Le complexe volcanique Atacazo - Ninahuilca (CVAN) est localisé dans la Cordillère Occidentale de l'Equateur, à 10 km au sud de la ville de Quito. Trois grands édifices ont pu être distingués : La Carcacha, l'Atacazo et les dômes internes. Des datations 40Ar/39Ar et 14C ont permit d'établir une chronologie détaillée de l'emplacement de ces édifices respectivement vers 1,29 Ma, 222 à 71 ka et 20 à 2,3 ka. Au cours du temps, l'activité de ce complexe est passée d'effusive à explosive; l'index d'explosivité estimé pour leurs deux dernières éruptions est de VEI = 5, démontrant ainsi la grande dangerosité de ce volcan. La modélisation des processus pétrogénétiques indique la participation de la cristallisation fractionnée et de la contamination crustale dans l'évolution de La Carcacha et l'Atacazo. Tous les magmas anciens apparaissent issus de la fusion partielle d'un manteau métasomatisé par des liquides adakitiques, tandis que les dômes récents correspondent à des produits de la fusion directe de basaltes. Il en résulte que tous ces magmas possèdent un caractère adakitique, lequel devient de plus en plus important au cours du temps. Des variations temporelles identiques ont déjà été observées dans plusieurs autres volcans de l'arc équatorien. Ce changement dans la nature du magmatisme reflète un changement progressif de la source, et montre le rôle de plus en plus important joué par la fusion de la croûte océanique subductée interprété comme résultant de l'entrée de la Ride de Carnegie en subduction. La présence de la jeune et chaude ride de Carnegie à l'aplomb de l'arc équatorien engendre un gradient géothermique élevé favorable à la fusion de la plaque océanique subductée. Les liquides adakitiques ainsi engendrés, sont dans un premier temps totalement consommés par les réactions métasomatiques avec le coin du manteau alors que, dans un second temps grâce aux interactions successives adakites-manteau et éventuellement à des taux de fusion plus élevés, ils sont capables d'atteindre la surface.

Cette étude aborde les problèmes de spéciation et d'évolution chez les Dacryoconarides à partir des espèces du genre Nowakia du Praguien de la coupe de Cerna rokle (Dévonien inférieur, République Tchèque). Une -analyse biométrique est mise au point pour ce groupe fossile afin de préciser la notion d'espèce. Des mesures morphométriques sont effectuées sur près de 3000 individus de No wa kia, répartis dans 38 populations issues chacune d'un niveau stratigraphique bien défini. L'étude statistique des donné.es (analyses univariées, bivariées, factorielles) permet d'identifier et de caractériser mOfphométriquement les espèces du genre Nowakia. La méthodologie utilisée s'avère applicable . à d'autres populations de No wa kia , mais aussi à d'autres Dacryoconarides. Six espèces appartenant au 'genre Nowakia sont identifiées dans la succession de Cerna rokle. Trois nouvelles espèces sont nommées formellement (N. fa ta, N. muftiannufata, N. ampfa) et une quatrième (N. acuaria s.str;) est restreinte à' un champ de variabilité plus limité. La distribution verticale de ces espèces conduit à proposer, de la plus ancienne à la plus récente, les biozones d'intervalle à kabyfica, à pragensis, à acuaria s.str., à fa ta, à muftiannufata, à ampfa. L'influence des facteurs paléoenvironnementaux sur la dynamique des populations de Dacryoconarides et sur la spéciation du genre Nowakia est appréhendée à partir d'une étude de microfaciès et d'analyses isotopiques des carbonates contenant cette faune. Les variations dans la fréquence et la distribution des espèces, au cours du temps fournissent une estimation de la diversité spécifique et de la vitesse d'évolution des Dacryoconarides. Les fluctuations des rapports isotopiques du carbone et de l'oxygène sont des marqueurs potentiels des variations du paléoenvironnement. Le rôle de ces facteurs extrinsèques apparaît toutefois secondaire par rapport aux facteurs intrinsèques relevant directement de processus biologiques. Les contraintes environnementales ne semblent pas avoir joué le rôle de facteur déclenchant qu'on. leur attribue parfois vis à vis de la spéciation; tout au plus, dans certains cas, ont-elles favorisé la prolifération temporaire de certaines espèces. Les modalités et le rythme de spéciation chez les Nowakia du Praguien sont discutés. Le retard ou la précocité de l'apparition de certains caractères morphologiques et des différences dans leur vitesse de développement sont interprétés en termes d'hétérochronies de développement. La lignée phylogénétique des Nowakia montre différentes tendances morphologiques illustrées par des espèces qui coexistent ou se succèdent au cours du temps. L'apparition des espèces est soudaine et la séparation au sein de lignées, point fondamental du modèle des équilibres ponctués, paraît remplie par les espèces du Praguien de Cerna rokle. Après leur apparition, les espèces de Nowakia montrent une stabilité morphologique au cours du temps. Le modèle évolutif de type gradualisme phylétique rend moins bien compte des observations effectuées.

Dans le bassin du Sud-Est et plus particulièrement dans le bassin de Digne-Valensole, les dépôts continentaux des séries tertiaires sont identifiés sous le terme de Molasse Rouge et sont souvent peu ou mal contraints biostratigraphiquement. Les seuls éléments stratigraphiques disponibles sont les coquilles de gastéropodes et les dents de micromammiferes, qui déterminent des fenêtres de temps d'une durée moyenne de l'ordre de quelques Ma selon les assemblages faunistiques. La première partie de ce mémoire fait le point sur l'état des connaissances des conditions de sédimentation du bassin oligo-miocène de Digne. Les données biostratigraphiques relatives aux différentes coupes étudiées sont présentées en regard des échelles biostratigraphiques récentes ; * la deuxième partie expose les apports des analyses de signaux isotopiques des paléosols carbonatés à l'étude des séries continentales. Leurs applications diverses sont illustrées par des exemples choisis ; * la troisième partie présente l'ensemble des milieux de dépôts rencontrés qui couvrent les systèmes alluviaux et fluviatiles, les environnements lacustres, les dépôts littoraux et marins francs. Une attention particulière est portée à la description des paléosols carbonatés ; .Ia quatrième partie est d'abord consacrée à l'analyse des signaux 013C et 0180 sur les coupes de référence bien calées stratigraphiquement puis à l'extension de la méthode sur les autres coupes en comparant les outils isotopiques aux approches biostratigraphiques et en proposant une reconstitution des paléoenvironnements. * Enfin, la dernière partie s'attache à montrer les perspectives qui se dégagent des résultats de l'étude sur l'ensemble du bassin de Digne-Valensole en proposant des perspectives d'études dans des domaines aussi variés que la biozonation des micromammifères, la paléoécologie, la paléogéographie, le découpage séquentiel et l'architecture des séries sédimentaires.

Thèse de doctorat : Sciences du Vivant : Strasbourg 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 165-175.

Nous avons étudié l’application de plusieurs mesures d’isotopes stables afin de caractériser les processus du cycle de l’azote et les sources d’azote dans les lacs tempérés à diverses échelles spatiales et temporelles. Les résultats d’une étude à travers 65 lacs sur un gradient trophique ont démontré que le ratio d’isotopes stables d’azote (δ15N) des sédiments de surface est un indicateur de l’importance relative des sources d’azote anthropique, mais que ce ratio peut être altéré par la diagenèse. La mesure du δ15N des sédiments demeure néanmoins un outil permettant de déterminer à long terme le changement des charges en azote anthropique aux écosystèmes lacustres et les causes de l’eutrophisation de ces systèmes. Nos résultats d’une étude sur la variation saisonnière de plusieurs isotopes stables dans trois lacs peu profonds situés sur un gradient trophique et ayant différents régimes de stratification ont démontré que cette approche est prometteuse dans les lacs mésotrophes et stratifiés. Dans ces systèmes, le δ15N de la matière organique particulaire (MOP) aurait le potentiel de déterminer les sources d’azote assimilées par le phytoplancton. Cependant les mesures d’isotopes stables du carbone (δ13C) et du ratio C:N indiquent que les apports de matières organiques du bassin versant peuvent altérer les relations observées. Nous avons également constaté une déviation de la relation 1:1 entre les isotopes stables d’azote et d’oxygène (δ18O) du nitrate (NO3-) indiquant son assimilation et sa nitrification simultanée. Cette application est particulièrement prometteuse puisque la nitrification est méconnue dans les lacs et peut exacerber les effets de l’eutrophisation. / We studied the application of multiple stable isotopes measures with the overall objective of improving our understanding of nitrogen cycling and sources in temperate lakes over different spatial and temporal scales. Results from our study across 65 lakes on a trophic gradient demonstrated that surface sediment nitrogen stable isotope ratio (δ15N) is an indicator of the relative importance of anthropogenic N loads, but that diagenesis can alter this ratio. Nevertheless, sediment core δ15N is a powerful proxy for the determination of longterm changing anthropogenic N loads to lake ecosystems and the causes of lake eutrophication. Results from our second study on multiple stable isotopes seasonal variation in three shallow lakes along a trophic gradient and with different stratification regimes have demonstrated that such an approach is particularly promising in mesotrophic and stratified lakes. In these systems, our results showed that the suspended particulate organic matter (SPOM) δ15N could be used to assess the nitrogen sources assimilated by phytoplankton. However, measurement of carbon stable isotopes (δ13C) and C:N ratios from the SPOM showed that the observed relationships can be altered by watershed derived organic matter. We have also found a deviation from the 1:1 relationship between nitrogen and oxygen stable isotopes (δ18O) of nitrate (NO3-) indicating a simultaneous NO3- assimilation and nitrification in our stratified system. The application of dual nitrate isotopes is promising in the study of nitrification since this process is not well understood in lakes and can increase the severity of eutrophication symptoms.

Cette thèse de Doctorat examine le réseau trophique estuarien lié aux herbiers à zostères, Zostera noltii et quantifie le rôle trophique des consommateurs de la macrofaune benthique, dans deux zones intertidales de l'estuaire du Mondego, à différentes périodes de 1993 à 2008. Elle s'intéresse spécifiquement (i) à l'incorporation de l'azote issu des activités humaines, en considérant l'assimilation d'azote comme un indicateur de l'eutrophication et (ii) au rôle des zostères dans le réseau trophique benthique. Six modèles ont été développés afin d'analyser les effets, (i) d'un enrichissement en nutriments, (ii) des mesures de mitigation, et (iii) d'une inondation centennale, sur les propriétés du réseau trophique benthique estuarien. La présence de Z. noltii change peu la structure du réseau trophique planctonique, soutenu en partie par la matière organique particulaire et supporte principalement des poissons comme prédateurs. Les autres consommateurs montrent une grande variabilité de signature isotopique, ce qui suggère qu'ils peuvent changer de régime alimentaire en fonction des changements de l'environnement. En revanche, les δ13C et δ15N des producteurs et consommateurs de l'estuaire du Mondego montrent très peu de variation saisonnière, malgré une saisonnalité météorologique marquée, ainsi qu'une forte variation saisonnière des paramètres de la colonne d'eau (apports en sels nutritifs et concentration en chlorophylle a). Les modèles à l'état stable montrent enfin que la structure trophique de la communauté benthique de l'estuaire du Mondego est affectée différemment par chacun des évènements particuliers étudiés.

Les lagunes côtières Méditerranéennes constituent des zones de nourrissage pour les juvéniles de plusieurs espèces de poissons côtiers. C'est sur cet apport constant en juvéniles ainsi que sur les ressources trophiques du milieu que s'appuie l'aquaculture extensive dans la lagune Vassova (Préfecture de Kavala, Grèce). Afin d'optimiser la production piscicole, il apparaît important d'identifier les processus favorisant la survie et la croissance des jeunes poissons.Ce travail s'est focalisé sur une espèce communément exploitée dans les lagunes Méditerranéennes : le mulet sauteur Liza saliens (Mugilidae). Notre étude s'est attachée à identifier les ressources trophiques soutenant la croissance des juvéniles de L. saliens (15 - 50 mm, longueur totale / LT) et à préciser leur qualité nutritionnelle en termes d'apports en acides gras polyinsaturés (AGPI). Ainsi, pendant la période de colonisation de la lagune Vassova par L. saliens (Juin - Novembre), des prélèvements mensuels de poissons (juvéniles de L.saliens et principales espèces piscicoles sédentaires), de leurs proies potentielles, et des différentes sources de matière organique ont été effectués sur deux stations de la lagune. Une approche combinant l'analyse des biomarqueurs lipidiques, l'analyse isotopique et l'analyse des contenus stomacaux a été adoptée afin d'identifier les sources de carbone soutenant la croissance des jeunes L. saliens. Les analyses lipidiques ont également permis de suivre l'évolution de la composition en AG des lipides membranaires (lipides polaires : LP) et destockage (lipides neutres : LN) des juvéniles de L. saliens durant leur premiers mois de vie lagunaire. Enfin, en déterminant par GC-C-IR-MS la composition isotopique des AGPI assimilés par L. saliens, il a été possible d'identifier l'origine de ces composés essentiels. Nos résultats montrent qu'à leur arrivée dans la lagune, les juvéniles (~15 mm, LT) se nourrissent exclusivement d'organismes planctoniques. Lorsque les juvéniles atteignent les 20 mm (LT), ils passent progressivement vers une alimentation principalement basée sur des proies benthiques. Ce changement de régime alimentaire se traduit par une diminution importante des apports alimentaires en 22:6ω3. A cet égard, les résultats obtenus en GC-C-IRMS montrent que chez L. saliens cet AGPI a comme toute première origine, les microorganismes du compartiment planctonique. Il apparaît donc qu'au cours de leur transition du milieu planctonique marin vers le milieu benthique lagunaire, les juvéniles de L. saliens sont confrontés à une diminution de la qualité nutritionnelle. Néanmoins, le 22 :6ω3, mais également le 20:4ω6 semblent être activement retenus dans les lipides membranaires des jeunes poissons. Plus généralement, nos résultats montrent que le 20:4ω6 est fortement retenu par les principales espèces pisciaires de la lagune, suggérant l'importance pour les poissons estuariens, de ce composé essentiel impliqué dans la résistance des poissons aux stress environnementaux.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 mai 2008). Bibliogr.

Le radiocarbone (14C) et le tritium (3H) sont libérés dans l'environnement de manière naturelle et par les activités nucléaires. Les rejets devant perdurer pendant les prochaines décennies, il est primordial de prévoir leur devenir et leur temps de résidence dans les sols. L'objectif de cette thèse est de proposer une prévision quantitative et une modélisation simple du devenir de 14C et 3H dans les matières organiques du sol (MOS). L'originalité de ce travail est double: nous faisons l'hypothèse que l'incorporation et le devenir des atomes d'hydrogène non-échangeable (HNE) dans le sol sont couplés à la dynamique du carbone; l'approche choisie est le traçage naturel ou artificiel par les isotopes stables 13C et 2H.A travers le traçage naturel par le 13C in situ, nous avons quantifié le carbone récemment incorporé par la végétation sur quelques décennies. Nous avons alors adapté le modèle RothC à la dynamique du C profond des sols. Cela nous a permis de prévoir que 10% du C persisteront pendant plusieurs siècles dans les couches profondes. Les expériences croisées d'incubation de composés marqués en 13C et 2H nous a permis de montrer que l’activité microbienne est le moteur de l’incorporation d’hydrogène de l’eau dans les MOS et nous a permis d'établir la stœchiométrie CH des biotransformations. Ces expérimentations ont permis de proposer un modèle de la dynamique couplée de C et H des MOS à court et moyen terme (décennies). Une méta-analyse des corrélations entre les teneurs en 13C et 14C de sols mondiaux nous a permis de démontrer que l'enrichissement en 13C des MOS peut être expliqué en totalité par le rapport 13C/12C de la végétation dont elles sont issues. / Radiocarbon (14C) and tritium (3H) are naturally released into the environment but also through nuclear activities. The releases are expected to persist for the next decades, it is important to predict their fate and their residence time in soils. The objective of this thesis is to propose a quantitative prediction and a simple modeling of the fate of 14C and 3H in soil organic matter (SOM). The originality of this work is twofold: first, we hypothesize that the incorporation and fate of NEH atoms in the soil are coupled to the carbon dynamics. Second, we chose to trace carbon and hydrogen by natural or artificial 13C and 2H tracing.Through natural in situ 13C tracing, we quantified the carbon recently incorporated by vegetation in few decades. Deep horizons contain a large part of this carbon (typically 20 to 30%). We adapted the RothC model to the deep soil C dynamics. This allowed us to predict that 10% of C will persist for several centuries in the deeper layers. The labelling experiments showed that the microbial activity is driving the incorporation of hydrogen from water into SOM, and allowed us to establish the CH stoichiometry of biotransformations. These experiments were a mean to propose a model of the coupled C and H dynamics of the SOM in the short and medium term (decades). The results of this thesis contribute as well to the improvement of the interpretation of natural abundances in 13C and 2H stable isotopes. A meta-analysis of the correlations between the 13C and 14C concentrations of global soils has demonstrated that the 13C enrichment of deep organic matter can be fully explained by the 13C/12C ratio of the vegetation from which they are derived.

Les pathologies du métabolisme du fer, dont les surcharges en fer, se caractérisent par une grande variabilité de leur expression phénotypique pour des étiologies similaires. Les mécanismes de cette variabilité ne sont pas pleinement identifiés. L’existence d’interrelations entre le fer et d’autres métaux pourrait y contribuer. L’objectif de ce travail, réalisé chez la souris, a été de préciser les interactions entre le métabolisme du fer et ceux d’autres métaux. Nous avons : i) montré que le fond génétique des souris module le métabolisme d’autres métaux, en sus du fer ; et ii) identifié des liens entre les paramètres de ces métaux en situation physiologique. Nous avons également mis en évidence, dans des modèles de souris surchargées en fer par supplémentation exogène ou bien du fait d’une déficience en hepcidine (le régulateur du métabolisme systémique du fer), un lien fort entre le métabolisme du fer et ceux du molybdène et du manganèse particulièrement au niveau splénique. Ces résultats suggèrent que des mécanismes de régulation, pouvant impliquer de façon directe ou indirecte l’axe hepcidine / ferroportine, pourraient être partagés entre le fer, le molybdène et le manganèse. Le rôle de l’hepcidine devra être précisé. Les explorations dynamiques in vivo avec les isotopes stables constituant une approche possible pour mieux comprendre les mécanismes du métabolisme du fer, nous avons caractérisé la répartition des isotopes stables du fer (par le ratio isotopique 56Fe/54Fe) dans les tissus liés à son métabolisme. Ceci nous a permis de confirmer la variation du ratio isotopique 56Fe/54Fe entre les organes, et de mettre en évidence un fractionnement isotopique du fer différent selon les fonds génétiques de souris au niveau hépatique. Ces résultats montrent ainsi l’importance de prendre en compte cette caractéristique essentielle dans les études métaboliques visant à mieux comprendre le métabolisme du fer et ses liens avec celui d’autres métaux, dans un contexte physiologique ou pathologique. / Iron metabolism disorders, including iron overloads, are characterized by important phenotypic expression variabilities for similar etiologies. The mechanisms involved are not fully identified. Interrelations between iron and other metals may contribute to this variability. The aim of this work, performed in mouse, was to investigate interactions between iron and other metals metabolisms. We have: i) shown that mice genetic background modulates other metals metabolism, besides iron; and ii) identified links between parameters of these metals in physiological condition. We have also highlighted, in mice models of iron overload, related either to exogenous iron exposure, or to deficiency in hepcidin (the systemic iron metabolism regulator), a strong link between iron metabolism and molybdenum and manganese metabolisms, particularly in spleen. These results suggest that regulatory mechanisms, possibly involving directly or indirectly the hepcidin / ferroportin axis, may be shared by iron, molybdenum and manganese. The clarification of hepcidin role needs further investigations. In vivo dynamic explorations with stable isotopes being a possible approach to better understand mechanisms of iron metabolism control, we have characterized the distribution of iron stable isotopes (using 56Fe/54Fe isotope ratio) in tissues involved in its metabolism. We have confirmed the variation of 56Fe/54Fe isotope ratio between organs, and highlighted a different iron isotope fractionation in liver according to mice genetic backgrounds. These results show the importance to take into account this essential feature for metabolic studies aspiring to better understand iron metabolism and its links with other metals metabolism, in physiological or pathological conditions.