Titre de l'écran-titre (visionné le 15 décembre 2023) / Les forêts, les agents pathogènes et leurs interactions sont de plus en plus affectés par des facteurs liés au changement climatique et à la mondialisation. Ces changements influencent la répartition géographique des agents pathogènes, la gravité de leurs dommages et les impacts de leurs origines indigènes ou invasives. Dothistroma septosporum est un champignon ascomycète présent sur plusieurs continents (Europe, Afrique, Amériques); cet agent pathogène était auparavant considéré comme étant endémique sur les pins dans l'ouest de l'Amérique du Nord. Des épidémies récentes de cette maladie dans l'hémisphère nord ont été observées et semblent être directement liées au changement climatique, qui favorise la propagation de l'agent pathogène et la gravité de la maladie. Par conséquent, l'expansion des connaissances quantitatives sur la façon dont le changement climatique entraîne le développement de D. septosporum est cruciale. Dans le premier chapitre, nous analysons les gènes différentiellement exprimés de D. septosporum au cours de l'infection et comparons les interactions sensibles et tolérantes avec son hôte, Pinus contorta. On a inoculé D. septosporum à des individus de P. contorta et des échantillons du tissu infecté ont été prélevés au cours des stades précoce, moyen et tardif de l'infection. L'expression de gènes différentiellement exprimés a été comparée entre les hôtes sensibles et tolérants à la maladie. Nous avons identifié de nombreux gènes candidats qui sont différentiellement exprimés, dont ceux qui jouent un rôle dans la virulence, notamment de nombreux gènes encodant des transporteurs, facteurs de transcription et CAZymes. Ces gènes ont également été précédemment observés dans d'autres interactions pathogènes. Pour le chapitre deux, nous avons identifié les gènes et les SNPs liés à la croissance de D. septosporum à différentes températures à l'aide d'une analyse d'association à l'échelle du génome (GWA). La croissance de chaque isolat de D. septosporum provenant de l'ouest de l'Amérique du Nord a été mesurée sur une gélose à l'extrait de malt à 3 % pendant 5 semaines et le taux de croissance calculé. La contribution des SNPs a été évaluée par une analyse de régression avec un modèle linéaire. Nous avons identifié des gènes d'intérêt, associés au taux de croissance; les produits de ces gènes sont dans des classes bien connues, comme des transporteurs et la régulation du métabolisme. Les gènes candidats identifiés par GWA qui jouaient un rôle dans la croissance étaient plus répandus à des températures plus élevées (20ºC et 25ºC) en raison du meilleur ajustement des modèles par rapport à 15ºC. Une population « à risque » recueillie à Vancouver, en Colombie-Britannique, qui a un génotypage européen, a été identifiée à partir des données phénotypiques. La population de Vancouver surpasse les autres populations à toutes les températures de 15ºC, 20ºC et 25ºC. Enfin, le chapitre trois utilise des modèles de distribution des espèces (SDM) pour projeter la probabilité de propagation de D. septosporum selon plusieurs scénarios de changement climatique. La méthode « Ensemble » a été utilisée pour prendre en compte plusieurs modèles uniques, ce qui augmente la puissance de prédiction. Les données d'occurrence de l'agent pathogène ont été divisées en deux populations génétiquement distinctes, représentant les populations côtières et intérieures de l'ouest de l'Amérique du Nord. La population côtière a montré une plus grande probabilité de propagation par rapport à son homologue de l'intérieur, mais les deux semblent augmenter avec le temps et se déplacer vers le sud-est sous les climats futurs. Dans l'ensemble, les cartes de prédiction des distributions futures ont montré une augmentation de la superficie totale pour les deux populations au milieu et à la fin du siècle, 2050 et 2100, respectivement. / Forests, pathogens, and their interactions are increasingly affected by factors related to climate change and globalization. These changes are influencing geographical distribution of pathogens, the severity of their damages and the impacts that pathogens have on their native or invasive ranges. Dothistroma septosporum is an ascomycete fungus that is endemic on pines in Western North America and a pathogen with worldwide distribution. Recent outbreaks of this disease in the Northern hemisphere have been observed and appear to be directly linked to the changing climate, which aids the spread and severity of the pathogen. Therefore, the expansion of quantitative knowledge on how climate change drives the development D. septosporum is crucial. In the first chapter, we analyse differentially expressed genes of D. septosporum during infection and compare both susceptible and tolerant interactions with its host, Pinus contorta. Susceptible and tolerant P. contorta were artificially inoculated with D. septosporum and samples of the infected tissue were collected during its early, middle, and late stages of infection. The expression of differentially expressed genes for susceptible hosts were analysed at each time point and further investigated. We identified many candidate genes that play a role in virulence, including many transporters, transcription factors, and CAZymes. These genes have also been previously observed in other pathogenic interactions. For Chapter Two, we use genome-wide association (GWA) analysis to identify genes and SNPs related to growth of D. septosporum at three different temperatures: 15ºC, 20ºC and 25ºC. We monitored the growth of D. septosporum isolates from across Western North America on 3% malt extract agar for 5 weeks and extracted the growth rate by fitting the observations on a linear model. A « risk » population collected from Vancouver, BC, which has a European genotyping, was identified from the phenotypic data. The Vancouver population outperforms other populations at all three temperatures tested. The GWA showed that candidate genes involved in growth were more prevalent at higher temperatures (20oC and 25ºC) compared to 15ºC. These candidate genes include transporters and genes involved with regulation of metabolism. Finally, Chapter Three discusses our use of species distribution models (SDM) to project the likelihood of D. septosporum spread under several climate change scenarios. Ensemble forecasting techniques were used as opposed to single models to improve prediction power. Occurrence data of the pathogen was divided into two genetically distinct populations, representing the coastal and interior populations of Western North America. The coastal population showed a higher likelihood.

Au cours des dernières années, l'apparition de l'Internet a changé la façon dont les affaires sont menées partout dans le monde. Pour rester compétitives, les entreprises ont déployé du support informatique pour les processus métiers au fil des années. Dans ce contexte, les architectures orientées service (SOA) ont émergé comme la solution principale pour l'intégration des systèmes patrimoniaux avec les nouvelles technologies au coeur des grandes organisations. Les centres de traitement de données d'entreprise qui implémentent les concepts et solutions des SOA sont normalement déployés en suivant une architecture à deux niveaux où, pour libérer les serveurs de services des tâches computationnelles intensives (e.g., l'analyse syntaxique de documents XML) et pour effectuer de la protection de ressources, ces fonctions sont déchargées dans un cluster d'appliances qui implémentent des fonctions des réseaux orientées service (SON). Dans les centres de traitement, l'accès aux services est gouverné par des contrats de garantie de services (SLA), dont le but est de protéger les ressources du centre de traitement. Actuellement, les appliances SON sont utilisées pour protéger les ressources du centre de traitement en limitant l'accès (e.g., en contrôlant le trafic) aux services. Le provisionnement et l'optimisation de ressources sont des problèmes classiques de la gestion de la QoS. En outre, le contrôle de trafic est un problème très connu de l'ingénierie de trafic. Cependant, dans les centres de traitement orientés service le problème est fondamentalement diffèrent. Dans les réseaux classiques, les ressources protégée par la fonction de mise en conformité sont normalement la bande passante et la taille des mémoires tampon, dont les unités de mesure sont clairement définies et mesurées avec précision. Dans un centre de traitement, les métriques des ressources sont comprises pour la plupart dans un des types suivants: puissance de calcul et mémoire des serveurs d'application (CPU et RAM), capacité de stockage des serveurs de stockage (espace en disque dur), et la bande passante du réseau interne du centre de traitement. Une autre différence fondamentale est que, dans les réseaux dits "classiques", le contrôle de trafic a une étendue locale, puisque le trafic prend la conformité d'une connexion simple. Dans un centre de traitement, les clients de service accèdent aux services à partir de multiples points d'entrée (p.ex., un cluster d'appliances SON). Ainsi, l'effet désiré est une mise en conformité "globale" du trafic. Le défi est donc faire respecter les contrats de service en agissant localement dans chaque point d'entrée. Cette thèse apporte trois contributions. D'abord nous proposons DoWSS, un algorithme dynamique basé sur des crédits pour la mise en conformité de trafic multipoint-à-point. À la différence des approches existantes basées sur des crédits, notre approche utilise une stratégie doublement pondérée pour l'affectation de crédits, en utilisant des poids basés sur la taille des requêtes de service. L'évaluation de DoWSS montre que ses performances sont optimales puisqu'il limite le nombre de requêtes au maximum permis par le contrat de service. Par la suite, nous affirmons que les appliances SON actuelles présentent des limitations architecturales qui les empêchent d'être utilisées efficacement pour la mise en conformité de trafic en présence d'hôtes de service multiples. Pour palier à ce problème, nous proposons MuST, une architecture interne pour les appliances SON appropriée pour la mise en conformité de trafic multi-service. L'évaluation des performances de notre approche montre qu'elle résout le problème de la mise en conformité de trafic multipoint-à-multipoint tout en poussant le système à être utilisé à sa capacité maximale. Finalement, actuellement les applications sont souvent déployées dans des centres de données géographiquement distribués. Les approches existantes pour la mise en conformité de trafic, lesquelles ont étés conçues spécifiquement pour des centres de données aménagés sur un même site, présentent des problèmes liés aux latences réseau quand ils sont utilisés dans des environnements géographiquement distribués. Pour palier à ce problème, nous proposons GeoDS, un approche pour la mise en conformité du trafic géographiquement distribué qui considère les délais de communication entre les entités qui forment le système. L'évaluation de ses performances montre qu'il est capable de résoudre efficacement le problème de la mise en conformité du trafic dans les environnements géographiquement distribués.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La forêt boréale fermée au Québec est subdivisée en deux zones de végétation, soit la sapinière à bouleau blanc et la pessière à mousses, respectivement situées au sud et au nord de 49° N. La limite nordique des sapinières est représentée par des peuplements subalpins isolés au sein de la zone de pessière à mousses. Ces sapinières coexistent dans l'étage subalpin avec des pessières d'épinette blanche. Or, l'épinette blanche est typiquement une espèce compagne dans la zone de la sapinière à bouleau blanc et n'est l'espèce dominante que dans quelques situations biogéographiques particulières. Une approche multidisciplinaire alliant la phylogéographie, l'écologie et la paléoécologie est utilisée afin de déterminer l'origine holocène et la dynamique récente des sapinières et des pessières d'épinette blanche subalpines. Les variations génétiques de l'espèce dans la partie orientale de son aire de répartition a permis d'inférer l'histoire démographique holocène des populations subalpines isolées. Ces populations d'épinette blanche auraient subi un goulot d'étranglement génétique causé par un déclin démographique. Les données écologiques ont montré que les pessières d'épinette blanche et les sapinières subalpines au centre du Québec représentent différents stades successionnels après feu. L'épinette blanche est une espèce pionnière qui colonise rapidement les sites, favorisant ainsi la formation des pessières subalpines. La coexistence des pessières et des sapinières, à la même altitude dans l'étage subalpin au centre du Québec, est redevable à une dynamique successionnelle maintenue par des feux récurrents. L'histoire holocène des feux des sapinières a été reconstituée à l'aide de l'analyse macrofossile des charbons du sol minéral. Le remplacement de la sapinière par la pessière à mousses au nord de 49° N a probablement été causé par un changement du régime de feu amorcé il y a 5000 ans. La même approche paléoécologique montre qu'il n'y a aucune différence quant à l'histoire des feux et à la composition botanique fossile entre les sapinières et les pessières d'épinette blanche. Cette flore subalpine est demeurée inchangée au cours de l'Holocène et est composée des genres Abies, Picea et Betula. L'assemblage fossile peut être interprété comme étant une sapinière à bouleau blanc qui s'est maintenue dans l'étage subalpin depuis au moins 5600 ans cal. BP.

L’identification de l’origine des captures dans une pêcherie mixte, de façon à prendre en considération le statut démographique des populations exploitées dans les mesures de gestion, est un défi majeur. L’objectif du projet était d’identifier l’origine de 2835 saumons pêchés au Groenland sur une période de 11 ans (1995-2006) et à trois localités le long de la côte ouest, à l’aide de 13 microsatellites. L’étude incluait 52 populations de référence, regroupées en neuf régions génétiquement distinctes. Notre habileté à identifier la rivière d’origine des saumons a aussi été testée à l’intérieur de deux régions. Les contributions régionales moyennes ont varié de moins de 1% à près de 40%. Des variations temporelles dans les contributions régionales ont aussi été observées, notamment une diminution de contribution pour les régions du sud du Québec (-22.0% de 2002 à 2005) et du Nouveau-Brunswick (-17.4% de 1995 à 2006) et une augmentation pour la région du Labrador (+14.9% de 2002 à 2006). Les fortes corrélations entre le nombre de rédibermarins produits régionalement et les niveaux de capture obtenues pour 2002 (r = 0.79) et 2004 (r =0.92) pourraient expliquer ces variations temporelles. Au niveau spatial, aucune différence de contribution entre les régions n’a été observée, suggérant que les différentes populations se distribuent de façon homogène le long de la côte. Finalement, les taux de mortalité étaient grandement variables entre les régions d’Amérique du Nord, avec l’Ungava et le sud du Québec montrant des taux de mortalité plus élevés, variant de 12,10 à 18,08%, pour les deux années testées. Toutefois, de façon générale, aucun groupement régional n’était clairement surreprésenté par rapport à sa productivité. Malgré cela, le principe de précaution devrait être appliqué concernant les décisions de gestion qui seront prises pour la pêche au Groenland. Cette pêcherie sélectionne fortement des femelles rédibermarins, ce qui peut engendrer des impacts évolutifs importants à long terme sur les populations exploitées, comme une diminution de la proportion des saumons rédibermarins par rapport aux madeleinaux, par exemple. / Identifying the origin of catches in a mixed-stock fishery, to consider the demographic status of distinct populations, is a major challenge. Here, we identified the North American origin of 2835 salmon collected at the Greenland fishery for seven years spanning an eleven-year period (1995-2006) at three localities using 13 microsatellites. The study included 52 baseline populations representing nine genetically distinct regional groups. Our ability to identify the origin of salmon at the river level was also tested in two regions. The average level of contribution associated with each genetic region ranged from less than 1% for Maine to nearly 40% for Southern Québec. Temporal variation in regional contributions was observed, indicating a decreasing contribution of Southern Québec (-22.0% from 2002 to 2005) and New-Brunswick (-17.4% from 1995 to 2006) and an increasing contribution of Labrador salmon (+14.9% from 2002 to 2006). There was a strong association between the number of multi-sea-winter salmon regionally produced and the estimated regional contribution to Greenland fishery for 2002 (r = 0.79) and 2004 (r =0.92), which could explain these temporal trends. No difference was found between the three Greenland sampling localities, suggesting a random distribution of the different salmon groups along the coast. Multi-sea-winter mortality rate due to Greenland fishery was highly variable among groups, with Ungava and Southern Québec showing the highest values, ranging from 12.10 to 18.08%, for both years tested. Overall, no regional group was clearly overrepresented in landings compared to their respective productivity. Yet, management precautions should still be taken as the fishery strongly selects large females, which could have evolutionary impacts on populations over the long term, such as a decrease in the proportion of multi-sea-winter salmon compared to grilse.

La distribution et l'abondance de deux espèces d'algues vertes filamenteuses (Ulothrix flacca et Urospora penicilliformis) ont été étudiées le long d'un gradient d'émersion dans la zone intertidale de l'estuaire maritime du Saint-Laurent. Des régressions multiples ont été effectuées pour modéliser l'abondance de ces algues en fonction de la hauteur, de la pente, de l'orientation géographique, de l'abondance de l'autre espèce ainsi que du taux d'évaporation. Bien que les facteurs environnementaux varient selon le critère statistique utilisé, U. flacca apparaît moins tolérante à la dessiccation qu'U. penicilliformis puisqu'on la retrouve généralement dans des conditions où le stress d'émersion est réduit (e.g., plus bas sur la rive). Des transplantations réciproques ont montré qu'U. flacca adulte est apte à survivre en milieu plus aride mais qu'U. penicilliformis ne supporte pas la vie dans une zone plus longtemps immergée en raison de la compétition avec les diatomées. Cela est supporté par les résultats obtenus lors d'une expérience de perturbation du tapis d'U. flacca visant à réduire la compétition dans les zones inférieures. / The distribution and abundance of two species of co-occurring filamentous green algae (Ulothrix flacca and Urospora penicilliformis) were examined along a cross-shore intertidal gradient in the St. Lawrence maritime estuary. Multiple regressions were used to model the abundance of these algae with respect to tidal height, substratum slope, surface orientation, algae abundance, and evaporation rates. Although the environmental factor of importance varied according to the statistical criterion used, it appears that U. flacca is less tolerant to desiccation than U. penicilliformis as it was generally found in habitats where emersion stresses are reduced (e.g., lower on the shore). Reciprocal transplants demonstrated that adult stages of U. flacca are, however, able to survive in higher zones, but U. penicilliformis appears unable to thrive in the lower zone due to competition with diatoms, a result supported by experimental perturbation of the U.flacca mat to reduce competition in the lower zones.

Contrairement à ce que décrivaient Fretwell et Lucas (1969) dans leur approche de distribution idéale libre, la sélection d’habitat est régie par un certain nombre de contraintes que prennent en compte les animaux chaque fois qu’ils se déplacent dans un paysage. Pourtant, ces contraintes sont rarement prises en compte dans les études de sélection des habitats, et leur évaluation est rare. Les modèles spatialement explicites, de plus en plus courants pour prédire les répartitions spatiales futures des populations animales, reposent donc le plus souvent sur des jugements experts à propos de paramètres tels que la résistance aux déplacements et l’horizon de perception. Enfin, la radio-télémétrie est la technique employée le plus communément pour récolter des données de déplacement, mais il s’agit d’une méthode coûteuse à laquelle d’autres alternatives existent. Cette étude a pour objectif de (1) développer une approche peu coûteuse permettant d’analyser des déplacements à partir de données de répartition spatiale, et (2) évaluer la valeur de deux paramètres (la résistance aux déplacements dans différents habitats et la résolution spatiale) intégrés dans les études de simulation appliquées à la martre d’Amérique (Martes americana). Les données ont été obtenues par pistage hivernal entre 2004 et 2008 à la forêt Montmorency, 70 km au Nord de Québec, Canada. Pour chaque année de données, j'ai défini 150 scénarios de résistance, basés sur trois résolutions spatiales (5 m, 25 m et 100 m), 10 résistances aux déplacements en milieu ouvert (facteur de 4 à 1000) et cinq scénarios variant en termes d'effet de lisière ou de coûts associés aux jeunes peuplements (11-30 ans). J'ai ensuite simulé des trajets au moindre coût avec un système d'information géographique (SIG). Les points d’intersection entre les trajets simulés et les transects suivis constituaient des pistes de martres simulées qui étaient comparées aux pistes réelles de martres pour évaluer la performance de chaque modèle de résistance. Dans 78 % des cas (45 % significatifs), les simulations ont mieux performé que le modèle nul correspondant (coûts égaux dans tous les habitats), suggérant que la structure en mosaïque du site d’étude limite les déplacements de la martre d’Amérique. Avec l’ajout d’un milieu intermédiaire (11-30 ans) entre le milieu ouvert (0-10 ans) et la forêt mature (> 31ans), le pourcentage de succès des simulations s'élevait à 93 % (53 % significatives), ce qui porte à croire que les milieux jeunes limitent davantage les déplacements que les forêts matures. De plus, toutes les simulations avec une résolution spatiale de 100 m étaient significativement plus performantes que le modèle nul, ce qui laisse supposer que l’horizon de perception de la martre était au moins de 100 m. Cependant, la performance des modèles variait peu d'un coût hypothétique à un autre (à l'intérieur d'un scénario), ce qui ne m'a pas permis d’estimer la résistance précise pour chaque type d’habitat. L’étude des déplacements à partir de données ponctuelles de répartition spatiale semble prometteuse, et pourrait livrer des résultats utiles dans des paysages fortement fragmentés. / In contrast to the ideal free distribution (Fretwell and Lucas 1969) framework, animals have to face numerous constraints when moving through landscapes. However, these constraints have rarely been integrated, let alone quantified, into habitat selection studies. Spatially-explicit models are increasingly used to make predictions about distribution of animal populations, but they are based on subjective estimations of movement parameters such as resistance to movement and perceptual range. Finally, most ecologists studying movements collect data by radio-telemetry, but this is an expensive method to which alternatives exist. The objectives of this study were to (1) develop an inexpensive approach to analyze movements from spatial distribution data, and (2) estimate value of two parameters (movement resistance and perceptual range) integrated in simulation models of American martens (Martes americana). Every winter from 2004 to 2008, marten tracks were located by snow-tracking. For each year, I designed 150 movement resistance scenarios differing by three spatial resolutions (5 m, 25 m, and 100 m), 10 resistance factors in open areas (range 4-1000), and five scenarios differing by edge effect and relative movement cost in young stands (age 11-30 y). With a Geographical Information System (GIS), ‘least-cost’ paths were generated across the study area, according to each cost scenario. Nearest-neighbor distances between points where simulated paths met transects and real marten tracks were used to assess simulation performance. In 78 % of cases (45 % significant), resistance scenarios performed better than corresponding null models (equal resistance in all habitats), suggesting that mosaic structure of our study area did limit movements of American martens. Adding intermediate movement values for young forests increased simulation performance to 93 % (53 % significant), suggesting that movement resistance in young stands was higher than in mature forest. All simulations with a pixel size of 100 m performed significantly better than null models, suggesting that marten perceptual range was at least 100 m. However, model performance was similar among hypothetical movement costs in the open (within scenarios), preventing a reliable estimate of relative movement cost in the open. Studying movements with snow-tracking data appears promising, and may yield useful results in highly fragmented landscapes.

La diversité des ciscos des Grands Lacs Laurentiens (Coregonus artedi, sensu lato) provient de multiples événements de divergence adaptative locale. Cette diversité est aujourd’hui en partie disparue et menacée. Par exemple, la forme nigripinnis est disparue des Grands Lacs mais existe toujours dans le lac Nipigon. La découverte récente de cisco ressemblant à nigripinnis en sympatrie avec artedi dans des lacs reliques d’un exutoire historique du lac proglaciaire Algonquin en Ontario met de l'avant l’hypothèse évolutive selon laquelle ces formes auraient pu coloniser ce territoire en tant que lignées préexistantes. Cette région pourrait donc être dépositaire de la diversité historique des Grands Lacs. Alternativement, nigripinnis pourrait provenir de radiation in situ. L’objectif de ce mémoire est de décrire la diversité phénotypique des nigripinnis et artedi dans cette région, puis de déterminer leur origine évolutive. Pour ce faire, plus de 500 ciscos ont été catégorisés selon deux méthodes de groupements, soit l’habitat de capture (benthique ou pélagique) et le nombre de branchicténies, puis comparés par leur morphologie et leur génétique. Les résultats démontrent un parallélisme de différenciation éco-morphologique entre ces paires de populations et les ciscos artedi et nigripinnis du lac Nipigon. Les branchicténies, le pédoncule caudal et la profondeur du corps étaient les traits les plus différenciés entre les groupes de ciscos. Les analyses génétiques effectuées sur 6676 marqueurs de polymorphisme nucléotidique (SNPs) indiquent que les populations de nigripinnis récemment découvertes dans le Parc provincial Algonquin proviennent d’une colonisation postglaciaire par une lignée atlantique et de divergences in situ répétées. Un continuum de divergence écologique, morphologique et génétique est observé entre les paires de ciscos et pourrait être associé à l’utilisation de ressources alimentaires alternatives. Ce projet confirme la présence de nigripinnis à l’extérieur du lac Nipigon par une approche comparative et intégrative. Ces populations de nigripinnis pourraient être utilisées comme source pour le rétablissement de la diversité fonctionnelle des Grands Lacs. / Laurentian Great Lakes ciscoes (Coregonus artedi, sensu lato) diversity arose via repeated local adaptive divergence. Much of this diversity has vanished or is threatened. For instance, the nigripinnis form is now extirpated from the Great Lakes but remains in L. Nipigon. Ciscoes with some characteristics of nigripinnis have recently been discovered with sympatric artedi in lakes historically covered by the Fossmill outlet, a proglacial drainage of L. Algonquin. This raises the evolutionary hypothesis that artedi and nigripinnis could have colonized the area as distinct pre-existing lineages. Hence, putative nigripinnis may represent a relict embodiment of the historical diversity of ciscoes from the Great Lakes. The objective of this research was to characterize the phenotypic diversity and the evolution of newly observed putative nigripinnis and artedi. To do so, fish were grouped by habitat of capture (benthic and pelagic) and by gill raker counts and contrasted morphologically and genetically. Differentiation within and across lakes was often observed and paralleled that of artedi and nigripinnis in L. Nipigon. Gill rakers, caudal peduncle and body depth were the most important traits differentiating cisco forms. These traits are associated with varying foraging and locomotion strategies. Genetic analyses using 6676 single nucleotide polymorphism (SNPs) markers show that nigripinnis populations found in and nearby Algonquin Provincial Park origin from an Atlantic glacial lineage and repeated in situ divergence. Pairs of sympatric ciscoes were on a continuum of ecological, morphological and genetic differentiation across lakes. The divergence of nigripinnis could be associated to different resource exploitation, such as alternative zooplankton prey. This thesis confirms, by a comparative and integrative approach, the occurrence of a nigripinnis form with an independent evolutionary origin relatively to reference nigripinnis in L. Nipigon. The newly discovered nigripinnis populations could be source for the reestablishment of the functional diversity of the Great Lakes.

L’identification des facteurs qui déterminent les patrons de répartition et d’abondance des animaux est un sujet de recherche actuel et majeur en écologie. L’objectif général de ma thèse était de mieux comprendre comment un facteur en particulier, la prédation – prise au sens large pour inclure la chasse par les humains – influence les liens entre l’utilisation de l’espace et la dynamique des populations. Ma thèse explore les liens entre le risque de prédation, les déplacements et la sélection de l’habitat, le taux de mortalité et la viabilité d’une population vulnérable d’un grand herbivore. Le modèle d’étude a été la population de bisons des prairies (Bison bison bison) du parc national de Prince Albert, en Saskatchewan, soumise notamment à la prédation par le loup gris (Canis lupus) et à la chasse par les humains. Dans le chapitre 1, je mets en lumière les stratégies d’utilisation de l’espace des bisons face aux loups, et vice-versa, à l’aide d’analyses de déplacements et de sélection de l’habitat. De la deuxième moitié de l’été au début de l’hiver, les bisons réduisaient le temps passé sur des parcelles riches en nourriture suivant l’augmentation du niveau de fréquentation à long terme de ces parcelles par les loups. Les bisons quittaient également ces parcelles rapidement lorsqu’un loup était à proximité. En hiver, cependant, les bisons ne semblaient réagir qu’en s’éloignant lorsqu’un loup était à proximité. L’absence de réaction par les bisons au risque à long terme de rencontrer un loup en hiver pourrait s’expliquer sur une base énergétique : la nourriture est alors moins digestible et la neige rend leurs déplacements plus coûteux. Bien que le risque de prédation influence l’utilisation de l’espace des bisons, je démontre dans le chapitre 2 que la prédation par les loups, ainsi que des épisodes stochastiques de maladie (anthrax), ne représentent pas actuellement des dangers pour la viabilité de la population. À l’inverse, sous les conditions actuelles, la chasse par les autochtones – légale mais non réglementée – est la raison principale pour laquelle le risque d’extinction de la population atteint 66% sur les 50 prochaines années. Les bisons sont vulnérables à la chasse lorsqu’ils sortent du parc pour se nourrir sur des champs agricoles, attirés par une riche nourriture. Mes analyses précisent que chaque 1% de temps additionnel passé sur des champs avec permission de chasse de iii 2011 à 2016 augmentait le risque de mortalité par la chasse de 9%. Je révèle en outre que le temps passé sur ces champs devrait chuter de 70% pour que l’effectif actuel de la population se maintienne dans le temps suivant un scénario où la population est encore soumise à la prédation par les loups et à des épisodes d’anthrax. L’utilisation de seulement cinq champs agricoles comptait déjà pour plus de 70% de l’utilisation totale des champs avec permission de chasse par les bisons. Mettre en place des plans de gestion qui ciblent davantage ces cinq champs serait une stratégie efficace à court terme pour freiner le déclin de la population. Bien qu’une telle stratégie puisse mener les bisons à augmenter leur utilisation d’autres champs, l’impact démographique de la chasse devrait diminuer en conséquence, au moins à court terme, car cette activité est interdite dans la plupart des autres champs utilisés régulièrement par les bisons. Enfin, dans le chapitre 3, je compare, à l’aide d’un modèle basé sur l’individu, l’efficacité de différentes interventions de gestion manipulant la profitabilité (c.- à-d., le ratio entre quantité d’énergie digestible et temps de consommation) et la répartition de la nourriture pour réduire le temps que les bisons passent à l’extérieur du parc. Mes simulations suggèrent qu’assécher des prés à l’intérieur du parc pour y augmenter la disponibilité en nourriture naturelle serait peu efficace. Cependant, mes simulations suggèrent également que la mise en culture, à l’extérieur du parc, d’espèces végétales moins profitables pour les bisons que la nourriture disponible dans le parc serait une meilleure intervention. Cette thèse révèle d’abord le caractère dynamique et complexe des stratégies anti-prédatrices d’utilisation de l’espace d’un grand herbivore dans un système multi-proies. Ce travail met ensuite en lumière l’utilité pratique des différentes approches reliant l’utilisation de l’espace et la viabilité d’une population afin d’orienter la mise en place d’interventions de gestion plus efficaces. Le résultat final est une étude de cas approfondie visant à améliorer notre capacité à sauvegarder à court terme des populations vulnérables à des menaces reparties de façon hétérogène dans l’espace / Determining the factors that shape patterns of animal distribution and abundance is a major topic in contemporary ecological research. The overarching objective of my thesis was to better understand how one such factor, predation – in its broader meaning to include harvesting by humans – influences the links between space use and population dynamics. My work explores the links between predation risk, movement and habitat selection, mortality rates and the viability of a threatened population of large herbivore. The study system was the plains bison (Bison bison bison) population of Prince Albert National Park, Saskatchewan, subject most notably to predation by grey wolves (Canis lupus) and harvest by humans. In chapter 1, I use movement and habitat selection analyses to reveal the strategies of space use deployed by bison in response to wolves and vice-versa. From mid-summer to the onset of winter, bison reduced the time spent in patches rich in food as the long-term risk of encountering wolves there increased. Bison also left these patches more quickly when wolves were relatively close by. In winter, however, bison were observed to only react by moving away from nearby wolves. The absence of a bison response to the long-term risk of encountering wolves in winter could be explained by energetic constraints, as food is less digestible and movement more costly due to snow cover during this season. Although I reveal that perceived predation risk influences bison use of space, I show in chapter 2 that neither wolf predation nor disease (in the form of anthrax outbreaks) represent a threat to the viability of the population. Rather, the main reason behind a probability of population extinction of 66% over the next 50 years under current conditions is the legal, yet unregulated, harvest by native hunters. Bison are vulnerable to harvest when they leave the park to forage on rich food available in agricultural fields. My analyses refine our understanding of this pattern by showing that every additional 1% of time spent in fields with hunting permission from 2011 to 2016 increased the risk of harvest mortality by 9%. I also reveal that the time bison spend in such fields must drop by 70% for population abundance to remain stable at its current level in a scenario of continued wolf predation and anthrax outbreaks. More than 70% of bison use of fields with hunting permission were limited to just five fields. Management interventions targeting these riskier fields would be an effective short-term strategy to halt the population’s decline. Even though such an approach might lead bison to increase their use of other fields, the demographic impact of harvesting should consequently diminish, at least over the short term, given that harvesting is not permitted in most other fields used by bison. Finally, in chapter 3, I use an individual-based model to compare the relative effectiveness of different management interventions manipulating food profitability (i.e. the ratio between digestible energy and handling time) and distribution to reduce the time bison spend outside the park raiding crops and, thereby, the number of individuals harvested. My simulations suggest that draining meadows inside the park to increase the availability of natural forage there would not be very effective. However, my simulations also suggest that cultivating crops outside the park of lower profitability relative to natural forage inside the park would be a better intervention. My thesis reveals the dynamic and complex nature of the anti-predator movement and habitat selection strategies deployed by a large herbivore in a multi-prey system. My work also highlights the practical interest of linking spatial distribution to population viability to lead to more effective management interventions. The overall result is a thorough case study aimed at improving our ability, over the short term, to conserve populations vulnerable to threats which are distributed heterogeneously in space

Les populations d'espèces tempérées situées à la limite nord de leur aire de répartition joueront un rôle important dans la migration de celles-ci face au réchauffement du climat. Au Québec, l'érable rouge (Acer rubrum) est l'espèce arborescente tempérée la plus abondante en forêt boréale. Au nord de son aire de répartition continue, elle est présente sous la forme de petites populations marginales isolées restreintes au sommet de collines dans le domaine bioclimatique de la Sapinière à bouleau blanc. Ces populations sont-elles des reliques d'une migration ayant eu lieu il y a quelques millénaires, ou se sont-elles formées plus récemment ? Est-ce que d'autres espèces tempérées furent aussi présentes dans le passé sur ces collines ? Afin de répondre à ces questions, huit populations d'érable rouge furent étudiées le long d'un transect longitudinal de 550 km s'étendant des régions de l'Abitibi à l'ouest à la Mauricie à l'est. Les objectifs étaient 1) d'analyser la dynamique contemporaine (~300 dernières années) des populations d'érable rouge à l'aide de la dendrochronologie, et 2) d'établir un portrait de leur dynamique écologique passée (échelle temporelle de l'Holocène) à l'aide de l'identification botanique et de la datation ¹⁴C de charbons de bois préservés dans les sols minéraux, de même que de pièces de bois enfouies dans un bourbier forestier. Les assemblages des charbons indiquent que l'érable rouge est présent dans la région d'étude depuis au moins 4000 ans. Le pin blanc (Pinus strobus), qui est la seule autre espèce tempérée qui a été identifiée, fut pour sa part plus abondant qu'aujourd'hui entre 6200 et 2500 ans avant l'actuel, possiblement sous un régime de feu de surface peu sévère. L'abondance de l'érable rouge s'est grandement accrue il y a environ 3500 ans. Il aurait été favorisé par des feux devenus plus fréquents et peut-être plus sévères. Ces feux auraient en revanche été néfastes au pin blanc qui s'est raréfié. Au cours des 300 dernières années, les sites ont été régulièrement affectés par des feux ainsi que des coupes forestières au XXe siècle qui ont été profitables à l'érable rouge. Les populations nordiques d'érable rouge localisées en forêt boréale pourraient être considérées comme des témoins (analogues) du type de végétation qui dominera éventuellement les paysages de la portion ouest du domaine bioclimatique de la sapinière à bouleau blanc sous l'effet des changements climatiques anticipés.