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

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Le genre de plantes carnivores à Nepenthes comporte au moins 120 espèces, réparties dans le sud est asiatique avec les iles de Bornéo et de Sumatra comme centres d'endémisme et de diversité. Ce sont des lianes, dont les feuilles modifiées en urnes comportent un faisceau d'adaptations physicochimiques et morphologiques qui concourent à l'attraction, la capture et la digestion d'arthropodes. La très grande diversité morphologique du genre est couplé e à une diversité fonctionnelle : les mécanismes de rétention sont variables d'une espèce à l'autre. A côté de cette diversité interspécifique, certaines espèces voient la morphologie et le fonctionnement de leurs urnes se modifier au cours de leur ontogénie. Cette thèse fait le lien entre les mécanismes du piégeage et l'écologie de quelques espèces et l'histoire évolutive et de la diversification du genre. / The carnivorous genus encompasses at least 120 species mainly distributed in SE Asia with Borneo and Sumatra recognized as endemism and diversity centers. They are vines whose leaves modified as pitchers exhibit an array of morphological and physicochemical adaptations that compete to the attraction, the capture and the digestion of arthropods. Besides the great morphological diversity the genus comprises a functional diversity exists: retentive mechanisms vary between species and in some species pitcher morphologies and functioning can also change throughout ontogeny. This thesis attempts to describe the trapping mechanisms and the ecology of some species to the evolutionary history of the diversification of the genus.

Un objectif important de la biologie du développement est de comprendre la base cellulaire de la morphogenèse, notamment le destin des différentes cellules souches dans l'embryon en développement. En décrivant la morphogenèse des espèces représentatives des différents groupes ou embranchements, on fournit une base solide pour comparer les processus similaires dans les différents organismes, et pour tirer des conclusions sur l'évolution des plans d'organisation des animaux. À cette fin, les scientifiques développent des techniques chez des espèces sélectionnées - celles-ci comprennent la manipulation de la fonction des gènes, le marquage et le suivi des populations distinctes de cellules, et l'imagerie in vivo.Dans cette thèse, je présente mes efforts pour améliorer la boîte à outils génomique du coléoptère Tribolium castaneum. J'utilise une technique d'édition du génome récemment découverte, CRISPR/Cas, pour introduire des modifications précises dans le génome de Tribolium, y compris l'introduction de grands fragments par recombinaison homologue. Je montre que l'expression de tous les composants de CRISPR/Cas est induite de manière efficace par des promoteurs endogènes de Tribolium. En me basant sur ces résultats, je développe VALCYRIE, une approche transgénique pourmarquer des clones de cellules uniques dans l'embryon de Tribolium.Ce travail me permet d'enquêter sur le devenir des cellules dans la région terminale postérieure du blastoderme de Tribolium. En utilisant une approche de marquage clonal, je montre que ces cellules donnent naissance à des cellules germinales primordiales et aumésoderme postérieur. Avec la même méthode, je montre que l'intestin postérieur de Tribolium se développe à partir d'une population distincte de cellules au début de la bandelette germinale. En utilisant une technique de microscopie timelapse haute résolution, je décris le sort de cellules individuelles dans le blastoderme de Triboliumet je fais la lumière sur le plan de développement des segments gnathal et thoracique de l'embryon à ce stade. En outre, je montre que l'amnios de Tribolium augmente considérablement au cours du développement précoce. En me basant sur des données d'imagerie, je passe en revue la cartographie du devenir de la bandelette germinale en ce qui concerne l'amnios et l'ectoderme embryonnaire / An important objective of developmental biology is to understand the cellular basis of morphogenesis, including fates of distinct progenitor cells in the developing embryo. Describing morphogenesis in representative species of different groups or phyla provides a solid basis for comparing similar processes in different organisms, and for drawing conclusions about the evolution of animal body plans. To this end, scientists develop techniques in selected species - these include manipulation of gene function, marking and tracking of distinct populations of cells, and in vivo imaging.In this thesis, I present my efforts to enhance the genomic toolkit of the beetle Tribolium castaneum. I use a recently discovered genome editing technique, CRISPR/Cas, to introduce precise alterations in the Tribolium genome, including the introduction of large fragments by homologous recombination. I show that all CRISPR/Cas components are driven efficiently by endogenous Tribolium promoters. Based on these results, I develop VALCYRIE, a transgenic approach to mark single cell clones in developing Tribolium embryos.This work allows me to investigate the fates of the cells in the posterior terminal region of the Tribolium blastoderm. Using a clonal labeling approach, I demonstrate that these cells give rise to primordial germ cells and posterior mesoderm. With the same technique, I demonstrate that the hindgut of Tribolium develops from a distinct cell population in the early germband. Using high-resolution time lapse microscopy, I describe the fates of single cells in the Triboliumblastodermand shed new light on the fatemap of gnathal and thoracic segments of the embryo at this stage. Furthermore, Ishow that the amnion of Tribolium expands greatly during early development. Based on imaging data, I review the fate map of the early germ band with regard to the amnion and the embryonic ectoderm

Le frelon Vespa velutina, est une espèce invasive introduite en France il y a une dizaine d’années. Cet Hyménoptère social chasse de nombreux insectes, et plus particulièrement des abeilles, exerçant une forte pression de prédation sur l’entomofaune. Son établissement en Europe est donc susceptible d’avoir un impact néfaste sur les activités humaines et sur la biodiversité locale. L’olfaction joue un rôle central dans la biologie du frelon, que ce soit pour la communication intraspécifique (phéromones) ou la recherche de nourriture. Pour limiter l’impact de V. velutina, une stratégie prometteuse serait d’interférer avec son comportement olfactif. Nous avons donc cherché à acquérir une meilleure connaissance du système olfactif des frelons ainsi que des signaux chimiques impliqués dans leur comportement de prédation. Nous avons tout d’abord décrit et comparé l’organisation du système olfactif des différentes castes d’une colonie de frelons. Le premier centre olfactif du cerveau, le lobe antennaire, est constitué d’unités morphologiques et fonctionelles, les glomérules. Nous avons démontré l’existence de glomérules hypertrophiées (macroglomérules), potentiellement spécialisées dans la détection des phéromones sexuelles, chez les mâles. Nous avons également observé des similarités neuroanatomiques frappantes dans l’organisation du lobe antennaire chez des Hyménoptères de familles différentes (fourmis, abeilles, frelons), permettant de reconstruire une partie de l’histoire évolutive de cette structure, au sein de cet ordre. En particulier, nous avons démontré l’homologie d’un groupe de glomérules impliqué dans le traitement des hydrocarbures cuticulaires, signaux de reconnaissance intraspécifique, chez les frelons et les fourmis. Ce système a pu représenter une préadaptation pour l’apparition de comportements sociaux dans ces familles. De plus, nos résultats ont montré que le nombre de glomérules dans ce système varie fortement chez différentes espèces de frelons, probablement en relation avec les différents niveaux de sympatrie dans lesquels vivent ces espèces. Le lobe antennaire des frelons présente ainsi des adaptations concernant aussi bien le nombre de glomérules que leurs volumes respectifs. Enfin, nous avons effectué des essais comportementaux pour déterminer quels composés odorants sont impliqués dans l’attraction de V. velutina envers les ruches d’abeilles domestiques. Nos résultats suggèrent que les ouvrières de frelon sont sélectivement attirées par des odorants indiquant la présence de ruches, dont des phéromones d’abeille. Ces résultats permettent d’envisager le développement de stratégies de piégeage utilisant des appâts olfactifs spécifiques. / The hornet Vespa velutina is an invasive species introduced from China to France about 10 years ago. This social hymenoptera preys on numerous insects species, but predominantly from honeybee colonies, hence exerting a stong predation pressure on insect fauna. Its etablishment to Europe can have strong detrimental effects on human activities and local biodiversity. Olfaction plays a central role in the biology and behavior of hornets, for both intraspecific communication or food search. To limit the impact of V. Velutina, a promising strategy would be to interfere with its olfactory behaviors. We thus aimed to acquire a better knowledge on the olfactory system of hornets and on the chemical signals involved in their predatory behavior. We first described and compared the organization of the olfactory system of the different castes of hornets. The first olfactory processing center, the antennal lobe, consists of morphological and functional units, the glomeruli. We have demonstrated the existence of enlarged glomeruli (macroglomeruli), potentially specialized in the detection of sex pheromones in males. We also observed striking neuroanatomical similarities in the antennal lobe organization of different Hymenoptera families (ants, bees, hornets) allowing to retrace part of the evolutionary history of this structure within that insect order. In particular, we demonstrated the homology of a glomerular cluster involved in the processing of cuticular hydrocarbons (intraspecific recognition signals) among hornets and ants. This systsem could be a preadaptation for the emergence of social behaviors in these families. In addition, our results showed that the number of glomeruli within this system varies across hornet species, probably due to the different sympatry levels these species experience. The hornet antennal lobe presents adaptations both in the number and the volume of glomeruli. Finally, we performed behavioral tests to identify odor compounds involved in the attraction of V. Velutina towards bee hives. Our results suggest that workers are selectively attracted to olfactory cues indicating the presence of hives, including some honeybee pheromones. These results allow considering the development of trapping strategies using specific baits.

Ce projet de recherche évalue la réponse à très court terme (< 1 mois) des insectes saproxyliques à la disponibilité saisonnière ainsi qu'à l'essence d'arbre de bûches récemment coupées. Disposant de quatre parterres de coupes forestières dans la sapinière à bouleau blanc de la forêt Montmorency (Québec, Canada), nous avons évalué la réponse des insectes saproxyliques en termes de richesse taxonomique, de taux de visites et de taux de colonisation sur des bûches coupées à différents moments de la saison estivale. La richesse taxonomique et les taux de visites ont été évalués à l'aide de pièges à interception fixés au tronc alors que les taux de colonisation ont été obtenus par écorçage et dissection des bûches exposées. Les bûches de sapin baumier et d'épinette noire ont été davantage visitées et colonisées par les insectes xylophages que celles de bouleau blanc qui ont été complètement exemptes d'attaques. Nos résultats ont également montré une colonisation des bûches par les xylophages moins d'un mois après la coupe, avec des taux de colonisation plus élevés sur une période allant de la mi-juillet à mi-septembre. Ces xylophages appartenaient principalement aux espèces Monochamus prob. scutellatus et Urocerus prob. albicornis, qui sont des colonisateurs primaires connus pour les dommages qu'ils causent aux arbres moribonds ou récemment morts ou au bois récemment coupé. Nous recommandons de récolter rapidement les troncs de conifères une fois coupés pendant la période allant de la mi-juillet à mi-septembre afin de minimiser les dommages infligés aux troncs récoltés. / This research project evaluates the short-term (< 1 month) response of saproxylic insects to the seasonal availability and tree species of recently cut logs. Using four harvested sites located in the balsam fir-paper birch forest of Forêt Montmorency (Quebec, Canada), we evaluated the taxonomic richness, visitation rates and colonization rates of saproxylic insects on logs cut on different dates during the summer season. Taxonomic richness and visitation rates were assessed using trunk-window traps, while colonization rates were obtained by debarking and dissecting exposed logs. Xylophagous insects were more likely to colonize balsam fir and black spruce logs than paper birch logs. Our results also showed a colonization of the logs by xylophagous insects less than a month after cutting, with higher colonization rates over a period ranging from mid-July to mid-September. These xylophagous insects were mainly Monochamus prob. scutellatus and Urocerus prob. albicornis, which are primary colonizers known to damage commercial logs. We recommend prompt harvesting of conifer logs cut during the period ranging from mid-July to mid-September to minimize damage to harvested logs.

L'inventaire de champignons ophiostomatoïdes isolés de quatre espèces de scolytes de l'écorce {Dryocoetes affaber, Ips borealis, I. perturbatus et Polygraphus rufipennis) récoltés dans des bûches d'épinette blanche, a été réalisé au Québec. Ces champignons ont été classés à l'aide de marqueurs moléculaires (PCR-RFLP-rDNA) et d'analyses phylogénétiques sur les gènes de PADNr et de la (3-tubuline. Un total de 23 taxa de champignons ophiostomatoïdes ont été répertoriés, dont 13 ne semblant pas avoir de description dans la documentation scientifique. Par ailleurs, il semble y avoir une différentiation des communautés fongiques selon l'espèce de scolyte d'où elles proviennent. Finalement, l'initiation de la caractérisation d'une nouvelle espèce de Leptographium, a été effectuée à l'aide d'analyses phylogénétiques et moléculaires sur les gènes de l'ADNr, de la P-tubuline, de l'actine et du facteur d'élongation — la. Grâce à ces analyses, nous avons pu obtenir des indices sur la phylogénie et l'évolution de cette nouvelle espèce. / A survey of ophiostomatoid fungi isolated from four bark beetle species (Dryocoetes affaber, Ips borealis, I. perturbatus and Polygraphus rufipennis) collected in white spruce logs, was carried out in the province of Québec. These fungi were classified by means of molecular markers (PCR-RFLP-rDNA) and phylogenetic analyses on the rDNA and ptubulin genes. A total of 23 ophiostomatoid fungi were listed, among which 13 do not seem to have been described in the scientific literature. Moreover, the fungal community seemed to be differentiated according to the bark beetle species from which fungi were collected. Finally, the characterization of a new Leptographium species was initiated with the aid of phylogenetic and molecular analyses of the rDNA, P-tubulin, actin and elongation factor — la genes. By using these analyses, we were able to acquire indications on the phylogeny and evolution of this new Leptographium species.

No description available.

La reproduction chez la reine de l’abeille domestique (Apis mellifera L.) se fait par copulation avec plusieurs faux-bourdons (polyandrique) lors d’un vol nuptial à l’extérieur de la colonie. Des problèmes de fertilité des reines abeilles sont rapportés et une défaillance de la production et la qualité du sperme des faux-bourdons est mise en cause. Ce projet vise à évaluer l’influence de la lignée génétique, de l’âge du faux-bourdon ainsi que du moment dans la saison sur la production et la qualité du sperme des faux-bourdons dans les colonies d’abeilles du Québec. Les résultats montrent que l’âge et le moment dans la saison influencent la maturité et la production de sperme. Une meilleure compréhension des facteurs influençant l’élevage des faux-bourdons au sein de la colonie d’abeille permettra d’optimiser la fécondation des reines en maximisant la qualité des mâles produits. / Honeybee (Apis mellifera L.) reproduction is polyandrous: the queen obtains millions of sperm by mating with several drones outside the colony. Since queen fertility problems have been reported, it is important to investigate the variations that exist in drone semen production and quality. The main objective of this project was to assess the influence of breeding line, drone age and breeding timing in the season on semen production and quality. Results showed that drone age and breeding timing are the most influential factors. A better understanding of factors influencing drone rearing within a honeybee colony will ensure optimum honeybee queen mating by maximising the quality of males.

Ce projet de recherche évalue la réponse à très court terme (< 1 mois) des insectes saproxyliques à la disponibilité saisonnière ainsi qu'à l'essence d'arbre de bûches récemment coupées. Disposant de quatre parterres de coupes forestières dans la sapinière à bouleau blanc de la forêt Montmorency (Québec, Canada), nous avons évalué la réponse des insectes saproxyliques en termes de richesse taxonomique, de taux de visites et de taux de colonisation sur des bûches coupées à différents moments de la saison estivale. La richesse taxonomique et les taux de visites ont été évalués à l'aide de pièges à interception fixés au tronc alors que les taux de colonisation ont été obtenus par écorçage et dissection des bûches exposées. Les bûches de sapin baumier et d'épinette noire ont été davantage visitées et colonisées par les insectes xylophages que celles de bouleau blanc qui ont été complètement exemptes d'attaques. Nos résultats ont également montré une colonisation des bûches par les xylophages moins d'un mois après la coupe, avec des taux de colonisation plus élevés sur une période allant de la mi-juillet à mi-septembre. Ces xylophages appartenaient principalement aux espèces Monochamus prob. scutellatus et Urocerus prob. albicornis, qui sont des colonisateurs primaires connus pour les dommages qu'ils causent aux arbres moribonds ou récemment morts ou au bois récemment coupé. Nous recommandons de récolter rapidement les troncs de conifères une fois coupés pendant la période allant de la mi-juillet à mi-septembre afin de minimiser les dommages infligés aux troncs récoltés. / This research project evaluates the short-term (< 1 month) response of saproxylic insects to the seasonal availability and tree species of recently cut logs. Using four harvested sites located in the balsam fir-paper birch forest of Forêt Montmorency (Quebec, Canada), we evaluated the taxonomic richness, visitation rates and colonization rates of saproxylic insects on logs cut on different dates during the summer season. Taxonomic richness and visitation rates were assessed using trunk-window traps, while colonization rates were obtained by debarking and dissecting exposed logs. Xylophagous insects were more likely to colonize balsam fir and black spruce logs than paper birch logs. Our results also showed a colonization of the logs by xylophagous insects less than a month after cutting, with higher colonization rates over a period ranging from mid-July to mid-September. These xylophagous insects were mainly Monochamus prob. scutellatus and Urocerus prob. albicornis, which are primary colonizers known to damage commercial logs. We recommend prompt harvesting of conifer logs cut during the period ranging from mid-July to mid-September to minimize damage to harvested logs.