Cette étude visait à évaluer la relation entre la richesse des coléoptères et l’hétérogénéité compositionnelle et structurale de l’habitat, caractérisée à plusieurs échelles spatiales. Aux étés 2004 et 2005, 70 peuplements de la forêt boréale de la Côte-Nord du Québec ont été échantillonnées. Globalement, 133 espèces de coléoptères ont été capturées au sol par pièges fosse et 251 espèces dans les airs par pièges à impact. L’influence du type d’hétérogénéité et de l’échelle spatiale variait entre ces deux groupes de coléoptères. L’hétérogénéité compositionnelle, évaluée à l’échelle du peuplement, expliquait le mieux les variations spatiales de richesse des coléoptères terricoles, alors que c’était plutôt l’influence conjointe de l’hétérogénéité structurale et compositionnelle évaluée aux échelles du peuplement et du paysage qui expliquait le mieux les variations spatiales de richesse des coléoptères volants. L’étude démontre l’importance de considérer plusieurs composantes de l’hétérogénéité et plusieurs échelles spatiales pour la compréhension des patrons de biodiversité. / The main objective of this study was to establish the relationship between beetle species richness and compositional and structural heterogeneity characterized at multiple spatial scales. During the summers of 2004 and 2005, 70 stands of the boreal forest of the North shore region of Québec were sampled. Overall, 133 ground-dwelling beetle species and 251 flying species were captured using pitfall and flight interception traps. The influence of the type of heterogeneity and the spatial scale varied between the two groups of beetles. Compositional heterogeneity evaluated at the stand scale best explained spatial variations in ground-dwelling beetle richness, whereas it was the joint influence of structural and compositional heterogeneity at both stand and landscape scales that best explained spatial variations in flying beetle richness. The study outlines the importance of considering several components of heterogeneity and multiple spatial scales to better understand of biodiversity patterns.

Cette étude vise à décrire l’état naturel des communautés de huit familles de coléoptères saproxyliques, reconnues pour être associées aux brûlis, à partir d’un échantillonnage fait au niveau des souches et à l’intérieur de peuplements commerciaux d’épinettes noires (Picea mariana (Mill)) résiduels à la coupe de récupération (état naturel) provenant de brûlis de 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 et 2010. L’étude vise également à comparer ces communautés à celles retrouvées dans des peuplements d’épinettes noires récupérés et répartis dans les brûlis de 1995, 2003, 2005 et 2007. Les coléoptères ont été inventoriés durant l’été 2010 et plus de 6 000 spécimens répartis dans les huit familles étudiées ont été capturés. À l’état naturel, quatre phases de colonisation se sont succédées pendant les cinq premières années après feu. Les assemblages des communautés de coléoptères saproxyliques sont quant à eux altérés par la récupération et ce, pour une période d’au moins sept ans. / Cette étude vise à décrire l’état naturel des communautés de huit familles de coléoptères saproxyliques, reconnues pour être associées aux brûlis, à partir d’un échantillonnage fait au niveau des souches et à l’intérieur de peuplements commerciaux d’épinettes noires (Picea mariana (Mill)) résiduels à la coupe de récupération (état naturel) provenant de brûlis de 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 et 2010. L’étude vise également à comparer ces communautés à celles retrouvées dans des peuplements d’épinettes noires récupérés et répartis dans les brûlis de 1995, 2003, 2005 et 2007. Les coléoptères ont été inventoriés durant l’été 2010 et plus de 6 000 spécimens répartis dans les huit familles étudiées ont été capturés. À l’état naturel, quatre phases de colonisation se sont succédées pendant les cinq premières années après feu. Les assemblages des communautés de coléoptères saproxyliques sont quant à eux altérés par la récupération et ce, pour une période d’au moins sept ans. / This study aims to describe the natural state of communities of eight saproxylic beetle families known to be associated with burned forest from a sample done at stump level and in commercial black spruce (Picea mariana (Mill)) stands residual to salvage logging (natural state) from burns of 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 and 2010. The study also aims to compare these communities to those found in salvaged black spruce stands distributed in burns of 1995, 2003, 2005 and 2007. Beetles were sampled during summer 2010 and over 6 000 specimens among the eight studied families were captured. In its natural state, four colonization phases have succeeded along the first five postfire years. Saproxylic beetle assemblages were affected by salvage logging for a period of seven years. / This study aims to describe the natural state of communities of eight saproxylic beetle families known to be associated with burned forest from a sample done at stump level and in commercial black spruce (Picea mariana (Mill)) stands residual to salvage logging (natural state) from burns of 1995, 2003, 2005, 2007, 2009 and 2010. The study also aims to compare these communities to those found in salvaged black spruce stands distributed in burns of 1995, 2003, 2005 and 2007. Beetles were sampled during summer 2010 and over 6 000 specimens among the eight studied families were captured. In its natural state, four colonization phases have succeeded along the first five postfire years. Saproxylic beetle assemblages were affected by salvage logging for a period of seven years.

Le taupin violacé - Limoniscus violaceus (Müller, 1821) - est une espèce de coléoptère vivant dans le terreau des cavités d'arbres. Menacé d'extinction en Europe, il est inscrit en Annexe II de la directive " Habitats " dont l'objectif est d'assurer la préservation des habitats et des espèces d'intérêt communautaire au sein du réseau Natura 2000. Les gestionnaires d'espaces naturels où il est présent doivent assurer l'état de conservation de ses populations. Cependant, les difficultés de détection de l'espèce ont limité le développement des connaissances sur sa biologie et son écologie essentielles à la mise en place d'une stratégie de conservation. Cette lacune a motivé la réalisation de ce travail de thèse. Il commence par la compilation des données relatives à sa répartition: 184 localités à travers 17 pays. Plusieurs discordances avec les données énoncées par le réseau Natura 2000 sont mises en évidence. Une méthode de suivi de l'espèce par piégeage à émergence est développée et testée dans 5 sites Natura 2000 français. Les résultats obtenus associés à la description des cavités d'arbres et de leur environnement permettent l'identification d'un modèle prédictif des cavités habitées par Limoniscus violaceus dépendant de deux facteurs simples d'utilisation : l'état d'avancement de la cavité et la circonférence de l'arbre à 30 cm du sol. L'étude de leur valeur seuil et de leurs intervalles de confiance conduit à l'élaboration d'une règle de décision pour l'évaluation des habitats favorables à l'espèce. Parallèlement, l'analyse de la composition des assemblages d'espèces échantillonées se base sur la détermination de 231 coléoptères saproxyliques. La préservation des cavités favorables pour Limoniscus violaceus apparait bénéfique pour la majorité d'entre eux, justifiant le potentiel d'espèce parapluie qui lui est attribué. Dans une perspective de prospection, une liste d'espèces indicatrices est identifiée. Elle permet de prioriser les sites au sein desquels une stratégie de suivi des cavités basses favorables pour la biodiversité et pour Limoniscus violaceus doit être envisagée. L'étude du comportement de dispersion à partir des résultats d'échantillonnage par émergence associé aux connaissances bibliographiques suggère une taille des populations locales d'environ 10 adultes dont 3 dispersent par cavité chaque année. Un regard sur la sex-ratio apporte des éléments complémentaires de réflexion sur le fonctionnement des populations. Enfin, un cas concret de stratégie de conservation pour l'espèce en forêt de Grésigne est présenté. Afin d'assurer le recrutement d'arbres à cavité pour pérenniser les populations de Limoniscus violaceus, des recommandations de gestion fondées sur l'aménagement forestier en cours et l'étude des origines des cavités sont émises.

Comprendre comment les communautés changent dans le temps et les facteurs influençant la répartition des espèces est un aspect central de l’écologie. Bien que les changements dans les communautés animales à la suite de perturbations aient été largement décrits, peu d'études ont examiné les processus qui structurent ces communautés, en particulier durant la succession écologique résultant des activités anthropiques. L’objectif de ma thèse était donc de mieux comprendre les processus biologiques influançant l’organisation des communautés de petits mammifères et de coléoptères, de même que la répartition d’une espèce clé de l’écosystème, le campagnol à dos roux (Myodes gapperi), durant la succession forestière en forêt boréale aménagée. Dans un premier temps, nous avons donc examiné comment la succession peut influencer les processus de structuration des assemblages d’espèces. Puis, dans un second temps, nous nous sommes intéressés plus spécifiquement à une espèce clé typiquement associée aux vieilles forêts pour investiguer les mécanismes qui influencent leur organisation spatiale et donc leur répartition dans les peuplements. Enfin, nous avons étudié leur utilisation de l’habitat à plus fine échelle (micro-habitat) en caractérisant leurs déplacements afin de mieux comprendre les liens qui existent entre les animaux et les attributs fins de l’habitat durant la succession. L’étude a montré que les assemblages d’espèces étaient similaires dans les peuplements 50-60 ans après coupe et dans les forêts matures. De façon générale, la structuration des communautés lors de la succession forestière semble résulter à la fois de processus stochastiques et déterministes, ces derniers étant plus étroitement liés aux interactions interspécifiques qu’aux caractéristiques de la végétation. Par la suite, nous avons utilisé les théories de sélection d’habitat et d’approvisionnement pour identifier les processus qui peuvent expliquer l'augmentation d’abondance relative des campagnols à dos roux lors de la succession forestière. Les résultats indiquent que la compétition apparente avec la souris sylvestre (Peromyscus maniculatus) limiterait la répartition des campagnols, et que des changements dans la force relative de ce processus durant la succession forestière expliqueraient les changements de répartition observés. La gestion durable des forêts doit maintenir certains attributs de l'habitat nécessaires au rétablissement des espèces de peuplements matures, mais ces attributs peuvent être difficiles à identifier car leur utilisation peut varier fortement pendant la succession. Nous avons donc identifié certains attributs importants pour le campagnol, puis tenté d’expliquer certaines variations dans leur utilisation durant la succession forestière en évaluant les déplacements à fine échelle du petit mammifère. Nos analyses démontrent, par exemple, que les campagnols sélectionnent fortement le bois mort comme route de déplacement durant la succession forestière, et aussi que cette sélection est moins forte en milieu de succession que dans les coupes récentes et dans les forêts matures. Ces variations dans les relations animaux-habitat durant la succession peuvent s’expliquer par des ajustements comportementaux aux changements dans la couverture qu’offre la canopée prenant place à mesure que la forêt vieillie. En conclusion, cette thèse améliore les connaissances des processus régissant la répartition de la faune boréale, et cela grâce à la combinaison originale de l’étude des communautés, de la dynamique des populations et du comportement animal. / Understanding how communities change over time and the process influencing species distribution are recurrent themes in ecological research. Although changes in animal communities following disturbances have been widely examined, few studies have investigated the process structuring communities, particularly during ecological succession resulting from anthropogenic disturbances. The main objective of my thesis was to better understand the biological processes influencing the organization of small mammal and beetle communities, as well as the distribution of a key species, the red-backed vole (Myodes gapperi), during forest succession in managed boreal forests. First, we examined how forest succession influences the process structuring species assemblages. Then, we focused more specifically on red-backed voles to investigate the processes influencing their spatial organization along a chronosequence of post-logging stands. Finally, we studied their use of habitat at a fine scale (micro-habitat) by assessing the interplay between their movements and habitat attributes characterizing post-harvested stands during ecological succession. The study showed that assemblages 50-60 years after clearcutting were similar to those found in old-growth forests. Generally, community assembly during forest succession seem to be driven by both stochastic and deterministic processes, the latter being linked to interspecific interactions more strongly than to vegetation attributes. Then, we combined habitat selection and optimal foraging theories to evaluate the processes that can explain the increase in red-backed vole abundance during post-logging forest succession in boreal ecosystems. Our results suggest that apparent competition with deer mice (Peromyscus maniculatus) limits the density of red-backed voles, and changes in the relative strength of this process during forest succession can explain patterns of vole distribution and abundance. Sustainable management must maintain habitat features needed for the recovery of species typical of mature forest, an objective that may be challenging because animal-habitat relationships can vary dynamically during succession. We thus identified key habitat attributes for red-backed voles, and then tried to explain some variations in the use of those attributes during forest succession by studying fine-scale movements during forest succession. We found, for example, that voles selected coarse woody debris as a travel path during forest succession, and that this selection was weaker in mid-seral forests than in recent cuts and old-growth forests. Such variations in animal-habitat relationships observed during forest succession can be explained by behavioural adjustments to changes in the availability of canopy cover occurring as stands mature. Overall, this thesis improves our knowledge of the processes driving wildlife distribution dynamics, by its combination of studies on community assembly, population dynamics and animal behaviour.

Nous avons comparé trois scénarios sylvicoles pratiqués il y a 20 ans dans la sapinière à bouleau blanc, après une coupe de récupération de peuplements sévèrement endommagés par la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Le dispositif se situait dans la réserve faunique des Laurentides et dans le Parc national de la Jacques-Cartier. Un total de 3124 coléoptères a été capturé à l’aide de pièges à impact, dont 168 espèces saproxyliques (dépendant du bois mort ou moribond) et 98 non-saproxyliques. Malgré des volumes de bois mort au sol relativement importants (46m³/ha) dans les peuplements aménagés, les assemblages de coléoptères saproxyliques différaient entre les sites récupérés et non récupérés, même si l’abondance et la richesse spécifique étaient semblables. Des différences peu importantes ont été observées entre les trois scénarios sylvicoles. Vingt ans plus tard, la coupe de récupération apparaît toujours comme l’élément perturbateur ayant entrainé les plus grands changements dans le biotope. / We compared three silvicultural scenarios implemented 20 years ago after salvage logging of severely damaged balsam fir/white birch stands by the spruce budworm. The study area was located in the réserve faunique des Laurentides and Parc national de La Jacques-Cartier. Overall, 3124 beetles were captured with impact traps, 168 species being saproxylic (dependent of dead wood or moribund trees) and 98 non-saproxylic. Despite the relatively high amounts of down dead wood (46m³/ha) found in managed stands, saproxylic beetle assemblages differed among salvaged and non salvaged stands, even if beetle abundance and richness were similar. Slight differences were observed between the three silvicultural scenarios but 20 years later, salvage logging still appears as the disturbance element that brought the most important changes into the biotope.

Sur les Causses arides du Quercy (S.-O. de la France), de nombreuses mares ont été creusées dans la roche. Ces mares constituent les seules eaux superficielles de ce plateau calcaire où l'eau s'infiltre rapidement.<br />L'évolution naturelle des mares conduit à leur atterrissement et une étude comparative de trois mares à différents stades de comblement a montré l'évolution des paramètres abiotiques (température, concentration en oxygène dissous...) en fonction du niveau de comblement. Parallèlement, les mares varient en terme de richesse spécifique de la faune et de la flore. Chaque stade de comblement abrite une faune particulière et participe à la biodiversité globale de ces milieux et même de l'écosystème caussenard dans son ensemble.<br />Pour analyser ces milieux à une échelle supérieure, des échantillons ont été récoltés sur trente mares afin d'étudier les facteurs affectant la distribution de la faune dans un réseau de mares. Nous avons identifié 230 espèces d'invertébrés et 6 espèces de vertébrés. Les résultats ainsi obtenus ne permettent pas de dresser une typologie des mares ni de dégager des peuplements caractéristiques ou de réaliser une classification ascendante de ces milieux. Les mares entourées d'une matrice terrestre sont assimilables à des îles pour la faune aquatique.<br />C'est pourquoi nous avons choisi d'étudier plus précisément la distribution de cinq groupes ayant des capacités de dispersion différentes : Odonates, Coléoptères, Amphibiens, Mollusques et Oligochètes. La surface des mares affecte la distribution des Odonates. Le pourcentage de forêt autour des mares influence la distribution des<br />Amphibiens. Pour les Mollusques et les Oligochètes, les animaux à dispersion passive, les résultats indiquent que la distribution des espèces est similaire à une distribution au hasard. Pour les Coléoptères, la distribution des espèces n'est pas due au hasard mais nous n'avons pas pu mettre en évidence les facteurs explicatifs de cette distribution.<br />Nous avons utilisé la méthode de capture-marquage-recapture pour estimer le degré de lien de trois populations en patch d'Odonates. Nous avons montré que trois facteurs influencent la dispersion des Odonates : des facteurs abiotiques (conditions météorologiques), des différences inter spécifique (sensibilité aux conditions météorologiques, taille et comportement des espèces), des différences intra spécifiques (âge et sexe).<br />Ces travaux mettent en évidence le rôle des mares au niveau de la biodiversité, le rôle du réseau de mares et de l'évolution temporelle des paramètres dans le maintien de cette biodiversité. Les différents résultats obtenus sont discutés en vue de proposer une méthode de gestion rationnelle et durable de ces milieux.

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.

The Quaternary climate has known dramatic global variations oscillating between long glacial and shorter interglacial periods of approximately 100 000 and 20 000 years, respectively with the last succession as an example. During the glacial episodes the continental ice sheet expansion and sea level drop, in turn, have locally disturbed the environment (at least in the northern hemisphere). These climatic and environmental disturbances caused changes in the geographic distributions of animal and plant species. For each species, the changes possibly took the form of demographic events like population extinction or fragmentation associated with genetic bottlenecks (loss in genetic diversity) and, inversely, population expansions sometimes with inherent founder effects (stochastic sampling of the source genetic diversity) and/or contact between diverged groups (secondary contact zone) resulting in genetic diversity gradients through the geographic range of the species. We therefore understand that the demographic history of a species can be reconstruct through the investigation of genetic signature(s) it possibly left and that are still observed in the genome of that species. For European taxa, phylogeographic studies taking advantage of these signatures have mainly focused their attention on temperate species; pieces of knowledge for species adapted to cold environments are too scarce although their response to climate change could not only simply follow an inverse tendency compare to temperate climate species.<p><p>As a whole, this thesis project intended to study the evolutionary history of four sister species of cold-adapted leaf beetles investigating their response to past global climatic changes. The four species share many traits (life cycle, dispersal capacity, morphology, feeding behavior.) but their geographic distributions differ, further calling for interest in the factors that shaped them. Furthermore, leaf beetles are specialist insect herbivores each feeding only on one or a few different plant species. This host plant specialization offers an additional dimension to the study of climatic change impacts to understand the evolution of the insect-host relationship. The study of this species complex thus also aimed at understanding processes like speciation possibly driven through diet specialization. The project connects three main axes briefly described here after.<p><p>The first axe of the project allowed us to gain sufficient knowledge of the four species sub-genus Goniomena (Chrysomelidae, Gonioctena). We have defined some important barriers separating each four species among them. The analysis of five independent molecular markers sequences obtained for many individuals sampled through the entire species ranges allowed us to characterize four genetically distinct groups corresponding to the four species, to precisely identify their host plant(s) and their geographic distribution. The second axe was realized on the same multi-locus dataset and aimed at exploiting an array of methods to reconstruct the demographic history of the four species; the methods consist of some commonly used and some promising ones used in synergy hoping to strengthen our interpretations on the species history. For this purpose, we combined the species distribution modeling (SDM) techniques to infer current and past geographic range for the leaf beetles and for their host(s) in order to generate the most realistic historical hypotheses. Subsequently, the different hypotheses were evaluated with two different complementary approaches, Approximate Bayesian Computation (ABC) and a spatial coalescence simulation-based method, allowing for outputs comparison. Finally, the third axe focus on the study of a commonly used program designed for demographic parameters inference (including divergence times, effective populations sizes, migration rates). We created non-empiric datasets obtained with three largely used simulation programs to investigate the inference performances of the program.<p><p>We hope this project will help to better understand the way species currently present in cold environments in Europe responded to climatic changes. It certainly demonstrated and allowed to isolate some specific character of such respons while suggesting certain common patterns. Our findings are rich and varied; the current distribution of genetic diversity in the four sister species of leaf beetles involves processes like introgression and hybridization, competition and invasion, allopatric and possibly sympatric speciation, dispersal limitation and response differentiation against climatic changes. In the light of our results, further investigations are encouraged; the mechanisms driving or underlying the different speciation settings, the host plant specialization, the niche differentiation and the hybridization in secondary contact zones are planned to be investigated with biological material and analytic resources we already own. Practically, we explored promising analyses procedures using the resources of our multilocus multispecies dataset. All along, we emphasize on the need to work with multispecies empiric datasets at least equivalent to the one in this project (number of molecular markers investigated and sample sizes) if the aim is to study the evolutionary history of a species. We also caution on certain methodological limitations that need to be considered to enlighten a study project from experimental design to result interpretation.<p>/Durant le Quaternaire, le climat de la Terre entière a été marqué par des oscillations importantes entre périodes glaciaires relativement longues et interglaciaires plus courtes d’environ 100 000 et 20 000 ans, respectivement, si l’on prend l’exemple de la dernière succession. Pendant les épisodes glaciaires, la calotte glaciaire continentale et la baisse du niveau des mers et des océans ont, à leur tour, affecté localement les conditions environnementales, au moins en ce qui concerne l’hémisphère nord. Ces perturbations climatiques et environnementales ont provoqué des changements dans la distribution géographique des espèces animales et végétales. Spécifiquement, ces changements ont pris la forme d’événements démographiques tels que l’extinction ou la fragmentation des populations associées à des goulots d’étranglements (réduction de la diversité génétique) ou, à l’inverse, des expansions de populations parfois accompagnées d’un effet fondateur (échantillonnage aléatoire à partir de la diversité génétique source) et/ou de la rencontre subséquente entre des groupes génétiquement différenciés (zone de contact secondaire) résultant en des gradients de diversité génétique à travers toute la distribution actuelle de l’espèce. On comprend dès lors que l’histoire démographique d’une espèce peut être reconstruite en étudiant les signatures qu’une telle histoire a pu laisser dans son génome. En ce qui concerne les taxa européens, les études phylogéographiques, qui utilisent ces signatures, se sont principalement intéressées aux espèces des régions tempérées; les connaissances acquises dans le domaine pour les espèces adaptées aux environnements plus froids sont plus rares bien que leur réponse envers les changements climatiques pourrait ne pas simplement avoir une tendance inverse par rapport à celle des espèces tempérées.<p><p>Dans son ensemble, l’objectif du présent projet de thèse est d’étudier l’histoire évolutive d’un groupe de quatre espèces sœurs de chrysomèles adaptées à un environnement froid dans le but de comprendre leur réponse face aux changements climatiques passés. Les quatre espèces partagent de nombreux traits en commun (cycle de vie, capacité de dispersion, morphologie générale) mais présentent des distributions géographiques qui se différencient incitant encore plus à s’intéresser aux facteurs qui ont pu les structurer. De plus, les chrysomèles sont des insectes herbivores très spécialisés, chaque espèce d’insecte ne se nourrissant que d’une ou quelques espèces de plantes bien précises. Cette spécialisation ajoute une dimension supplémentaire à l’étude de l’impact des changements climatiques pour comprendre l’évolution de la relation insecte-plante hôte. L’étude de ce complexe d’espèces avait donc également pour but de comprendre des processus tels que ceux de spéciation qui a pu être induite via une spécialisation alimentaire ou de séparation géographique suite à un changement des distributions. Le projet s’articule autour de trois axes décrits ci-dessous.<p><p>Le premier axe du projet a permis d’acquérir une connaissance plus fine des quatre espèces de chrysomèle appartenant au sous-genre Goniomena (Chrysomelidae, Gonioctena). Nous avons défini les barrières importantes séparant les quatre espèces. L’analyse des séquences d’ADN de cinq marqueurs moléculaires indépendants obtenues pour un grand nombre d’individus échantillonnés sur toute l’aire de répartition de chacune des quatre espèces nous a permis de définir quatre groupes génétiquement distincts, d’identifier précisément leur(s) espèce(s) de plante(s) hôte(s) ainsi que leur distribution géographique. Le second axe a été réalisé sur le même jeu de données multilocus et avait pour but d’exploiter un éventail de méthodes communément utilisées ainsi que d’autres prometteuses en étude phylogéographique dont on exploite la synergie afin de renforcer les interprétations concernant l’histoire de chaque espèce. Pour cela, nous avons combiné la modélisation des distributions passées et présentes des quatre espèces et de leur(s) plante(s) hôte(s) pour générer des hypothèses les plus réalistes possibles. Ensuite, les différentes hypothèses historiques ont été évaluées via deux approches différentes, une méthode d’approximation de calcul bayésien approché (Approximate Bayesian Computation, ABC) et une autre basée sur des simulations spatiales de coalescence, permettant d’ensuite comparer les résultats. Enfin, avec le troisième axe, nous nous sommes intéressés à un programme d’inférence de paramètres démographiques (temps de divergence, taille effective des populations, taux de migration) communément utilisé. Nous avons créés des jeux de données non empiriques, construits avec trois simulateurs également très répandus dans les analyses de génétique des populations, pour explorer les performances d’inférence du programme.<p><p>Nous espérons que ce projet va aider à mieux comprendre la façon dont les espèces adaptées à un climat froid en Europe répondent aux changements climatiques. Il a démontré et permis d’isoler des traits spécifiques dans ces réponses tout en suggérant néanmoins certains schémas communs. Nos résultats sont riches et variés; la distribution contemporaine de la diversité génétique chez les quatre espèces soeurs de chrysomèle implique des processus tels que l’introgression et l’hybridation, la compétition et l’invasion, la spéciation allopatrique et sympatrique, le potentiel de dispersion et la différentiation des réponses aux changements climatiques. Au vu de ces résultats, d’autres recherches sont envisagées; les mécanismes donnant lieu ou sous-jacents aux différents types de spéciation, à la spécialisation alimentaire, à la différentiation de niche et à l’hybridation dans les zones de contact secondaire seront explorés à l’aide de matériel biologique et de ressources analytiques déjà acquises. En pratique, nous avons réalisé notre étude en explorant des procédures d’analyses prometteuses tout en exploitant les ressources d’un jeu de données multi-locus et multi-espèces. Tout au long du projet, nous mettons l’accent sur la nécessité de travailler avec des jeux de données empiriques multi-espèces au moins équivalents à celui de ce projet (en termes de nombre de marqueurs, de taille d’échantillons) si on vise à réaliser une telle étude sur l’histoire évolutive d’une espèce. Nous mettons également en garde sur certaines limites méthodologiques qui doivent être considérées pour la conception d’un projet d’étude allant de la mise en œuvre expérimentale jusqu’à l’interprétation des résultats.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Polyphagy is a very common trait among insects. In this study, we focus on a generalist bark-beetle predator, Thanasimus formicarius (L.) (Coleoptera, Cleridae), which feeds on many scolytids in spruce, pine and broad-leaf stands. It is known to respond to the pheromones of many scolytids, among which the most harmful spruce bark beetle in Europe, Ips typographus (L.). The adults attack scolytid adults and oviposit on attacked trees where their larvae feed upon immature stages of the prey. <p>However, a bottom-up process limits Thanasimus formicarius’ impact on spruce bark beetles, because in most cases the bark of spruce is too thin for sheltering pupal niches and mature larvae have to leave the trees. On pine however, pupation is quite successful and reproductive success is high. <p><p>The present work estimates the advantages (complementary prey during gaps among the phenology of pine bark beetles or due to the population fluctuations of most scolytids) and constraints (landing on unsuitable host trees for the predator’s reproduction) for T. formicarius to have a wide range of prey. <p><p>Passive barrier-trappings showed that the presence and abundance of scolytid species vary strongly from year to year. So, polyphagy in T. formicarius appears as a response to fluctuating prey supplies. <p><p>This way of foraging may lead T. formicarius towards stands not always favourable for its development (for example, spruces). <p>At the tree level, funnels and pitfall-traps caught high numbers of third-instar T. formicarius larvae walking on the bark surface of standing spruces infested by Ips typographus (respectively 365 and 70 L3s). After feeding into the whole infested part of the trunk, these larvae are obliged to migrate outside of the galleries to favourable pupation site (e.g. the base of the trees where the bark is thicker), or even to leave the trees and search for an acceptable pupation substrate in the litter. <p><p>At the landscape level, different trapping experiments showed a correlation between catches of T. formicarius and the proportion of pines around each trap. Consequently, in a metapopulation landscape pattern, pines would act as “sources” of predators, whilst spruces are “sinks”. Indeed, Thanasimus formicarius are trapped in higher numbers in mixed stands comprising pines. This observation is also corroborated in a four-year trapping experiment in the North-East of France, following the storms of December 1999. The predator/prey ratios (T. formicarius/I. typographus) were higher in stands comprising pines than in stands without pines. The first step of a method to estimate Ips typographus infestation trends thanks to the predator/prey ratios was also developed. <p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie animale / info:eu-repo/semantics/nonPublished

En regardant de près les outils juridiques et autres leviers, pour la conservation de la biodiversité, il semblerait que les invertébrés, et notamment les insectes, soient minoritaires ou absents. Ce constat est d’autant plus paradoxal lorsque l’on sait que 2/3 de la diversité biologique est composée par des insectes. Comment cette diversité essentielle pour le fonctionnement des écosystèmes se retrouve-t-elle dans l’angle mort de la conservation ?La première réponse avancée est le manque d’outils techniques pour étudier ces organismes petits et relativement insaisissables. La rencontre avec les nouvelles méthodes techniques pour la détection et l’étude des insectes est plus que jamais nécessaire. En effet, ces leviers permettront de faciliter l’étude de ces organismes, d’augmenter les connaissances et ainsi de développer une conservation plus adéquate. Nous évoquerons deux approches en particulier : la détection avec des outils moléculaires et l’utilisation de modèles statistiques pour l’exploration de la distribution potentielle des espèces.Mais les connaissances sont également fondées sur la demande sociétale. Et les connaissances alimentent elles-mêmes les outils de protection et de conservation de la biodiversité. À l’échelle des invertébrés, des disparités existent, privilégiant les « grands papillons bleus » aux « petits diptères marrons ». De fait, l’enjeu le plus important pour déverrouiller la conservation des insectes réside dans l’humain et la perception qu’il a de cette biodiversité. À travers une approche de psychologie de la conservation, nous sonderons la perception du grand public sur les insectes. De même, avec une approche de recherche-action-participative, nous tenterons d’engager divers acteurs vers la conservation d’un groupe d’insectes ordinaires : les coléoptères coprophages. Notre volonté est de proposer des moyens pour sensibiliser, éduquer et engager la société dans cet enjeu majeur qu’est la conservation de l’entomofaune. / Looking closely at the legal tools and other levers for preserving biodiversity, it would seem that invertebrates, in particular insects, are in a minority, or absent. This observation is all the more paradoxical when we know that 2/3 of the biological diversity consists of insects. How does this diversity, essential for the functioning of the ecosystems, find itself in the dead angle of conservation?The first answer that is usually put forward is lack of technical tools to study these small and relatively elusive animals. Getting to know and use new technical methods for the detection and the study of insects is more than ever necessary. Indeed, these levers will facilitate the study of these animals, and will thus increase knowledge, which will lead to developing more adequate conservation strategies. We shall evoke two approaches in particular: detection with molecular tools and use of statistical models to explore the potential distribution of the species.But knowledge is also based on what society asks for. Public interest orients the tools of protection and preservation of biodiversity. Among invertebrates, disparities exist, favoring the “big blue butterflies” over the “small brown dipterans”. A simple coincidence? No. Actually, the decisive factor to unlock the preservation of insects rests in human beings and how they perceive this biodiversity. Using a conservation psychology approach, we will explore how the general public perceives insects. We will also draw on participatory action research to see how various conservation actors can be committed towards preserving a group of ordinary insects: coprophagous beetles. Our aim is to propose ways to raise awareness, educate and engage society to this major issue: preserving entomofauna.