L’étude des interactions hôtes-parasites est devenue un thème de recherche incontournable pour les sciences de l’évolution. Cette coévolution complexe dépend de nombreux compromis évolutifs et peut être grandement influencée par les facteurs environnementaux. Nous nous proposons ici d’étudier les interactions hôtes-parasites à plusieurs échelles, à travers des approches expérimentales et des études en populations naturelles, en étudiant les parasites de la malaria aviaire. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’influence des caractéristiques de l’hôte et notamment au système immunitaire. Le système immunitaire est bénéfique pour l’hôte dans sa lutte contre le parasite, mais peut également engendrer des coûts immunopathologiques. Des traits d’histoire de vie, comme l’âge ou le statut social peuvent modifier la parasitémie au sein des hôtes, sans toutefois avoir d’effet sur la prévalence. Dans un second temps, l’effet de certains facteurs environnementaux a été évalué au sein des interactions hôtes-parasites. La température et la contamination en métaux lourds ont un effet sur la prévalence dans les populations, mais n’affectent pas la parasitémie. Au cours de cette thèse, nous avons également montré l’influence directe des parasites sanguins sur la structure génétique des populations hôtes, notamment au niveau des gènes du CMH. / Host-parasite interactions are one of the main topics in evolutionary sciences. This complex coevolution depends on several trade-offs and can be influenced by environmental factors. Here, we propose to study host-parasite interactions with a multi-level approach, using experimental and natural population studies, focusing on avian malaria parasites. First, we studied the effect of host characteristics, and more precisely the immune system. The immune system confers benefits in terms of protection against the parasite, but can also generated immunopathological costs. Life history traits, like age or social status, appear to modify parasitemia but not prevalence. In a second part, we evaluated the effect of environmental factors on host-parasite interactions. We found that temperature and heavy metal contamination had an effect on population prevalence, but not on host parasitemia. We also showed the direct parasite influence on host population genetic structure, and more precisely on MHC genes.

En raison des forts coûts en temps et en énergie associés à chaque reproduction, les femelles ne sont généralement pas aussi disponibles que les mâles pour se reproduire. Les mâles entrent donc souvent en compétition pour accéder aux femelles disponibles. Ceci conduit à une forte sélection sexuelle chez les mâles. Un des exemples les plus frappants de compétition entre mâles peut être observé chez certaines espèces de crustacés chez qui les femelles ne sont sexuellement réceptives que pour un temps très limité. Les mâles ont donc évolué une stratégie de gardiennage précopulatoire grâce à laquelle ils monopolisent une femelle plusieurs jours avant qu’elle ne devienne réceptive. Ce comportement mâle est lui-même coûteux en temps et en énergie. En conséquence, il a été suggéré que les mâles devraient devenir sélectifs envers les femelles du fait du fort investissement que chaque reproduction représente pour eux. A l’aide d’un modèle mathématique, nous prédisons que les mâles effectuant de longs gardiennages précopulatoires devraient préférer s’apparier avec les grandes femelles plus fécondes. Toutefois, cette sélectivité devrait rester faible du fait de la forte compétition pour accéder aux femelles libres. Nous suggérons plutôt que les mâles devraient chercher à s’apparier avec des femelles de bonne qualité après s’être initialement apparié avec une femelle. Quand les mâles en couple rencontrent une femelle libre de meilleure qualité que leur propre femelle, ils devraient quitter leur femelle pour s’accoupler avec la nouvelle femelle. Contrairement à cette prédiction, nos expériences ont montré que les mâles en couple d’un crustacé amphipode Gammarus pulex ne changeaient pas systématiquement de femelle quand nous leurs proposions une femelle de meilleure qualité que leur propre femelle. Ils décidaient de changer de partenaire uniquement quand leur femelle était de mauvaise qualité, indépendamment de la qualité de la nouvelle femelle libre. D’autres expériences sont nécessaires pour comprendre le caractère adaptatif de ce comportement de changement de partenaire, seulement basé sur une partie de l’information disponible. Ces deux études soulignent la difficulté d’inférer des patrons de reproduction uniquement à partir des préférences individuelles. Dans la première étude, les mâles étaient contraints par la compétition pour accéder aux femelles libres. Dans la seconde, le processus de prise de décision des mâles conduisait à un comportement de choix apparemment sous-optimal. Ces contraintes n’ont que rarement été prises en compte malgré leur grande importance lorsqu’il s’agit de comprendre les causes comportementales d’un patron de reproduction très répandus chez les crustacés à gardiennage précopulatoire : l’homogamie pour la taille. Il a principalement été suggéré que ce patron de reproduction était issu d’une préférence mâle pour les grandes femelles associée à un avantage des grands mâles pour accéder aux femelles. Cette hypothèse n’a malgré tout reçu que peu de support empirique. A l’aide d’un modèle par simulation individu centrée, nous avons donc testé l’hypothèse selon laquelle une préférence mâle pour la distance à la mue des femelles serait à l’origine de l’homogamie pour la taille chez les crustacés à gardiennage précopulatoire. Quand les mâles préfèrent s’apparier avec des femelles qui sont strictement plus proches de la mue qu’eux, les couples formaient un patron d’homogamie pour la taille. Puisque plusieurs préférences différentes peuvent conduire à un même patron de reproduction, ce résultat souligne l’importance de considérer le processus complet de mise en couple pour étudier le lien entre les préférences individuelles et les patrons de reproduction. Les stratégies de femelles peuvent aussi jouer un rôle important dans les processus de mise en couple. Contrairement aux mâles, les femelles ont été décrites comme préférant les gardiennages courts du fait des coûts associés à la mise en couple. / Because of strong costs associated with each mating event, females are usually not as available for reproduction as males at any given time. Males are therefore in competition with each other for access to receptive females, hence leading to strong sexual selection. One textbook case of such a mating system occurs in moulting crustaceans where females can only be fertilized during a short period following their moult. This has favoured the evolution male strategies to monopolize females before their period of receptivity. Such a precopulatory mate guarding is widespread among many taxa and represents one of the most striking example of males’ competitive traits favoured by sexual selection. However, recent investigations have suggested that because males’ sexually selected traits often involve opportunity or mortality costs, males should become choosy towards females. Using a theoretical approach, we showed that males performing long lasting mate guarding should choose larger, more fecund females. However, under sequential encounter of potential mates, competition for female access decreases male choosiness before entering in precopula. We rather suggest that males should become choosy after initial pairing with a female. When encountering an unpaired female of better quality than their current female, paired males should switch partners. Contrary to our expectations, even under simultaneous encounters of two females, males did not seem to assess their relative quality. Instead they decided to change partner when their own female was of low absolute quality. This led to several cases where males forewent the possibility of increasing their fitness. Further investigations are needed to understand the adaptive significance of using only a subset of information in decision making. These two cases highlight the difficulty of inferring mating patterns from mating preferences only. In the first case, male preference was constrained by competition for access to females while in the second one, sampling processes led to apparent suboptimal mate choices. These potential constraints on decision making have rarely been acknowledge in precopulatory mate guarding crustaceans in spite of their major importance when inferring the causes of a well-known pairing pattern occurring in these species: size-assortative pairing. Size assortment among pairs has mainly been considered to come from a male directional preference for larger females associated with a large male advantage in getting access to preferred females. However, this hypothesis has received contrasted empirical support and little is known about the underlying pairing process causing size-assortative pairing. We investigated theoretically the possibility that a state-dependent male mating preference could account for size-assortative pairing. When males chose females which were exclusively closer to moult than them, assortative pairing by size arose under strong male-male competition. Because several preferences can account for a given pattern, this result emphasises the importance of considering the whole pairing process when studying the link between preferences and mate choice. Female strategies may also be of great importance during the pairing process. Contrary to males, females have been suggested to prefer short precopulatory mate guarding due to costs associated with pairing. Such a sexual conflict over guarding duration may have major effects on co-evolutionary dynamics between males and females traits. Proving its occurrence is yet challenging because empirical studies often lack a full economical survey of costs and benefits for females associated with male traits. Females benefits associated with long lasting precopulatory mate guarding have particularly been overlooked in previous studies. Here, we proposed several potential benefits for females and discuss their influence on sexual conflict over guarding duration.

La recherche en écologie comportementale est affectée par un biais notoire en faveur des oiseaux des zones tempérées, en dépit de la plus grande diversité des espèces tropicales et des conditions naturelles radicalement éloignées qui rendent les connaissances sur les espèces tempérées peu pertinentes pour les espèces tropicales.Nous proposons de combler le manque d’informations concernant les oiseaux tropicaux via l’étude d’une espèce socialement monogame, se reproduisant et défendant un territoire toute l’année, la Tourterelle à queue carrée, Zenaida aurita. Pour commencer, nous avons cherché à déterminer le caractère sexuellement mono- ou dichromatique de la coloration du plumage et si celui-ci reflétait la qualité individuelle. Nous avons ensuite exploré les patterns d’appariements au sein des couples selon le degré d’hétérozygotie et la taille du corps. Afin d’établir la force des liens du couple, nous avons évalué le taux de divorce, les hypothèses pouvant expliquer les cas répertoriés, et les conséquences du changement de partenaire. Ceci a été suivi par la caractérisation des rôles des sexes au sein des couples selon diverses activités. Des analyses de capture-marquage-recapture ont permis d’estimer le taux de survie ainsi que l’influence du degré d’hétérozygotie et de la taille de l’aile sur la survie. La Tourterelle à queue carrée paraît suivre les spécificités comportementales, écologiques et démographiques caractérisant les espèces tropicales à monogamie pérenne / Research in avian behavioral ecology is affected by a known bias in favour of temperate species despite the greatest diversity of tropical species and the radically remote natural conditions which make knowledge of temperate species hardly relevant to tropical species.We propose to reduce the lack of information about tropical birds through the study of a socially monogamous species, reproducing and defending an all-purpose territory all year round, the Zenaida dove, Zenaida aurita. We used monitoring data from a population of ringed birds in Barbados for six years. First, we focused on plumage coloration both to ascertain their sexually mono- or dichromatic nature and whether plumage colour reflects individual quality. We then explored pairing patterns in relation to genome-wide heterozygosity and body size (tarsus length, wing chord). To determine the strength of pair bonding, we assessed divorce rate, evaluated which hypotheses could explain divorce cases and listed the consequences of mate loss and mate switching. It was followed by the characterization of sex roles within pairs during various activities (singing, nest building, juvenile care, territorial defence). Capture-mark-recapture analysis allowed us to estimate survival rate as well as influence of heterozygosity degree and wing chord on individual survival. Zenaida dove appears to conform to the behavioral, ecological and demographic features characterizing tropical species with perennial monogamy

En biologie évolutive, la variation phénotypique a longtemps été réduite au substrat sur lequel agissait la sélection naturelle. Toutefois, la constance intra-individuelle et le maintien intra-populationnel de certains comportements conduisirent au milieu des années 90 au développement du concept de personnalité animale, basé sur la caractérisation de traits tels que la néophobie, l’agressivité, les tendances exploratoires ou la prise de risque. De nombreuses études montrent que la personnalité est soumise à la sélection naturelle et est reliée à certaines stratégies biodémographiques, telles que la dispersion ou le comportement anti-prédateur.Les liens entre la personnalité animale et les stratégies d’appariement et d’approvisionnement, deux composantes fondamentales de la vie des organismes, ont pourtant été négligés jusqu’ici. Nous nous sommes donc attachés au cours de cette thèse à déterminer l’influence de la personnalité sur certains comportements sexuels et alimentaires à l’aide d’un organisme modèle en écologie comportementale : le Diamant mandarin (Taeniopygia guttata). Puis, à l’inverse, nous avons souligné le rôle des sélections naturelle et sexuelle dans le maintien des variations de personnalité.Nos principaux résultats indiquent que certains traits de personnalité mesurés sont inter-corrélés au niveau de notre population captive d’oiseaux, définissant un syndrome comportemental. De plus, la personnalité prédit de manière différentielle le succès d’approvisionnement entre les contextes de compétition par exploitation et par interférence. Ainsi, les individus proactifs sont dominants lors d’épisodes de compétition par interférence mais souffrent d’un plus faible succès d’approvisionnement lors de jeux producteur-chapardeur. Ces résultats soulèvent la possibilité que la sélection naturelle favorise différentes personnalités dans différents contextes, offrant un mécanisme d’explication du maintien des variations intra-populationnelles de personnalité. De plus, ils suggèrent que la personnalité contraint l’optimalité des comportements à travers les situations. Enfin, dans un contexte de choix du partenaire, nous avons montré que la personnalité des femelles utilisées dans des tests de préférence par association influence les mesures de la sélectivité, des scores de préférence et de leur répétabilité.L’étude conjointe de la personnalité animale et des stratégies d’appariement et d’approvisionnement constitue ainsi une voie prometteuse dans l’explication du maintien des variations de personnalité par sélections naturelle et sexuelle, ainsi que dans l’étude de l’influence de la personnalité sur les stratégies biodémographiques des organismes en contextes alimentaire et sexuel / In evolutionary biology, phenotypic variation has for a long time been considered as the raw material on which natural selection acts. However, research on the consistency of behaviour led to the development of the animal personality concept during the 1990s. This concept was based on the characterization of traits such as neophobia, aggressiveness, exploratory tendencies and risk-taking behaviour. Since then, several studies have shown that personality can evolve through natural selection and is related to many life-history traits, such as dispersal or anti-predator behaviour.Pairing strategies and foraging strategies are two fundamental components of an organism’s life, but their relationships with personality have so far been neglected. In this thesis, we determined the extent to which personality influences sexual and feeding behaviour, using the zebra finch (Taeniopygia guttata) as a model organism. Our work highlights the role of natural and sexual selection on the maintenance of personality variation.Some personality traits are related to each other within our sample, defining a behavioural syndrome. Moreover, personality predicted feeding success in competitive situations, but differently for scramble and interference competition. Proactive individuals were dominant in interference competition but had lower feeding success in producer-scrounger games. Interestingly, these results suggest that natural selection could favour different personalities depending on the context, perhaps explaining the maintenance of personality variation within populations. Moreover, personality could constrain behavioural optimality across situations. Finally, in a mate-choice context, we found that female personality influences selectivity, preference and its repeatability during spatial association tests.The joint study of personality and pairing and foraging strategies thus represents a promising avenue of research for understanding the maintenance of personality variation through natural and sexual selection. Moreover, personality can considerably influence some life-history traits in sexual and foraging contexts

Dans le système nerveux central, le récepteur inhibiteur GABAB est un archétype des RCPGs hétérodimériques. Il est composé en effet de deux sous-unités, la sous-unité GABAB1 (B1a ou B1b) qui lie l’agoniste et la sous-unité GABAB2 couplée aux protéines G. L’activation de ce récepteur a un effet antinociceptif bien établi concernant les douleurs aiguës mais son effet reste cependant très limité en cas de douleurs neuropathiques. Notre hypothèse est que son activation et sa signalisation peuvent être altérées par des protéines partenaires, aboutissant à des processus de désinhibition dans la moelle épinière en conditions de neuropathie. Nos résultats mettent en évidence le rôle de deux protéines partenaires qui sont surexprimées en conditions douloureuses et qui diminuent l’activation du récepteur GABAB via deux mécanismes différents. D’un part, la protéine cytosolique 14-3-3? induit la dissociation de l’hétérodimère B1b/B2. Cette action a lieu principalement dans les compartiments post-synaptiques. D’autre part, la fibuline-2, protéine de la matrice extracellulaire diminue l’activation de l’hétérodimère B1a/B2. Il s’agit cette fois préférentiellement d’une action dans les compartiments pré-synaptiques. Des stratégies anti-sens (siRNA anti-14-3-3? ou anti-fibuline-2) ou des peptides de compétition sélectifs de l’interaction B1b/14-3-3? permettent de potentialiser les effets antinociceptifs d’un agoniste du récepteur sur un modèle animal de neuropathie. L’ensemble de ces résultats suggèrent que l’état d’oligomérisation des RCPGs peut être modulé in vivo par des protéines partenaires endogènes impliquées dans le développement ou le maintien d’états pathologiques de sensibilisation à la douleur. / In the central nervous system, the inhibitory GABAB receptor is an obligate heterodimeric GPCR that requires the association between GABAB1 (B1a or B1b) and GABAB2 subunits. The heterodimeric GABAB receptor activation has a well-known antinociceptive action in acute pain but its effect appears limited in pathological states. Our hypothesis is that the GABAB activation and signaling could be altered by partner proteins, thus resulting in desinhibition processes in the spinal cord. In the present study, we investigated the role of two partner proteins overexpressed in neuropathic states which decrease GABAB activation through two different mechanisms. On the one hand, the cytosolic 14-3-3? protein induces the dissociation of the heterodimer B1b/B2. This effect occurs in post-synaptic compartments. On the other hand, fibulin-2, an extracellular matrix protein, which decreases the activation of the heterodimer B1a/B2 localized preferentially in presynaptic compartments. Anti-sens strategies (anti-14-3-3? or anti-fibulin-2 siRNA) or competing peptides specific of 14-3-3?/B1b interaction, potentiate the antinociceptive effects of GABAB agonist in an animal model of neuropathic pain. Taken together, our data suggest that GPCR oligomeric state can be modulated in vivo by endogenous partners proteins that are involved in the development and the maintenance of pain sensitization.

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L’oxydase de l’acide 1-AminoCyclopropane Carboxylique (ACC Oxydase, ACCO) catalyse la formation de l’éthylène, hormone essentielle à la vie des plantes. L’ACCO catalyse l’oxydation de l’ACC en éthylène en présence de dioxygène et de deux électrons (fournis in vitro par l’ascorbate). L'activité de l'enzyme requière également, pour des raisons encore incomprises, la présence de CO2 sous la forme d'ions bicarbonates. Il s’agit d’une enzyme qui contient un ion fer(II) dans un environnement non-hémique au site actif. Etant donné l’importance de l’éthylène chez les plantes, l’ACCO, ainsi que les autres enzymes impliquées dans sa biosynthèse, ont été très étudiées durant les vingt dernières années. Cependant, peu d’études ont porté sur le rôle de l’ion métallique et le mécanisme d’action ou sur les surprenants processus d’inactivation subis par l’enzyme. L’ACCO est en effet une enzyme connue pour son instabilité. Nous avons tout d’abord entrepris une caractérisation physicochimique et biochimique de l’enzyme. Le matériel protéique utilisé a tout d’abord été analysé une coupure entre les résidus Ala 290 et Gly 291 a été observée au cours de la purification de l'enzyme. Puis, grâce à l'utilisation de techniques spectroscopiques, nous avons cherché à obtenir plus d'informations sur la fixation des substrats/cofacteurs au site actif. Enfin l’étude des mutants et des complexes modèles de l’ACCO a été réalisée afin de mieux comprendre le mécanisme catalytique et de rechercher de nouvelles activités. Nous nous sommes aussi intéressés aux mécanismes d’inactivation de l’ACCO. En présence des effecteurs en excès, cette inactivation se traduit par une fragmentation et une modification de charge. Lorsque la concentration en fer est limitée, aucune modification physique de l’enzyme inactive n’est observée et l'enzyme garde un contenu global en aminoacide et une conformation tridimensionnelle intègres. Des processus oxydatifs se déroulant directement au site actif de l’enzyme sont susceptibles d’engendrer une telle perte d’activité par l'oxydation d'un nombre limité d'acides aminés. Des études en spectrométrie de masse ont été entreprises et sont toujours en cours afin d'identifier les modifications responsables de la perte d'activité de l'enzyme.Enfin nous avons recherché d’éventuelles partenaires protéiques qui pourraient conférer à l’ACCO une meilleure stabilité. Des études préliminaires ont été entreprises et des données de microscopie suggèrent que l'ACCO est localisée près des membranes de la vacuole. / The 1-AminoCyclopropane Carboxylic acid oxidase (ACC Oxidase, ACCO) catalyzes the last step of the biosynthesis of the plant hormone, ethylene. ACCO catalyzes the oxidation of ACC into ethylene in the presence of dioxygen and two electrons (provided in vitro by ascorbate). Carbon dioxide (or bicarbonate ions) are also required for optimum activity. ACCO is an non-heme iron(II) containing enzyme. Given the importance of ethylene in plants, studies on ACCO, as well as on the other enzymes involved in its biosynthesis, have attracted much attention in the past two decades. However, few studies focus on the role of the metal ion and on the catalytic mechanism or the intriguing inactivation processes. ACCO is indeed known for its instability. We first purified and characterised the enzyme. During the purification, a cleavage between residues Ala 290 and Gly 291 was observed. Then, using spectroscopic techniques, we intended to get more information on cofactor's binding in the active site. Finally studies of mutants and model complexes of ACCO were performed in order to get a better understanding of the catalytic mechanism and to look for new activities.We were also interested in the inactivation processes of ACCO. In the presence of an excess of effectors, this inactivation resulted in fragmentation and in pI modification. When the concentration of iron is limited, no modifications of the inactive enzyme were observed. The inactive enzyme maintained its amino acid content and three-dimensional conformation. The loss of activity is therefore likely to derive from oxidative processes directly at the active site. Mass spectrometry experiments were initiated and are still under progress. Finally we were interested in identifying possible protein partners of ACCO that could provide a better stability. Preliminary studies were thus initiated and from microscopy results, ACCO was found located close to the vacuole membrane.

L'étude des interactions hôtes-parasites est devenue un thème de recherche incontournable pour les sciences de l'évolution. Cette coévolution complexe dépend de nombreux compromis évolutifs et peut être grandement influencée par les facteurs environnementaux. Nous nous proposons ici d'étudier les interactions hôtes-parasites à plusieurs échelles, à travers des approches expérimentales et des études en populations naturelles, en étudiant les parasites de la malaria aviaire. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l'influence des caractéristiques de l'hôte et notamment au système immunitaire. Le système immunitaire est bénéfique pour l'hôte dans sa lutte contre le parasite, mais peut également engendrer des coûts immunopathologiques. Des traits d'histoire de vie, comme l'âge ou le statut social peuvent modifier la parasitémie au sein des hôtes, sans toutefois avoir d'effet sur la prévalence. Dans un second temps, l'effet de certains facteurs environnementaux a été évalué au sein des interactions hôtes-parasites. La température et la contamination en métaux lourds ont un effet sur la prévalence dans les populations, mais n'affectent pas la parasitémie. Au cours de cette thèse, nous avons également montré l'influence directe des parasites sanguins sur la structure génétique des populations hôtes, notamment au niveau des gènes du CMH.

Le choix de partenaire est souvent considéré comme étant le résultat d’une simple interaction, mais, en nature, l’environnement social dans lequel les animaux communiquent correspond généralement à un réseau d’émetteurs et de récepteurs. La présence de congénères, de rivaux, et même de prédateurs durant le choix de partenaire peut avoir plusieurs répercussions sur ce choix. Être observé par une audience composée de congénères de même sexe peut pousser certaines espèces à modifier le niveau d’expression de leurs préférences, et même à modifier ces préférences pour réduire la compétition ou éviter d’être imitées. La préférence de plusieurs femelles diamant mandarin pour deux mâles a été mesurée en absence et en présence d’une audience femelle pour déterminer si la présence de rivales a des effets sur le choix de partenaire des femelles. De plus, afin de déterminer si ces effets varient en fonction de la qualité des femelles focales et audience, la condition de plusieurs femelles a été altérée en diminuant leur capacité à voler. Selon les résultats, les femelles diminuent leur niveau de sélectivité suite à l’ajout d’une audience femelle, et l’intensité des interactions mâle-femelle dépend de la condition des femelles focales. Les femelles ajustent leur comportement surtout pour éviter d’être imitées et non en fonction de leur condition. Cependant, ces deux mécanismes peuvent affecter les femelles simultanément. / Mate choice is often considered as the result of a simple interaction, but, in the wild, the social environment in which animals communicate generally corresponds to a network of several signallers and receivers. The presence of conspecifics, rivals, and even predators during mate choice can have many repercussions on that choice. Being observed by an audience of same-sex conspecifics can drive some species to alter the level of expression of their preferences, and even to modify those preferences to reduce competition or avoid being copied. The preference of several zebra finch females for two males was measured without and with a female audience to determine if the presence of an audience alters female mate choice. Moreover, to determine if these effects vary according to focal and audience females’ condition, the condition of several females was altered by diminishing their flying ability. According to the results, females lower their level of selectivity following the addition of an audience, and the intensity of male-female interactions depends on the focal females’ condition. Our findings suggest that females mainly adjust their behavior to avoid being copied and not according to their condition. However, these two mechanisms might have affected the females’ mating preferences simultaneously.