codirection : Emmanuel Milot (Université du Québec à Trois-Rivières) / La bioarchéologie donne un accès inédit à l’histoire des populations passées à travers l’analyse directe des restes humains. Au Québec, peu d’études bioarchéologiques explorent l’histoire des populations à grande échelle durant la période coloniale en raison de divers facteurs (ex. fouilles peu exhaustives des cimetières en raison de mandats limités, mauvaise conservation des squelettes, aspects historiques minimisés comme la traite des esclaves). Seules les études génétiques, généalogiques et démographiques ont permis de constituer un portrait phylogénétique des différentes populations qui ont cohabité depuis les premières colonies européennes. Cette thèse vise à appliquer des approches méthodologiques issues de la morphométrie géométrique 3D pour contribuer à explorer l’histoire coloniale à travers la variation phénotypique de l’os temporal. L’os temporal qui constitue la partie latérale (voire basale) du crâne est l’un des ossements les mieux préservés dans les collections bioarchéologiques au Québec. Comme cet os formé très tôt in utero est reconnu pour être moins influencé par les pressions environnementales externes, sa morphologie reflète des signaux biologiques directement hérités des ancêtres. Un total de 214 os temporaux issus de sept cimetières coloniaux ; cinq catholiques (ascendance française) et deux protestants (ascendance britannique) établis dans la vallée du Saint-Laurent ont été numérisés en 3D au moyen de la photogrammétrie. Des analyses en morphométrie géométrique 3D ont permis d’explorer la variation phénotypique au niveau intra — et inter-régional des cimetières qui retracent des périodes clefs de l’histoire coloniale ; de la formation de la Nouvelle-France sous le régime colonial français, à sa capitulation au profit du régime colonial britannique, jusqu’à l’ère industrielle (XVII-XIXe siècles). Les résultats morphométriques ont révélé une différenciation régionale significative entre tous les cimetières catholiques canadiens-français. Ils montrent notamment (i) la faible variation morphologique observée à Montréal au cours de deux siècles d’occupation coloniale, et (ii) des différences morphologiques significatives entre les cimetières catholiques les plus anciens, reflétant une régionalisation rapide des populations liée à l’effet fondateur, aux goulots d’étranglement et à un éventuel isolement géographique entre la ville et la campagne. L’absence de différences entre le cimetière protestant de Saint-Laurent (Montréal) et tous les cimetières catholiques récents, par rapport au cimetière protestant de Saint-Matthew (Québec), pourrait indiquer la présence potentielle d’individus irlandais. Les cimetières Saint-Lawrence et Saint-Antoine étaient tous deux en usage durant les importantes migrations irlandaises et épisodes épidémiques qui ont causé une importante mortalité chez ses populations. Enfin, trois individus d’origine potentiellement non européenne ont été identifiés dans les cimetières protestants de Saint-Matthew à Québec (n=2 ; ascendance africaine ou métissée) et dans le cimetière catholique de Notre-Dame à Montréal (n=1 ; ascendance autochtone ou métissée). Les deux cimetières reflètent deux périodes importantes : (i) le développement de la colonisation française (Notre-Dame, 1683-1799) et (ii) britannique (Saint-Matthew, 1771-1860). Ces deux périodes et lieux ont également connu la plus forte concentration d’esclaves ; ce qui indique le potentiel statut social de ces trois individus. Cette recherche met en évidence les avantages de l’utilisation de l’os temporal et de la morphométrie géométrique pour documenter la variation inter — et intra-groupe au niveau phénotypique de populations passées apparentées. Ces nouveaux outils méthodologiques offrent des alternatives aux contraintes taphonomiques tout en minimisant la manipulation des restes humains archéologiques. Combinées à des approches éthiques basées sur la réciprocité, ces méthodes démocratiques permettent d’engager plus activement les communautés de descendants dans le domaine de la bioarchéologie, pour à terme, faciliter les demandes de rapatriement et ramatriement, particulièrement dans le cas d’individus sans documentation précise ni contexte archéologique. / Bioarchaeology provides unique access to past population histories through the direct analysis of human remains. In Quebec, few bioarchaeological studies explore the history and processes of admixture during the colonial period, due to a variety of factors (e.g. limited cemetery excavations, poor skeletal conservation, neglected historical aspects such as the slave trade). Only genetic, genealogical and demographic studies have provided a phylogenetic overview of the different populations that have lived alongside each other since the first European colonies. This thesis aims to apply innovative conceptual and methodological approaches to help in exploring colonial history through phenotypic variation. The temporal bone, which forms the lateral (or basal) part of the skull, is one of the bestpreserved bones in general, and in bioarchaeological collections in Quebec in particular. Because this bone is formed in utero, it is known to be less influenced by external environmental pressures. Its morphology reflects biological signals directly inherited from ancestors. Temporal bones (n=214) from seven colonial cemeteries, five Catholic and two Protestant ones, in the St. Lawrence Valley were digitized in 3D using photogrammetry. Geometric morphometric analyses explored phenotypic variation at intra- and inter-regional levels for cemeteries that illustrate key periods of colonial history; from the formation of New France under French colonization to its handover under British colonization through to the industrial era (17th-19th centuries). Morphometric results revealed significant regional differentiation between all French-Canadian Catholic cemeteries. They demonstrate (i) low morphological variation observed in Montreal over two centuries of colonial occupation, and (ii) significant morphological differences between the oldest Catholic cemeteries. It reflects, rapid regionalization linked to the founder effect, bottlenecks and possible geographical isolation between city and countryside. The absence of differences between the Protestant cemetery of Saint-Lawrence (Montreal) and all recent Catholic cemeteries, compared with the Protestant cemetery of Saint-Matthew (Quebec), could indicate the potential presence of Irish individuals. Finally, three individuals of potentially non-European origin were documented in the Protestant cemeteries of Saint-Matthew in Quebec City (n=2; African ancestry or admixed) and in the Catholic cemetery of Notre-Dame in Montreal (n=1; Indigenous ancestry or admixed). Both cemeteries reflect two important periods: (i) French colonization (NotreDame, 1683-1799); (ii) followed by British colonization (Saint-Matthew, 1771-1860). Both periods and locations also had the highest concentration of slaves, indicating their potential social status. This research highlights the benefits of using temporal bone and geometric morphometrics to document, inter- and intra-group variation at the phenotypic level and investigate colonial variability along the St. Lawrence Valley. These new methodological tools offer alternatives to taphonomic constraints while minimizing the manipulation of archaeological human remains. Combined with ethical approaches based on reciprocity, these democratic methods make it possible to engage descendant communities more actively in the field of bioarcheology, ultimately with the aim of easing repatriation and rematriation requests -especially in the case of individuals without precise documentation or archaeological context.

La reconstruction faciale permet d’approximer un visage sur la base d’un crâne, lorsque des restes humains sont retrouvés. En science forensique, elle est l’un des outils utilisés dans un but d’identification post-mortem. Les procédures actuelles d’approximation ne sont pas standardisées et constamment revisitées. Il est également possible d’obtenir des prédictions du phénotype d’un individu (caractères physiques apparents) à partir de son ADN, qui pourraient être ajoutées aux reconstructions pour maximiser les chances de reconnaissance. Cette recherche vise à étudier l’approximation faciale à des fins de reconnaissance et l’apport du phénotypage par l’ADN à cette pratique. Le crâne et le relevé biologique d’un donneur du laboratoire d’anatomie de l’UQTR ont été utilisés. Six praticiens ont approximé son visage à partir d’une copie de son crâne et de ses données phénotypiques et anthropologiques. Les résultats corroborent qu’il existe un manque de standardisation des méthodes et techniques, menant à différents résultats selon le praticien. Des tests de reconnaissance et de ressemblance ont été effectués à l’aide d’un échantillon de 46 participants. Malgré la variabilité des approximations, elles ont toutes été reconnues au moins une fois lors des tests de reconnaissance, soulevant la possibilité que la reconnaissance d’un visage est idiosyncratique. Les caractéristiques qui semblent influencer davantage la reconnaissance sont la forme, la taille et la position des yeux, de la bouche et du nez. Finalement, au regard des incertitudes propres à la méthode et du rôle investigatif de l’approximation faciale, il est recommandé que le phénotypage accompagne l’accompagne par écrit. / Facial reconstruction is a process by which a face is approximated from a skull when human remains are found. In forensic science, it is one of the many tools used for the purpose of post-mortem identification. The current approximation procedures are not standardized and are always revisited. Nowadays, it is possible to obtain phenotype (apparent physical traits) predictions from an individual’s DNA. These predictions could be added to facial approximations to maximize the chances of recognition. This research aims to study facial approximation for recognition purposes and the plus-value of DNA phenotyping to facial approximation. The skull and biological material from one donor of the UQTR’s anatomy laboratory were used. Six practitioners approximated the donor’s face using a copy of his skull, and phenotyping and anthropological data. The results corroborated the lack of standardization regarding the approximating methods and techniques, which leads to different resulting approximations depending on the practitioner. Recognition and resemblance tests were carried out with a sample of 46 participants. Despite the wide variability of the approximations, they were all recognized at least once during the recognition tests, raising the possibility that the recognition of a face is idiosyncratic. The characteristics that seemed the most important to recognition were the shape, size and position of the eyes, the mouth, and the nose. Finally, with regard to the uncertainties specific to the method and the final investigative role of facial approximation, phenotyping would benefit in feeding a spoken portrait.

The Japanese knotweeds are invasive alien clonal species originating in Asia (Japan, Korea, Taiwan and Nord of China). They were introduced in Europe at the beginning of the 19th century. They are now some of the most troublesome invasive alien species in Europe and in the United States. In Belgium, a complex of four taxa and a hybrid represents them. All these taxa take part in the pattern of invasion and represent an excellent opportunity for studies of population biology in Western continental Europe. The presence from at least three taxa and a hybrid is confirmed by cytological, genetic and morphological studies. Vegetative reproduction is recognized as the main mode of reproduction and expansion of these taxa in the introduce range. However, interspecific hybridization events are observed confirming the restoration of the sexual reproduction by hybridization within this complex species in Belgium. Hybrid F. x bohemica with various ploidy levels from tetraploid to octoploid is observed. An increase in genotypic and morphological diversity is shown at the hybrid F. x bohemica which missed with the parental species. This could increase the potential of Japanese knotweeds to adapt to the new environment and contribute to the invasive success of these taxa in Belgium. Assignment test indicates a genetic pool differentiated at the hybrid F. x bohemica and not a mixture of the genetic pool of the parental species as expected for hybrid taxa. Hybrid F. x bohemica has always been considered as rare in Belgium and of horticultural origin. An analysis of the spatial distribution shows that hybrid F. x bohemica is widespread in Belgium and that its abundance depends on the areas. An analysis of extent of differentiation between groups of hybrid geographically distant could not provide proof of an independent evolution of hybrid populations under limited gene flow. An analysis of the sexual reproduction capacity and dispersal of seeds shows important production of viable seeds and consequent seed rain. Hybrid seeds may be dispersed beyond 16m, leading the possibility of founding new individuals and to contribute to the invasive success of these taxa. However, a trend towards decreasing germination rate is shown after a cold period. An analysis of the distribution at the landscape scale shows that the dynamics of colonization of habitats patches by Japanese knotweeds rising mainly from clonal propagation in spite of important pressure of propagule. The knotweeds prefer human disturbed habitats with a clear prevalence of communication routes. This leads the possibility of dispersing towards the adjacent habitats patches. A high dynamics of establishment of propagule was not observed at the hybrid plants compared with the parents plants in spite of the increase in genotypic diversity and the consequent pressure of propagule. Lastly, proposals for the integrated management of these taxa are proposed in the Belgium context. Their management will have first to identify hybrids and taxa involved. Emasculation and management of the existing clones represent solutions to prevent flowering and expansion of these taxa. An active management of disturbed habitats may represent alternative to prevent the invasion by Japanese knotweeds / Les renouées du Japon sont des espèces clonales non-indigènes originaires dAsie (Japon, Corée, Taiwan et Nord de la Chine). Elles ont été introduites en Europe au début du 19è siècle. Elles font désormais partie des espèces non-indigènes les plus invasives en Europe et aux Etats Unis. En Belgique, elles sont représentées par un complexe de quatre taxons et un hybride. Tous ces taxons participent à la dynamique dinvasion et représentent un modèle dintérêt pour les études de biologie des populations en Europe continentale occidentale. La présence dau moins trois taxons et un hybride est confirmée par des études cytologiques, génétiques et morphologiques. La reproduction végétative est reconnue comme le principal mode de reproduction et dexpansion de ces taxons dans la zone dintroduction. Toutefois, des phénomènes dhybridation interspécifique sont observés confirmant la restauration de la reproduction sexuée par hybridation au sein de ce complexe despèces en Belgique. Lhybride F. x bohemica avec différents niveaux de ploïdie, du tétraploïde à loctoploïde, est observé. Un accroissement de la diversité génotypique et morphologique qui manquait aux espèces parents est démontré chez lhybride F. x bohemica. Ceci pourrait augmenter le potentiel des renouées du Japon à sadapter au nouvel environnement et contribuer au succès invasif de ces taxons en Belgique. Un test dassignation indique un pool génétique différencié chez lhybride F. x bohemica et non un mélange du pool génétique des espèces parentales comme attendu dans le cadre de taxons hybrides. Lhybride F. x bohemica a toujours été considéré comme rare en Belgique et dorigine horticole. Une analyse de la répartition spatiale montre que lhybride F. x bohemica est très répandu en Belgique et que son abondance dépend des régions. Une analyse de létendue de la différenciation entre groupes dindividus hybrides géographiquement distants na pas pu fournir de preuve dune évolution indépendante des populations hybrides sous un flux de gènes limité. Une analyse de la capacité de reproduction sexuée et de dispersion des graines démontre une production importante de graines viables et une pluie de graines conséquente. Les graines hybrides sont capables de se disperser à plus de 16m, laissant la possibilité de fonder de nouveaux individus et de contribuer au succès invasif de ces taxons. Cependant, une tendance à la diminution du potentiel de germination est observée après une période de froid chez ces taxons. Une analyse de la distribution à léchelle du paysage a permis dinterpréter la dynamique de colonisation des taches dhabitats par les renouées du Japon comme relevant principalement de la propagation clonale malgré une pression de propagule importante. Les renouées du Japon préfèrent les habitats perturbés par lhomme avec une nette prédominance des réseaux linéaires de communications. Ceci laisse ensuite la possibilité de se disperser vers les taches dhabitats adjacents. Une dynamique détablissement de propagules plus importante na pas été observée chez les plants hybrides comparées aux plants parents malgré laccroissement de diversité génotypique et la pression de propagules considérable. Enfin, des pistes pour la gestion intégrée des renouées du Japon en Belgique sont proposées. Cette gestion devra en priorité identifier les hybrides et les taxons en présence. Des mesures démasculation et de gestion des clones existants pourraient constituer une solution pour empêcher la floraison et lexpansion de ces taxons. Une gestion active des habitats perturbés pourrait représenter une alternative pour prévenir linvasion par les renouées du Japon