La couleur est un trait biologique essentiel et très variable qui permet à un organisme d'être adapté à son environnement biotique et abiotique. De multiples gènes influent sur la couleur ; leur évolution a été étudiée ici chez les Vertébrés en lien avec les duplications de génome survenues dans cette lignée . Alors que l'essentiel des gènes sont perdus lors de la rediploïdisation suivant une duplication totale de génome, ces travaux montrent que les gènes de la pigmentation appartiennent à des fa milles de gènes qui sont en moyenne plus retenues que le reste du génome . Ceci est particulièrement vrai pour les poissons Téléostéens, cette expansion du répertoire de gènes de pigmentation pouvant être en lien avec la grande diversité de cellules pigmenta ires et de patrons de pigmentation observés chez ces animaux . Par ailleurs, l'étude de la pigmentation d'un organisme modèle émergent, le poisson -clown Amphiprion oellaris, a été réalisée dans le cadre de cette thèse . La nature cellulaire de la bande blanche de ce poisson a été déterminée et a permis l'identification - d'un nouveau gène présent presque exclusivement chez les poissons Actinoptérygiens , probablement acquis par transfert horizontal, et impliqué dans le développement d'un type de cellules pigmentaires, les iridophores . Enfin, l'acquisition de la pigmentation au cours du développement du poisson -clown A. ocellaris, un poisson corallien au cycle de développement marqué par une métamorphose, a été étudiée en rapport avec la signalisation thyroïdienne, qui joue un rôle majeur au cours du développement des Vertébrés . / Color is a key biological trait that allows individuals to adapt to their biotic and abiotic environment, and many genes have been shown to play an essential role in color acquisition in vertebrates. In this work, the consequences on this specifie set of genes of the whole-genome duplications that occurred during vertebrate evolution were investigated. Whereas most genes a re lost after a w hole- genome duplication event, this work shows that pigmentation genes and other genes within their families have been more retained compared to the average observed genome retention. This was particularly the case for the teleost-specific whole-genome duplications . Hence, this high retention rate could  be related to the high pigmentation diversity observed in the teleost fish lineage, both  in terms of patterns and of pigment cell types . In addition, during this PhD thesis, pigmentation in an emerging model organism, the clownfish Amphiprion ocellaris, was investigated. The white color in clownfish was shawn to be due to specifie pigment cells,  iridophores, and new iridophore genetic markers were detected . One such marker is almost exclusively restricted to ray-finned fish and could have been acquired through a horizontal gene transfer event that occurred at the onset of the evolution of this lineage. Last, in this work, the genetic basis of pigmentation acquisition was scrutinized during the development of clownfish A. ocellar is, and especially during metamorphosis - a major life history transition  in coral  reef  fish . In particular, the  deployment  during  development  of thyroid  hormone signaling  which is a key pathway in metamorphosis regulation in vertebrates  was examined.

Les parasites sont une partie très importante des écosystèmes, néanmoins, dans certains cas tels que l’aquaculture ils causent des épidémies. Dans cette thèse j’ai étudié les interactions hôte-parasite chez les poissons coralliens, dans les milieux naturels et les milieux aquacoles. J’ai étudié l’arrangement des communautés de 13 espèces de monogènes de 34 espèces de poissons papillon dans l’Indo-Pacifique. Les résultats montrent qu’il existe un patron de distribution stable des espèces, ce qui, combiné avec les résultats de l’étude biogéographique, suggère que la spécificité parasitaire observée a pu se développer tout au long des épisodes biogéographiques passés. Notamment, seule une espèce, Chaetodon lunulatus, n’est jamais parasitée. J’ai étudié le mucus des poissons qui est décrit comme la première ligne de défense contre des agressions externes, pour analyser quels facteurs de C. lunulatus pourraient être reliés à l’absence des parasites. Le microbiome et le métabolome du mucus branchial des poissons papillons montrent une grande diversité. C. lunulatus présente une plus grande abondance de Fusobactéries qui est corrélée avec une surexpression de peptides pouvant dériver de la β-hémoglobine. La purification, la synthèse et l’évaluation des activités antiparasitaires des peptides sont en cours au laboratoire. J’ai aussi étudié l’utilisation des plantes médicinales comme alternative à des traitements chimiques dans l’aquaculture. J’ai testé l’activité antibactérienne et immunostimulatrice de plusieurs plantes et algues polynésiennes. L’algue rouge Asparagopsis taxiformis montre de fortes activités antibactériennes sur Vibrio harveyi et Tenacibaculum maritimum et induit une augmentation de l’expression de deux gènes liés à l’immunité chez Platax orbicularis. / Fish parasites are an important part of ecosystems, however, in certain cases such as in aquaculture they can cause severe disease outbreaks. In this thesis I have studied host-parasite interactions in coral reef fishes, both in the natural and culture environments. I have studied the distribution of 13 dactylogyrid species from 34 butterflyfishes in the Indo West-Pacific. Composition of dactylogyrid communities was host specific and together with the biogeography results, where a turnover in the main Haliotrema species was observed, suggest that parasite specificity might result from host-parasite coevolution derived from past biogeographical episodes. Only one butterflyfish species, Chaetodon lunulatus, was never found parasitized by gill monogeneans. I have studied the butterflyfish mucus, which is the first barrier against pathogens, to investigate the C. lunulatus factors that might be related to the monogenean absence. Butterflyfish gill microbiome and metabolome revealed a high diversity. C. lunulatus presented a significantly higher abundance of Fusobacteria which was correlated to a higher expression of potentially derived β-hemoglobin peptides. Synthesis and evaluation of the peptide antiparasitic activities are being performed in the laboratory. I have also studied the use of medicinal plants as an alternative to chemotherapy in fish aquaculture. I investigated the antibacterial and immunostimulant activities of several local Polynesian plants and algae, and I found that Asparagopsis taxiformis displayed a potent antibacterial activity against Vibrio harveyi and Tenacibaculum maritmum and increased expression of two immune-related genes in Platax orbicularis.

La connectivité écologique se mesure via l'estimation des mouvements réalisés par les organismes au cours de leurs vie. Parmi les outils existants, seule la microchimie des otolithes est capable de reconstruire les mouvements des poissons au cours de leur vie entière, notamment lors des migrations ontogénétiques. Son utilisation au sein des milieux oligotrophes et chimiquement peu contrastés tels que les récifs coralliens reste cependant marginale. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail sur la microchimie des otolithes des poissons des récifs coralliens et mangroves de Nouvelle-Calédonie. Il se divise en deux parties. La première, méthodologique, est axée sur l'estimation du potentiel de l'outil microchimie des otolithes en Nouvelle-Calédonie, avec un chapitre sur la détermination des signatures multi-élémentaires caractéristiques des différents habitats de la Grande Terre et un chapitre sur l'étude de la relation entre la microchimie de l'environnement et celle des otolithes. La seconde partie se concentre sur l'application de la méthodologie précédemment développée a des thématiques écologiques, avec un chapitre sur le rôle des mangroves sur le cycle de vie et la distribution géographique d'une espèce de Lutjanidae, Lutjanus fulviflamma, et un chapitre centré sur les mouvements réalisés au cours de la vie de cette espèce. Les résultats démontrent que la microchimie des otolithes présente un potentiel élevé en Nouvelle-Calédonie avec un fort pouvoir de discrimination entre la mangrove et les récifs coralliens. La relation entre la microchimie de l'environnement et celle des otolithes est complexe et dépend fortement des espèces considérées. Cependant, les contrastes chimiques marqués de l'environnement se retrouvent au sein des otolithes. Les résultats démontrent une connexion forte entre les différents habitats pour L.fulviflamma, particulièrement entre la mangrove et les récifs coralliens avec une importance cruciale de la mangrove comme zone de nurserie. Trois différents patrons de mouvements entre habitats ont été identifiés. Cette diversité illustre une forte variabilité de la connectivité écologique entre les individus, avec pour certains d'entre eux, une fréquentation de l'habitat juvénile durant la phase adulte. / Ecological connectivity is defined by organism movements between habitats.Among the tools used to measure connectivity, otolith microchemistry is the only one able toreconstruct the fish movement throughout their entire lifetime, and thus include ontogeneticmigrations. However, it is seldom used in oligotrophic environments that typically show poorchemical contrasts such as coral reefs. In this context, this study focused on otolith microchemistryof coral reef and mangrove fishes of New Caledonia. This work comprises two parts. First, amethodological part to assess the potential of otolith microchemistry in New Caledonia, with onechapter on the determination of multi-elemental signatures of habitats from the Main Island and onechapter on the relationships between environmental and otoliths microchemistries. Second, thepreviously developed methodology was applied to ecological questions, with a chapter on theimportance of mangrove on the life cycle and the spatial distribution of a Lutjanidae, Lutjanusfulviflamma, and a chapter on the lifetime movement patterns of this species. Results revealed ahigh potential of otolith microchemistry in New Caledonia with a high power of discriminationbetween mangroves and coral reefs. Relationships between environmental and otolithmicrochemistries were complex and species-specific. However, strong chemical contrasts in theenvironment were traduced in the otoliths. Results showed a strong connection between differenthabitats for L. fulviflamma, in particular between mangroves and reefs with a crucial importance ofmangroves as nursery grounds. Three different patterns of lifetime movements among habitats wereidentified. This diversity illustrates a high variability of ecological connectivity patterns amongindividuals, with a possible return to the juvenile habitat during the adult stage.

Inshore tropical and subtropical estuaries harbor a relatively high abundance and diversity of organisms. Specifically within estuaries, mangrove and seagrass habitats provide shelter and food for a plethora of organisms, through some or all their life histories. Given the biological connection between offshore coral reefs and coastal estuaries, there is a critical need to understand the underlying processes that determine distribution and abundance patterns within mangrove-seagrass habitats. The predatory fish assemblage within the mangrove and seagrass beds of Biscayne Bay, Florida (USA), was examined over 24-hr. time periods along a distance and habitat gradient from the mangrove edge and nearshore environment (0–300 m) to farshore (301–700 m) seagrass beds. This thesis also investigated the occurrence, distribution and timing of reef fish movement between offshore coral reef habitat and inshore seagrass beds over 24-hr periods. Results indicate that fish predators differed over both the sampling period and with distance from mangrove edge. The results also demonstrated reef fishes move into Biscayne Bay at dusk and exit at dawn by utilizing Broad Creek Channel as a passageway. This work supports the idea of diel migration of selected reef fishes to inshore seagrass beds and highlights the importance of connective channels between habitats. The results suggest that the degradation or loss of seagrass habitat could differentially impact the life-history stages of reef fish species.

La métamorphose est une étape cruciale du cycle de vie de beaucoup de métazoaires. Elle est définie comme la transition d’une larve en un juvénile, souvent accompagnée de changements drastiques de morphologie, physiologie et de niche écologique. Le rôle des hormones thyroïdiennes a été mis en évidence dans la métamorphose des amphibiens, mais aussi de nombreux autres chordés comme certains poissons téléostéens ou l'amphioxus, suggérant que ce système était déjà présent et impliqué dans la métamorphose chez l'ancêtre commun de tous les chordés.Nous avons étudié le lien entre hormones thyroïdiennes et métamorphose selon deux axes. Premièrement, nous avons étudié la coordination entre la métamorphose et le recrutement larvaire, chez le chirurgien bagnard Acanthurus triostegus. Ce travail nous a permis de mieux comprendre le rôle de l’hormone thyroïdienne comme signal déclencheur d'une transition écologique importante. Dans le second axe de travail nous avons examiné l’origine de la signalisation thyroïdienne. Chez l’annélide Platynereis dumerili, nous avons identifié un récepteur fonctionnel des hormones et un rôle de l’hormone thyroïdienne dans son développement. Cela qui nous permet de démontrer que la signalisation thyroïdienne était présente à l’origine des bilateriens. Nous avons également mis en évidence un rôle des hormones thyroïdiennes dans le développement de cette espèce. Enfin dans le troisième axe nous nous sommes penchés sur l’origine de la synthèse de l’hormone thyroïdienne en retraçant l’évolution de la thyroglobuline, la protéine nécessaire à la production d’hormone chez les vertébrés. Son absence dans les autres taxons, alors que les dérivés de l’hormone y ont un rôle biologique, pose la question des mécanismes ancestraux de synthèse de ces hormones.Ces travaux explorent l’évolution de la signalisation thyroïdienne et proposent d’aborder la question du lien avec la métamorphose d’un point de vue évolutif et non-seulement développemental, afin de mieux comprendre la diversité des métamorphoses observées dans le monde animal. / Metamorphosis is a critical life step of many metazoans. It is defined as the transition between a larva and a juvenile. It comes with major changes of morphology, physiology and ecology. The role of thyroid hormone has been proven in the metamorphosis of amphibians but also in many other chordates such as teleost fishes or the amphioxus. This suggests that this system was functional and involved in the metamorphosis of the common ancestor of all chordates.We studied the link between thyroid hormones and metamorphosis according to two axes. First, we studied the coordination between metamorphosis and the larval colonization, using the convicted surgeon fish Acanthurus triostegus as a model. This work allowed us to better understand the role of thyroid hormones as a trigger signal of a major ecological transition. On the second axis, we investigated the origin of thyroid hormone signalization. In the annelid Platynereis dumerilii, we identified a functional thyroid hormone receptor and a role of TH in its development. This proves that thyroid hormone signaling was present at the basis of bilaterians. We also assessed the question of the origin of thyroid hormone synthesis by tracing back the evolution of the thyroglobulin, the protein mandatory for thyroid hormone synthesis in vertebrates. It absence in the other taxa, whereas thyroid hormone derivatives have a biological role, asks the question of the ancestral mechanisms of thyroid hormone synthesis.These works investigate the evolution of the thyroid hormone signalization and suggest to tackle the question of the link with metamorphosis from an evolutionary perspective, and not only from a developmental one, in order to better understand the diversity of metamorphosis overserved in the animal kingdom.

The objective of this project was to determine if the electromagnetic field (EMF) emissions from undersea power cables impacted the local and transient marine life, with an emphasis on reef fishes. The work was done at South Florida Ocean Measurement Facility of Naval Surface Warfare Center, Carderock Division, Broward County, Florida. This facility functions as the hub for a range of active undersea detection and data transmission cables. It has multiple active submarine power cables that extend several miles offshore and which can deliver power and enable data transmission to and from a range of acoustic and EMF sensors. The cables lie directly on the seabed, are buried in the sand, or are suspended in the water column. EMF emissions from a selected cable were created during SCUBA fish surveys. During the surveys the transmission of either alternating current (AC) or Direct Current (DC) was randomly intiated by the facility with no transmitted current (OFF) provided a control. The surveys were conducted using standardized transect and stationary point count methods to acquire reef fish abundances prior to and immediately after a change in transmission frequency (the divers were aware of the time of frequency change but not the specific frequencies). The divers were also tasked to note the reaction of the reef fishes to the immediate change in the EMFs emitting from the cable during a power switch. The surveys were conducted on a quarterly basis at three sampling sites offshore on the same cable. These sites were in water depths of approximately 5, 10, and 15 m, respectively and were selected based on their robust reef fish community and are representative of each of the three primary hardbottom coral reef habitats in the local offshore environment: the Inner (Shallow), Middle, and Outer (Deep) reef tracts. A total of 263 surveys were conducted: 132 transect-counts and 131 point-counts over 15 months. There were 24,473 fishes counted during transect-count surveys and with point-counts, 36,115 fishes were counted. With count types and sites combine a total of 151 species representing 35 families were recorded. An analysis of the data primarily did not find statistical differences among power states and any variables. However, this may be a Type II error as there are strong indications of a potential difference of a higher abundance of reef fishes at the sites when the power was off. There are a number of caveats to consider with this finding: the data set needs to be larger in terms of numbers of: counts, sites and eletro-sensitive species to allow for rigorous statistical analysis; also a longer time between frequency changes to allow for slower, but nonetheless important, reactions to differing EMFs might lead to differing conclusions. Obviously, more research is required to confirm the results of this study.