Ce mémoire préparé en vue d'obtenir une habilitation à diriger des recherches est présenté en deux grandes parties. La première partie décrit les résultats acquis, les principaux axes de recherche développés au cours de 15 années durant lesquelles cette activité s'est effectuée de façon alternative au LCRV et à l'INRA. Si l'essentielle de mes missions fut d'abord une pratique de la recherche, j'ai progressivement été amené à partir de 1993 à initier des axes stratégiques et à animer la recherche de l'unité. La seconde partie présente mon curriculum vitae de façon synthétique avec un bilan des productions scientifiques. La première partie fait référence aux publications ordonnées dans la seconde partie selon des règles classiques (Publications internationales (Pn), publications techniques (diffusion nationale), participation à des congrès (Cn)....) Etant Inspecteur en Chef de la Santé Publique Vétérinaire (anc. Vétérinaire Inspecteur), j'ai du assurer un certain nombre de missions à caractère administratif. D'abord rapporteur à la commission d'AMM vétérinaire pour les sérums et vaccins, je me suis progressivement impliqué dans des missions d'expertises en cherchant à potentialiser mes axes de recherche avec ces missions parallèles. Aussi ai-je appartenu à des commissions apparemment très différentes, mais qui avaient cependant toutes en commun l'expertise de produits biologiques et plus précisément des produits issus des biotechnologies.

L'objectif de cette thèse était de caractériser les éléments appartenant à la voie de signalisation énergétique AMP-activated protein kinase chez l'huître creuse Crassostrea gigas afin de comprendre son implication dans la gestion de l'énergie, en particulier en réponse à des conditions physiologiques qui sollicitent de l'énergie telles que la reproduction, ou à des stress environnementaux comme l'hypoxie ou le jeûne. Au niveau génomique, les trois sous-unités constitutives du trimère AMPK ainsi que plusieurs éléments impliqués dans cette voie de signalisation et dans les métabolismes glucidiques et lipidiques, potentiellement cibles de l'AMPK, ont été décrits. Au niveau protéique, plusieurs anticorps hétérologues ciblant les isoformes de la sous-unité α et la phosphorylation du résidu thréonine 172 de la sous-unité α, témoin indirect de l'activité AMPK, ont été utilisés. Deux sous-unités α tronquées dans le domaine kinase ont été caractérisées principalement dans les tissus musculaires suggérant leurs implications dans la fonction musculaire. Au cours d'un stress hypoxique, une augmentation significative des quantités de sous-unités α tronquées a été observée dans le muscle lisse. Ce résultat suggère que pendant une durée d'au moins 6 h, ces protéines tronquées sont nécessaires au maintien du métabolisme aérobie dans le muscle lisse, lui permettant ainsi de remplir son rôle de fermeture statique des valves. Nous avons suggéré une hypothèse indiquant que l'accumulation in vivo de ces sous-unitésα tronquées pourrait exercer un rôle de modulation ou de transdomination négative de l'activité de la sous-unité α entière. Dans la gonade, nous avons observé une activation de l'AMPK tout au long du processus de gamétogénèse afin de supporter les processus cataboliques de création de gamètes. Une diminution de cette activation a été observée lors du stade anabolique de mise en réserve des ovocytes. Enfin, lors d'un conditionnement en milieu contrôlé, une approche physiologique par privation de nourriture et une approche pharmacologique par injection d'AICAR ont été réalisées pour provoquer une modulation de l'AMPK. Les analyses ont montré que ni le jeûne ni l'AICAR n'ont induit une augmentation de la phosphorylation de la sous-unité α. Cependant, plusieurs changements liés à l'injection de l'AICAR ont été observés sur la physiologie de l'huître : la modification du rapport AMP:ATP chez les huîtres nourries en comparaison aux huîtres à jeun, et une mortalité dépendante de la dose injectée d'AICAR chez les huîtres mises à jeun. La caractérisation de l'AMPK chez C. gigas ouvre de nombreuses perspectives exigeant des études fonctionnelles poussées afin de démontrer le rôle pivot de cette kinase dans la gestion de l'énergie, comme démontré chez de nombreuses espèces de vertébrés, et ainsi décrypter le métabolisme énergétique de l'huître.

La " biotransformation ruminale " est un concept qui regroupe l'ensemble des réactions se produisant dans le rumen (dégradation, synthèse et conversion). Ces réactions sont pilotées par trois forces motrices majeures : les lois de la cinétique chimique, de la thermodynamique et de la dynamique des populations microbiennes. Cette thèse a pour objectif d'étudier l'impact d'un facteur alimentaire (pourcentage de concentrés incorporés dans la ration, supplémentation en huile) sur le fonctionnement du rumen et la biotransformation ruminale des constituants alimentaires en termes de dynamique et d'intensité. Cette thèse a combiné trois types d'approches : un essai in vivo sur des chèvres en milieu de lactation, deux essais in vitro (méthode du gaz-test) et une approche de modélisation mécaniste. In vivo, les réactions de biotransformation ont été évaluées par un suivi de la dynamique postprandiale et des mesures de bilans duodénaux. De plus, nous avons étudié l'influence réciproque des phénomènes ruminaux et de l'animal-hôte (comportement d'ingestion, métabolisme, paramètres zootechniques, et qualité du lait) sur le long terme (6 semaines). Nos résultats sont en accord avec la plupart des études antérieures effectuées chez la chèvre ou la vache laitières. Les modifications du comportement d'ingestion observées après 6 semaines avec le régime riche en concentrés ont eu un effet sur les phénomènes digestifs ruminaux. Les flux duodénaux d'acides gras ont expliqué les profils en acides gras du lait. Les études in vitro ont donné des résultats très cohérents par rapport à l'in vivo lorsque les animaux donneurs recevaient les régimes incubés. Enfin, nous avons développé un modèle mécaniste de fonctionnement de rumen in vitro décrivant de manière spécifique les lois physico-chimiques expliquant les dynamiques d'évolution du pH et de formation de gaz. Ce modèle aboutit à des résultats satisfaisants et pourrait être intégré à un modèle de rumen plus complet. La modélisation semble être le meilleur moyen pour intégrer toutes les réactions de biotransformation observées lors d'expérimentations.

L'étude des caractères basicrâniens et endocraniens chez les vertébrés fossiles et actuels connait un regain d'intérêt depuis quelques années. Ces caractères bénéficient en effet d'une bonne réputation en tant que marqueurs phylogénétiques, ainsi que d'un biais taphonomique favorable à leur fossilisation. C'est pourquoi dans ce volume, la région auditive et l'oreille interne (Partie I) et l'endocrâne (Partie II) de mammifères fossiles appartenant au clade des Afrotheria ont été scannés par (micro)tomographie à rayon-X, décrits, étudiés et comparés à ceux des espèces actuelles. Il s'agit plus précisément des Afrotheria fossiles que sont les Bibymalagasia (Chapitre 1), le Macroscelididae Chambius (Chapitre 2), de nombreux Hyracoidea du Paléogène (Chapitre 3) ainsi que des Tethytheria basaux tels que le proboscidien Numidotherium, l'embrithopode Arsinoitherium et le sirénien Prorastomus (Chapitre 4). Cette étude met en lumière l'intéressant signal phylogénétique fournit par les caractères de la région auditive et de l'endocrâne, capable de soutenir certains clades moléculaires (e.g. Afroinsectivora, 'Panelephantulus'). Elle montre aussi comment, sous certaines pressions de sélection, ces caractères peuvent converger de façon remarquable (e.g. chez les téthythères). Cette étude apporte aussi des éléments qui appuient l'hypothèse d'une origine Africaine des Afrotheria, ainsi que celle faisant de l'ancêtre commun des afrothères un mammifère plutôt 'ongulé' que 'insectivore'. Ces inférences fondées sur l'observation des représentants fossiles les plus anciens de ce groupe sont importants pour notre compréhension de l'origine et de la diversification des afrothères et des mammifères placentaires en général.

La question du bien-être de l'animal ne se pose que si on lui reconnaît le statut d'être sensible, capable de ressentir des émotions. Les émotions dépendent de processus cognitifs qu'entreprend l'animal pour évaluer son environnement. Pour comprendre le passage des émotions à un état de bien-être, nous avons étudié si ces processus cognitifs peuvent être biaisés par les émotions, lesquelles en retour seraient modulées durablement. Un modèle de stress chronique a été développé sur ovins : des agnelles sont exposées de manière répétée à des évènements aversifs, imprévisibles et incontrôlables. L'altération des systèmes neuroendocriniens et la potentialisation de la réactivité émotionnelle confirment que les agnelles ont développé un stress. Ensuite, l'effet de ce stress chronique sur les processus d'évaluation a été exploré : les agnelles stressées montrent une évaluation négative et des déficits d'apprentissage. Enfin, nous avons cherché à savoir si l'induction répétée d'émotions positives chez des agnelles stressées peut contrecarrer les biais d'évaluation négative induits par le stress. Elles évaluent de manière plus positive les événements ambigus que les agnelles uniquement stressées. L'accumulation d'émotions négatives peut conduire l'animal à développer une perception pessimiste de son environnement et une anhédonie, qui contribuent à auto-entretenir l'état de stress. La réduction d'anhédonie après induction répétée d'émotions positives montre que des stratégies cognitivo-comportementales sont envisageables pour corriger un stress. Bien qu'analytiques, ces travaux contribuent à la conception de pratiques d'élevage innovantes améliorant la qualité de vie des animaux.

La chasse aux trophées peut contraindre les ongulés à ajuster leur comportement pourréduire le risque de mortalité. De plus, comme cette chasse est basée sur des critères detaille, et biaisée en faveur des mâles, elle peut causer des changements morphologiquesvers des individus plus petits, et altérer la structure et la dynamique des populations. Lachasse aux trophées est l'un des modes de conservation des habitats naturels. Son potentielde conservation est encore incertain parce qu'il y a peu d'études en dehors des parcsnationaux, notamment en Afrique. Cette thèse examine les effets de cette chasse sur lesongulés africains, i.e. sur leur comportement, la longueur des cornes, la proportion de mâlesadultes, la taille de groupe, et la densité des populations. J'ai travaillé à partird'observations comportementales et de données populationnelles de suivis à long terme.Pour plusieurs espèces (surtout l'impala Aepyceros melampus, le grand koudouTragelaphus strepsiceros, et l'hippotrague noir Hippotragus niger), j'ai comparé lecomportement, la structure et la densité des populations entre le Parc National de Hwangeet les zones de chasse adjacentes, Zimbabwe. Dans les zones de chasse, j'ai analysé lestendances de longueur des cornes au cours des 30 dernières années. Les ongulés venaientdavantage de nuit aux points d'eau, et étaient plus vigilants dans les zones de chasse quedans le parc national. L'amplitude de ces ajustements en revanche, était limitée par lebesoin en eau, et par le risque de prédation naturelle. La longueur des cornes a décliné, plusparticulièrement pour les espèces prisées des chasseurs et subissant une pression de chasseélevée. Il n'y avait pas de différence significative de la proportion de mâles adultes, ou dela taille de groupe, entre les populations du parc national et des zones de chasse. Au coursdes 30 dernières années, les densités de population ont globalement davantage diminuédans le parc national que dans les zones de chasse. Ceci suggère que la chasse aux trophéesn'a eu qu'un effet minime sur les densités de population par rapport à d'autres facteurscomme les précipitations, ou possiblement la prédation naturelle et l'éléphant. Malgré lesajustements comportementaux, le déclin de la longueur des cornes, et le prélèvement biaiséen faveur des mâles adultes, les densités d'ongulés étaient aussi élevées dans les zones dechasse que dans le Parc National de Hwange. Cette étude illustre comment les zones dechasse aux trophées, lorsque rigoureusement gérées, peuvent jouer un rôle dans laconservation des ongulés africains.

A reprodução é custosa para ambos os sexos, mas a magnitude dos gastos e sua relação com o sucesso reprodutivo diferem entre os gêneros. Os custos reprodutivos são divididos em duas categorias: custos de sobrevivência e custos energéticos. Crotalus durissus possui um ciclo reprodutivo sazonal com cópula ocorrendo no outono e a parturição no final no verão. Os machos competem por fêmeas receptivas. A inferência de custos reprodutivos associados à sobrevivência foi realizada por meio de levantamentos das taxas de atividade entre machos e fêmeas. A variação da quantidade de gordura abdominal e dos substratos energéticos do fígado e dos rins foi avaliada para mensurar o custo energético. Os resultados sugerem que para fêmeas a reprodução exige um alto investimento energético evidenciado pelos maiores níveis de gordura abdominal e de lipídios no fígado durante a fase vitelogênica e o padrão de atividade diferenciada entre machos e fêmeas sugere que a estação reprodutiva embute um custo de sobrevivência maior para os machos. / Reproduction is costly for both sexes, but the magnitude of spending and its relation to reproductive success differ between genders. Reproductive costs are divided into two categories: survival costs and energy costs. Crotalus durissus has a seasonal reproductive cycle with mating occurring in the fall and parturition in late summer. The males compete for receptive females. The inference of survival costs was accomplished through surveys of activity rates between males and females. The variation of the amount of abdominal fat and energy substrates in liver and kidneys was evaluated to measure the energy cost. The results suggest that for females reproduction requires a high energy investment - evidenced by the higher levels of abdominal fat and lipids in the liver during vitellogenic phase and activity patterns differentiated between males and females suggests that the reproductive season embeds a higher cost of survival for males.

Face à une recrudescence préoccupante depuis 2004 des cas de tuberculose bovine (Tb) en Dordogne et du fait des défauts diagnostiques des méthodes de détection classiques comme l'intradermotuberculination simple (IDS), la bactériologie ou l'inspection systématique des carcasses à l'abattoir, deux nouveaux outils de diagnostic rapide, (i) le test de dosage d'interféron gamma (IFNγ) Bovigam® modifié, basé sur des dérivés protéiques purifiés bovins et aviaires (PPD) et des antigènes recombinants spécifiques, ESAT6 et CFP10 (R) et, (ii) une méthode PCR en temps réel basée sur la détection de la séquence d'insertion IS6110 (PCR), ont été intégrés dans le dispositif de lutte afin d'évaluer leurs utilités diagnostiques. Les différentes études réalisées ont montré que la méthode PCR est au moins aussi sensible que la bactériologie. Sa spécificité opérationnelle est très satisfaisante et sa valeur prédictive positive est excellente vis-à-vis de la bactériologie et l'histologie. Elle constitue donc un outil rapide et fiable de diagnostic de la Tb permettant, en complément d'une tuberculination ou une histologie positive, d'éviter d'attendre le résultat bactériologique pour déclarer l'infection. Elle permet ainsi de raccourcir considérablement les délais de confirmation définitive de l'infection (de 2,5 mois), ce qui constitue un avantage opérationnel crucial. L'application du test IFNγ modifié comme outil de confirmation des IDS non-négatives n'est pas parfait mais sa complémentarité vis-à-vis de l'IDS en fait un atout indéniable. D'un point de vue technique, un mode de calcul normalisé des résultats individuels doit être utilisé pour obtenir une meilleure reproductibilité et donc pouvoir établir des comparaisons intra et inter laboratoires. De plus, il est nécessaire d'adapter les critères d'analyse (seuils décisionnels des formules normalisées et méthodes d'interprétation du résultat final) au statut infectieux régional d'une part, (région de faible ou forte prévalence de Tb, réactions non-spécifiques rares ou fréquentes) et, aux conditions d'application du test d'autre part (dans la population générale ou dans une population d'IDS non-négatives), pour une utilisation appropriée du test IFNγ. Ces résultats satisfaisants ont conduit en août 2009 à la reconnaissance règlementaire des tests PCR IS6110 et IFNγ modifié comme outils de confirmation de l'infection de Tb et des IDS non-négatives respectivement.

Le transfert trans-générationnel d'immunité (TTGI) est défini comme étant une élévation de l'immunocompétence de la descendance suite à la rencontre des femelles avec un organisme pathogène. Le TTGI est un phénomène bien connu chez les vertébrés, chez lesquels il se réalise par le transfert d'anticorps de la mère au jeune. Il n'a été décrit que récemment chez les invertébrés, chez lesquels le support de sa transmission est encore inconnu. Le TTGI apporte un bénéfice aux descendants lorsqu'ils rencontrent l'infection vécue par la mère, dans quel cas l'élévation de leur immunocompétence a un effet protecteur. Cependant, au-delà de ce bénéfice, plusieurs indices suggèrent que le TTGI est un phénomène coûteux pour les organismes. L'évolution du TTGI ne sera permise chez une espèce que lorsque les bénéfices qu'il représente en termes de protection des descendants surpasseront les coûts qu'il représente pour eux en termes de fitness. Ainsi, l'étude de ses coûts et de ses bénéfices nous renseigne sur les pressions de sélection qui ont conduit à son évolution chez les invertébrés. Au cours de cette thèse, j'ai associé l'expression du TTGI chez un insecte avec un certain nombre de coûts, tant pour les femelles qui le réalisent que pour les descendants qui l'expriment. Pour ce faire, j'ai utilisé comme organisme modèle le ver de farine, Tenebrio molitor. Dans le premier chapitre, nous avons stimulé le système immunitaire des femelles adultes de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et étudié divers aspects de la transmission d'activité antibactérienne aux œufs qui en résultait. Cela nous a permis de voir que la transmission d'activité antibactérienne interne aux œufs commençait deux jours après la stimulation du système immunitaire des femelles et cessait après dix jours. Enfin, nous avons pu mettre en évidence un coût pour les femelles à la protection de leurs œufs, en termes de fécondité. Dans le second chapitre, nous stimulé le système immunitaire avec trois microorganismes différents tués par la chaleur, et exposé leurs jeunes larves à des microorganismes vivants. Nous n'avons pas réussi à mettre en évidence d'effet protecteur du TTGI sur les jeunes larves de T. molitor. Il s'avère cependant que l'exposition des jeunes larves à un champignon entomopathogène réduit le délai avant leur seconde mue larvaire. Dans le troisième chapitre, nous avons stimulé soit le système immunitaire des femelles, soit celui des mâles de T. molitor avec un immunogène non pathogène, et observé différents paramètres de l'immunité de leurs descendants adultes. Cela nous a permis de mettre en évidence que le TTGI d'origine maternelle et paternelle n'affecte pas les mêmes effecteurs immunitaires chez les descendants, et que le TTGI d'origine maternelle comportait un coût pour eux en termes de temps de développement. Ces coûts au TTGI suggèrent qu'il n'est pas seulement une conséquence de la stimulation du système immunitaire des femelles de la génération parentale, mais qu'il est bien un mécanisme qui a été sélectionné du fait des bénéfices qu'il représente pour les organismes dans certaines conditions écologiques

To study the impact of environmental changes in a coastal marine ecosystem, it is necessary to use indicator species. It is crucial to understand the foraging performances that proceed from environmental changes. The aim of my thesis was to examine the influence of intrinsic and extrinsic factors on the foraging activity of the little penguins (Eudyptula minor). The thermocline allowed birds to approach optimal behaviour. However, the thermocline is an unstable element. I did not find any effect of individual characteristics on their foraging behaviour and success. My work suggests that environmental conditions are major factors that will influence the behaviour of little penguins, allowing me to conclude that little penguins are good ecological indicators.