Research has shown that trust is essential to the functioning of co-management. This is especially true in the Territory of Nunavut where wildlife is an integral part of the lifestyle and culture of Nunavummiut (the people inhabiting Nunavut). In Nunavut, wildlife is managed by a co-management board situated in between federal, territorial, regional, and community governments and organizations. This research explores Inuit attitudes and trust in managing wildlife as part of a co-management system in the Kivalliq Region of Nunavut, Canada. Interviews were conducted in the communities of Igluligaarjuk (Chesterfield Inlet), Tikirarjauq (Whale Cove), and Qamani’tuaq (Baker Lake). Even now with the 1993 settlement of the Nunavut Land Claims Agreement (NLCA) and the implementation of a public government in 1999, there is documented evidence that beneficiaries of the NLCA are dissatisfied with wildlife management decisions and do not trust the governing process of co-management. In this study, participants specifically indicated dissatisfaction with regulations and outcomes of current polar bear co-management. It has been predicted that conflicts specific to polar bear management could lead to regulations being ignored or even defied and endanger the entire system of wildlife co-management. Results from this research indicate that dissatisfaction over decisions involving polar bears is dominantly compartmentalized towards the outcomes of polar bear management and does not necessarily apply to the broader system of wildlife co-management. Therefore, in the Kivalliq Region, predicted impacts of dissatisfaction over polar bear co-management may apply directly to the polar bear co-management system but likely not the wildlife co-management system generally. This study provides a forum where Inuit trust in the wildlife co-management system is documented and I hope it will contribute to an increased understanding of Inuit goals in wildlife management and to the discourses on co-management in Nunavut.

We explored the combination of metagenomic library and DNA microarray technologies into a single platform as a novel way to rapidly screen metagenomic libraries for genetic targets. In the "metagenomic microarray" system, metagenomic library clone DNA is printed on a microarray surface, and clones of interest are detected by hybridization to single-gene probes. This study represents the initial steps in the development of this technology. We constructed two 5,000-clone large-insert metagenomic libraries from two diesel-contaminated Arctic soil samples. We developed and optimized an automated fosmid purification protocol to rapidly-extract clone DNA in a high-throughput 96-well format. We then created a series of small prototype arrays to optimize various parameters of microarray printing and hybridization, to identify and resolve technical challenges, and to provide proof-of-principle of this novel application. Our results suggest that this method shows promise, but more experimentation must be done to establish the feasibility of this approach.

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Cette thèse doctorale est la première étude systématique d'une classe d’écosystèmes extrêmes nouvellement découverts dans l'environnement arctique : les communautés de tapis microbiens et leurs habitats sur les plates-formes de glace nordiques. L'objectif principal était d’examiner la structure et la dynamique de ces cryo-écosystèmes à plusieurs échelles et d'étudier l'interaction entre les aspects physiques et biologiques sur les cinq plates-formes de glace principales trouvées dans le Haut Arctique canadien. Cette étude comprend une large gamme de méthodologies, soit : l’énumération microscopique des algues ; la quantification des pigments avec la chromatographie liquide de haute performance ; les mesures automatisées de salinité, d'éclairement et de température ; des survols en hélicoptère accompagnés de prise d’échantillons ; et l’analyse d’images de télédétection. La limnologie chimique et physique des cryo-habitats à travers cet écosystème est hétérogène et une communauté diversifiée de phototrophes a été retrouvée dans les tapis microbiens. La fragmentation de l’habitat a eu peu d'effet sur la biodiversité du cryo-écosystème. Cependant, des gradients environnementaux ont été associés à la structure de la communauté des tapis microbiens. L'hypothèse stipulant que les organismes des tapis microbiens des plates-formes de glace subsistent dans des conditions sub-optimales a été évaluée en examinant des réponses métaboliques aux changements de salinité, d’éclairement et de température. Les micro-organismes hétérotrophes se sont avérés spécialisés aux conditions extrêmes répandues sur la glace, tandis que les micro-organismes photosynthétiques ont toléré une plus large gamme de conditions, suggérant ainsi qu’ils étaient des extrêmotrophes (terme défini dans cette étude comme la tolérance des microbes aux conditions locales mais possédant une croissance in situ en dehors de leurs optimums physiologiques) plutôt que des extrêmophiles (la spécialisation aux conditions locales, avec une croissance in situ près des limites physiologiques). Un assemblage de pigments accessoires et photoprotecteurs a été associé à la communauté autotrophe, ce qui peut expliquer la gamme de tolérance plus large des extrêmotrophes. Le rapport entre la couverture du tapis microbien et la perte de masse de la surface de la plate-forme de glace a été examiné. Une concentration élevée de sels nutritifs dans les tapis microbiens a indiqué que ce micro-environnement différait considérablement de l'écosystème entier. Ces résultats soulignent l'importance du couplage biotique-physique sur la plate-forme de glace autant que dans le reste de la cryosphère. Pendant la période d'étude, un événement de détachement d’une partie de la plate-forme de glace Ward Hunt ainsi que le drainage d'un lac épiplate-forme (eau douce barrée par la glace flottant sur l’océan) ont été observé. Une analyse supplémentaire a suggéré que le réchauffement du climat ait contribué à cet événement, ce qui souligne la vulnérabilité des habitats dépendants des plates-formes de glace et de leur valeur comme indicateurs des changements climatiques. Ces cryo-écosystèmes fournissent également de nouvelles connaissances reliées à la vie microbienne dans les milieux polaires extrêmes, ouvrant de nouvelles avenues sur la survie, la croissance et l'évolution pendant les périodes glaciaires du passé, y compris l'ère précambrienne. / This doctoral thesis is the first systematic study of a newly discovered class of extreme ecosystems in the arctic environment: microbial mat communities and their habitats on northern ice shelves. The overarching objective was to examine the structure and dynamics of these cryo-ecosystems at several scales and to examine the interaction between physical and biological aspects on the five major ice shelves found in the Canadian High Arctic. This study made use of a broad range of methods including: microscopic enumeration of algal taxa; quantification of pigments with high performance liquid chromatography; automated over-winter measurements of salinity, irradiance and temperature; helicopter-assisted surveys and sampling; and analysis of satellite imagery. The chemical and physical limnology of the cryo-habitats across this entire ecosystem was found to be heterogeneous and a diverse community of phototrophic microorganisms was found within the microbial mats. Habitat fragmentation was shown to have little effect on the biodiversity of the cryo-ecosystem, however environmental gradients were significantly associated with microbial mat community structure. The hypothesis that ice shelf microbial mat organisms subsist in sub-optimal conditions was tested by examining metabolic responses to changes in salinity, irradiance and temperature. Heterotrophic microbiota were found to be optimized for the extreme conditions prevalent on the ice shelf, whereas photosynthetic micro-organisms tolerated a broader range, suggesting they were extremotrophic (defined by this study as tolerance by microbiota to local conditions but with in situ growth well outside their physiological optima) rather than extremophilic (a more narrow specialization to local conditions, with in situ growth close to physiological maxima). An assemblage of sunscreening and accessory pigments was associated with the autotrophic community, which may account for the extended tolerance range of the extremotrophs. The relationship between microbial mat cover and the surface ablation of the ice shelf was examined and a high concentration of nutrients within the microbial mats indicated that this microenvironment differed greatly from the properties of the bulk ecosystem. These results underscore the importance of biotic-physical coupling on the ice shelf, and in the cryosphere in general. A break-up event on the Ward Hunt Ice Shelf and the drainage of an epishelf lake (ice-dammed freshwater overlying seawater) was discovered during the study period. Further analysis suggested that climate warming contributed to this event, which highlights the vulnerability of ice shelf dependent habitats and their value as indicators of climate change. These cryo-ecosystems also provide new insights into microbial life under extreme polar conditions, with implications for survival, growth and evolution during glacial periods in the past, including the Precambrian Era.

La productivité, la décomposition et le recyclage des nutriments sont faibles dans les polygones de tourbe de l’île Bylot. La présence de la Grande oie des neiges pourrait y modifier ces paramètres, car ses fèces contiennent des nutriments facilement assimilables. Il faut cependant considérer l’abondance des mousses. Le rôle important des mousses dans la dynamique des milieux humides a été confirmé par cette étude. À court terme, elles séquestrent les nutriments ajoutés par les fèces. Les plantes broutées ont accès aux nutriments uniquement lorsque les mousses sont saturées et que les nutriments atteignent leurs racines. La décomposition et le recyclage des nutriments ne sont pas affectés. Il semble donc qu’à court terme, l’effet fertilisant de l’oie n’est visible que sur la croissance des mousses. En résultat secondaire, cette étude a démontré que la technique des marqueurs naturels est la plus appropriée pour estimer la production primaire des mousses dans les milieux humides arctiques. / Productivities, decomposition rates and nutrient turnovers are low in polygon fens of Bylot Island. The Greater snow geese population could modify these parameters since goose faeces contain nutrients that are easily uptaken. However, it is important to consider the moss carpet. This study showed that mosses play an important role on the polygon fen dynamic by sequestrating the nutrients added by goose faeces. Grazed plants were able to uptake nutrients only when the mosses are saturated and consequently, when nutrients reach their roots. The decomposition rates and the turnover of nutrients were not affected by nutrient additions. In addition, in the short-term, it seems that fertilizing effect of geese was visible only on moss growth. As a secondary result, this study showed that innate marker method is the most appropriate to estimate moss primary production in arctic wetlands.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / L'objectif principal de cette étude était de quantifier, à la base de la glace de mer de première année dans l’archipel Arctique canadien, la variabilité spatiale des principales réactions biologiques du cycle de l'azote, soit l'assimilation du nitrate et de l'ammonium, la nitrification, l'ammonification et la fixation de N₂ afin d’en comparer les taux et de les relier à la variabilité des conditions environnementales du milieu. Les flux d'azote quantifiés ont démontré une grande variabilité selon les conditions biologiques, physiques et chimiques de la glace. La productivité du milieu, estimée par la concentration en biomasse, modulait un grand nombre de ces flux, dont l’intensité relative était généralement semblable pour l'ensemble des sites échantillonnés malgré la variabilité des conditions environnementales. L’ammonification s’est avérée particulièrement importante, favorisant une assimilation conséquente de l’ammonium et une production essentiellement régénérée. Les résultats de cette étude approfondissent la compréhension des mécanismes régulant les flux biologiques d’azote dans la glace de mer et pourront servir à l’élaboration de scénarios futurs en resserrant la paramétrisation des modèles biogéochimiques.

Cette étude présente de nouvelles données sur la déglaciation et l'évolution côtière holocène du sud-est de l'île de Southampton (nord de la baie d'Hudson). La déglaciation du secteur s'est produite entre 8,3 et 8,2 ka BP ce qui indique une déglaciation rapide et synchrone du nord-ouest et du sud-est la baie d'Hudson. La présence de chenaux marginaux sur du till indique un changement dans le régime thermique du glacier pendant la déglaciation, lequel a engendré le passage d'une glace à base tempérée à base froide. L'émersion est continue pendant l'Holocène et se poursuit encore aujourd'hui. Les plages soulevées de l'île sont particulièrement bien développées et sont situées dans les secteurs de roches calcaires. Un important épisode de crue d'eaux de fonte glaciaire a érodé de grandes séries de plages soulevées. Cette crue provenant d'une calotte glaciaire résiduelle située sur le plateau Melville correspond au dernier stade de la présence de glace sur l'île à 6,7-6,6 ka BP. Cette étude démontre aussi que le secteur de Coral Harbour n'est pas sensible à l'érosion pouvant être causées par des changements climatiques, car le village est construit sur du gneiss et sur une mince couche de sédiments sableux non gélifs.

L’objectif de cette recherche est d’évaluer l’impact de la mine d’or de Meadowbank sur la relation entre la communauté inuit de Qamani’tuaq, au Nunavut, et son territoire. Ce dernier est défini comme un espace socialement et historiquement construit et dont le sens émerge de l’expérience quotidienne et de la mémoire collective. Mon étude démontre une multitude d’impacts socioéconomiques, positifs comme négatifs, découlant notamment des nouveaux emplois et des répercussions sur le caribou. La construction d’une route privée et l’imposition d’une régulation quant à son utilisation impliquent par ailleurs une contradiction entre deux formes de territorialité. Cependant, le rapport au territoire, propre aux Inuit, demeure manifeste. Une majorité d’Inuit démontre en effet la capacité à tirer avantage du nouveau contexte dans le but de supporter leurs activités sur le territoire. Aussi, les expériences particulières des travailleurs au camp minier témoignent du lien étroit entre le lieu, la communauté et son histoire. / The goal of this research is to evaluate the effects of the Meadowbank goldmine on the relationship occurring between the Inuit community of Qamani’tuaq, in Nunavut, and its territory. Territory is the social and historical construction of a space which derives meaning through the everyday experience and the collective memory. The results show the existence of various socioeconomic impacts, both positive and negative, resulting among others from new jobs and from impact on caribou. The construction of a private road and the imposition of rules of usage present a contradiction between two kinds of territoriality. However, the specific Inuit way of being connected to the land continues to be expressed. Most Inuit show their ability to take advantage of the new situation in order to maintain their activities on the land. Also, the specific experiments of workers at the mining camp testify the close link between place, community and history.

Des expériences de fertilisation à court terme ont montré que la présence d 'un tapis de mousses était une contrainte au recyclage de l'azote (N) et du phosphore (P) par les plantes graminoïdes des polygones de tourbe de l'Arctique, dont se nourrissent des herbivores comme les oies. Cette contrainte retarderait l'effet fertilisant de leurs fèces qui sont riches en nutriments facilement assimilables (N et P) par les plantes broutées. Dans ce contexte, une expérience de fertilisation à long terme, cumulant 14 traitements (N, P, N+P, fèces et glycine), a été menée dans les polygones de tourbe de l ' île Bylot, un site du Haut-Arctique canadien. Le but était de simuler la présence annuelle de la Grande Oie des neiges qui vient s 'y alimenter chaque été. Nos résultats montrent, qu 'après cinq ans de fertilisation avec 'Une quantité de fèces qui équivaut au double de celle produite par la population d 'oies actuelle, on a une forte tendance pour l'augmentation de la croissance des plantes graminoïdes. Par contre, c'est seulement avec une fertilisation en N inorganique supérieure (~ 1 g Nfm2 fan), pour venir saturer le tapis de mousses, que l'on a un effet significatif sur leur croissance. De plus, la décomposition de la matière organique est alors favorisée. L'étude dévoile aussi que l ' absorption de l'N et du P par la végétation n'est pas clairement favorisée par des apports combinés en ces nutriments en comparaison à des apports de l'un ou l'autre seuls. Par contre, la fréquence d'application d'une même quantité de fertilisant (individuelle vs. annuelle) influence la croissance des mousses, alors qu'elle ne montre pas de différence sur celle des graminoïdes. En effet, les mousses ont profité davantage du fractionnement d'une dose de fertilisant à chaque année, que de l'application complète de la même dose, la première année de l'expérience. Donc, par leur présence annuelle, il semble que l ' effet fertilisant des oies soit plus important sur la croissance des mousses que sur celle des graminoïdes broutées. Ces plantes vasculaires, également, ne compensent que partiellement la perte de tissu liée au broutement, ce qui abaisse leur couvert et donne probablement accès à plus de lumière pour les mousses. À l'île Bylot, la présence des oies favoriserait donc le maintien d'un couvert de bryophytes caractéristique des polygones de tourbe arctiques.