Les conséquences des récents changements environnementaux sont déjà observables sur les écosystèmes du monde entier et menacent la biodiversité. Dans l'objectif de conserver les bénéfices que nous procurent les écosystèmes, l'enjeu est de comprendre et prédire la dynamique spatiale et temporelle des paysages et de la biodiversité afin de mieux anticiper les changements possibles et adapter les décisions de conservation. En zone de montagne, où l'environnement est très hétérogène, les effets combinés des modifications du climat et de l'agriculture sont susceptibles d'avoir un impact important sur les écosystèmes. La présente thèse a pour objectif principal de caractériser les espèces et les habitats vulnérables aux changements climatiques et changements d'utilisation des terres dans les Alpes Françaises. Elle apporte sa contribution en se basant sur des données accumulées par le Conservatoire Botanique National Alpin et le Parc national des Ecrins (PNE), et en utilisant trois angles d'approche complémentaires. Dans une première partie, les cadres théoriques expliquant la coexistence des espèces et leur répartition spatiale ont été testés empiriquement. Les patrons de rareté des plantes des Alpes françaises ont ainsi été reliés aux caractéristiques des espèces, mettant en évidence les compromis entre différentes stratégies fonctionnelles. Une seconde analyse de la répartition de 21 espèces cibles a démontré la différence entre les facteurs expliquant la présence d'une espèce à un endroit donné et ceux expliquant son abondance. Cette analyse a également permis de souligner l'importance de la dispersion et mis en évidence des dynamiques source-puits chez certaines espèces. La deuxième partie s'appuie sur les mêmes cadres théoriques et a consisté à développer un modèle dynamique de la structure et de la diversité de la végétation. Ce modèle a été calibré et validé sur la végétation du PNE. Une troisième partie porte son attention sur les évolutions possibles de la végétation sous plusieurs scénarios de changements climatiques et d'utilisation des terres. Les simulations ont montré qu'il est nécessaire de considérer la dynamique temporelle du fait que les conséquences d'un changement climatique peuvent être observées bien après la phase du changement. D'autre part, l'analyse a montré les effets conjugués que peuvent avoir les changements climatiques et la déprise agricole sur la structure de la végétation. Un tel modèle ouvre la voie à l'exploration de multiples scenarios, en permettant non seulement de décrire des paysages futurs potentiels mais aussi les états de transition qui devraient y mener. / On-going global changes have already affected ecosystems and threaten the biodiversity all over the world. In order to maintain the ecosystems services provided to humans and adapt conservation planning, the challenge is to improve our understanding of the mechanisms underlying the maintenance of biodiversity and to predict its response to global changes. In mountainous areas, where the environment is very heterogeneous, the modifications of both climate and land use are expected to strongly influence the landscapes and current biodiversity. This PhD thesis has for main objective to assess the vulnerability of species and habitat to environmental changes in the French Alps. It uses three different approaches and relies on the large databases accumulated by two institutions: the National Alpine Botanical Conservatory and the Ecrins National Park (PNE). The first part of the PhD confronts theoretical hypotheses for species coexistence to observations and describes the characteristics of the regional flora. The species ecological niche breadth has been estimated and related to other rarity facets and trade-off between plant functional strategies. A second analysis disentangles the drivers of the presence or the local abundance of 21 focal species and highlights the importance of the dispersion and the source-sink dynamics. The second part is based on the same conceptual background and aims to develop a dynamic model of the vegetation structure and diversity. The model has been validated for the vegetation of the PNE. The last part proposes an application of this dynamic model to provide multiple biodiversity scenarios in respect to change in both climate and land management. The simulations showed that the consequences of climate change might be visible only after a certain time-lag, demonstrating the interest of considering the spatial but also temporal vegetation dynamics. Furthermore, the analysis pointed out the importance of the interplay effects between climate and land use abandonment. Such a model should pave the way for the exploration of multiples scenarios and will be able to describe not only the potential future landscapes but also the transition states leading to it.

Dans le contexte des changements climatiques, les écosystèmes marins arctiques sont confrontés à des modifications environnementales accélérés, dont les conséquences sur les communautés biotiques sont encore débattues. La diminution du couvert de glace, l’augmentation de la turbidité et des apports d’eau douce vont affecter les producteurs primaires arctiques, avec des effets en cascade sur un processus-clé de ces écosystèmes : la relation trophique entre producteurs primaires et consommateurs benthiques (à laquelle se réfère généralement l’expression « couplage pélagos-benthos »). L’étude directe de ces interactions complexes n’est pas aisée dans ces milieux. Le modèle biologique des bivalves filtreurs peut permettre de contourner ces problèmes en remplissant une fonction d’ « intermédiaire » pour la compréhension de ces processus écologiques. Parmi les avantages de ce modèle d’étude, il y a tout d’abord le fait que ces organismes enregistrent au sein de leur coquille, dans les couches de biocarbonates, certaines dynamiques de leurs environnements. Les informations contenues dans ces « bioarchives » sont interprétées grâce aux méthodes de la sclérochronologie et de la sclérochimie et concernent une fenêtre temporelle correspondante à la vie des individus (de quelques années à plus que 500 ans). Un autre avantage de ce modèle biologique est que, s’agissant d’organismes qui sont des consommateurs primaires, l’étude de leur régime alimentaire peut apporter des éléments sur la relation trophique avec les producteurs primaires. Avec les méthodes de l’écologie trophique, en particulier les acides gras et les isotopes stables, l’étude des tissus permet d’obtenir des informations sur les sources assimilées à l’échelle de quelques semaines/mois. L’objectif de cette thèse est de tester le potentiel des bivalves Astarte moerchi (complexe borealis) comme modèle biologique pour l’étude des écosystèmes marins arctiques. Pour ce faire, une approche couplée est utilisée combinant l’analyse de la coquille par les méthodes de la sclérochronologie et de la sclérochimie (ratios élémentaires) et l’analyse des tissus par les méthodes de l’écologie trophique (acides gras, isotopes stable du carbone et de l’azote, isotopes du carbone sur acides gras individuels). Deux populations actuelles d’Astarte moerchi ont été étudiées dans deux fjords présentant des caractéristiques environnementales contrastées : le Young Sound au Nord-Est du Groenland (considéré comme fjord « arctique ») et le Kongsfjorden à l’Ouest de l’Archipel du Svalbard (considéré comme site « sub-arctique »). L’étude des tissus d’A. moerchi a permis de mettre en évidence la plasticité trophique de cette espèce, avec des différences dans les sources d’alimentation de deux populations liées aux dynamiques locales de production primaire. L’étude de la coquille d’A. moerchi a permis de : a) corroborer l’hypothèse de la formation annuelle des stries de croissance, confirmant la longévité de cette espèce pouvant atteindre 150 ans ; b) montrer l’intérêt potentiel de l’étude des ratios élémentaires dans les biocarbonates et en particulier du ratio Barium sur Calcium (Ba/Ca), qui pourrait être relié aux efflorescences phytoplanctoniques et c) montrer que les conditions environnementales contrastées du site arctique et sub-arctique se traduisent dans des patrons de croissance coquillère différents. Des perspectives pour l’utilisation ultérieure de ce modèle en écologie sont discutées. Pour conclure, une réflexion épistémologique est amorcée sur la spécificité du modèle biologique d’étude des bivalves filtreurs. En opposition à une notion plus classique d’ « organisme modèle » utilisée en biologie expérimentale, nous proposons que les bivalves filtreurs (à l’instar d’autres « bioarchives » comme les arbres, des coraux et des algues corallines) appartiennent à une catégorie de modèles biologiques qu’on pourrait qualifier « in situ » et qui semble être spécifique à la discipline écologique. / In the context of climate change, Arctic marine ecosystems are affected by rapid environmental modifications, whose effects on biotic communities are still debated. The sea-ice decline and the increase in freshwater inputs and turbidity are likely to impact Arctic primary producers, with cascade effects on a key-process in those ecosystems: the trophic relationship between primary producers and benthic consumers (generally referred as “pelagic-benthic coupling”). The direct study of such complex interaction is not straightforward in the Arctic. The biological model of filter-feeding bivalves offers the possibility to get around these problems, allowing to study those ecological processes indirectly. Among the advantages of this model, there is first of all the fact that these organisms record in their shell, in the carbonate layers, some dynamics of their environments. The information recorded in such “bioarchives” are interpreted through the methods of sclerochronology and sclerochemistry and relate to a time window corresponding to the organism lifespan (from some years to more than 500 years). Given that these organisms are primary consumers, another advantage of this biological model is that the study of their diet can provide information about the trophic relationship with primary producers. With the methods of trophic ecology, especially fatty acids and stable isotopes, the study of the tissues allows the investigation of sources assimilated at a timescale of weeks/months.The main objective of this thesis is to test the potential of bivalves Astarte moerchi (borealis complex) as a biological model for the study of marine Arctic ecosystems. A coupled approach is used to combine shell analysis by the methods of sclerochronology and sclerochemistry (elemental ratios) and tissue analysis by the methods of trophic ecology (fatty acids, carbon and nitrogen stable isotopes, compound-specific carbon stable isotopes on individual fatty acids). Two living A. moerchi populations have been studied in two fjords presenting contrasted environmental conditions: Young Sound in North-East Greenland (considered as “Arctic” site) and Kongsfjorden in the West coast of the Svalbard Archipelago (considered as a “sub-Arctic” site). The study of the tissues of A. moerchi allowed to show the trophic plasticity of this species, with differences in food sources of the two populations linked to local primary production dynamics. The analysis of the shell of A. moerchi allowed to: a) corroborate the hypothesis of annual growth lines formation, thus confirming the longevity of this species that can attain 150 years; b) show the potential interest of the analysis of elemental ratios and particularly the ratio between Barium and Calcium (Ba/Ca), which could be relied to phytoplanktonic blooms and c) show that contrasted environmental conditions in the Arctic and sub-Arctic sites result in different shell growth patterns. Some perspectives for the further use of this model study in ecology are discussed. To conclude, an epistemological reflection is sketched about the specificity of the biological model study of filter-feeding bivalves. In contrast to the classical notion of “model organism” used in experimental biology, we suggest that filter-feeding bivalves (as well as other “bioarchives” like trees, corals and coralline algae) belong to a category of biological models that could be named “in situ” and seems specific to the ecological discipline.

Mangrove ecosystems thrive in (sub)tropical, intertidal areas where adaptations<p>like vivipary and the hydrochorous dispersal of propagules become an absolute<p>necessity. As propagule dispersal and early growth allow for the replenishment of<p>existing stands and colonization of new habitats, many authors recognize the<p>importance of these stages in structuring mangrove populations and communities.<p>However, when it comes to the actual propagule dispersal and recruitment<p>mechanisms, there is an apparent lacuna in the current understanding of<p>mangrove ecology. The period between the mature propagule falling from the<p>parental mangrove tree and the early growth of the established seedling, under<p>various possible circumstances, remains in the dark. In this study we focus on this<p>particular period by investigating both the places where these propagules end up<p>as the pathways their dispersal units follow. And we go one step further.<p><p>Mangrove forests are being destroyed worldwide at a threatening pace despite<p>their tremendous asset to coastal human communities and associated biological<p>species. The effect of human-induced (cutting and mangrove conversion to<p>aquaculture ponds) as well as indirectly and/or ‘naturally’ evolving disturbances<p>(sea level rise) on propagule hydrochory occupies an important place in this study.<p><p>Dispersal of water-buoyant propagules of the family Rhizophoraceae and<p>Acanthaceae (now including the Avicenniaceae) was studied in Gazi Bay (Kenya),<p>Galle and the Pambala-Chilaw Lagoon Complex (Sri Lanka). The study sites<p>differ both in tidal regime and vegetation structure, covering an interesting variety<p>of ecological settings to examine propagule dispersal. Field data and experiments<p>ranging from micro/ mesotopographical measurements and successive propagule<p>counts to hydrodynamic and propagule dispersal experiments were collected or<p>executed in situ.<p><p>Two main methodological approaches were employed. Firstly, the question on<p>mechanisms of propagule recruitment was addressed by statistically investigating<p>the effect of microtopography, top soil texture and above-ground-root complexes on<p>the stranding and self-planting of propagules (Chapter 2&3). Afterwards,<p>suitability maps were created using Geographical Information Systems (GIS) to<p>assess whether a particular mangrove stand has the ability to succesfully<p>rejuvenate. Furthermore, the effect of degradation (tree cutting) (Chapter 2&3),<p>sea level rise (Chapter 2&4) and microtopography-altering burrowing activities of<p>the mangrove mud lobster Thalassina anomala (Chapter 3), was incoporated in the<p>GIS-analyses. Secondly, the combined set-up of hydrodynamic modelling and<p>ecological dispersal modelling was developed to simulate propagule dispersal<p>pathways influenced by dispersal vectors (tidal flow, fresh water discharge, wind),<p>trapping agents (retention by vegetation or aerial root complexes) and seed<p>characteristics (buoyancy, obligated dispersal period) (Chapter 5&6). This type of<p>approach provided the possibility to explore propagule dispersal within its<p>ecological context, but was also applied to an implication of shrimp pond area<p>restoration (Pambala-Chilaw Lagoon Complex, Sri Lanka) (Chapter 5) and to<p>evaluate changes in propagule dispersal when sea level rises (Gazi Bay, Kenya)<p>(Chapter 6).<p><p>The main findings regarding propagule recruitment indicate that propagules are<p>not distributed equally or randomly within a mangrove stand, yet species-specific<p>distribution for anchorage occurs. Characteristics of the environment<p>(microtopography, top soil texture and above-ground root complex) influence<p>propagule recruitment in a way that complex root systems (e.g. pencil roots and<p>prop roots) facilitate the entanglement of dispersal units and a more compact soil<p>texture (like clay and silt) and a predominant flat topography creates suitable<p>areas for stranding and self-planting of propagules. This combines effects of<p>existing vegetation and abiotic factors on mangrove propagule establishment.<p>Since propagule dispersal is not solely determined by species-specific propagule<p>characteristics (e.g. buoyancy, longevity, etc.), I emphasize that propagule sorting<p>by hydrochory has to be viewed within its ecological context. Propagule retention<p>by vegetation and wind as a dispersal vector, deserve a prominent role in studies<p>on propagule dispersal. The significance of dense vegetation obstructing long<p>distance dispersal (LDD in its definition of this work), mainly in inner mangrove<p>zones, supports our main finding that propagule dispersal is largely a short<p>distance phenomenon. ‘Largely’ is here understood as quantitatively, not<p>excluding epic colonization events of rare but important nature.<p>In accordance with the Tidal Sorting Hypothesis (TSH) of Rabinowitz (1978a),<p>smaller, oval-shaped propagules were found to disperse over larger distances than<p>bigger, torpedo-shaped propagules. We can however not fully support the TSH<p>because (1) these differences are no longer valid when comparing between torpedoshaped<p>propagules of different sizes and (2) propagule dispersal is not always<p>directed towards areas more inland, but can be strongly concentrated towards the<p>edges of lagoons and channels<p><p>Anthropogenic pressure on mangrove ecosystems, more specifically clear-felling or<p>mangrove conversion to aquaculture ponds, imposes limitations on propagule<p>recruitment due to reduced propagule availability and a decrease in suitable<p>stranding areas where the architecture of certain root complexes, like prop roots<p>and pencil roots, function as propagule traps. These types of pressure appear to<p>have more severe consequences on propagule dispersal than the effect of sea level<p>rise on mangroves. Mangrove forests, which are not situated in an obviously<p>vulnerable setting, can be resilient to a relative rise in sea level if a landward shift<p>of vegetation assemblages and successful early colonization is not obstructed by<p>human-induced pressures. Also, and this renders mangrove forests vulnerable in<p>spite of their intrinsic resilience, when the ‘capital’ of forest is severely reduced or<p>impoverished as happens extensively worldwide, the ‘interest’ on this capital,<p>understood as propagule availability, delivery and trapping, will not allow them to<p>efficiently cope with sea level rise, putting sustainability of mangrove ecosystem<p>services and goods at risk.<p><p>In a larger framework of mangrove vegetation dynamics, knowledge on propagule<p>dispersal will benefit management strategies for the conservation of mangroves<p>worldwide, besides its fundamental interest to fully fathom the ecology of this<p>particular marine-terrestrial ecotone formation. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’utilisation de plusieurs applications de communication au lieu d’une est de plus en plus commune. En particulier, ces applications permettent à l’utilisateur de communiquer de diverses façons avec son partenaire, les membres de sa famille ou ses amis proches. En plus d’observer comment chaque application influence la communication, il est nécessaire de comprendre comment les gens communiquent au travers d’un écosystème d’applications. Dans la première partie, je décris comment les pratiques de communication d’un utilisateur via une application sont influencées par les contacts et fonctionnalités d'autres applications de l’écosystème. La première étude montre que les utilisateurs isolent leurs contacts dans différentes applications : ils créent des “lieux de communication”, ayant des règles uniques d’adhésion, des buts perçus et des connotations émotionnelles. Ces lieux de communication sont rompus lorsqu’un utilisateur ajoute un contact qui brise des règles d’adhésion d’une application, par exemple pour utiliser une fonctionnalité présente uniquement dans cette application. La deuxième étude montre que les utilisateurs personnalisent leurs applications de communication pour mieux exprimer leur identité et leurs liens avec d’autres personnes. Au-delà de ces personnalisations, les fonctionnalités d’une application influencent la manière dont l’utilisateur s’exprime dans d’autres applications. Pour cette raison, les fonctionnalités exclusives à une application empêchent les utilisateurs de s’exprimer de manière cohérente dans leur écosystème d’applications. Je propose quatre pistes pour explorer comment améliorer la communication via un écosystème d’applications : permettre la création de plusieurs lieux de communication dans une même application, soutenir une manière de communiquer propre à une relation à travers l’écosystème d’applications, accéder aux fonctionnalités d’une application depuis les autres applications, et de permettre des outils de communication qui appartiennent aux utilisateurs et non exclusivement aux applications. Dans la seconde partie, j’explore ces pistes/directions en réutilisant des mécanismes déjà disponibles dans les systèmes d’exploitation des téléphones mobiles : des notifications, des commandes gestuelles, et des claviers virtuels. Je réutilise les notifications comme un affichage périphérique d’alerte pour construire Lifelines, un canal de communication dédié aux couples qui partage des chronologies graphiques d’informations contextuelles, comme la proximité du lieu de vie, le niveau de batterie et le nombre de pas. Je réutilise les commandes gestuelles comme raccourcis personnels pour diverses fonctionnalités que les utilisateurs peuvent exécuter dans n’importe quelle application. Je présente une vision de conception et étudie les stratégies des utilisateurs pour créer des gestes personnels dans une étude comparative avec Fieldward et Pathward, deux techniques d’interaction pour créer des gestes qui sont faciles à mémoriser pour l’utilisateur et facile à reconnaître pour le système. Enfin, je réutilise les claviers virtuels comme des boîtes à outils de communication que les utilisateurs peuvent transporter d’une application à une autre. Je présente une vision de conception et explore sa faisabilité grâce à deux prototypes : La Shared Emoji Toolbox, qui permet de partager des collections de raccourcis pour des emojis, et CommandBoard, qui combine de la saisie gestuelle de texte avec des raccourcis gestuels pour accéder à un vaste ensemble de commandes. En conclusion, je soutiens que chaque application affecte la manière dont l'utilisateur communique dans les autres applications de l'écosystème. Nous devrions cesser de concevoir uniquement des applications isolées mais concevoir des mécanismes qui aident les utilisateurs à préserver leurs lieux de communication et à exprimer leur identité et leur intimité avec leurs proches de manière cohérente dans leur écosystème d'applications. / More and more, people communicate via not one, but a complex mix of apps. In particular, couples, close friends and families use multiple apps to express caring in diverse ways throughout the day. This calls for a new focus of study: besides observing how each app shapes communication, I argue that we need a deeper understanding of how people communicate via ecosystems of communication apps. In Part One, I show that users' communication practices in one app are not only influenced by its contacts and features but also by the contacts and features in their other apps. A first study shows that the contacts in an app affect the conversations with other contacts. To control this phenomenon, people isolate contacts in different apps: they create communication places, each with its own membership rules, perceived purpose, and emotional connotations. As relationships change, people move contacts in and out of their apps, driving communication places to redefine each other. People may break their places by bringing outsiders when the functionality they need exists only in one app.A second study shows that people customize their communication apps to better express their identities, culture and intimate bonds with others. Beyond customizations, the features of each app nurture expression habits that transfer to other apps, thus influencing how users express themselves across their entire app ecosystem. App-exclusive features prevent consistent identity expressions across apps and interfere with relationship-specific communication styles. Based on these insights, I propose four design directions for supporting ecosystems of communication apps: allow multiple communication places within the same app, support relationships across apps, provide access to functionality from other apps, and enable user-owned---rather than app-exclusive---communication tools. In Part Two, I explore those design directions by repurposing three mechanisms currently available in mobile operating systems: notifications, which users can overlay on top of any open app; gesture commands, which users could perform on any app that recognizes gestures; and soft keyboards, which appear in any app that accepts text input. I repurpose notifications as peripheral awareness displays to build Lifelines, a dedicated communication channel for couples which shares visual timelines of contextual information, e.g. closeness to home, battery level, and steps. A longitudinal study with nine couples shows how each couple leveraged Lifelines in unique ways, finding opportunities for coordinating implicitly, starting conversations, and being more understanding with each other. I repurpose gesture commands as personal gesture shortcuts to diverse functionality which users can perform in any app. I present a design envisionment and study user strategies for creating personal gestures in a comparative study of Fieldward and Pathward, two interaction techniques for creating gestures that are easy to remember and easy for the system to recognize. The results show large individual differences in users' gesture-creation strategies, reflecting their culture, their intimate bonds with special contacts and technology usage habits. Last, I repurpose soft keyboards as communication toolboxes that users can carry with them from app to app. I present a design envisionment and explore its feasibility by building two prototypes: The Shared Emoji Toolbox, which allows sharing collections of emoji shortcuts, and Command Board, which combines gesture typing with gesture shortcuts to access rich sets of commands. In conclusion, I argue that when people communicate via multiple apps, each app shapes how communication happens in others. We should shift from building isolated apps to designing mechanisms that help users preserve their communication places and express their identities and intimate bonds with others consistently across their apps.

Les écosystèmes côtiers sont des milieux complexes au sein desquels les communautés microbiennes, jouant un rôle majeur dans leur fonctionnement et leur maintien, s’adaptent et sont tolérantes à des conditions environnementales fluctuantes. En effet, au rythme des marées et de l'activité de la macrofaune, des oscillations oxie/anoxie influencent la composition et la dynamique des communautés microbiennes et par conséquent leur implication métabolique. Afin d’appréhender le devenir du pétrole dans ces écosystèmes, il est donc indispensable d’apporter des connaissances sur l’écologie des microorganismes intervenant dans son élimination, notamment dans des conditions oscillantes anoxie/oxie. Ainsi, ce travail de thèse a eu pour objectif de décrypter l’assemblage de communautés microbiennes hydrocarbonoclastesde sédiments intertidaux soumises à des oscillations anoxie/oxie en présence de pétrole lors d’une expérience en bioréacteurs. Les réponses écologiques des communautés bactériennes globales et de micro-organismes sulfato-réducteurs en conditions oscillantes ont pu être décrites en comparaison avec celles obtenues en conditions d’oxie ou d’anoxie permanentes, par l’analyse des données obtenues par séquençage haut-débit des gènes de l’ARN 16S et dsrB au niveau transcriptionnel. Ces études comparatives ont mis en évidence des profils écologiques en réponseaux conditions oscillantes, pouvant être répandus dans différents environnements marins côtiers. En réponse à ces conditions particulières, de nombreux microorganismes semblent avoir le potentiel à tolérer et/ou s’adapter aux différentes conditions d'oxygénation. Cette capacité d’acclimatation rapide des communautés bactériennes aux conditions oscillantes se sont accompagnées de capacités de dégradation équivalentes ou supérieures dans ces conditions par rapport à la condition d’oxie permanente montrant l’influence des oscillations anoxie/oxie sur le devenir du polluant dans les environnements pollués soumis à ces conditions. / Coastal ecosystems are complex environments in which microbial communities, playing a major role in their functioning and maintain, are tolerant and adapt to changing environmental conditions. Indeed, the tides and the macrofauna’s activity generate oxic/anoxic oscillations which influence the composition and dynamics of microbial communities and consequently their metabolic in volvement. To understand the fate of oil in these ecosystems, it is essential to provide knowledge on the ecology of microorganisms involved in these systems, taking into account anoxic/oxicoscillating conditions. Thus, this thesis aimed to decipher the organization of hydrocarbonoclastic microbial communities inhabiting intertidal sediments, when they are subjected to anoxic/oxic oscillations in an experiment in bioreactors with oil addition. Ecological responses of bacterial communities and sulfate-reducing microorganisms in oscillating conditions have been described comparing with those obtained with permanent oxic or anoxic conditions, using high-throughputsequencing analyses of the 16S rRNA and dsrB genes at the transcriptional level. These comparatives studies have highlighted ecological profiles in response to the oscillating conditions, which can be prevalent in different coastal marine environments. In response to these particular conditions, many organisms seem to have the potential to tolerate and / or adapt to the different conditions of oxygenation. This rapid acclimation capacity of bacterial communities tothese changing conditions have been accompanied by equivalent or greater degradation capacity under these conditions compared to the permanent oxic condition, showing the influence of the anoxic/oxic oscillations on the fate of pollutant in environments subjected tothese conditions.

Les rats introduits (Rattus spp.) sont des espèces invasives majeures menaçant la biodiversité sur la plupart des îles de laPlanète. Deux espèces, le rat noir (R. rattus) et le rat du Pacifique (R. exulans) vivent en sympatrie au sein des forêts deNouvelle-Calédonie, où la question de la faisabilité et de l' intérêt de leur contrôle (i.e. limitation locale de leur 'abondance)pour la conservation de la biodiversité native est posée. En raison d'un manque de cadre conceptuel des projets de contrôle,nous avons d'abord réalisé une synthèse et une analyse des opérations de contrôle de rats invasifs dans les milieux naturelsdes îles du monde. Puis, nous avons cherché à caractériser et à comprendre la dynamique des populations de ces deux espècesde rats sympatriques ainsi que leurs interactions avec la biodiversité native en forêt dense humide du massif du Mont Panié.Des opérations de piégeage létal et de capture-marquage-recapture ont montré que les rats noirs étaient plus abondants que lesrats du Pacifique. Les analyses de leur régime alimentaire ont révélé que les deux espèces ont à la fois des proies communeset des proies qui leur sont propres impliquant un renforcement ainsi qu'un élargissement de leurs impacts sur la biodiversiténative. Les rats consomment une grande majorité de fruits et de graines, d'invertébrés et de Squamates mais les oiseaux, quijustifient souvent la mise en place de projets de gestion de rats, ne semblent pas ici être une de leur proie préférentielle. Depotentiels effets positifs des rats sur la dispersion des graines ont également été mis en évidence au travers d'une comparaisondu potentiel germinatif de graines après passage par leur tractus digestif et celui de frugivores natifs. Enfin, nous avons puproposer des stratégies de piégeage létal afin de contrôler efficacement les populations de rats invasifs. Une meilleurecompréhension des impacts des rats en situation de sympatrie ainsi qu' une meilleure connaissance du lien entre densité de ratset intensité des effets sur la biodiversité permettraient d'optimiser les stratégies de contrôle de rats invasifs lorsquel'éradication n'est pas envisageable. / Introduced rats (Rattus spp.) are one of the major invasive species threatening native biodiversity on islands worldwide. Twospecies, the black rat (R. rattus) and the Pacifie rat (R. exulans) are sympatric in New Caledonian rainforests, where questionsasto the feasibility and the utility of their control (i.e. local limitation of their abundance) for the conservation of nativebiodiversity remain unanswered. ln response to the lack of a conceptual framework for control projects, we fi rst conducted areview of invasive rat control operations in island natural areas worldwide. Then we sought to characterize and understand thepopulation dynamics of these two sympa tric rat species and the ir interactions with native biodiversity in the rainforest of MontPanié mountain. Lethaltrapping operations and capture-mark-recapture showed that black rats were more abundant thanPacifie rats. Diet analysis revealed that the two species consume both shared and unshared prey likely resulting in astrengthening and a broadening oftheir impacts on native biodiversity, relative to the impact that each species would haveal one. Rats consume a large quantity of fruits and seeds, invertebrates, and Squamates. However, birds, which often justify theimplementation of rat management projects, do not appear here to be one of the ir preferred prey, either as adults or throughnest predation. A potential positive rat impact on seed dispersal was a Iso highlighted through a comparison of seedgermination after seeds had passed through rat versus native frugivore digestive tracts. Finally, we propose lethal trappingstrategies to efficiently control invasive rat populations. A better understanding ofboth rat impacts in sympatric situations,and the link between rat density and the intensity of their effects on biodiversity would allow optimizing rat control strategieswhen eradication is not feas ible.

C'est essentiellement sur les bactéries libres que portent les études récentes en écologie microbienne d'eau douce, et seulement quelques études ont concerné les communautés bactériennes attachées. Dans cette étude basée sur l'analyse des séquences du gène 16SARNr, la diversité des communautés bactériennes attachées ainsi que de la fraction libre a été étudiée sur deux systèmes d'eau douce ; un lac mésotrophe (le lac du Bourget) et un lac hypereutrophe (le lac Villerest). La diversité des Actinobacteria, Betaproteobacteria et Verrucomicrobia libres et attachées a été étudié en relation avec les variables environnementales, dans le lac du Bourget pendant deux périodes à dominances contrastées de phytoplancton. L'analyse des résultats a montré une différence au niveau phylogénétique entre les communautés bactériennes attachées et libres des trois groupes de bactéries étudiées. Le clade betaI, dominait les Betaproteobacteria des fractions libres et attachées, avec 57,8% de la totalité des unités taxinomiques opérationnelles (OTUs). Pour les Actinobacteria, le groupe d'acIV a été détecté comme le plus abondant, suivi par acI avec respectivement 45% et 25% du total des OTUs. De même, les groupes Verrucomicrobia d'eau douce, à savoir CREPA29, FukuN18, CL120-10 sont apparus comme les plus importants, avec 22,3%, 16,15% et 14,61% des OTUs respectivement. Cette étude a permis de définir 15 nouveaux clades putatifs représentant la diversité bactérienne d'eau douce des Betaproteobacteria (lbI-lbVIII), Actinobacteria (acLBI) et Verrucomicrobia (CRE-PA29, FukuS27, BourFI-BourFIV). Par ailleurs, 12 groupes représentant la diversité de phylogénétique des Betaproteobacteria, Actinobacteria et Verrucomicrobia contiennent exclusivement des OTUs de la fraction attachée. La dynamique saisonnière souligne les changements des phylotypes bactériens distincts pour les deux communautés attaché et libre. Les Actinobacteria dans la fraction attachée était associée avec la biomasse des Chrysophyceae et N-NO3, et les Betaproteobacteria avec la biomasse de Chlorophyceae et de la richesse du phytoplancton tandis que les Verrucomicrobia de cette même fraction ont semblé être principalement influencés par la richesse du phytoplancton, l′abondance des rotifères et les nutriments inorganiques (N-NO3, SiO2). D'autre part, dans les communautés libres, peu de clades d'actinobacterie dépendent des nutriments ou du phytoplancton, alors que les Betaproteobacteria et Verrucomicrobia ont été principalement associés avec les paramètres biologiques (i.e. phytoplancton et copépodes). Pendant le bloom des cyanobacteries (Microcystis sp.) dans le lac Villerest, les Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Bacteroidetes et Actinobacteria ont été détectés comme taxa dominants dans les banques de clones du gène 16S ARNr. Toutefois Verrucomicrobia et Deinococcus-Thermus sont apparus relativement moins abondants dans les deux fractions, tandis que,Gemmatimonadetes, Acidobacteria, Chloroflexi, Planctomycetes, Deltaproteobacteria, Firmicutes et Op11 sont apparus comme des phyla mineurs dans la banque de clones des communautés bactériennes attaché et libre. Les Betaproteobacteria (n=118) attachées sont apparus comme le groupe dominant, suivi par Gammaproteobacteria (n=74) et Bacteroidetes (n=52). L'analyse phylogénétique des séquences obtenues pour la banque de clone de la fraction libre a montré que la plupart des OTUs appartiennent à Betaproteobacteria (n=192), suivi par Bacteroidetes (n=132) et Actinobacteria (n=61). Tandis que les Gammaproteobacteria (n=42) et Alphaproteobacteria (n=42) sont présents dans des proportions égales dans la banque de clones du 16S ARNr libre. (...) / The free-living bacteria point of view dominates in recent research of freshwater microbial ecology, only a few studies have focused on attached bacterial communities. In present study, based on 16S rRNA gene sequences, diversity of attached and free-living bacterial community was investigated from two freshwater aquatic systems ; a mesotrophic lake Bourget and a hypereutrophic lake Villerest. The diversity of attached and free-living Actinobacteria, Betaproteobacteria and Verrucomicrobia, in relation to environmental variables was investigated from lake Bourget during two contrasting periods of phytoplankton dominance. Comparison analyses showed a phylogenetic difference between attached and free-living bacterial communities of all three studied bacterial groups. The betaI, appeared as most dominant among all clades representing phylogenetic diversity of freshwater Betaproteobacteria, for both attached and free-living fractions, contributing to 57.8% of of the total retrieved opertational taxonomic units (OTUs). For Actinobacteria, the acIV cluster was detected as dominant, followed by acI accounting for 45% and 25% of the total retrieved OTUs respectively. Similarly, freshwater Verrucomicrobia cluster namely, CRE-PA29, FukuN18, CL120-10 appeared as dominant, comprising 22.3%, 16.15% and 14.61% of the total retrieved OTUs respectively. This study allowed defining 15 new putative clades representing the freshwater bacterial divesity of Betaproteobacteria (lbI-lbVIII), Actinobacteria (acLBI) and Verrucomicrobia (CRE-PA29, FukuS27, BourFI-BourFIV). In addition, 12 clusters representing the phylogenetic diversity of Betaproteobacteria, Actinobacteria and Verrucomicrobia were exclusively comprised of OTUs from the attached fraction. The seasonal dynamics of environmental variables have been reflected as changes in distinct bacterial phylotypes for both attached and free-living communities. The attached bacterial communities of Actinobacteria showed affiliation with Chrysophyceae biomass and N-NO3, while attached Betaproteobacteria were affiliated with biomass of Chlorophyceae and phytoplankton richness. Similarly attached verrucomicrobial communities appeared to be mainly influenced by phytoplankton richness, rotifers abundances and inorganic nutrients (NNO3,SiO2). On the other hand, within free-living communities, few actinobacterial clades were found to be dependent on either nutrients or phytoplankton communities, whereas Betaproteobacteria and Verrucomicrobia were mainly associated with biological parameters (i.e. phytoplankton and copepods communities). In another study during a cyanobacterial (Microcystis sp.) bloom from lake Villerest, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Bacteroidetes and Actinobacteria were detected as prevalent taxa among the 16S rRNA gene clone libraries, however, Verrucomicrobia and Deinococcus-Thermus appeared as comparatively less abundant bacterial groups in both fractions. Whereas, Gemmatimonadetes, Acidobacteria, Chloroflexi, Planctomycetes, Deltaproteobacteria, Firmicutes and Op11 were appeared as minor phyla in clone libraries of attached and free-living bacterial communities. For attached bacterial communities Betaproteobacteria (n=118) appeared as most dominant group, followed by Gammaproteobacteria (n=74) and Bacteroidetes (n=52). The phylogenetic analysis of the sequences obtained for the clone library from free-living fraction showed that most of the OTUs belonged to Betaproteobacteria (n=192) followed in decreasing order by Bacteroidetes (n=132) and Actinobacteria (n=61) whereas Gammaproteobacteria (n=42) and Alphaproteobacteria (n=42) appeared in equal proportion in free-living 16S rRNA clone libraries. (...)

Le mésozooplancton de la couche épipélagique (0-200 m) a été étudié dans deux écosystèmes contrastés ; le premier se situe au niveau de la partie sud du plateau des Kerguelen et d'une partie de la zone HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll) de l'océan Austral, à la fin de floraison estivale entretenue par des apports naturels en fer (KEOPS : janvier-février 2005). La deuxième étude s'est intéressée à l'ensemble de la Méditerranée, le long d'une radiale de 3 000 km caractérisée par un degré d'oligotrophie croissant d'Ouest en Est (BOUM juin-juillet 2008). La communauté mésozooplanctonique a été caractérisée à la fois par la description des stocks (abondance et biomasse) et de sa structure (composition taxonomique et spectre de taille). La distribution spatiale à l'échelle régionale a été étudiée et mise en relation avec différents paramètres environnementaux et trophiques. L'impact de la communauté sur les producteurs primaires a été également estimé à partir de l'analyse de différents processus physiologiques (ingestion, respiration et excrétion). La communauté mésozooplanctonique australe était caractérisée par de fortes abondance et biomasse sur le plateau des Kerguelen et plus faible en zone HNLC. Elle était composée essentiellement de stades copépodites avec une présence importante de mues et des taux élevés de respiration indiquant une croissance active. Cependant l'impact du broutage sur la production primaire était faible ce qui suggère l'utilisation d'autres ressources alimentaires tel que le microzooplancton. En Méditerranée, l'abondance zooplanctonique présentait un gradient croissant est-ouest auquel s'ajoutait un gradient nord-sud décroissant dans le bassin occidental. Cette distribution était fortement liée à la quantité de chlorophylle a. Le broutage du mésozooplancton sur les producteurs primaires était important. Les flux de matière liés à l'activité métabolique supportaient plus de 100 % des besoins de la production primaire en carbone, azote et phosphore. L'étude des relations entre la diversité spécifique et les variables environnementales (physique, chimique et biologique) a révélé une forte régionalisation en Méditerranée alors que sur le plateau des Kerguelen ces relations sont faibles.

La restauration écologique est considérée comme un des moyens susceptibles d'enrayer la perte de la biodiversité. Les changements d'occupation du sol peuvent être des opportunités pour restaurer des écosystèmes dégradés par les activités agricoles. C'est notamment le cas du projet participatif du domaine du Cassaïre, situé dans le delta du Rhône, qui vise à recréer sur d'anciennes rizières des écosystèmes méditerranéens favorables à l'activité cynégétique. Deux écosystèmes sont plus particulièrement visés, les marais temporaires et les pelouses méso-xériques. Les objectifs de la thèse sont de mettre en évidence les principaux mécanismes concourant à l'installation d'une communauté végétale, de tester des techniques de restauration et d'en évaluer les conséquences pour les communautés végétales mais aussi pour d'autres compartiments de l'écosystème. En l'absence d'espèces cibles dans le pool régional d'espèces, l'introduction de ces espèces est nécessaire en addition de la restauration des conditions abiotiques. L'étrépage et le transfert de sol pour la communauté des marais permettent une augmentation des espèces cibles et de la similarité avec la communauté de référence. Cette technique apparaît moins pertinente pour la communauté d'invertébrés aquatiques. Le succès contrasté du transfert de sol souligne les risques à ne pas privilégier qu'un nombre restreint d'indicateurs de restauration, ne reflétant pas l'ensemble de l'écosystème. L'étrépage de sol suivi d'un transfert de foin semble être une combinaison pertinente pour recréer la communauté végétale de pelouses, même si les résultats obtenus, probablement en raison d'une compétition élevée, sont moins convaincants que pour les marais temporaires. Nos résultats obtenus pour la grande majorité en mésocosmes, s'ils ne concernent que les premières étapes de la restauration, mettent cependant en évidence des techniques de restauration qui paraissent pertinentes pour installer certaines composantes des deux écosystèmes de référence. Ces résultats, par leurs limites, suggèrent néanmoins de privilégier la conservation in situ des habitats naturels plutôt que de chercher à les restaurer après qu'ils aient été détruits.

Les écosystèmes marins côtiers sont constament soumis à des pollutions, notamment aux hydrocarbures, du fait de leur localisation et de leurs caractéristiques environnementales. Le rôle clé des microorganismes dans la dégradation de ces polluants est aujourd’hui très bien décrit. Toutefois, les conditions d’oxygénation fluctuantes dans ces environnements côtiers, dues aux marées et aux activités de bioturbation de la macrofaune, influencent les communautés microbiennes.Ainsi, ce travail de thèse a eu pour objectif de caractériser, l’assemblage de communautés microbiennes hydrocarbonoclastes de sédiments marins côtiers soumises à des oscillations oxie/anoxie en présence de pétrole lors d’une expérience en bioréacteurs. L’adaptation des bactéries marines hydrocarbonoclastes notamment des genres Alcanivorax et Cycloclasticus vis-à-vis de ces variations d’oxygène a pu être investiguée par oligotypage. Des écotypes ont été identifiés en fonction des conditions d’oxygénation démontrant ainsi les capacités d’adaptation aux conditions oscillantes d’oxygène de ces deux genres. La structure des communautés archéennes (séquençage des transcrits du gène de l’ARNr 16S) n’a pas montré de modification évidente liée aux conditions d’oxygénation démontrant ainsi des capacités d’adaptation et/ou de résistance plus importantes chez ces microorganismes comparées aux communautés bactériennes. Enfin, les analyses métagénomiques ont mis en évidence une réponse fonctionnelle spécifique aux oscillations oxie/anoxie. Ainsi, ces travaux de thèse apportent de nouvelles connaissances sur l’influence des variations d’oxygénation sur les communautés microbiennes et par conséquent sur la dégradation des hydrocarbures au sein des écosystèmes marins côtiers. / Coastal marine ecosystems are constantly subject to pollution, particularly hydrocarbons, because of their location and their environmental characteristics. The key role of microorganisms in the degradation of these pollutants is now well described. However, fluctuating oxygenation conditions in these coastal environments, due to tides and macrofauna bioturbation activities influence microbial communities.Thus, this thesis work aimed to characterize the assembly of microbial hydrocarbonoclastic communities of coastal marine sediments subjected to oxic/anoxic oscillations in the presence of oil during a bioreactor experiment. The adaptation of MOHCB, particularly of Alcanivorax and Cycloclasticus genera, to these oxygen variations has been investigated by oligotyping. Ecotypes were identified according to the oxygenation conditions demonstrating adaptation capacities of these two genera to the oscillating oxygen conditions. The structure of archaeal communities (16S rRNA transcript sequencing) did not show any modification related to the oxygenation conditions thus demonstrating greater adaptation and/or resistance capacities in these microorganisms compared to the bacterial communities. Finally, metagenomics analyses revealed a specific functional response to oxic/anoxic oscillations. Thus, this thesis provides new insights into the influence of oxygenation variations on microbial communities and consequently on the degradation of hydrocarbons in coastal marine ecosystems.