in order to bring new elements to the global understanding of biological invasions. I therefore first wanted to retrace its invasion route through the world. Secondly, I sought to know whether some of its biological characteristics had contributed to the success of its invasion. Finally, I addressed the question of the ecological impact of A. glabripennis by focusing on the alterations of the xylophagous fauna that its presence could have caused. The results obtained in this thesis revealed a complex invasion which includes several introductions as well as a bridgehead scenario between North America and Europe. It also appeared that some traits of the species contributed to shaping its distribution pattern. Notably, its resistance to thermal stress probably favored its installation in various climates. Furthermore, the natural dispersion of A. glabripennis seems very limited, but my results indicated that the species is not limited by its physiological capacities to disperse. Finally, the preliminary study of the invaded fauna did not reveal any effects of the species on the other Ceramycidae for the moment. In the light of the other cases of invasion documented, the case of A. glabripennis highlights the diversity of the characteristics of species becoming invasive, and confirms the difficulty of drawing a typical portrait.

Ce travail a pour objectif d’explorer les altérations de l’ADN et leurs conséquences potentielles pour les traits d’histoire de vie (survie, croissance et reproduction) d’un invertébré aquatique, Daphnia magna exposé à l’uranium appauvri. La démarche expérimentale vise à évaluer l’accumulation et la transmission des altérations de l’ADN suite à une exposition sur deux générations successives (F0 et F1). Différents scénarios d’exposition mis en place pour tester la sensibilité spécifique de divers stades de vie. Lors d’expositions continue et post-éclosion, les résultats mettent en évidence une accumulation et une transmission des dommages à l’ADN au fil des générations en parallèle de la sévérité des effets. Les altérations de l’ADN sont reportées dès l’éclosion de F1 dès 2 µg.L 1. Les effets sur la croissance et la reproduction sont plus sévères lorsque le stade embryonnaire est exposé et restent visibles dès 9,9 µg.L-1 malgré un retour en milieu non contaminé à l’éclosion. Les résultats suggèrent que les dommages à l’ADN pourraient être des indicateurs précoces de futurs effets sur les traits d’histoire de vie. Une analyse mécanistique des résultats expérimentaux est conduite à l’aide du modèle DEBtox afin de mieux cerner les causes de l’aggravation des effets au cours des générations. Un modèle à deux facteurs de stress (l’un corrélé à la concentration d’exposition et l’autre à un niveau de dommages) est développé. Les ajustements suggèrent l’implication d’un second mode d’action (une augmentation des coûts de croissance et de maturation) pour expliquer les effets immédiats de l’uranium sur la nutrition et les conséquences des dommages accumulés au fil des générations. / This PhD work explored how depleted uranium alters DNA and affects life history traits (survival, growth and reproduction) of an aquatic invertebrate, Daphnia magna. An experimental study is performed to evaluate DNA accumulation and transmission during an uranium exposure over two successive generations (F0 and F1). Different exposures scenarios are achieved to test the specific sensitivity of several life stages to uranium. Genotoxic effects are estimated using random amplified DNA technique combined with PCR. In continuous and post-hatching exposure scenarios, results highlighted an accumulation and a transmission of DNA damage across generations with an increase in effect severity. DNA alterations are reported at hatching of F1 at 2 µg L-1. Effects on growth and reproduction are stronger when the embryo stage is exposed and remain visible at 9.9 µg L-1 despite a return in a clean medium at hatching. Results suggest that DNA damage could be used as early indicators of future effects on life history traits. A mechanistic analysis of experimental results is conducted using a DEBtox model to better understand the causes of the increase in effect severity across generations. A model with two stress factors (one correlated to external concentration and another correlated to a damage level) is developed. Results of fits suggest the involvement of one second mode of action (increase in costs for growth and maturation) to explain immediate effects of uranium on nutrition and consequences of cumulated damage across generations.

Les changements phénotypiques et génétiques consécutifs au processus de domestication et plus largement du passage d'un environnement sauvage aux agro-écosystèmes sont bien décrits chez les espèces végétales. Cependant, l’impact de ces changements de traits d'histoire de vie sur les populations de pathogènes infectant les hôtes domestiqués a jusqu’alors été très peu abordé. En particulier,quelles sont les conséquences sur les traits d’histoire de vie des pathogènes du passage d’un milieu sauvage caractérisé par une grande hétérogénéité d’hôtes à des agro-écosystèmes bien plus denses et homogènes génétiquement? Est-ce que le génome des pathogènes porte des signatures de changements démographiques ou de sélection en relation avec la domestication de leurs hôtes ? Ces questions traitées dans le cadre de la présente thèse ont porté sur le champignon Venturiainaequalis, agent pathogène de la tavelure du pommier, qui partage en Asie Centrale le même centre d’origine que son hôte endémique sauvage Malus sieversii. Les travaux reposent principalement sur 1)l'étude du passage de souches sauvages virulentes sur pommier résistant VF expliquant le contournement rapide de cette résistance et 2)l'étude de génomique des populations et de variations phénotypiques comparant une population de V. inaequalis échantillonnée sur M.sieversii au Kazakhstan, préalablement identifiée comme étant une relique de la population ancestrale, et d'une population Kazakhe de milieu anthropisé. Ces deux populations sont génétiquement différenciées et partiellement isolées reproductivement. L’utilisation des deux méthodes d’inférence l'une l'ABC et l'autre dadi basées sur l’alignement de 10 994 gènes échantillonnés au sein des deux populations révèlent une histoire complexe de contact secondaire, où le champignon aurait dans un premier temps « suivi » la plante hôte à travers le monde au cours de la domestication (modèle de l'hosttracking) puis échangerait à nouveau depuis peu des gènes avec la population ancestrale au Kazakhstan. Cette situation originale de remise en contact secondaire favorisant la mise en évidence d’incompatibilités génétiques, permet à la fois d’envisager de détecter des gènes impliqués dans l’adaptation à l’habitat (pommier cultivé versus Malus sieversii) et dans l’isolement reproductif post-zygotique. L’analyse des 36 génomes séquencés a ainsi permis d’identifier plus de 602 gènes présentant un indice de différentiation (Fst) supérieur à 0,7 autant de gènes verrous faisant potentiellement obstacle aux flux de gènes homogènes entre ces deux populations. Enfin, l’analyse phénotypique de ces deux populations montre que la domestication du pommier a profondément modifié les traits d’histoire de vie de V. inaequalis liés à sa dispersion. L’ensemble de ces analyses a donc permis d’identifier des locus candidats potentiellement impliqués dans des modifications des traits d’histoire de vie, et dans des barrières géniques, en lien avec la domestication du pommier. / Phenotypic and genetic changes occurring during the process of domestication are well described in plants. However, the impact of domestication in life history traits of their pathogens has been poorly studied. In particular, what are the consequences on the life history traits of pathogens that switch from the wild habitat characterized by a high host genetic and spatial heterogeneity to a much more dense and genetically homogeneous agroecosystems? Have pathogen’s genomes particular signatures of demographic changes or of selection related to the domestication of their host? Here we focused on the fungus Venturia inaequalis, causal agent of apple scab, that shares in Central Asia the same center of origin of its wild endemic host Malus sieversii. In the first part of this work we retrace evolutionary history of a population from the wild that was responsible for the rapid breakdown of the Vf resistance gene in apple orchards. We then highlight the threat of wild habitat to scab resistance apple cultivars and thus the necessity to take into account the wild in the management of resistance genes. In the second part, a comparative study based on phenotypic and genomic data was carried out between two populations sampled in Kazakhstan on M. sieversii, either in anthropized areas or in non anthropized area, the latter being identified as a relic of the ancestral population of V. inaequalis. These two populations were genetically differentiated and partially reproductively isolated. The use of two methods of inference (ABC and dadi) based on the alignment of 10 994 genes sampled in the two populations revealed a complex history of a secondary contact event. The fungus would have first followed its host worldwide by "Host-tracking" during the domestication process and then very recently it would re-exchange genes with its ancestral population in Kazakhstan. Secondary contact context is particularly favorable to detect genetic incompatibilities, this particular situation could then allow identification of genes involved in adaptation to habitat (cultivated apple versus M. sieversii) and in post-zygotic reproductive isolation. Analysis of 36 sequenced genomes has identified more than 602 genes with an index of differentiation (Fst) greater than 0.7, what represents numerous candidates genes of potential barriers to homogeneous gene flow between these two populations. Comparative phenotypic analysis between these two populations such spores size and capacity to sporulate showed that apple domestication would have also modified life history traits of V. inaequalis related to its dispersion. This study has allowed identification of candidate loci potentially involved in changes in life history traits, and genetic barriers in pathogen related to the domestication of apple.

Vitis vinifera L. représente l’une des cultures les plus répandues dans les pays producteurs de vin, laquelle est soumise à de nombreuses contraintes environnementales pouvant favoriser l’émergence des maladies de dépérissement du bois (MDB). La famille des Botryosphaeriaceae est responsable du Botryosphaeria dieback, provoquant des chancres et des nécroses qui conduisent à une dépréciation de la qualité du vin, voire à la mort des ceps. Les méthodes de lutte sont peu efficaces. Sept espèces sont retrouvées dans le vignoble français dont B. dothidea, D. intermedia, D. mutila, D. seriata, Do. viticola, N. parvum et L. viticola. Nous avons étudié différents traits d’histoire de vie de ces agents pathogènes : (i) leur agressivité in planta, (ii) leur adaptation à des contraintes environnementales (e.g. température, fongicides), (iii) la présence de mycovirus, pour acquérir des connaissances sur leur pouvoir adaptatif face aux contraintes environnementales et expliquer la variabilité de leur agressivité. En complément, l’évaluation de la sensibilité de cultivars de Vitis face à une infection par N. parvum et D. seriata a été réalisée, et le potentiel de défenses de différents cépages (Ugni Blanc, Cabernet-Sauvignon et Merlot) a été étudié. L’ensemble des travaux menés ont permis de révéler des espèces très agressives telles que N. parvum et L. viticola par rapport à D. seriata, lors d’inoculations en serre sur des boutures. Les températures optimales de croissance déterminées montrent que certaines espèces (ex. Lasidiplodia spp.) sont mieux adaptées à des températures élevées (33°C). Par ailleurs, la sensibilité de 65 souches et génotypes a été testée pour 9 fongicides avec des modes d’action différents (inhibiteurs de la respiration mitochondriale, de la biosynthèse des stérols, du cytosquelette, multi-sites, etc.). De nombreuses espèces sont peu ou pas sensibles à certains de ces fongicides et des souches résistantes ont été trouvées avec un facteur de résistance pouvant atteindre plus de 1000. D’autre part, la détection de mycovirus au sein des 65 isolats a permis d’identifier la présence de 6 mycovirus, dont Neofusicoccum luteum mitovirus 1 et Neofusicoccum luteum fusavirus 1. L’évaluation du potentiel de défense des trois cultivars Vitis face à une infection par N. parvum et D. seriata a montré des réponses différentes entre cépages et en fonction de l’agent pathogène. In fine, des analyses croisant les différents traits d’histoire de vie et les interactions plante-pathogènes ont été faites, et l’ensemble des résultats nous a fourni de nouvelles pistes d’étude pour lutter contre ces agents pathogènes. / Vitis vinifera L. is largely cultivated in countries producing wine but an increase in grapevine trunk diseases (GTDs) have been observed due to the attack of several fungal pathogens including those belonging to the Botryosphaeriaceae family (Botryosphaeria dieback). Seven species were isolated in the French vineyards B. dothidea, D. intermedia, D. mutila, D. seriata, Do. viticola, N. parvum and L. viticola. Nowadays, no efficient products are available to control these diseases. Studying, different life traits of 65 strains of different genotypes of the Botryosphaeriaceae’s family, known to have members displaying different aggressiveness, would lead to a better understanding of these wood pathogens. Their in planta aggressiveness, their adaptation towards environmental pressures (temperature, fungicides), and the detection of mycoviruses were carried out. In order to have a better comprehension of the interaction within the plant, the expression analysis of genes involved in the plant defense were assayed upon 3 cultivars (Cabernet Sauvignon, Merlot, and Ugni-Blanc) but also on two species (N. parvum and D. seriata). L. viticola, and N. parvum, were shown to be more aggressive than D. seriata and. L. viticola is more adapted to higher temperature (33°C). Moreover, the strains tested with 9 different fungicides (mitochondrial respiratory, sterol biosynthesis, cytoskeleton or multisite inhibitors, etc.) showed lower sensitivity within some species, (with a resistance factor reaching a 1000). In addition, at least 6 mycoviruses were characterized. Amongst them, two mycoviruses were isolated from a N. luteum strain and were fully sequenced (Neofusicoccum luteum mitovirus 1 and Neofusicoccum luteum fusavirus 1). The three cultivars infected with either N. parvum or D. seriata showed different gene responses between themselves but also between the different strains inoculated. These different studies are giving us more information upon these Botryospheriaceae fungi, to find out new efficient or complementary methods in order to control GTDs

Les activités humaines dispersent quotidiennement une grande variété de produits chimiques dans l’environnement. Les populations d’organismes aquatiques sont ainsi exposées à des polluants chimiques tout au long de leur cycle de vie, ce qui pose la question de l’impact de ces polluants émergeants sur les écosystèmes aquatiques. Au cours de ce travail, nous avons étudié les traits d’histoire de vie de populations de moustiques Aedes aegypti exposées à trois polluants : l’ibuprofène, le bisphénol A et le benzo[a]pyrène. Nos observations rendent compte de modifications de traits d’histoire de vie susceptibles d’influencer la dynamique des populations de moustiques Aedes aegypti, observés lors d’exposition à des concentrations cohérentes avec les mesures effectuées dans l’environnement. Ces études révèlent notamment de nombreuses conséquences trans-générationnelles de l’exposition aux polluants. Une approche intégrative associant des études transcriptomique, métabolomique et hormonale réparties à différentes étapes du cycle de vie des individus exposés à l’ibuprofène a été adoptée afin de mieux comprendre les impacts de ce polluant sur les individus. Cette approche a révélé chez les larves exposées un mécanisme d’action similaire au mécanisme pharmacologique de ce médicament sur les vertébrés. Ces perturbations sont en outre accompagnées de modifications importantes de l’état physiologique de leur descendance. Ces modifications, mises en évidence notamment par la potentialisation de la signalisation hormonale par l’ecdysone ainsi que la surreprésentation des mécanismes de réponse aux stress, aboutissent à un développement plus rapide et à une meilleure tolérance de cette descendance aux périodes de jeun. Notre approche met en évidence l’intérêt de la prise en compte du cycle de vie dans sa globalité, incluant la descendance, dans l’évaluation des risques écotoxicologiques. / Human activities daily release a wide variety of chemicals in the environment. Populations of aquatic organisms are thus exposed to pollutants throughout their life cycle, raising the question of the impacts of these pollutants on aquatic ecosystems. In this work, we study life history traits of populations of Aedes aegypti mosquito exposed to three pollutants: ibuprofen, bisphenol A and benzo[a]pyrene. Our observations reveal life history traits alterations likely to affect Aedes aegypti populations dynamic at environmental concentrations, more particularly showing the importance of transgenerational effects in those modifications. An integrative approach combining transcriptomic, metabolomic and hormonal studies on several phases of the life cycle of individuals exposed to ibuprofen was adopted in order to deepen the understanding of impacts of this pharmaceutical on individuals. This approach reveals a mechanism of action similar to the pharmacological mode of action on vertebrates of this pharmaceutical. Those perturbations are associated with crucial changes in the physiological state of their progeny. The identified modifications include ecdysone signalling potentialization and stress response mechanism over-representation, leading to a faster development and an increased tolerance to starvation of this progeny. Overall, our approach highlights the importance of taking into account the all life cycle of organisms, including their progeny, in ecotoxicological risk assessment.

Dans l'environnement, les organismes sont soumis à des stress de multiples natures (e.g., polluants et pathogènes/parasites). Dans ce contexte, le système immunitaire joue un rôle fondamental. La pression chimique exercée par les polluants peut impacter leur système immunitaire, affaiblir leur santé et les prédisposer à contracter des maladies infectieuses. En écotoxicologie, l'évaluation de marqueurs d'immunocompétence peut servir à diagnostiquer l'état de santé des organismes et mieux comprendre le danger immunotoxique des xénobiotiques. Lymnaea stagnalis est un gastéropode d'eau douce représentatif de nombreux milieux lentiques sur la planète. Des tests OCDE de reprotoxicité sont disponibles mais peu d'études se sont focalisées sur des paramètres immunotoxiques. Le premier axe de la thèse se porte sur la connaissance et le développement de méthodes pour évaluer l'immunocompétence de manière répétée à l'échelle individuelle chez L. stagnalis. Le deuxième axe évalue cette approche multibiomarqueurs dans différents contextes écotoxicologiques. Plusieurs populations (élevages vs terrain), temps d'expositions (3 vs 29 – 44 jours), concentrations d'exposition (environnementales vs non réalistes) et contaminants ont été évalués : des médicaments (les anti-cancéreux Etoposide et cyclophosphamide, l'anti-rejet de greffes cyclosporine A et l'antiinflammatoire diclofenac), l'insecticide deltaméthrine, le métal cadmium et des effluents de station d'épuration. Des comparaisons entre des traits de vie et des traits immunitaires ont été réalisées. La réflexion est bâtie sur les questionnements relatifs à (i) la sensibilité de l'approche, (ii) le temps de réponse des marqueurs, (iii) leur précocité physiologique, (iv) la transposition d'immunotoxicité de xénobiotiques entre le phylum des chordata et L. stagnalis et (vi) l'utilisation pratique de L. stagnalis (élevages, collecte en milieu naturel, calibration, reproduction) / In natural environments, animals encounter multiple stresses (e.g., pollutants and pathogens/ parasites). In this context, the immune system plays a pivotal role. Chemical insults from pollutants can jeopardize the immune system of these animals, weaken their health and make them vulnerable to contracting infectious diseases. In ecotoxicology, assessment of immunocompetence markers can be used to diagnose the health of organisms and better understand the immunotoxic hazard of xenobiotics. Lymnaea stagnalis is a freshwater gastropod representative of several lentic ecosystems on the planet. OECD reprotoxicity tests are available using this species, but too few studies have focused on immunotoxic parameters. The first part of this thesis covers the description, comprehension and development of the methods used to assess the immunocompetence at an individual scale and repeatedly within an experiment in L. stagnalis. The second part assesses this multibiomarker approach in several ecotoxicological contexts. Several populations (laboratory-bred vs collected in the field), time exposures (3 vs 29–44 days), concentrations (environmental vs unrealistic) and contaminants were evaluated : pharmaceuticals (the anti-cancer drugs etoposide and cyclophosphamide, the anti-xenograft rejection drug cyclosporine A, the anti-inflammatory drug diclofenac), the insecticide deltamethrin, the metal cadmium and wastewater treatment plant effluents. The general reasoning is built on questions relative to (i) the sensitivity of the approach, (ii) the rapidity of the response, (iii) their physiological precocity of alteration (immune vs life-history traits), (iv) the transposition of xenobiotic immunotoxicity between L. stagnalis and the Chordata phylum and (vi) the pragmatic use of L. stagnalis (breeding, collection in the environment, calibration and reproduction)

Comprendre l'impact des changements globaux sur la dynamique des populations animales représente un enjeu sociétal majeur pour favoriser le maintien de la biodiversité. Le milieu de montagne permet de travailler sur de petites communautés d'herbivores à forte valeur patrimoniale, cynégétique ou emblématique. Il s'agit en effet d'un milieu en pleine mutation depuis plusieurs décennies à cause de la déprise agricole et du développement récent de l'écotourisme et des activités humaines récréatives. Ces changements ont conduit à l'aménagement et à la modification de nombreux habitats. Par ailleurs, le milieu montagnard est fortement saisonnier et semble particulièrement sensible au changement global actuel. L'effet des changements climatiques récents reste pourtant encore mal évalué. L'augmentation de la température moyenne des 30 dernières années est susceptible de modifier la dynamique des ressources disponibles pour les herbivores, mais aussi la chronologie d'accès à ces ressources, notamment à travers la diminution du couvert neigeux en hiver et sa fonte accélérée au printemps. L'objectif de cette thèse est donc d'évaluer l'effet des variables climatiques locales et globales sur les traits d'histoire de vie des herbivores de montagne, principalement à travers l'exemple de la marmotte alpine (Marmota marmota), un mammifère social et hibernant. Ce travail a permis de mieux appréhender les mécanismes d'action du climat sur la démographie des espèces de montagne, mais aussi de mettre en évidence le déclin continu d'une population de marmottes Alpines, dans les Alpes françaises, depuis les années 1990. Il pourrait ainsi servir de base pour établir les règles de gestion de cette espèce emblématique, et maintenir une forte biodiversité dans les écosystèmes de montagne / Natural systems responses to global change are of major concern for human societies to maintain high species diversity. Mountains, and particularly alpine climate, offer the opportunity to work with small mammalian herbivore communities, with a strong patrimonial, hunting or emblematic value. Since the last decades, mountains are indeed facing major changes, due to the loss of agricultural lands and the recent development of ecotourism and human recreational activities. Those changes have modified natural habitats and their management planning a lot. Additionally, alpine climate is strongly seasonal and seem particularly sensitive to the actual global change. However, the recent impact of climate change on species and natural habitats is still under-evaluated. The increase in the average global temperature of the last 30 years could modify resources dynamics for a wide variety of species. The availability of resources, but also the chronology of access to these resources, for example through the decrease of snow cover in winter and its accelerated thaw in spring, is of crucial importance for herbivore populations. The aim of this thesis is therefore to evaluate the potential role of local and global climatic factors on life history traits of mountain herbivores, mostly through the example of the alpine marmot (Marmota marmota), a social and hibernating mammal. This work allowed us to better understand the mechanisms underlying the effect of climate change on mountain mammal population dynamics and demography; but also to highlight the continuous decline of an alpine marmot population in the French Alps since the 90s. Conservation strategies and practices could thus arise from this work, in order to maintain biodiversity in mountainous ecosystems

L’étude des interactions hôtes-parasites est devenue un thème de recherche incontournable pour les sciences de l’évolution. Cette coévolution complexe dépend de nombreux compromis évolutifs et peut être grandement influencée par les facteurs environnementaux. Nous nous proposons ici d’étudier les interactions hôtes-parasites à plusieurs échelles, à travers des approches expérimentales et des études en populations naturelles, en étudiant les parasites de la malaria aviaire. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’influence des caractéristiques de l’hôte et notamment au système immunitaire. Le système immunitaire est bénéfique pour l’hôte dans sa lutte contre le parasite, mais peut également engendrer des coûts immunopathologiques. Des traits d’histoire de vie, comme l’âge ou le statut social peuvent modifier la parasitémie au sein des hôtes, sans toutefois avoir d’effet sur la prévalence. Dans un second temps, l’effet de certains facteurs environnementaux a été évalué au sein des interactions hôtes-parasites. La température et la contamination en métaux lourds ont un effet sur la prévalence dans les populations, mais n’affectent pas la parasitémie. Au cours de cette thèse, nous avons également montré l’influence directe des parasites sanguins sur la structure génétique des populations hôtes, notamment au niveau des gènes du CMH. / Host-parasite interactions are one of the main topics in evolutionary sciences. This complex coevolution depends on several trade-offs and can be influenced by environmental factors. Here, we propose to study host-parasite interactions with a multi-level approach, using experimental and natural population studies, focusing on avian malaria parasites. First, we studied the effect of host characteristics, and more precisely the immune system. The immune system confers benefits in terms of protection against the parasite, but can also generated immunopathological costs. Life history traits, like age or social status, appear to modify parasitemia but not prevalence. In a second part, we evaluated the effect of environmental factors on host-parasite interactions. We found that temperature and heavy metal contamination had an effect on population prevalence, but not on host parasitemia. We also showed the direct parasite influence on host population genetic structure, and more precisely on MHC genes.

L'hétérogénéité du paysage, définie par la composition en habitats et leur configuration spatiale, est considérée comme un facteur majeur affectant la biodiversité. Cependant, les effets de la composition et de la configuration sont souvent confondus du fait de corrélations entre les descripteurs de ces deux composantes. Il est crucial de déterminer leurs effets indépendants pour comprendre les processus qui contrôlent la biodiversité, et allouer les ressources dédiées à la conservation des espèces aux actions de gestion les plus pertinentes. L'objectif de cette thèse est, grâce à la mise en place de protocoles pseudo-expérimentaux dans l'ouest de la France, d'étudier les effets indépendant de la composition et de la configuration paysagère sur la richesse spécifique, la composition spécifique et la composition en traits fonctionnels des coléoptères carabiques et plantes vasculaires. Ces indices de diversité ont été mesurés au niveau du paysage (diversité gamma), et différentes représentations paysagères ont été testées pour comprendre le rôle de l'hétérogénéité de l'espace cultivé, au-delà de la seule prise en compte des habitats semi-naturels. Les résultats indiquent que l'hétérogénéité paysagère joue un rôle de filtre écologique sur les espèces de carabes et de plantes en fonction de leurs traits fonctionnels. La composition paysagère affecte la composition spécifique de ces groupes, les divers habitats hébergeant des communautés différentes. La configuration affecte la diversité des carabes en lien avec des processus possibles de complémentation entre habitats, tandis qu'elle n'a pas d'effet sur la diversité des plantes, qui ne semble donc pas déterminée par les processus de dispersion. Enfin, nos résultats soulignent que l'hétérogénéité liée aux habitats agricoles contribue à la diversité gamma. / Landscape heterogeneity, defined by habitats composition and their spatial configuration, is considered as one of the main factor affecting biodiversity. However, the effects of landscape composition and configuration are often confounded because of correlations between the descriptors of these two components. It is crucial to separate the effects of compositional and configurational heterogeneity to understand the ecological processes driving biodiversity and to allocate conservation resources to the most effective actions. Mensurative experiments were carried out in western France to assess the independent effects of landscape composition and configuration on species richness, species composition, and functional traits composition of carabid beetles and vascular plants. These diversity indices were measured at landscape level (gamma diversity), and different landscape representations were tested to address the role of the farmland heterogeneity, beyond the semi natural habitat / farmland matrix dominant representation. Results indicate that landscape heterogeneity act as an ecological filter on carabid and plant species according to their functional traits. Landscape composition affects species composition because different communities benefit from the various habitat types. In addition, landscape configuration influences carabid beetles diversity in relationships with possible complementation processes between habitats, but had no effect on plant diversity, suggesting dispersal was not a driving process of plant diversity. Furthermore, we found that the heterogeneity related to cultivated lands contributes to gamma diversity.