Caribbean reef ecosystems have undergone major ecological changes in the last 30 – 40 years, with the result that ecological systems once dominated by structurally complex Acropora cervicornis and Montastraea annularis corals now consist mainly of flattened carbonate substrates with macroalgal overgrowth. A need for greater understanding of coral reef ecosystems is imperative if we are to attempt to conserve them. The threespot damselfish, Stegastes planifrons, is herbivorous damselfish species ubiquitous to Caribbean reefs, where it has been termed a keystone species. Aggressive in nature, S. planifrons defends territories of around 70 cm in diameter from other roving herbivorous fish and urchins, in apparent effort to maintain the algal resources therein for its own use. The predilection of Stegastes planifrons for basing its territories on the now Critically Endangered staghorn coral, Acropora cervicornis, and the Endangered boulder coral Montastraea annularis is well known, however the likely ecological implications of this fact have not been investigated. Using a combination of experimental and observational methodologies we examine the ecological implications of coral microhabitat choice and use by S. planifrons. We also assess the magnitude of the direct and indirect effects of S. planifrons’ territorial behaviour on macroalgal dynamics both within and outside of territory confines, at the reef-wide level. We find that coral microhabitat is a more important determinant of algal community structure than damselfish presence, and that this can be explained by a previously unrecognised effect of coral microhabitat on the grazing behaviour of roving herbivorous fishes - on which S. planifrons’ territorial behaviour has little effect. In a modification of the space availability hypothesis of Williams et al (2001) we suggest that Acropora cervicornis acts as a grazing fish „exclusion zone‟, and we further hypothesise that the existence of large stands of this coral prior to the Caribbean „phase shift‟ may have acted to concentrate the grazing pressure of excluded roving fish onto the remaining areas of the reef. We further hypothesise that the loss of such „exclusion zones‟ and accompanied effective dilution of grazing pressure may have been on a scale large enough to have been a significant underlying factor in the proliferation of macroalgae seen on modern day Caribbean reefs. In the absence of demonstrable direct or indirect effects on benthic algal communities we question the continued keystone status of S. planifrons, particularly since the status 6 was originally based on interference behaviour involving the important grazing urchin Diadema antillarum, which is now functionally absent from Caribbean reefs. Implications of the context-dependant nature of keystone status are also discussed. We find that the effect of S. planifrons on coral community may be more important than its effects on benthic algal community. In examining the factors involved in habitat coral choice we establish a significant preference for 100% live coral substrate over substrates with a supply of algal food. Territory selection was followed by a high rate of coral biting – a behaviour which has previously been shown to result in coral tissue death and the fast establishment of algal turf communities on which S. planifrons likes to feed (Kaufman 1977). We also demonstrate a novel and significant association between S. planifrons presence and disease incidence its primary habitat coral, the Critically Endangered staghorn coral Acropora cervicornis, and a significant correlation between areas of fish biting and the later onset of disease. Changes to the overall role of damselfish on today's Caribbean reefs are discussed in light of these insights.

Inledning: Småvatten som dammar har försummats i bevarande-och övervakningsstrategier där fokus har lagts på större sötvattensmiljöer. Kunskap om småvattens roll i bevarandet av biologisk mångfald är bristfällig men studier har visat att dammar kan försörja fler arter, fler unika arter och mer ovanliga arter än sjöar, floder och vattendrag. I Sverige är 100 av 240 rödlistade sötvattensorganismer knutna till småvatten, där de flesta är arter av evertebrater men inkluderar även 38 % arter av den svenska amfibiefaunan. För att säkra den svenska amfibiefaunan måste faktorerna som missgynnar faunan, framförallt de hotade arterna, bli kända. Att bedöma vattenmiljöer lämpade för framgångsrik reproduktion hos amfibier kan vara komplicerad med hjälp av instrumentmätningar och vattenprover då kemiska parametrar i vattnet är ostabila. Alternativt kan man studera sötvattenslevande makroevertebrater där sammansättning, förekomst eller frånvaro kan indikera om miljön är utsatt för stressfaktorer. Utdikningar, övergödning och introduktion av invasiva arter har missgynnat amfibiefaunan genom minska reproduktionslokaler och skapa spridningsbarriärer. I Skånes region, som har högst diversitet av groddjur, har hundratals vatten återskapats för amfibier men behovet att fortsätta med naturvårdsinsatser kvarstår. Syfte: Med denna studie önskar jag lyfta vikten av att bevara och återskapa dammar för amfibier. Studien fokuserar på artrikedom hos amfibier, hotade arter samt reproduktiv framgång hos dessa. Studien omfattar 15 dammar fördelade över tre områden i Skåne. I två områden har flera dammar återskapats för att gynna amfibiefaunan och genom att följa upp kolonisering av dessa och utvärdera reproduktiv framgång, önskar jag bidra med lärdom om naturvårdsinsatsers effektivitet. De två områdena kommer även att jämföras med ett referensområde där inga omfattande naturvårdsinsatser har genomförts. Kemi- och fysikaliska parametrar kommer mätas i dammarna men även makroevertebrater i vattnet kommer att studeras för att se om det finns ett samband mellan dammar med framgångsrik reproduktion hos amfibier och förekomsten av makroevertebrater. Frågorna som ska besvaras är 1) vilket område är mest artrikt? 2) Har naturvårdsinsatserna i relation till referensområdet gynnat hotade arter? 3) Skiljer sig sammansättningen av vattenkemiska parametrar åt mellan dammar med framgångsrik reproduktion hos Anura med dammar utan framgångsrik reproduktion? 4) Skiljer förekomst, diversitet, sammansättning av evertebrater samt andelen rovinsekter åt mellan dammar med framgångsrik reproduktion hos Anura med dammar utan framgångsrik reproduktion? Metod: Projektområdet begränsades till sydöstra Skåne. Två områden, Ravlunda och Högestad valdes ut efter vetskapen om att omfattande naturvårdsinsatser utförts i områdena med syftet att gynna amfibier. Markanvändningen i områdena skiljer sig åt där Ravlunda är ett aktivt skjutfält och i Högestad drivs bland annat jord- och skogsbruk. Det tredje området, Referensområdet, bestod av spridda dammar runt Ravlunda skjutfält. Här hade inga naturvårdsinsatser utförts i syftet att gynna amfibier. Amfibier och deras utvecklingsstadium inventeras under säsongen när gruppen är som mest aktiv i vattenmiljön. Utvalda kemi-och fysikaliska mätningar tas med hjälp av mätinstrument och vattenprover analyseras i laboratorium. Evertebrater samlas in genom håvning för att beräkna Shannons diversitet index och Average score per taxon (ASPT) index. Andelen rovinsekter beräknas från antalet larver av Odonata och individer från familjerna Dytiscidae och Notonectidae. Variansanalyser kommer utföras för att identifiera skillnader mellan områdena och korrelationsanalyser utförs för att identifiera samband mellan evertebrater och framgångsrik reproduktion hos amfibier. Non-metric multidimensional scaling analyser kommer utföras för att identifiera hur lokalerna förhåller sig till varandra i sammansättning av vattenkemi samt sammansättning av familjer och fördelning hos evertebrater. Resultat: Högestad var det mest artrika området. Där var signifikant skillnad i antalet individer av hotad art mellan Ravlunda och de andra områdena. Naturvårdsinsatserna bedömdes gynnat hotad art i Ravlunda men inte i Högestad. Korrelationsanalysen visade inget samband mellan framgångsrik reproduktion och index-beräkningarna. Slutsats: Naturvårdsinsatser i syftet att bevara den svenska amfibiefaunan och dess hotade arter kan vara framgångsrik om man lägger alla bitar i pusslet rätt, för det är många faktorer som spelar in för att insatser ska bli både effektiva och framgångsrika. Att fortsätta med uppföljningar av naturvårdsinsatser efter att projekttiden är slut är viktigt för att kunna ta lärdom om vilka metoder som skapar bäst förutsättningar för stabila populationer hos amfibier.

Déterminer le régime alimentaire des gastéropodes terrestres est important étant donné leurs impacts écologiques et économiques. L’observation en nature est difficile, car les gastéropodes sont principalement actifs la nuit et sont de petite taille. De plus, l’analyse visuelle des contenus digestifs est compliquée car les gastéropodes broient leurs aliments, ne permettant pas une identification précise. L’objectif est de produire une méthode fiable et peu onéreuse pour déterminer le régime alimentaire des gastéropodes en milieu naturel. Le modèle, Arion fuscus, a été échantillonné au printemps dans quatre érablières anciennes du sud du Québec (Canada). Une approche basée sur l’ADN a été utilisée avec amplification par PCR d’un segment d’un gène chloroplastique. La diversité a été déterminée par électrophorèse sur gel non-dénaturant suivie d’un séquençage des variants d’intérêts pour identifier les plantes consommées. Pour les 52 limaces analysées, les PCR ont fonctionné avec succès et les extractions d’ADN de mêmes individus traités indépendamment ont montré les mêmes résultats sur les gels SSCP. Des résultats fiables ont été produits en quelques semaines et le nombre d’échantillons à séquencer a été limité, réduisant ainsi les coûts. Les résultats montrent une faible diversité végétale consommée (6 haplotypes) par A. fuscus; 78,8% des limaces ont uniquement consommé la même espèce de plante. Cette méthode peut permettre de meilleurs suivis des espèces consommées par les gastéropodes dans un contexte d’écologie de la conservation ou de contrôle des espèces nuisibles. / The diet of terrestrial gastropods is difficult to assess in nature because of their often-nocturnal activity and their small size. Moreover, visual analyzes of digestive contents are problematic because gastropods grind food into small particles, making visual identification unexploitable. Determining the gastropods ‘diet is nevertheless highly relevant because gastropods may have strong ecological and economic impacts. On the one hand, several species are listed endangered or critically endangered. On the opposite, numerous species are considered agricultural pests. The objective is to produce an accurate and inexpensive method to determine the diet of gastropods. More specifically, by using an approach based on PCR-amplified DNA followed by SSCP gels, it was possible to determine taxa diversity before Sanger sequencing, and thus reduce costs. We used Arion fuscus from four old maple forests sites in southern Quebec (Canada) as model to test the method. The 52 individuals’ digestive contents analyzed resulted in a successful PCR amplification and independent DNA extractions from a given individual gave the same SSCP pattern. This method produced reliable results in a few weeks and at a low cost, making it possible to sequence only a few samples to know the plant species consumed by all individuals in the study. Results revealed a low diversity of plants consumed (6 haplotypes). 78.8% of the slugs harvested in spring consumed one and the same species of plant. This method enables the monitoring of plant species consumed by gastropods in conservation and agricultural pest control.

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Bat populations across North America are either facing new threats from white-nose syndrome (WNS) and wind energy development or have already experienced precipitous declines. Accordingly, researchers and managers need to know how to best monitor bats to document population and distribution changes, as well as where to look for persisting populations. Landscape-scale WNS impacts to summer bat populations are not well understood, and although acoustic monitoring is commonly used to monitor these populations, there is limited information about differences among acoustic detectors and the implications to managers thereof. My objectives were to model the relationship between WNS impact, influence of available hibernacula, and environmental factors for summer nightly presence of three WNS-affected bats and to compare how multiple models of acoustic detectors perform in terms of detection probability and nightly recorded bat activity. I collected acoustic data from 10 study areas across Virginia, West Virginia, Ohio and Kentucky to describe changes in nightly presence of WNS-affected bat species during summer 2017. During the same period of time, I compared five types of acoustic detectors at Fort Knox, Kentucky. My results show the potential efficacy of using a WNS impact-year metric to predict summer bat presence, and highlight which environmental variables are relevant for large-scale acoustic monitoring. Additionally, my findings suggest that each of the detector types tested would suffice for most research and monitoring activities, but standardization of detector type within the scope of a project or study should be encouraged. / Master of Science / Bat populations across North America are either facing new threats from white-nose syndrome (WNS) and wind energy development or have already experienced devastating declines. Accordingly, wildlife biologists need to know how to best monitor bats to document population and distribution changes, as well as where to look for remaining populations. Landscape-scale WNS impacts to summer bat populations are not well understood, and although acoustic technology is commonly used to monitor these populations, there is limited information about differences among acoustic detectors and the implications to managers thereof. My objectives were to model the relationship between WNS impact, influence of available bat hibernation caves, and environmental factors for summer nightly presence of three WNS-affected bats and to compare how multiple models of acoustic detectors perform in terms of detection probability and nightly recorded bat activity. I collected acoustic data from 10 study areas across Virginia, West Virginia, Ohio and Kentucky to describe changes in nightly presence of WNS-affected bat species during summer 2017. During the same period of time, I compared five types of acoustic detectors at Fort Knox, Kentucky. My results show potential viability of a WNS impact-year metric to predict summer bat presence, and highlight which environmental variables are relevant for large-scale acoustic monitoring. Additionally, my findings suggest that each of the detector types tested would suit most research and monitoring activities, but standardization of detector type within the scope of a project or study should be encouraged.

Une identification précise des espèces exotiques est essentielle afin de déterminer la nature et l’ampleur des impacts que ces espèces auront sur leurs nouveaux habitats. Le complexe d’Arion subfuscus s. l., originaire d’Europe, fait partie des limaces les plus abondantes dans le nord-est de l’Amérique du Nord et plusieurs impacts dus à leur présence ont été rapportés. Cependant, l’identité des espèces introduites demeure inconnue dans la plupart des régions. L’objectif de ce projet est donc de déterminer la répartition récente, la diversité taxonomique et l’origine des membres du complexe d’A. subfuscus s. l. au Québec en se basant sur leur identité mitochondriale (16S rDNA). Un total de 526 spécimens provenant de 68 sites à travers le Québec et un site en Nouvelle-Écosse ont été analysés à l’aide de la technique des SSCP et leurs séquences ont été déterminées. Huit haplotypes de deux espèces allopatriques, A fuscus et A. subfuscus s. s. (lignées S1 et S2) ont été détectés. Les résultats confirment que des limaces provenant de régions distinctes d’Europe ont été introduites à de multiples reprises. Une comparaison avec des données historiques de répartition a révélé une expansion fulgurante de la répartition depuis les 50 dernières années. Arion fuscus est la principale espèce envahissante qui a été détectée dans toutes les régions échantillonnées, ce qui contraste avec les études antérieures réalisées ailleurs en Amérique du Nord. Le rôle potentiel des échanges commerciaux internationaux dans l’histoire d’introduction des espèces exotiques est discuté. / Accurate identification of exotic species is required to assess the magnitude and nature of consequences on their new habitats. The Arion subfuscus s. l. species complex comprised slugs of European origins that are amongst the most abundant slug species in northeastern North America and various impacts of their presence are reported. However, the identities of the species introduced remain unknown in most regions. This study aims at determining the current distribution, taxonomic identity and the origins of the members of the A. subfuscus s. l. complex in Quebec (Canada) based on mitochondrial 16S rDNA. A total of 526 specimens from 68 locations throughout Quebec and one site in Nova Scotia were SSCP analysed and their sequences were determined. Eight haplotypes of the allopatric A. fuscus and A. subfuscus s. s. (lineages S1 and S2) were detected. Results confirmed that slugs from distinct European regions were introduced multiple times. Comparison with previous survey revealed an impressive expansion of the distribution during the last 50 years. Arion fuscus is the major invasive species found throughout Quebec, contrasting with previous North American studies. The potential role of international trade in the introduction history of exotic species is discussed.

Bats occupy diverse and unique niches and are regarded as important components in maintaining ecosystem health. They are major consumers of nocturnal insects, serve as pollinators, seed disperser, and provide important economic benefits as consumers of agricultural and forest pest insects. Bats have been proposed as good indicators of the integrity of natural communities because they integrate a number of resource attributes and may show population declines quickly if a resource attribute is missing. Establishing community- and population-level data, and understanding species interactions is especially important in changing landscapes and for species whose populations levels are threatened by outside factors of anthropomorphic disturbance from hibernacular visitation to energy production and fungal pathogens. For these reasons I have set out to establish habitat use patterns, detection probabilities, spatial and temporal occupancy, and investigate species interactions. This thesis is broken down into three distinct chapters each intended to be a stand-alone document. The first establishes the basic ecology from natural history accounts, provides an overview of the various sampling strategies, and gives a comprehensive description of the study area. The seconds sets out to identify the factors influencing detection probabilities and occupancy of six sympatric bats species and provide insight into habitat use patterns. The third examines spatial and temporal activity patterns and investigates species interactions. This study can provide understanding into the secretive and poorly understood patterns of free flying bats across the landscape. It can also deliver useful information to land managers regarding potential changes in landscape practices for the conservation of bat species. / Master of Science

Le syndrome du museau blanc (SMB), causé par le champignon Pseudogymnoascus destructans (Pd), a mis en péril les populations de chauves-souris hibernantes en Amérique du Nord. Certaines espèces sont hautement vulnérables à la maladie alors que d’autres espèces semblent être résistantes ou tolérantes à l’infection. Plusieurs facteurs physiologiques et environnementaux peuvent expliquer ces différences. Or avant 2015, peu d’études avaient porté sur le microbiome de la peau en relation avec cette maladie. La présente thèse vise à caractériser le microbiome cutané de chiroptères affectés par le SMB afin d’identifier les facteurs de vulnérabilité ou de résistance à la maladie. L’objectif principal est de déterminer comment le microbiome est affecté par la maladie ainsi que de déterminer si celui-ci à un rôle dans la protection face à l’infection fongique. Au Chapitre 1, nous avons tout d’abord exploré et comparé le microbiote cutané de petites chauves-souris brunes (Myotis lucifugus) non affectées par le SMB avec celui de chauves-souris survivantes au SMB pour tester l’hypothèse selon laquelle le microbiote cutané est modifié par la maladie. Nos résultats montrent que le site d’hibernation influence fortement la composition et la diversité du microbiote cutané. Les sites d’hibernations Pd positifs et négatifs diffèrent significativement en termes de diversité, ainsi qu’en termes de composition du microbiote. La diversité est réduite au sein du microbiote des chauves-souris survivantes au SMB et enrichi en taxons tels que Janthinobacterium, Micrococcaceae, Pseudomonas, Ralstonia et Rhodococcus. Certains de ces taxons sont reconnus pour leur potentiel antifongique et des souches spécifiques de Rhodococcus et de Pseudomonas peuvent inhiber la croissance de Pd. Nos résultats sont cohérents avec l’hypothèse selon laquelle l’infection par Pd modifie le microbiote cutané des chauves-souris survivantes et suggèrent que le microbiote peut jouer un rôle de protection face au SMB. Au Chapitre 2, nous avons étudié le microbiote d’une espèce résistante au champignon Pd en milieu contrôlé avant et après infection afin d’établir la réponse potentielle à la maladie. L’espèce étudiée est la grande chauve-souris brune (Eptesicus fuscus) dont le microbiote cutané pourrait jouer un rôle de protection contre l’infection. Nos résultats montrent que la diversité du microbiote de la grande chauve-souris brune inoculée avec Pd est plus variable dans le temps, tandis que la diversité du microbiote des chauves-souris du groupe contrôle demeure stable. Parmi les taxons les plus abondants, Pseudomonas et Rhodococcus, deux taxons connus pour leur potentiel antifongique contre Pd et d’autres champignons, sont restés stables durant l’expérience. Ainsi, bien que l’inoculation par le champignon Pd ait déstabilisé le microbiote cutané, les bactéries aux propriétés antifongiques n’ont pas été affectées. Cette étude est la première à démontrer le potentiel du microbiote cutané d’une espèce de chauves-souris pour la résistance au SMB. Au Chapitre 3, le microbiome cutané de la petite chauve-souris brune a été évalué en milieu naturel dans le contexte du SMB, à l’aide de la métagénomique, une approche haute résolution pour observer le potentiel fonctionnel du microbiome (métagénome fonctionnel). Nos résultats ont permis d’établir que le temps depuis l’infection a un effet significatif sur le métagénome fonctionnel. En effet, les chauves-souris dans la première année suivant l’infection ont un métagénome fonctionnel perturbé qui subit une perte de diversité fonctionnelle importante. Toutefois, le métagénome fonctionnel revient à une structure et composition similaire d’avant infection après 10 ans. Certaines fonctions détectées suite à l’infection sont associées à des gènes reliés au transport et à l’assimilation de métaux, des facteurs limitants pour la croissance du champignon. Ces gènes pourraient donc avoir un rôle à jouer dans la résistance ou la vulnérabilité à la maladie. Globalement, l’étude du métagénome chez la petite chauve-souris brune indique une vulnérabilité du métagénome fonctionnel au champignon, mais que celui-ci semble se rétablir après 10 ans. Une telle réponse pourrait avoir un impact sur la résilience de M. lucifugus. Cette thèse a permis d’acquérir des connaissances fondamentales sur le microbiome cutané des chauves-souris en hibernation pour mieux comprendre les communautés microbiennes de la peau dans le contexte du SMB. Le microbiome pourrait en effet jouer un rôle dans la vulnérabilité et la résistance des chauves-souris à la maladie, et il est essentiel d’adapter notre façon d’aborder la protection de ces espèces et de leur microbiome. Nous souhaitons que les travaux de cette thèse permettent de sensibiliser les acteurs de la conservation à l’existence et à l’importance potentielle du microbiome pour la santé de son hôte. Cette thèse fait également état de l’avancement des méthodes d’analyses qui permettront d’être de plus en plus précis et d’appliquer les connaissances du microbiome en biologie de la conservation. / White-nose syndrome (WNS) caused by the fungus Pseudogymnoascus destructans (Pd) has put hibernating bat populations at risk in North America. Some species are highly vulnerable to the disease while other species appear to be resistant or tolerant. Several physiological and environmental factors can explain these differences. However, before 2015, few studies have focused on the skin microbiome in relation to this disease. The present thesis aims to characterize the cutaneous microbiome of bats affected by WNS in order to identify the factors of vulnerability or resistance to the disease. The main objective is to determine how the microbiome can protect against the Pd fungus, or conversely how the microbiome is altered by the fungal infection. In Chapter 1, we first explored and compared the skin microbiota of little brown bats (Myotis lucifugus) unaffected by WNS with that of WNS survivors to test the hypothesis that the skin microbiota is modified by the disease. Our results show that the hibernation site strongly influences the composition and diversity of the skin microbiota. The Pd positive and negative sites differ significantly in terms of diversity, as well as in terms of the composition of the microbiota. Diversity is reduced within the microbiota of bats surviving WNS and enriched in taxa such as Janthinobacterium, Micrococcaceae, Pseudomonas, Ralstonia, and Rhodococcus. Some of these taxa are recognized for their antifungal potential and specific strains of Rhodococcus and Pseudomonas may inhibit the growth of Pd. Our results are consistent with the hypothesis that Pd infection modifies the skin microbiota of surviving bats and suggest that the microbiota may play a protective role against WNS. In Chapter 2, we studied in a controlled environment the microbiota of a species that exhibits evidence of resistance with mild WNS symptoms, before and after infection, to establish the potential response to the disease. The species studied is the big brown bat (Eptesicus fuscus), whose skin microbiota could play a protective role against infection. Our results show that the diversity of the microbiota of big brown bats inoculated with Pd is more variable over time, while the diversity of the microbiota of the control bats remains stable. Among the most abundant taxa, Pseudomonas and Rhodococcus, two taxa known for their antifungal potential against Pd and other fungi, remained stable during the experiment. Thus, although inoculation with the Pd fungus destabilized the skin microbiota, bacteria with antifungal properties were not affected. This study is the first to demonstrate the potential of the skin microbiota of a bat species for resistance to WNS. In Chapter 3, the skin microbiome of the little brown bat was evaluated in the natural environment in the context of WNS, using metagenomics, a higher-resolution approach to observe the functional potential of the microbiome (functional metagenome). Our results established that the time since infection has a significant effect on the functional metagenome. Indeed, bats in the first year after infection have a disrupted functional metagenome that undergoes a significant loss of functional diversity. However, the functional metagenome returns to a similar structure and composition to that observed before infection after 10 years. Certain functions detected following infection are associated with genes linked to the transport and assimilation of metals, known limiting factors for the growth of the fungus. These genes could therefore have a role to play in resistance or vulnerability to the disease. Overall, this metagenomics study indicates functional metagenome vulnerability to the fungus, although the original functional metagenome is reestablished after 10 years. Such diversified response could impact M. lucifugus resilence. This thesis provides fundamental knowledge on the skin microbiome of hibernating bats to better understand the microbial communities of the skin in the context of WNS. The microbiome could indeed play a role in the vulnerability and resistance of bats to disease and it is essential to adapt our way of approaching the protection of these species and their microbiomes. We hope that the results of this thesis will raise awareness among conservation stakeholders about the existence and potential importance of the microbiome for the health of its host. This thesis also reports on the advancement of analytical methods that will make it possible to be more and more precise and to apply knowledge of the microbiome in conservation biology.