Mieux connaître les dynamiques de l'agrobiodiversité est indispensable pour détecter les évolutions défavorables et élaborer des stratégies de conservation, en particulier dans les agrosystèmes traditionnels, encore peu affectés par l'intensification agricole. Une étude de la dynamique de la diversité et de la gestion des variétés et semences de riz a été entreprise dans la région de Vakinankaratra. Celle-ci, située au centre des hauts plateaux de Madagascar, se caractérise par une grande diversité agroécologique, des systèmes de production et des systèmes de culture du riz liée, notamment, aux variations de l'altitude (750-1950m). L'étude s'est appuyée, d'une part, sur des enquêtes (collectives et individuelles) auprès de 1050 exploitations réparties dans 32 villages, d'autre part, sur la collecte systématique et la caractérisation des variétés de riz maintenues dans ces villages, au moyen de descripteurs agro-morphologiques et moléculaires. La région héberge non seulement les 3 groupes majeurs d'O. sativa (indica, japonica tropical et japonica tempéré) mais aussi un groupe atypique, non répertorié ailleurs dans le monde. Ces derniers sont des riz irrigués plus proches des indica que des japonica ; leur habitat préférentiel est l'intervalle d'altitude 1250-1750m. La distribution éco-géographique de la diversité est façonnée par, respectivement, l'altitude, les systèmes de production et la richesse des exploitations. Elle est organisée en 4 strates : intervalle d'altitude, village, exploitation et parcelle. A chaque strate, la différentiation génétique entre les sous-ensembles représente jusqu'à 70% de la diversité totale. Les variétés locales ont une structure multi-lignées ; la fréquence des lignées constituantes varie entre exploitations et entre villages. Leurs distributions régionales peuvent être assimilées à des métapopulations fragmentées. Les variétés locales de riz sont des biens communautaires quasi sacrées. Les variétés améliorées cohabitent avec elles sans constituer de véritables menaces. Il existe une grande disparité dans la fréquence d'utilisation des variétés. Dans chaque village, 1-2 " variétés majeures " sont utilisées par plus de 50% des agriculteurs et plusieurs " variétés mineures " par moins de 10% d'entre eux. Les échanges de variétés et de semences sont limités entre villages, plus intenses à l'intérieur de chaque village. Les semences ne se vendent pas mais s'échangent. Un système de valeurs culturelles incite à la sélection pour l'homogénéité. Le système de constitution des lots de semences conduit à une sélection involontaire d'adaptation GxE. Le système vernaculaire de nomination, assez sophistiqué, n'est plus opérationnel qu'à l'échelle village ; il en résulte une faible consistance des noms de variétés entre villages ; et le nombre de variétés n'est plus un bon indicateur de la diversité régionale. L'introduction récente de la riziculture pluviale a engendré une nouvelle dynamique qui bouscule les pratiques traditionnelles de gestion des variétés et des semences. Les signes d'érosion observés parmi les variétés locales, incitent à l'analyse de l'évolution récente (4-5 dernières décennies) de la diversité et à la mise en place d'un observatoire pour le suivi des évolutions à venir. La conservation in-situ de la diversité doit s'inscrire dans des actions intégrées de développement rural. La recherche peut y contribuer par la valorisation des variétés locales dans des schémas de sélection participative et par une conservation dynamique de ces ressources sous forme de populations à large base génétique.

Ambrosia artemisiifolia L. (Asteraceae) est une plante annuelle originaire d'Amérique du Nord, introduite accidentellement à la fin du 19ème siècle en Europe. En France, cette espèce envahissante est à l'origine d'importants problèmes de santé publique causés par son pollen allergisant. C'est également une adventice problématique dans certaines cultures de printemps. Plus généralement, l'espèce colonise tous types d'habitats perturbés par l'homme. Son développement dans les milieux naturels semble cependant limité aux habitats régulièrement perturbés (grèves des rivières).<br />L'objectif de ce travail de thèse a été d'étudier à travers une approche multidisciplinaire, les différentes caractéristiques de l'espèce, tant biologiques, génétiques, qu'écologiques, ainsi que les caractéristiques des communautés envahies, pouvant permettre d'expliquer le succès de son envahissement en France.<br />Une synthèse bibliographique a été réalisée sur les différents paramètres impliqués dans les phénomènes d'invasions biologiques et sur les connaissances actuelles du modèle étudié, A. artemisiifolia.<br />Les différents traits d'histoire de vie de l'espèce ont révélé une variabilité considérable, en particulier au niveau des semences, ce qui suggère l'existence d'une stratégie adaptée à la colonisation d'environnements variables. L'importante plasticité phénotypique d'A. artemisiifolia mise en évidence, explique en partie le succès de cet envahisseur. La dynamique générale des populations (taux d'accroissement) est également différente entre habitats. Le facteur limitant la colonisation ou le maintien des populations est sans conteste la fermeture du milieu. De plus, la présence de mycorhizes à arbuscules dans les communautés envahies serait également un des facteurs susceptibles de faciliter le processus d'envahissement de l'espèce.<br />D'autre part, le potentiel d'envahissement de cette espèce peut s'expliquer par les niveaux de diversité génétique très élevés des populations natives et introduites, observés à l'aide de différents marqueurs moléculaires (ADNcp, AFLP). Ces résultats suggèrent également que l'espèce a été introduite à de multiples reprises, à partir de différentes sources et avec un nombre important de fondateurs. <br />Enfin, nos résultats montrent qu'A. artemisiifolia possède une amplitude écologique très large et qu'elle n'est pas spécifiquement inféodée à un groupement végétal particulier. L'espèce est donc capable de coloniser des environnements écologiquement différents et peut potentiellement accroître son aire de distribution de manière considérable.<br />Les connaissances acquises au cours de cette thèse montrent que l'invasion d'A. artemisiifolia est un phénomène multifactoriel. L'envahissement de cette espèce dépend avant tout des conditions rencontrées lors de son processus d'introduction et de colonisation (habitats perturbés, dispersion anthropique). Son caractère généraliste lui permet ensuite de pouvoir répondre de manière optimale aux conditions environnementales rencontrées. Nos résultats suggèrent que dans le contexte actuel, A. artemisiifolia présente un potentiel d'envahissement considérable en France comme dans le reste de l'Europe.

Le parasite microsporidien Nosema ceranae est un pathogène émergent de l'abeille européenne (Apis mellifera). Il provoque une maladie appelée nosémose qui peut induire de fortes mortalités dans les colonies. La présence de N. ceranae dans les ruches n'est pas toutefois pas systématiquement associée à des symptômes ou à une dépopulation, ce qui suggère une variabilité de sa virulence. Une hypothèse proposée pour expliquer cette variation repose sur l'existence potentielle de variants parasitaires de niveaux de virulence différents. Ce travail a eu pour objectif d'évaluer le polymorphisme de N. ceranae par une approche multilocus, dans le but de savoir s'il est possible de différencier des isolats parasitaires. La diversité nucléotidique de dix marqueurs génétiques a été évaluée dans des abeilles géographiquement éloignées. L'analyse du polymorphisme de ces gènes a révélé un fort contenu allélique au sein même d'un individu hôte mais une absence de divergence entre les populations parasitaires issues d'hôtes distincts. Ces données montrent que cette approche multilocus ne permet de pas de différencier des isolats de N. ceranae, mais que des populations parasitaires similaires infectent des abeilles géographiquement distantes. Ces données sont en accord avec l'hypothèse d'une colonisation récente d'A. mellifera par N. ceranae mais posent de nombreuses questions quand à l'origine de la diversité parasitaire au sein d'un seul individu. Le second volet de cette thèse a eu pour objectif de rechercher dans le génome de N. ceranae des gènes codant de potentiels facteurs de virulence puis de produire des protéines recombinantes et des anticorps dirigés contre ces facteurs. Ces anticorps devaient permettre de localiser ces protéines d'intérêt au niveau subcellulaire dans des tissus infectés.

Les populations répondent aux variations de l'environnement par une adaptation dans un premier temps plastique puis, à plus long terme, génétique. Cette faculté à évoluer est aujourd'hui confrontée à un changement climatique à la fois très rapide et de grande ampleur. L'étude de 15 provenances de sapin pectiné (Abies alba Mill.) réparties sur trois gradients altitudinaux (~ 900 à 1600 m) nous a permis d'évaluer par des approches de dendroécologie et de génétique quantitative leurs caractéristiques phénotypiques et génétiques ainsi que leur potentiel d’acclimatation et d’adaptation. La croissance radiale de 129 arbres adultes répartis le long des gradients a été analysée. Six traits adaptatifs liés à la croissance, la phénologie et la survie ont été mesurés sur 57 descendances maternelles issues de ces provenances et installées en transplantations réciproques dans neuf jardins communs répartis sur les gradients. Les résultats montrent que (i) la diversité phénotypique des populations est principalement due à l’environnement (i.e. plasticité phénotypique), (ii) l’ensemble des traits mesurés sur les semis sont sous contrôle génétique, (iii) les populations étudiées ne semblent pas avoir été soumises à des sélections différenciées (iv) le sapin est très sensible à la sécheresse estivale, d’autant plus si elle se répète d’une année sur l’autre. L’ensemble de ces résultats suggère que les populations étudiées présentent de bonnes capacités d’adaptation mais qu’à plus ou moins court terme, le sapin pectiné est menacé d’extinction à basse altitude ou en marge sud de son aire de répartition. / Natural populations respond to environmental variations firstly by plastic behavior, and, in the longer term, by genetic adaptation. Currently, the rapid and widespread climate change is challenging this ability to evolve. We studied 15 provenances of silver fir (Abies alba Mill.) distributed along three altitudinal gradients (~900 to 1600 m). We evaluated their phenotypic and genetic characteristics and their acclimation and adaptation potential, using dendroecological and quantitative genetic approaches. The radial growth of 129 adult trees distributed along the gradients were analyzed. Six adaptive traits related to growth, phenology and survival were measured on 57 maternal families collected from these provenances and planted following a reciprocal transplant experimental design in nine common gardens distributed along the gradients. The results show that (i) the phenotypic diversity of populations is mainly due to the environment (i.e. phenotypic plasticity), (ii) all the traits measured on seedlings are under genetic control, (iii) the studied populations do not appear to have been subjected to differentiated selections, (iv) silver fir is very sensitive to summer drought, especially when it is repeated over years. All these results suggest that studied populations have great adaptive capacities but that in the short term, silver fir is threatened by extinction on the southern or low elevation margins of its range.

Dans le contexte actuel de changements environnementaux globaux, la croissance populationnelle et les besoins grandissants en termes de services écosystémiques en zone côtière occupent une place de plus en plus importante dans les problématiques de conservation. Le développement des pêcheries et la surexploitation qui en découle souvent, sont ainsi à l’origine d’un grand nombre d’effets délétères sur le plan écologique mais peuvent également conduire à une perte de diversité génétique associée à une diminution des capacités d’adaptation pour les espèces exploitées. Le programme transdisciplinaire GIPREOL présente ainsi pour vocation première de mesurer les conséquences de cette littoralisation et de proposer un plan de gestion adapté, sur le territoire de Marennes-Oléron, en mettant à contribution un panel de disciplines variées. Cette étude se focalise sur l’étrille (Necora puber), un crustacé décapode, particulièrement abondant sur les côtes oléronnaises, qui est la cible de pressions de prélèvement, récréatives et commerciales, importantes. Afin d’évaluer les conséquences de ces deux types de pêches sur les populations d’étrilles à l’échelle européenne, une analyse du polymorphisme génétique d’un locus mitochondrial, le COI, et de 10 marqueurs microsatellites a été réalisée pour 29 sites présentant des niveaux d’exploitation différents. Une signature d’expansion démographique datant de la fin du dernier maximum glaciaire du Pléistocène a été mise en évidence, associée à une diversité génétique limitée en accord avec une diversification actuelle des populations. L’étude de la structure génétique observée entre nos sites d’étude a par ailleurs démontré une différenciation génétique contemporaine, détectée grâce au loci microsatellites, révélatrice d’une possible rupture progressive aux flux de gènes entre populations et soulevant ainsi un questionnement légitime quant à l’avenir des étrilles européennes. L’étude de la dispersion larvaire, par une approche de modélisation a, quant à elle, démontré un potentiel de dispersion important. / Nowadays, population expansion and human growing needs in term of services provided by ecosystems biodiversity has become one of the major issues of conservation biology. Fisheries development and the resulting over-exploitation of marine species are heavily impacting marine resources and can furthermore lead to a genetic diversity tumble undermining species adaptive abilities. The GIPREOL transdisciplinary program, conducted by the University of La Rochelle and IODDE partnership, intends on measuring the consequences of coastal development and providing an accordingly suitable and sustainable management plan for the Marennes-Oléron territory. Our study focuses on the velvet swimming crab (Necora puber), a decapod crustacean highly targeted by both professional and recreational fisheries. In order to assess the impacts of such exploitation on Necora puber populations along the eastern coasts of Europe, we analyse the genetic polymorphism of the COI mitochondrial gene and 10 microsatellites loci from 29 European sites with contrasted degrees of anthropogenic pressures. Our results depicted a clear signature of recent demographic expansion from the last glacial maximum of the Pleistocene era combined with an overall low polymorphism. As for the genetic structure within the zone, microsatellites markers revealed a recent differentiation of populations, raising issues concerning the velvet swimming crab European populations future. Lastly, the dispersal abilities of the species were investigated and showed a significant dispersal potential over large distances.

Des nouvelles résistances aux agents pathogènes introgressées dans les plantes cultivées sont fréquemment contournées dans différents pathosystèmes, engendrant des épidémies et des pertes économiques. En conséquence, la compréhension des stratégies évolutives impliquées dans l’adaptation des populations pathogènes est nécessaire pour améliorer la gestion durable des résistances. Bremia lactucae, agent pathogène de la laitue est un organisme diploïde, hétérothallique avec des cycles de reproduction sexuée et asexuée. Cet oomycète est soumis aux fortes pressions de sélection exercées par des gènes de résistance de la plante hôte. Sous cette pression de sélection, les populations de B. lactucae ont montré une rapide adaptation aux résistances hôtes qui se sont donc avérées peu durables. L’étude de la structure génétique d’un agent pathogène peut permettre de comprendre les mécanismes évolutifs impliqués dans le contournement des résistances variétales. Ainsi, une étude de la structure génétique (neutre et potentiellement soumise à sélection) des populations de B. lactucae en France a été conduite afin d’identifier les forces évolutives impliquées dans le contournement des résistances de l’hôte et de déterminer l’influence des pressions de sélection des gènes de résistance de la plante hôte sur cette structure. J’ai validé 12 microsatellites, marqueurs moléculaires neutres, pour analyser la structure génétique de B. lactucae en France. Plus de 800 isolats ont été prélevés dans les plus importants bassins de production de la plante hôte, Lactuca sativa. Ces isolats ont été prélevés sur différentes variétés regroupées selon leur combinaison de gènes de résistance. Par ailleurs, une prospection dans le compartiment sauvage a permis d’échantillonner des isolats de B. lactucae sur la plante hôte adventice L. serriola. Le polymorphisme de plusieurs effecteurs candidats à motif RxLR, a été étudié dans différentes populations de Bremia. La faible diversité génétique et l’excès d’hétérozygotie observés sont en faveur d’une reproduction clonale mais de rares évènements de reproduction sexuée sont également suggérés par les résultats. Par ailleurs, la faible différenciation génétique entre populations suggère des flux de gènes importants à l’échelle des régions. Des flux de gènes ont également été mis en évidence entre le pathosystème du compartiment sauvage et le pathosystème du compartiment cultivé évoquant un possible rôle de réservoir génétique des plantes hôtes adventices. Une structuration des populations en plusieurs lignées clonales résultant de la pression de sélection des gènes de résistance des cultivars est également indiquée par l’analyse des résultats des marqueurs neutres et sélectionnés. La caractérisation de la structure des populations de B. lactucae nous permet de mettre en évidence le fort potentiel évolutif (flux de gènes importants, système de reproduction mixe, sélection de mutants et de migrants par les gènes de résistance) de B. lactucae expliquant la rapide adaptation aux résistances hôtes. Ainsi, nous pouvons suggérer des pistes de gestion des gènes de résistance comme favoriser l’utilisation de résistances quantitatives et l’utilisation de cultures d’association afin d’améliorer la durabilité des résistances. / Resistance genes introgressed into cultivated plants are frequently overcame by pathogens, causing outbreaks and economic losses. Therefore, understanding the evolutionary strategies involved in the adaptation of pathogen populations is needed to improve the sustainable management of resistance. Bremia lactucae, the lettuce downy mildew, is under strong selection pressure exerted by host resistance genes. Under this selection pressure, B. lactucae populations showed a rapid adaptation to host resistance. The study of pathogen genetic structure may help to understand the evolutionary mechanisms involved in the overcoming of resistant genes. Study of the genetic structure (neutral and potentially selected markers) of B. lactucae populations in France was conducted in order to identify the evolutionary forces involved in the adaptation of the plant pathogen and to determine the influence of selective pressure of host resistance genes on the population structure. We developed 12 microsatellites markers, to study genetic structure of B. lactucae populations in France. Over 800 isolates were collected from the most important production areas of the host plant, Lactuca sativa. These isolates were taken from different cultivars grouped according to their resistance gene combinations. Moreover, a prospection in the wild compartment allowed sampling isolates of B. lactucae on the wild host L. serriola. The polymorphism of several RxLR candidate effectors was studied in several Bremia populations. Our results showed clonality in Bremia populations but rare events of sexual reproduction are also suggested. Weak genetic differentiation between populations suggested important gene flow between populations at French regional scale. Gene flow was also found between the wild and the crop pathosystems indicating a possible role of wild host plants as genetic reservoir. Moreover, analyzing the population genetic structure suggests the presence of different clonal lineages, resulting probably from selection pressure of resistance genes. Characterizing the population structure of B. lactucae allowed to highlight the strong evolutionary potential (significant gene flow, mixed mating system, selection by resistance genes) of B. lactucae explaining its rapid adaptation to host resistance. Thus, we can suggest some management strategies of resistance genes as promoting the use of quantitative resistance and use of crop association to improve the durability of resistance.

La polyploïdie est un processus important et un moteur de la diversification et de l'évolution des plantes. Peu de polyploïdes naturels ont été décrits chez Juniperus, un genre de conifère représenté par 75 espèces d'arbres ou arbustes à feuilles persistantes, largement réparties dans l'hémisphère nord. Dans ce travail de recherche, l’implication de la polyploïdie dans l'évolution de Juniperus et l’élucidation des mécanismes sous-jacents à ces événements de polyploïdisation sont explorées. La taille du génome (TG) et le niveau de ploïdie ont été évalués chez 111/115 taxons en utilisant la cytométrie en flux et les comptages chromosomiques. Le taux de polyploïdie chez les genévriers s’est avéré être exceptionnellement élevé : 15 taxons sont des tétraploïdes et un seul taxon (J. foetidissima) est hexaploïde. Juniperus foetidissima représente le seul conifère hexaploïde découvert à ce jour à part Sequoia sempervirens. Nous avons également utilisé des approches de modélisation phylogénétique pour déterminer la TG ancestrale dans les trois clades de Juniperus et pour reconstruire le processus évolutif de la polyploïdisation chez ce genre. Au moins 10 événements de polyploïdisation ont eu lieu au cours de l'évolution et de la diversification de Juniperus. Nous avons ensuite exploré l’origine de la polyploïdie chez certaines espèces méditerranéennes. La variation de la TG et le niveau de ploïdie de deux variétés de J. sabina ont été estimés : Les populations échantillonnées de J. sabina var. sabina se sont avérées être diploïdes, tandis que les populations de J. sabina var. balkanensis étaient toutes tétraploïdes. Ces derniers auraient été issus d'une ancienne hybridation entre le tétraploïde J. thurifera et le diploïde J. sabina. Dans les Alpes françaises, où J. sabina var. sabina et J. thurifera sont en sympatrie, des individus présentant des morphologies intermédiaires entre ces deux espèces sont observés. Suite à des estimations des TG, de séquençage des ITS et de régions chloroplastiques, ces individus sont considérés comme des hybrides triploïdes. Enfin, l’utilisation des marqueurs AFLP pour déchiffrer les relations phylogénétiques entre des espèces méditerranéenne a montré que plusieurs pools génétiques contribuent à la diversité de Juniperus. Aussi ces marqueurs ont contribué à la découverte des contributions de ces pools génétiques aux taxons polyploïdes. Alors que les populations libanaises de l'hexaploïde J. foetidissima sont issues d'une lignée ancestrale unique, la population grecque semble résulter d'un mélange inégal de deux lignées anciennes. Ces deux lignées contribuent également au tétraploïde J. thurifera. Cette analyse a également montré que l’espèce méditerranéenne J. excelsa et l’espèce africaine J. procera partagent la même lignée ancestrale. Cependant, des analyses supplémentaires sont nécessaires pour une interprétation plus complète des données. L'importance de l'hybridation interspécifique et de la polyploïdie dans l'évolution des espèces de Juniperus nécessite d’amples recherches visant à comprendre le lien entre ces mécanismes et l'adaptation de ces espèces à un large spectre d'habitats extrêmes. Ces recherches futures devraient aussi contribuer à découvrir comment les espèces de conifères peuvent s’adapter aux changements climatiques. / Polyploidy is considered as an important phenomenon and a key driving force for plant diversification and evolution. Few natural polyploid species have been described in Juniperus, a coniferous genus represented by 75 species of evergreen trees or shrubs widely distributed in the North Hemisphere. The occurrence of polyploidy in the evolution of this genus as well as a more comprehensive view of pathways that were involved in these polyploidization events are explored in this research work. Genome size (GS) and ploidy level assessments were conducted on 111/115 taxa using flow-cytometry and chromosome counts. Juniperus holds an exceptionally high rate of polyploidy, 15 taxa being tetraploids and just one (J. foetidissima) being hexaploid. It represents the only hexaploid conifer discovered to date after Sequoia sempervirens. We also used phylogenetically-informed trait evolution modelling approaches to determine ancestral GS in the three clades of Juniperus and to reconstruct the evolutionary process of polyploidization in Juniperus. At least 10 polyploidization events have occurred during Juniperus evolution and diversification. We then explored the origin of polyploidy in selected Mediterranean species. The GS variation and the ploidy level of two J. sabina varieties were estimated: J. sabina var. sabina sampled populations were shown to be diploid, while J. sabina var. balkanensis populations were all tetraploid. The latter has been postulated to have arisen from an ancient hybridization between the tetraploid J. thurifera and the diploid J. sabina. In the French Alps, where J. sabina var. sabina and J. thurifera occur in sympatry, individuals with intermediate morphologies between these two species are observed. Evidences based on GS assessments, ITS and chloroplastic sequences demonstrated these individuals as triploid hybrids. Finally, the use of AFLP markers to decipher phylogenetic relationships between Mediterranean and Eastern Mediterranean species showed that multiple lineages contributes to Juniperus diversity and shed light on some polyploid taxa origins. While the Lebanese populations of the hexaploid J. foetidissima are issued from a unique ancestral lineage, the Greek population seems to be the result of an unequal admixture of two ancient lineages. These two lineages contribute also to the tetraploid J. thurifera. This analysis showed also that the Mediteranean J. excelsa and the African taxa J. procera shares the same ancestral lineage. However, further analyses are needed for a more complete interpretation of the data. The importance of interspecific hybridization and of polyploidization in the evolution of Juniperus species argues in favor of the development of researches aiming at understanding the link between these mechanisms and the adaptation of those species to a wide range of extreme habitats. Such future researches should contribute to predict how conifer species may adapt to dramatic changes in the Earth’s climate.

L’expansion agricole ne cesse d’agir sur la perte d’habitats essentiels et nécessaires au développement des espèces. Bien que plusieurs espèces réussissent à survivre dans ces habitats peu adéquats, la persistance et la santé de plusieurs populations semblent compromises par l’utilisation souvent intensive de polluants chimiques agricoles et de fertilisants. Cette étude a pour but de déterminer l’impact des contaminants et de l’écologie du paysage sur la diversité génétique des populations de ouaouarons retrouvées en milieu agricole. Notre hypothèse de départ stipule qu’une exposition chronique aux polluants agricoles induira des différences génétiques au niveau des populations exposées. Le bassin versant de la rivière Yamaska a été désigné comme site d’étude puisqu’il fait partie de la région agricole la plus importante du Québec et parce qu’on y retrouve un gradient d’utilisation des terres pour l’agriculture (faible, moyen, élevé). Le ouaouaron a été choisi à titre de modèle biologique puisque ses caractéristiques physiologiques et écologiques en font une espèce sentinelle capable de rendre compte de l’état de santé global des écosystèmes. La caractérisation génétique des populations a été effectuée à partir de marqueurs d’AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism). Les résultats montrent que la diversité génétique est liée à la colonisation à partir de l’embouchure de la rivière Yamaska et que quelques populations sont génétiquement différenciées. De plus, nous avons démontré une relation positive entre le nombre de locus polymorphes et l’atrazine, l’indice de contamination et le métolachlore et la concentration en azote ainsi qu’entre l’hétérozygotie attendue et la concentration en phosphate. / Agricultural expansion continues to act on the loss of critical habitats for the development of species and affects the integrity of remaining habitats. Although several species manage to survive in such inadequate ecosystems, persistence and health of many populations seem compromised by the intensive use of pesticides and fertilizers. This study aims at determining the impact of pollutants and landscape ecology on the genetic diversity of bullfrog populations inhabiting an agricultural area. Our hypothesis states that chronic exposure to agricultural pollutants induces genetic differences in exposed populations. The watershed of the Yamaska River was designated as the study site because it is part of the largest agricultural region in Quebec and because the sampling sites represent a gradient of land use for agriculture (low, moderate, high). The bullfrog was chosen as the biological model, since its physiological and ecological characteristics make it a sentinel species, which can reflect the overall health of an ecosystem. Population genetic characterization has been conducted from AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) markers. The results show that genetic diversity is correlated to colonization from the mouth of the Yamaska River and that some populations are genetically differentiated. Furthermore, we demonstrated a positive relationship between the number of polymorphic loci and the atrazine, the contamination index and the nitrogen concentration as well as between expected heterozygosity and phosphate concentration.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Projet de recherche réalisé avec Bernard Angers comme directeur de maîtrise, Denis Réale en tant que co-directeur et grâce à la collaboration active d'Emmanuel Milot. / La région métropolitaine de Montréal est formée de nombreuses îles à la jonction du fleuve Saint-Laurent et de la rivière des Outaouais, isolant ainsi les populations insulaires en fonction de distances respectives ainsi que des courants. Ce système offre un contexte idéal pour évaluer l’effet de la perte d’habitat liée à la pression d'urbanisation dans un paysage métropolitain insulaire ou en situation d’archipel. La présente étude a pour objectif de comparer l’effet de la perte d’habitat sur la diversité génétique de deux serpents très distincts, Storeria dekayi et Thamnophis sirtalis. Des analyses réalisées à l’aide de marqueurs microsatellites révèlent une plus importante structure génétique entre les populations de S. dekayi (FST=0,19) qu’entre celles de T. sirtalis (FST=0,07) dans la région montréalaise. Chez les deux espèces étudiées, la majorité des populations des habitats réduits présente une richesse allélique moyenne comparable à celle observée dans les habitats plus vastes. Néanmoins, certaines populations présentent des réponses différentes, dont des traces de goulots d’étranglement, une perte de richesse allélique ou encore une importante modification des fréquences alléliques. Au niveau régional, les résultats présentent une importante perte de diversité génétique chez les couleuvres se trouvant sur le continent alors que les populations insulaires de la région montréalaise constituent désormais un réservoir de diversité génétique. Les résultats observés auprès des populations insulaires démontrent que les effets de la perte d’habitat peuvent s’avérer très spécifiques à chaque situation et que la détection de traces génétiques d’un tel phénomène peut nécessiter un contexte logistique très particulier. Un nombre croissant de publications reportent une absence de signature génétique suite à la perte d’habitat chez des oiseaux et des mammifères. Il s’agit de la première étude témoignant de ce phénomène chez les reptiles. Une note est fournie en annexe à l’intention des gestionnaires au sujet de la conservation de la couleuvre brune, S. dekayi. / The Montreal metropolitan community includes numerous islands located at the confluence of the Saint-Lawrence and Ottawa Rivers. In such a fragmented landscape, dispersal of animals is limited by the distance between islands as well as the currents. This system offers an ideal context for the study of the effects of habitat loss on the genetic diversity of animal populations located on islands or archipelagos. This study seeks to assess the effects of habitat area by comparing the organization of genetic diversity of two highly distinct snake species, Storeria dekayi and Thamnophis sirtalis. Analysis realized with microsatellite markers reveals a much stronger genetic organisation in S. dekayi (FST=0.19) than in T. sirtalis (FST=0.07) in the Montreal area. For both studied species, most populations found in reduced habitats showed similar genetic diversity to what was observed in larger habitats. Nevertheless, some populations showed different responses to the loss of habitat, including traces of genetic bottlenecks, a loss in mean allelic richness or an important alteration of their allelic frequencies. This study also reveals an important loss of genetic diversity in the continental snake populations. At the regional scale, the results reveal an important loss of genetic diversity in the continental snake populations and that the insular populations of the Montreal area now constitute a reservoir of the remnant genetic diversity. Moreover, this study not only demonstrates that the genetic response to habitat loss can be very case-specific, but also that to detect traces of such a phenomenon can require a very particular framework. A growing number of publications based on birds and mammals have reported the absence of a genetic signature following a habitat loss. This is the first study to report this phenomenon in reptiles. A note intended for managers is provided about the conservation of the Dekay’s brown snake, S. dekayi.