Le puceron du soya (Aphis glycines) est le ravageur le plus important de la culture du soya en Amérique du Nord. Quoi qu’efficaces, les pesticides permettent le contrôle des ravageurs que pour une courte période et nécessitent plusieurs applications au cours de la saison. De plus, ils sont dommageables pour l’environnement et la santé humaine. La lutte biologique se présente comme une alternative crédible pour le contrôle des populations d’A. glycines en Amérique du Nord. Trois parasitoïdes (Binodoxys communis, Aphidius colemani, Aphelinus certus) du puceron semblent être des candidats prometteurs. L’objectif de cette étude était d’examiner certains attributs biologiques de ces parasitoïdes au Québec. Dans le cas de B. communis et A. certus nous avons estimé leur synchronisme saisonnier ainsi que leur résistance au froid en laboratoire et en conditions naturelles. Dans le cas, d’A. colemani, nous avons évalué sa capacité à parasiter le puceron du soya et à se disperser dans un champ de soya. Nos résultats démontrent que la souche utilisée de B. communis a perdu sa capacité à entrer en diapause, probablement à cause de la longue période d’élevage en laboratoire qui a suivi son échantillonnage en Asie. Aphelinus certus démontre un potentiel intéressant puisqu’il possède un synchronisme saisonnier tant en automne qu’au printemps avec son hôte ainsi qu’un bon potentiel de survie hivernale au Québec. Quant à A. colemani, les essais suggèrent qu’il se disperse rapidement hors des champs sans attaquer de manière significative A. glycines. / The soybean aphid (Aphis glycines) has become the most important pest of soybean in North America. Despite their efficiency, insecticides do eliminate the pest only for short periods and several applications may be required during the growing season. Furthermore, they are detrimental for the environment and human health. Biological control appears as a promising alternative for the control of A. glycines populations in North America. Three parasitoid species (Binodoxys communis, Aphidius colemani, Aphelinus certus) have been identified as potential candidates. The objective of this study was to study some biological attributes of these parasitoids in Québec. For B. communis and A. certus we examined their seasonal activities and their cold hardiness in laboratory and natural conditions. For A. colemani, we evaluated its capacity to parasite the soybean aphid and to disperse in soybean fields. Our results revealed that the B. communis strain we used had lost its capacity to enter diapause, probably due to the long period of laboratory rearing following its sampling in Asia. Aphelinus certus showed an interesting potential because the species is synchronized with its host both in the fall and the spring and has the capacity to overwinter in Québec. For A. colemani, the essays suggest that it disperses rapidly out of the field without attacking significantly A. glycines.

La plasticité phénotypique, i.e. la capacité d’un génotype à exprimer plusieurs phénotypes en fonction des conditions environnementales, représente une source de variabilité phénotypique, et tient donc un rôle majeur dans l’évolution. Dans un environnement variable, les stratégies généralistes, capables de maintenir une valeur d’aptitude phénotypique (fitness) stable sur une plus large gamme de conditions environnementales grâce à une plus grande plasticité de traits sous-jacents, devraient être favorisées. L’analyse de normes de réaction, au laboratoire et en conditions naturelles, de traits physiologiques et de traits liés à la fitness en fonction de la température, révèle chez le parasitoïde Venturia canescens, que (i) la variabilité thermique de l’habitat détermine la forme des normes de réaction selon le compromis entre stratégies généraliste et spécialiste, (ii) les différences entre individus généralistes et spécialistes se maintiennent face à des fluctuations de la température mimant les conditions naturelles et (iii) les individus subissant une plus grande variabilité thermique dans leur habitat possèdent une capacité d’acclimatation au froid plus importante. Ces résultats montrent l’existence de deux stratégies chez V. canescens et donc une différenciation de leur niche thermique, autorisant leur coexistence en environnement hétérogène / Phenotypic plasticity, i.e. the ability of a genotype to express several phenotypes depending on environmental conditions, represents an important source of phenotypic variability and so plays a major role in evolution. In a variable environment, generalist strategies, able to maintain a stable value of fitness over a wide range of environmental conditions, thanks to a greater plasticity of underlying traits, should be favored. The analysis of reaction norms of physiological traits and traits related to fitness as a function of temperature reveals in the parasitoid Venturia canescens that (i) thermal variability of the habitat determines the shape of reaction norms, according to the trade-off between generalist and specialist strategies, (ii) differences between generalist and specialist individuals are maintained face to rapid fluctuations in temperature that mimic natural conditions and (iii) individuals experiencing greater variability in their thermal habitat have a greater capacity for cold acclimation. These results indicate the existence of two different strategies in V. canescens and therefore a thermal niche differentiation, allowing their coexistence in a heterogeneous environment

Les compromis évolutifs ou trade-offs occupent une place centrale dans l'évolution des traits d'histoire de vie car ils contraignent l'univers des possibles. Les trade-offs dans l'allocation d'énergie vers la reproduction et la maintenance sont essentiellement liés, chez les insectes parasitoïdes, à la disponibilité en hôtes et en nourriture de l'environnement et au nombre d'œufs dont disposent les femelles. Nos expériences relevant de l'écologie comportementale et de l'éco-physiologie démontrent, chez le parasitoïde Venturia canescens, (i) que les caractéristiques de l'environnement sélectionnent une allocation différentielle des ressources vers la fabrication des œufs et la mise en place des réserves énergétiques pendant la phase larvaire ; et (ii) qu'un ajustement des stratégies d'allocation d'énergie en réponse à la disponibilité en hôtes existe pendant la phase adulte. Nos travaux théoriques révèlent le rôle central de la qualité de la nourriture dans l'évolution du trade-off entre recherche d'hôtes et de nourriture, et suggère son importance dans la structuration des communautés de parasitoïdes.

Le puceron du soya (Aphis glycines) est le ravageur le plus important de la culture du soya en Amérique du Nord. Quoi qu’efficaces, les pesticides permettent le contrôle des ravageurs que pour une courte période et nécessitent plusieurs applications au cours de la saison. De plus, ils sont dommageables pour l’environnement et la santé humaine. La lutte biologique se présente comme une alternative crédible pour le contrôle des populations d’A. glycines en Amérique du Nord. Trois parasitoïdes (Binodoxys communis, Aphidius colemani, Aphelinus certus) du puceron semblent être des candidats prometteurs. L’objectif de cette étude était d’examiner certains attributs biologiques de ces parasitoïdes au Québec. Dans le cas de B. communis et A. certus nous avons estimé leur synchronisme saisonnier ainsi que leur résistance au froid en laboratoire et en conditions naturelles. Dans le cas, d’A. colemani, nous avons évalué sa capacité à parasiter le puceron du soya et à se disperser dans un champ de soya. Nos résultats démontrent que la souche utilisée de B. communis a perdu sa capacité à entrer en diapause, probablement à cause de la longue période d’élevage en laboratoire qui a suivi son échantillonnage en Asie. Aphelinus certus démontre un potentiel intéressant puisqu’il possède un synchronisme saisonnier tant en automne qu’au printemps avec son hôte ainsi qu’un bon potentiel de survie hivernale au Québec. Quant à A. colemani, les essais suggèrent qu’il se disperse rapidement hors des champs sans attaquer de manière significative A. glycines. / The soybean aphid (Aphis glycines) has become the most important pest of soybean in North America. Despite their efficiency, insecticides do eliminate the pest only for short periods and several applications may be required during the growing season. Furthermore, they are detrimental for the environment and human health. Biological control appears as a promising alternative for the control of A. glycines populations in North America. Three parasitoid species (Binodoxys communis, Aphidius colemani, Aphelinus certus) have been identified as potential candidates. The objective of this study was to study some biological attributes of these parasitoids in Québec. For B. communis and A. certus we examined their seasonal activities and their cold hardiness in laboratory and natural conditions. For A. colemani, we evaluated its capacity to parasite the soybean aphid and to disperse in soybean fields. Our results revealed that the B. communis strain we used had lost its capacity to enter diapause, probably due to the long period of laboratory rearing following its sampling in Asia. Aphelinus certus showed an interesting potential because the species is synchronized with its host both in the fall and the spring and has the capacity to overwinter in Québec. For A. colemani, the essays suggest that it disperses rapidly out of the field without attacking significantly A. glycines.

Cette thèse porte sur l'analyse des dimensions spatiale et temporelle du fonctionnement et de la diversité taxonomique et fonctionnelle d'une guilde. Au sein d'une guilde, les espèces exploitent un même type de ressources; pour cette raison, les niches écologiques fondamentales des membres d'une guilde sont similaires et une relation de compétition interspécifique se met en place si la ressource partagée est limitante. Quatre questions principales sur le fonctionnement d'une guilde ont été abordées : (1) à quelles échelles spatio-temporelles se structurent la guilde et les ressources exploitées, (2) quelles sont les influences respectives des filtres environnementaux et des interactions interspécifiques sur les traits fonctionnels des membres de la guilde, (3) quelle est la stratégie d'exploitation de ressources d'un membre de la guilde face à une faible disponibilité de ressources et (4) quel est l'impact du contexte climatique sur la structure d'une guilde et de son réseau trophique, et sur le degré de spécialisation écologique des espèces de la guilde sur la ressource. Le modèle biologique de cette étude a été une guilde de parasitoïdes de pucerons de céréales (Hymenoptera : Braconidae : Aphidiinae). Ces parasitoïdes s'attaquent aux pucerons (Homoptera : Aphididae) inféodés aux céréales dans les agroécosystèmes. Les variations d'abondance relative des parasitoïdes et de leurs hôtes ont été importantes aux échelles interrégionale et interannuelle, mais très faibles à l'échelle intra-régionale. La divergence des traits fonctionnels des parasitoïdes s'est maintenue sur trois régions et deux années, et le contexte local a influencé les traits de la guilde dans son ensemble. Pendant la saison hivernale, une période marquée par une faible densité de pucerons, le parasitoïde Aphidius rhopalosiphi a présenté des stratégies contrastées pour maximiser sa fitness en exploitant les hôtes Sitobion avenae et Rhopalosiphum padi, mais une forte spécialisation écologique sur le terrain a été observée en présence d'une espèce compétitrice : Aphidius avenae. Cette présence a pu être corrélée à une hausse des températures hivernales.

L’haplodiploïdie chez les hyménoptères leur confère une meilleure résistance aux effets délétères de la dépression de consanguinité. Cependant, certains hyménoptères ont un déterminisme du sexe particulier qui les rend sensibles à cette dépression. Chez ces espèces, le genre des individus dépend de la complémentarité des allèles à un locus donné, le single-locus Complementary Sex Determination (sl-CSD). Les oeufs non fécondés se développent en mâles haploïdes alors hémizygotes au locus de CSD. En revanche les oeufs fécondés donnent des femelles diploïdes s’ils sont hétérozygotes au locus du CSD mais deviennent des mâles diploïdes s’ils sont homozygotes pour ce même locus. Ces derniers sont d’autant plus fréquents dans les populations consanguines où le taux d’homozygotes est élevé. Or, les mâles diploïdes sont dans la majorité des cas non viables ou stériles. La production de tels mâles est de ce fait coûteuse pour les femelles. La faible viabilité des mâles diploïdes s’apparente alors à de la dépression de consanguinité. Par des approches liées à l’écologie comportementale et à l’écologie chimique le projet de thèse se concentre sur l’étude des coûts individuels générés par la production de mâles diploïdes et à l’évolution des comportements sélectionnés en réponse à ces coûts. Dans un premier temps, je me suis intéressée à la fitness des mâles diploïdes et aux répercussions de leur production sur les femelles de la population. Dans un second temps, j’ai étudié les comportements permettant de réduire les coûts de la production des mâles diploïdes. Les individus apparentés représentent les partenaires sexuels où le risque de produire des fils diploïdes est le plus élevé. De ce fait, les comportements d’évitement de la consanguinité devraient être sélectionnés dans ces populations / Haplodiploidy in hymenopterans offers a great resistance to the deleterious effect of inbreeding depression. However, some hymenopterans have a specific sex determination which drives them to this depression. Among those species, the sex of individuals depends on allele complementary at a particular locus; the single-locus Complementary Sex Determinatation (sl-CSD). Unfertilized eggs give birth to haploid males which are hemizygotes at the CSD locus. Conversely, fertilized eggs develop into females when heterozygote at the CSD locus but become diploid males when homozygote at the same locus. Diploid males are especially frequent in inbred populations with a high inbreeding rate. Yet diploid males are generally unviable or sterile. Production of such males is therefore costly for females. Reduced viability of diploid males is then similar to inbreeding depression. Linked with behavioural ecology and chemical ecology approaches, the PhD project starts by focusing on individual costs due to production of diploid males, and then on behaviours that have evolved in response to these costs. As a first step, the fitness of diploid males and its impact on females of the population have been measured. If they are unviable, their production is akin to female mortality. As a second step, we studied behaviours that reduce the cost of diploid male production. Related individuals are sexual partners that are most likely to father diploid sons. Therefore, behavioural inbreeding avoidance may be selected in such populations

Lorsque deux espèces exploitent la même niche écologique, elles entrent en compétition pour l'accès aux ressources. Or, un accès limité aux ressources réduit la fitness des individus. La compétition interspécifique va donc agir comme une pression de sélection qui peut mener à des modifications physiologiques ou comportementales pour partager les ressources, car si elles ne sont pas partagées la compétition entraînera le déplacement ou la disparition d'une des deux espèces. Aleochara bilineata et A. bipustulata sont deux coléoptères staphylins parasitoïdes qui s'attaquent à la mouche du chou Delia radicum. Elles ont des paramètres biologiques différents, notamment au niveau des traits d'histoire de vie (qui semblent avantager A. bipustulata) et du spectre d'hôtes (plus généraliste chez A. bipustulata). Ces deux espèces partagent cependant la même stratégie d'exploitation des hôtes et présentent l'originalité que la femelle pond ses œufs à proximité des hôtes et non à l'intérieur, ce qui les distingue des hyménoptères parasitoïdes qui font l'objet de nombreuses études. La larve Aleochara de premier stade est donc mobile et doit trouver et sélectionner elle même un hôte pour s'y développer. Il y a ainsi des possibilités d'adaptations comportementales à la compétition à la fois pour les adultes et les larves de premier stade. Dans ce projet de thèse, nous avons donc choisi d'explorer la niche écologique de ces deux espèces de façon originale en étudiant les modifications comportementales induites par la présence de compétiteurs à la fois chez les femelles adultes et les larves de premier stade. Nous avons également identifié les communautés bactériennes associées aux deux espèces en compétition mais aussi à leur hôte D. radicum et à un autre compétiteur parasitoïde, l'hyménoptère Trybliographa rapae, dans le but d'étudier ultérieurement les impacts des différents partenaires bactériens sur la niche écologique des deux espèces de coléoptères en compétition. Nos résultats montrent que les femelles de l'espèce spécialiste A. bilineata adaptent leurs comportements aux compétiteurs qu'elles rencontrent et sélectionnent les sites de ponte présentant les meilleures chances de succès parasitaire pour leurs larves. Par ailleurs, les larves de premier stade de l'espèce spécialiste dominent largement la compétition larvaire lorsqu'elles sont en compétition avec les larves de l'espèce généraliste. Enfin, les communautés bactériennes des deux espèces de coléoptères sont plus proches entre elles qu'avec les autres membres du réseau trophique étudiés mais comportent des différences à explorer. Ces résultats sont discutés dans le cadre de l'adaptation des choix comportementaux des individus d'une espèce spécialiste à la présence de compétiteurs généralistes et de la coexistence de ces deux espèces dans le milieu naturel. / When two species live in the same ecological niche, they compete for resources. Since a limited access to resources reduces fitness, interspecific competition represents a selection pressure that can lead to physiological or behavioral changes to share resources, because not sharing them will cause the displacement or disappearance of the weaker competitor. Aleochara bilineata and Aleochara bipustulata are two coleopteran parasitoids and attack the same host, the cabbage root fly Delia radicum. These two species have different biological parameters, particularly in their life history traits (which seem to favor A. bipustulata) and host spectrum (A. bipustulata is more generalist). These two species share the same strategy to exploit their host (idiobiont ectoparasitoid). Unlike parasitoid wasps (the object of most studies on parasitoids) coleopteran parasitoid females do not lay their eggs directly inside the host but in locations likely to harbour hosts. Aleochara first instars are mobile and need to find and select a host where they will develop. There is thus the possibility of behavioral adaptations to competition for both for adults and first instars. In this project, we have chosen to explore the ecological niche of these two species in an original way by studying behavioral changes induced by the presence of competitors both in adult females and first instars. We also studied bacterial communities associated to the two competing species but also those of their host D. radicum and of another competitor, the parasitoid wasp Trybliographa rapae, in order to later study the impacts of different bacterial partners in the ecological niche of the two beetle species in competition. Our results show that females of the specialist A. bilineata adapt their behavior to the competitors they face and select oviposition sites with the best probability of parasitism success. Moreover, first instars of A. bilineata dominate the larval competition when competing with larvae of the generalist A. bipustulata. Finally, bacterial communities of the two rove beetles are closer to each other than other members of the food web studied and their differences should be investigated. These results are discussed in the context of behavioral adaptation of specialists to the presence of generalist competitors and the coexistence of these two species in the field.

Cette thèse porte sur l’analyse des dimensions spatiale et temporelle du fonctionnement et de la diversité taxonomique et fonctionnelle d’une guilde. Au sein d’une guilde, les espèces exploitent un même type de ressources; pour cette raison, les niches écologiques fondamentales des membres d’une guilde sont similaires et une relation de compétition interspécifique se met en place si la ressource partagée est limitante. Quatre questions principales sur le fonctionnement d’une guilde ont été abordées : (1) à quelles échelles spatio-temporelles se structurent la guilde et les ressources exploitées, (2) quelles sont les influences respectives des filtres environnementaux et des interactions interspécifiques sur les traits fonctionnels des membres de la guilde, (3) quelle est la stratégie d’exploitation de ressources d’un membre de la guilde face à une faible disponibilité de ressources et (4) quel est l’impact du contexte climatique sur la structure d’une guilde et de son réseau trophique, et sur le degré de spécialisation écologique des espèces de la guilde sur la ressource. Le modèle biologique de cette étude a été une guilde de parasitoïdes de pucerons de céréales (Hymenoptera : Braconidae : Aphidiinae). Ces parasitoïdes s’attaquent aux pucerons (Homoptera : Aphididae) inféodés aux céréales dans les agroécosystèmes. Les variations d’abondance relative des parasitoïdes et de leurs hôtes ont été importantes aux échelles interrégionale et interannuelle, mais très faibles à l’échelle intra-régionale. La divergence des traits fonctionnels des parasitoïdes s’est maintenue sur trois régions et deux années, et le contexte local a influencé les traits de la guilde dans son ensemble. Pendant la saison hivernale, une période marquée par une faible densité de pucerons, le parasitoïde Aphidius rhopalosiphi a présenté des stratégies contrastées pour maximiser sa fitness en exploitant les hôtes Sitobion avenae et Rhopalosiphum padi, mais une forte spécialisation écologique sur le terrain a été observée en présence d’une espèce compétitrice : Aphidius avenae. Cette présence a pu être corrélée à une hausse des températures hivernales. / This thesis is an analysis of the spatial and temporal dimensions of the functioning and taxonomic and functional diversity of a guild. In a guild, species exploit the same type of resources; consequently, fundamental ecological niches of guild members are similar and an interspecific competitive relationship is established if shared resources are limiting. Four main questions on the functioning of a guild are addressed: (1) the spatiotemporal scales to which guilds the guild and its exploited resources are structures, (2) the respective weight of environmental filtering and interspecific interactions on the configuration of realized niches of guild members, (3) the strategy of resource exploitation in a guild member facing low resource availability and (4) the impact of climatic context on the structure of a guild and its food web, and the degree of specialisation on resources. The biological model chosen in this study was a cereal aphid parasitoid guild (Hymenoptera: Braconidae: Aphidiinae). Those parasitoids attack aphids (Homoptera: Aphididae) in agroecosystems, which are anthropised environments marked by high disturbance rates and in which host resources are variable in density and in quality. Relative abundance variations in parasitoids and in their hosts were considerable at interregional and interannual scales, but weak at the intra-regional scale. Functional trait divergence in parasitoids was maintained across three regions and two years, and regional and annual environmental contexts influenced guild traits as a whole. In winter, a period marked by low aphid density, the parasitoid Aphidius rhopalosiphi presented contrasted strategies to maximise fitness whilst exploiting Sitobion avenae and Rhopalosiphum padi hosts, but a high degree of ecological specialisation in the field was observed in the presence of a competitive species, Aphidius avenae. This presence was correlated to an increase in winter temperatures.

Chez la guêpe parasitoïde Venturia canescens, des particules virales dépourvues d'ADN appelées VLP (pour "Virus-like Particules") sont produites spécifiquement dans les ovaires et tapissent le chorion des oeufs qui sont injectés dans la chenille hôte. Les VLP ont une fonction immunosuppressive pour l'hôte parasité et permettent ainsi la survie des oeufs du parasitoïde. Ces VLP résultent de l’intégration d’un nudivirus dans le génome de l’ancêtre de la guêpe, nudivirus qui a été ensuite domestiqué pour former des liposomes viraux capables de véhiculer dans l’hôte des protéines de virulence d'origine cellulaire. L’étude réalisée au cours de cette thèse a eu pour objet, d’une part, d'étudier les mécanismes de domestication virale qui ont conduit au virus symbiotique endogène actuel nommé VcENV (pour V. canescens endogenous nudivirus) et d’autre part, d'apporter des éléments de réponse sur le processus de morphogénèse et le mode d'action parasitaire des VLP. / Viral particles devoid of DNA called VLPs (for Virus-Like Particles) are specifically produced in the ovaries of the parasitoid wasp Venturia canescens and line the chorion of the wasp’s eggs injected into the host caterpillar. VLPs are immunosuppressive and allow parasitoid eggs survival. These VLPs result from the integration of a nudivirus into the wasp ancestor genome, nudivirus which was then domesticated to form viral liposomes capable of carrying, into the host, virulence proteins of cellular origin. The aim of the study carried out during this thesis was, first, to analyze the viral domestication mechanisms that led to the current endogenous symbiotic virus called VcENV (for V. canescens endogenous nudivirus) and secondly to provide some answers on VLPs morphogenesis process and parasitic mode of action.