L’étude des effets de la nutrition sur les profils saisonniers de reproduction ainsi que sur les techniques naturelles visant à maîtriser ce caractère, présente un intérêt tout particulier pour le développement de systèmes d’élevage ovins durables. Nos travaux démontrent que l’état d’engraissement est un facteur capable d’interagir avec la photopériode pour moduler le moment des transitions saisonnières reproductives. Cet effet n’affecte pas la synchronisation annuelle du rythme reproductif des brebis et s’effectue indépendamment de leur degré de saisonnalité. Les effets de l’état d’engraissement se transmettent, en partie via la voie AMPK, sur l’amplitude du rythme journalier et endogène de sécrétion de mélatonine chez la brebis Île-de-France, sans qu’une implication fonctionnelle de ce phénomène puisse être déterminée. Enfin, l’état d’engraissement contribue de façon significative à la variabilité de la réponse des brebis à un traitement d’implants de mélatonine ainsi qu’à la réalisation d’un effet mâle, tous deux réalisés en fin de saison d’anoestrus chez la brebis Île-de-France. / To determine the effect of nutrition on the seasonal patterns of reproduction and on the natural techniques used to control these patterns, is a feature of particular interest in the development of sustainable sheep breeding systems. This work establishes that body condition is a potent factor that interacts with photoperiod to modulate the timing of seasonal reproductive transitions in sheep. This effect does not result in an alteration in the synchronization of the annual reproductive rhythm and is independent of the degree of seasonality of the breed of sheep considered. The effect of body condition involves the AMPK system to alter the amplitude of the daily and endogenous rhythm of secretion of melatonin in the Ile-de-France breed of sheep; a functional implication for this phenomenon remains to be determined. Finally, body condition contributed significantly to the variability of the response of sheep to a treatment with melatonin implants and to the male effect, both performed at the end of the anestrus season for the Ile-de-France breed.

Résumé Le rôle du photopériodisme dans l'élaboration du rendement de trois variétés de sorgho cultivées en Afrique de l'Ouest Les sorghos d'Afrique de l'Ouest sont très photopériodiques parce que ce caractère leur confère un important avantage évolutif en raison du climat continental de la zone, caractérisé par de fortes variations inter-annuelles du régime pluviométrique. Cette adaptation doit être maintenue dans les variétés améliorées pour la région. Mais en dehors de la variation de la durée du cycle de la phase végétative, les réponses physiologiques à la photopériode ont été peu quantifiées chez les céréales chez lesquelles ce caractère a été contre-selectionné jusqu'à présent. Une étude écophysiologique a été conduite sur 3 variétés de sorgho représentatives du matériel cultivé en Afrique de l'Ouest afin de quantifier la physiologie du photopériodisme. Les expérimentations ont été réalisées en conditions naturelles à Samanko, Mali, pendant 2 années et demi. Plusieurs conclusions originales sur le développement et la croissance des sorghos photopériodiques ont pu être tirées, grâce en particulier aux réponses très marquées de la variété de race guinea, originaire de la région, dont les principales sont : - Le déclenchement de l'initiation paniculaire est sous la double dépendance de la photopériode et du sens de variation de la durée du jour ou de ses composantes, les heures de lever et de coucher du soleil. - Le rythme de production des feuilles par l'apex varie en relation avec la photopériode et ses variations quotidiennes au moment de la levée, durée ou heures de l'aurore et du crépuscule. Il conserve ensuite la valeur initialement acquise jusqu'à un brusque ralentissement aux environs de la date de production de la 23ème feuille, lorsque débute la montaison spontanée en l'absence d'initiation paniculaire. - Le déclenchement de l'élongation des entre-nœuds à cette date est probablement la conséquence de la rapide augmentation du LAI et par conséquent de la biosynthèse. Tous les autres rythmes de développement et de croissance ralentissent simultanément en raison de la concurrence trophique et des relations de coordination entre phytomères qui organisent la cohésion architecturale de la plante. - Lorsque plus de 23 feuilles sont produites la concurrence trophique entre organes est minimale et la répartition de la biomasse est pilotée par la demande potentielle de chacun d'eux. En revanche, en dessous de 23 feuilles la panicule est en concurrence avec la tige pendant son développement et une part de sa croissance. - La taille de la panicule est peu variable en raison de l'évolution antagoniste de la durée et de la vitesse de son développement sur lesquels la photopériode exerce une influence inverse. Un modèle de croissance synthétisant ces connaissances et hypothèses a été calibré et testé pour chacune des variétés. Son utilisation couplée aux connaissances physiologiques acquises permet de conclure à destination des équipes de sélection que le tallage et la réduction de taille ne sont probablement pas de bonnes voies vers l'amélioration du potentiel de rendement des sorghos photopériodiques. L'effort doit essentiellement porter sur la décorrélation de la relation qui lie actuellement la taille potentielle de la panicule à la date de floraison de la variété.

Cette thèse a déterminé les rôles respectifs de la photopériode et de la température lors des différentes et successives étapes du cycle de reproduction (induction du cycle, vernalisation, ponte) chez la perche commune Perca fluviatilis femelle. La photopériode est le facteur environnemental principal qui synchronise l’induction du cycle de reproduction chez la perche commune, la température joue uniquement un rôle modulateur. Une baisse importante de la durée de la photophase de 4-8 heures est recommandée. Le maintien d'une photopériode constante basée sur une photophase longue et constante (17L : 7D) inhibe l’induction, alors que le maintien d’une température élevée et constante (22-23°C) ne le permet pas. Pour la phase de vernalisation, une photopériode de type jour court (8L : 16D) est nécessaire. Concernant les effets de la température, une forte et progressive baisse de la température (de 22 à 6°C sur 16 semaines) est recommandée pour assurer un développement gonadique complet (ovocytes aux stades de vitellogenèse avancée en fin de phase d’induction et de la maturation finale avant la période de ponte). Des baisses de température plus modérées (de 22 à 14-18°C) altèrent la reproduction, notamment pendant la phase de vernalisation. L’augmentation finale de la température après la vernalisation est le facteur principal de synchronisation de la ponte. Cette étude a permis la mise au point d’un protocole photo-thermopériodique fiable garantissant des taux d’induction et de ponte très élevés, proches de 100%, chez les femelles / This PhD thesis has determined the respective roles of photoperiod and temperature at the different and successive steps of the reproductive cycle (induction of the cycle, wintering period, spawning) in female Eurasian perch Perca fluviatilis. Photoperiod is the main environmental factor which synchronizes the onset of the reproduction cycle in Eurasian perch female, temperature plays only a modulating role. A high photoperiod decrease of 4 or 8 hours is recommended. The maintenance of constant photoperiod based on a long photophase (17L: 7D) delays the onset of the reproductive cycle, whereas the maintenance of a warm and constant temperature (22-23°C) does not delay it. For the wintering period, a photoperiod with a short daylight period (8L : 16D) is required. Concerning the effect of temperature variations, a high and progressive temperature decrease (from 22 to 6°C over 16 weeks) is recommended to ensure a complete ovarian development (all oocytes achieved the advanced vitellogenesis stage at the end of the induction phase and and final maturation stage just before spawning). Slight temperature decreases (from 22 to 14-18°C) alter the reproduction, especially during the chilling period (wintering period). The final increase of temperature (up to 14°C) after the wintering period is the main factor for spawning synchronization. This study allowed the development of a reliable photo-thermal protocol for out-of-season spawning with very high rates (close to 100%) of female response and spawning

De nombreuse études ont mis en évidence la présence de processus neurogéniques dans l'hypothalamus adulte, une structure du diencéphale impliquée dans la régulation de nombreuses fonctions physiologiques. L’objectif de ma thèse a consisté à étudier les mécanismes de plasticité, tels que la neurogenèse adulte, et leur implication dans le contrôle neuroendocrinien de la fonction de la reproduction. Chez le mouton, une espèce saisonnée, la reproduction est contrôlée par la photopériode. Les variations saisonnières de la durée du jour entrainent des variations saisonnières du taux de prolifération et du nombre de nouveaux neurones. Après avoir identifié les composants cellulaires de la niche neurogénique hypothalamique dans cette espèce, nous avons démontré leur sensibilité à la photopériode. Une analyse longitudinale en neuroimagerie nous permettra de déterminer le devenir des nouveaux neurones hypothalamiques. Une étude fonctionnelle réalisée chez la souris a démontré que les cellules hypothalamiques en division qui expriment la GFAP possèdent un potentiel neurogénique et que leur ablation conduit à la perte de la fonction de reproduction chez le mâle. / Numerous studies have demonstrated the presence of neurogenic processes in the adult hypothalamus, a diencephalon structure involved in the regulation of many physiological functions. The objective of my thesis was to study the mechanisms of plasticity, such as adult neurogenesis, and their involvement in the neuroendocrine control of the reproductive function. In sheep, a seasonal species, reproduction is controlled by the photoperiod. Seasonal variations in the duration of the day lead to seasonal variations in the proliferation rate and in the number of new neurons. After identifying the cellular components of the hypothalamic neurogenic niche in this species, we demonstrated their sensitivity to photoperiod. A longitudinal analysis in neuroimaging will aimed to determine the fate of new hypothalamic neurons. A functional study in mice showed that dividing hypothalamic GFAP positive cells have a neurogenic potential and their ablation leads to severe impairment of the reproductive function in the male.

Le fonctionnement des milieux aquatiques d’origine anthropique est étroitement dépendant des usages ; l’environnement des communautés biologiques est donc généralement fluctuant. L’étude du lien entre environnement et organisme est alors plus complexe que dans les environnements stables. Ce travail de thèse vise à mieux comprendre comment l’ichtyofaune réagit face aux changements des conditions environnementales dans une retenue soumise à marnage, la retenue des Bariousses, située sur la Vézère.Une approche multi-échelle à la fois biologique (communauté et individus) et temporelle (cycles annuel et journalier) a été adoptée. Une attention particulière a été donnée à la zone littorale car elle joue un rôle crucial pour les communautés piscicoles des milieux lacustres et constitue la première zone affectée par les variations du niveau de l’eau. L’étude se décompose en quatre parties. La première présente les caractéristiques du site d’étude et la seconde décrit l’impact des variations du niveau de l’eau sur les habitats à partir d’une analyse cartographique de la zone littorale. Les conséquences de la contrainte hydrologique via les modifications des conditions d’habitats ont été ensuite analysées en parallèle des effets de la température de l’eau et de la photopériode. Ensuite, la troisième partie présente l’effet de la variabilité temporelle des conditions environnementales, induites par les variations du niveau de l’eau, sur la composition de la communauté littorale (échantillonnage par pêche électrique). Un système innovant de positionnement par télémétrie acoustique (Vemco Positioning System) a finalement permis dans une quatrième partie d’étudier cet impact à un niveau individuel en analysant le comportement de 90 individus de trois espèces différentes (sandre, brochet et perche commune) avec une précision satisfaisante (erreur moyenne de 3.3 m après filtration). Nous avons mis en évidence que les fluctuations du niveau de l’eau induisent une variabilité temporelle de la surface et du volume occupés par la zone littorale. De plus, une diminution progressive de la complexité structurelle des habitats littoraux avec une tendance à l’homogénéisation (dominance des substrats fins et de l’absence de végétation) est observée suite à un abaissement du niveau de l’eau. Malgré ces changements des conditions d’habitats induites par les variations du niveau de l’eau, la communauté piscicole littorale n’a pas montré de nets changements de composition. Une forte variabilité inter individuelle des réponses comportementales aux fluctuations environnementales est notée mais, la température et la photopériode représentent deux paramètres structurant majeurs de l’activité et du choix des habitats. Le niveau d’eau affecte une partie du peuplement, certains individus fréquentent davantage la zone littorale et sont moins mobiles lorsque les habitats accessibles en bordure sont plus complexes (niveau d’eau élevé). Ces résultats ont permis de proposer quelques pistes de réflexion sur la gestion des niveaux d’eau sur cette retenue, en lien avec le peuplement de poissons. / Aquatic ecosystem functioning in human-impacted environments is highly dependent of its uses; in consequence, the environment of biological communities is generally fluctuating. Studying the link between environment and organism in fluctuating environments is generally more complex compared to steady environments. The main objective of this work was to better understand how fish populations respond to environmental modifications in a reservoir affected with water level fluctuations (WLF), the Bariousses’s reservoir located on the Vézère River.A multiscale approach was used with different biological (community and individual) and temporal (annual and daily cycles) scales. A special attention was given to the littoral zone as it plays a key role for lake fish communities and since it is strongly affected by WLF. This work is divided in 4 parts. The first part presents the characteristics of the study site and the second part describes the impact of WLF on the studied habitats using a mapping of the littoral zone. The consequences of hydrological stress through the changes in habitat conditions were also analyzed as well as the effects of water temperature and photoperiod. The third part shows the effect of the temporal variability of environmental conditions induced by WLF on the composition of the littoral fish community (sampled by electrofishing). The fourth part presents an innovative positioning system acoustic telemetry (Vemco Positioning System) that was used to study the impact of WLF at the individual scale by analyzing the behavior of 90 individuals from three different fish species (pikeperch, pike and perch) with a satisfactory accuracy (average error of 3.3 m after filtration).The results of this work showed that WLF induced a temporal variability of the littoral zone surface and volume. In addition, a gradual decrease of the structural complexity of littoral habitats was associated with lower water level inducing a trend to homogenization (dominance of thinner substrates without vegetation). Despite these changes in habitats conditions induced by WLF, littoral fish community did not show any clear change in composition. High inter-individual variability of behavioral responses was observed in response to environmental fluctuations, but the temperature and photoperiod were the two major structural parameters controlling fish activity and spatial distribution. Water level affected a part of the fish population since more individuals attended the littoral zone and were less mobile when available habitats were more complex (with a high water level). These results allowed us to suggest some ideas for the management of water levels in the studied reservoir focused on the fish population.

La smoltification est un évènement métamorphique chez le saumon qui initie la migration de dévalaison et pré-adapte le juvénile à l’entrée en mer. Cette thèse a pour objectif d’étudier les régulations endocrines et environnementales de la smoltification chez le saumon Atlantique de la longue rivière Loire-Allier, population qui est en danger. Nous montrons la présence et la divergence fonctionnelle de deux paralogues de la sous-unité ß (tshßa & tshßb) de la thyrotropine (TSH) chez le saumon Atlantique et observons un pic d’expression de tshßb dans l’hypophyse à la smoltification, pic concomitant à l’initiation de la migration de dévalaison. Ce résultat est le premier à mettre en relation l’expression hypophysaire de TSH avec la smoltification et le comportement migratoire de dévalaison. L’exposition expérimentale à une photopériode constante de jours courts ou à une température augmentée n’affecte pas nettement le pic de tshßb ni l’initiation de la migration de dévalaison, ce qui met en évidence l’importance de contrôles endogènes. Cette étude apporte de nouvelles connaissances fondamentales sur le cycle de vie du saumon Atlantique avec la découverte de nouveaux acteurs dans le processus de smoltification et avec des implications dans le domaine de la conservation. / Smoltification is a metamorphic event in salmon, which initiates downstream migration and pre-adapts juvenile for seawater entry. The PhD aimed at investigating endocrine and environmental regulation of smoltification in the endangered long-river Loire-Allier Atlantic salmon. We report the presence and functional divergence of thyrotropin ß-subunit paralogs (tshßa & tshßb) in Atlantic salmon and showed a peak pituitary expression of tshßb at smoltification which was concomitant with the initiation of downstream migration. This is the first time pituitary TSH expression is related to smoltification and downstream migratory behavior. Experimental exposure to constant short-day photoperiod or to increased temperature did not markedly affect the peak of tshßb nor the initiation of downstream migration, highlighting the importance of endogenous controls. This study brings new insights to the life cycle of Atlantic salmon with the discovery of novel components of the smoltification process, and with implications for conservation.

Les changements climatiques altèrent la phénologie des organismes, c’est-à-dire la succession dans le temps des éléments de leur cycle de vie. L’expression de la diapause chez les insectes, soit l’arrêt de développement permettant de survivre aux dégradations saisonnières de l’environnement biotique et abiotique, est en particulier affectée. Cette thèse aborde différents facteurs environnementaux agissant sur les stratégies saisonnières des parasitoïdes de pucerons du genre Aphidius. Dans les agro-systèmes céréaliers de l’ouest de la France, les communautés d’hôtes et de parasitoïdes ont changé rapidement au cours de la dernière décennie. Ainsi, plusieurs espèces de parasitoïdes n’entrent plus qu’en faible proportion en diapause, dû à l’augmentation des températures, à la baisse du nombre de jours de gel et à la présence accrue de leurs hôtes pendant l’hiver ; ces pressions de sélection agissent sur les seuils d’entrée diapause. Les parasitoïdes présentent des ajustements plastiques de leur réponse aux stimuli environnementaux qui induisent la diapause. Ils y entrent en plus forte proportion s’ils se développent dans des morphes de pucerons sexués (annonciateurs de ressources limitées) que dans des hôtes asexués, ce qui souligne la co-évolution de leurs cycles de vie. Cette plasticité s’avère également transgénérationnelle puisque la compétition entre femelles induit la diapause estivale chez leurs descendants. De plus, l’incidence de la diapause hivernale augmente après plusieurs générations de parasitoïdes soumises aux mêmes conditions. Les adaptations locales des parasitoïdes aux nouvelles conditions environnementales mènent à la perte d’expression de la stratégie de diapause – qui comporte des coûts écologiques et physiologiques – au profit de stratégies hivernales d’activité à l’état adulte. La modification de l’activité-densité des espèces au sein des communautés de pucerons-(hyper)parasitoïdes, due aux changements de stratégie d’hivernation, pourrait bouleverser l’équilibre des réseaux trophiques et altérer positivement ou négativement l’efficacité du service écosystémique de lutte biologique. / Climate changes alter the phenology of organisms, i.e. the succession over time of the elements of their life-cycle. Diapause expression in insects – that is, the developmental arrest allowing survival to seasonal degradations in the biotic and abiotic environment – is particularly affected. This thesis addresses the existence of different environmental factors acting on the seasonal strategies of Aphidius aphid parasitoids. In cereal agro-systems of western France, host and parasitoid communities have changed rapidly over the past decade. Hence, some parasitoid species enter diapause at low levels due to temperature increase, decrease in frost events and the presence of their hosts during winter, which impose selection on diapause induction thresholds. Parasitoids show plastic adjustments of their response to environmental stimuli inducing diapause. They enter diapause at higher proportion if they develop in sexual morphs of aphids (which inform for upcoming limited resources) than in asexual hosts, which underlines the co-evolution of their life-cycles. Transgenerational plasticity is also involved in these responses since maternal competition induces summer diapause in their offspring. Moreover, winter diapause incidence increases after some parasitoid generations experience the same environmental conditions. Local adaptations of parasitoids to new environmental conditions lead to a loss of diapause expression – which involves ecological and physiological costs – to the benefit of adult overwintering strategies. Modifications in species activity-density within aphids-(hyper)parasitoids communities, due to changes in overwintering strategies, could affect food-webs’ stability and alter positively or negatively the efficiency of biological pest control.

Au cours de l’évolution, les plantes ont développé des mécanismes pour percevoir et s'adapter aux conditions de stress. Les formes actives de l'oxygène (FAO) sont des facteurs importants de l'état redox cellulaire et sont impliquées dans ces réponses. Le peroxyde d'hydrogène (H2O2), une FAO majeure des voies de signalisation oxydative, peut être produit rapidement dans la photorespiration. Chez Arabidopsis, le H2O2 produit dans la photorespiration est métabolisé notamment par la CATALASE2 (CAT2). Dans le contexte du mutant cat2 déficient pour cette catalase, les réponses au stress oxydatif induit par la production conditionnelle du H2O2 sont fortement dépendante de la photopériode. En particulier, la formation de lésions, accompagnée de réponses similaires à celles d' attaques pathogènes, sont spécifiques des conditions de culture en jours longs (JL). Ces effets ne sont pas observés en jours courts (JC) malgré un stress oxydant qui semble être aussi prononcé qu’en JL. Une approche transcriptomique globale a été utilisée pour explorer les patterns d’expression génique associées à ces effets. Elle a permis de mettre en évidence des interactions entre photopériode et H2O2 ou entre photopériode et CO2. En particulier, la majorité des gènes répondant à l' H2O2 dans le mutant cat2 sont induits lorsque les plantes sont cultivées en JC alors que un plus petit nombre sont induits par l’ H2O2 spécifiquement en JL. De façon générale, ces analyses ont mis en évidence des relations étroites entre les ressources carbonées, la lumière et l'état redox cellulaire dans les réponses aux changements environnementaux. Un gène induit par le H2O2 spécifiquement en JL, l’AZELAIC ACID INDUCED 1 (AZI1), a été sélectionné pour des analyses fonctionnelles à l’aide d’approches génétique, biochimique et transcriptomique. L’analyse de mutants cat2 azi1 a révélé que AZI1 ne semble pas jouer un rôle majeur dans les réponses des plantes à un stress oxydatif durable. Cependant, ce gène semble jouer un rôle important lorsque le stress oxydatif est déclenchée de façon abrupte par le transfert des plantes de conditions de culture en fort CO2 vers l'air ambiant. De plus, cette étude montre que la communication de feuille à feuille est impliquée dans la régulation de l'expansion de la mort cellulaire en réponse a l'H2O2 issue de la photorespiration. Dans la régulation de l'expansion des lésions, nous proposons que AZI1 agirait d'une part localement pour induire la mort cellulaire et d'autre en inhibant la mort cellulaire d'une façon systémique. Dans des fonds génétiques sauvage Col-0 ou mutant cat2, l’analyse comparative de mutants d'insertion ADN-T pour les principaux photochromes (phyA , phyB) et cryptochromes (cry1, cry2) a permis d'étudier les interactions entre les stress et les fonctions des photorécepteurs. Il est apparu que, la mutation des gènes PHY comme CRY conduit a une stimulation de l’accumulation de glutathion H2O2 dépendante. En revanche, dans le fond génétique cat2 contrairement à la perte des fonctions PHY, la mutation des gènes cry conduit a une modulation du profil transcritomique induit par l’ H2O2. De plus, un criblage de conditions de stress sur les simples mutants cry a révélé une plus forte sensibilité de ces génotypes au stress osmotique, a l’ H2O2 et au paraquat. Globalement, ces données indiquent que l’ensemble des photorécepteurs et plus particulièrement les cryptochromes peuvent jouer un rôle dans la réponse à l’ H2O2 intracellulaire suggérant ainsi l’existence d’un réseau complexe permettant l’intégration de conditions environnementales et la détermination de réponses appropriées au stress. / During evolution, plants have developed mechanisms to perceive and respond to stress conditions. Reactive oxygen species (ROS) are important components of cell redox state that have been implicated in these responses. H2O2, an important ROS molecule in oxidative signalling, can be produced rapidly in photorespiration. In Arabidopsis, photorespiratory H2O2 is notably metabolized by CATALASE2 (CAT2). Responses to oxidative stress induced conditionally by photorespiratory H2O2 in the catalase-deficient mutant, cat2, are highly determined by growth daylength. In particular, lesion formation, accompanied by induction of a range of pathogenesis responses, is specific to the long day (LD) photoperiod: these responses are not observed in short days (SD), even though oxidative stress seems to be as marked as in LD. A whole-genome transcriptomics approach was used to explore gene expression patterns underlying these effects, and identified interactions between daylength and H2O2 and between daylength and CO2. In particular, the majority of H2O2-responsive genes in cat2 were up-regulated more strongly in SD air, though a subset of H2O2-induced genes showed a LD-specific response. Overall, this analysis indicates close networking between carbon status, light, and redox state in environmental responses. The most strongly H2O2-induced gene in LD was azelaic acid induced 1 (AZI1) and this gene was chosen for functional analysis using a genetic, biochemical and transcript profiling approach. Analysis of cat2 azi1 mutants revealed that AZI1 does not seem to play an important role in the plant response to sustained, continuous oxidative stress, but is influential when oxidative stress is abruptly induced, in this case, by transferring plants from high CO2 to air. Moreover, this study provided evidence that leaf-to-leaf communication is involved in regulating cell death spread in response to photorespiratory H2O2. In the regulation of this lesion spread, it is proposed that AZI1 acts both locally to promote cell death as well as systemically to inhibit it. Using a comparative analysis of T-DNA insertion mutants for the major phytochromes (phyA, phyB) and cryptochromes (cry1, cry2) introduced into the Col-0 or cat2 background, interactions between stress and photoreceptor function were analyzed. A stimulatory effect of both phy and cry mutations on H2O2-triggered glutathione accumulation was apparent. In contrast to loss of PHY function, both cry mutations modulated daylength-dependent H2O2-triggered transcriptome profiles in cat2. In addition, stress screening of single cry mutants revealed effects on osmotic, H2O2 and paraquat sensitivity. Overall, these data show that both kinds of photoreceptor, but particularly cryptochromes, can play a role in the response to intracellular H2O2, suggesting that there is an intricate network allowing integration of environmental information to determine appropriate responses to stress.

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L’intégrité fonctionnelle des organismes vivants, Homme y compris dépend des rythmes biologiques. La perturbation de ces rythmes due aux conditions de vie du monde moderne (travail posté, jet-lag,…) ou des circonstances naturelles (vieillissement), favorise l’installation de pathologies spécifiques (troubles du sommeil, l’obésité, le diabète,…). Afin de retarder l’apparition de ces troubles, la conception des projets expérimentaux sur des modèles d’animaux diurnes et des modèles d’animaux vivants dans des biotopes particuliers où l’Homme est présent (zone désertique) est nécessaire. Le but de ma thèse est d’essayer de comprendre les mécanismes neurophysiologiques d’adaptation aux conditions environnementales extrêmes chez le dromadaire (adapté à la chaleur) et le hamster d’Europe (adapté au froid). Une première partie révèle qu’en plus de la photopériode, la température ambiante est un véritable synchroniseur de l’horloge biologique du moins en absence du cycle lumière-obscurité. Dans une seconde partie, notre objectif était de vérifier si les variations saisonniers de la température ambiante sont capables comme les changements photopériodiques d’induire des modifications saisonnières sur le rythme de mélatonine et/ou de la température corporelle. Nous avons commencé par la vérification de l’existence de l’hétérothermie adaptative chez le dromadaire surtout que ce phénomène a été contesté récemment. Nos résultats démontrent que le dromadaire privé d’eau de boisson et placé sous des températures ambiantes élevées, adopte une régulation complexe de thermorégulation caractérisée par une alternance quotidienne de phase de poïkilothermie et d’homéothermie. Cet état d’hétérothermie a également été observé chez des dromadaires parfaitement hydratés, sujet d’une restriction alimentaire. Nos résultats concluent donc que l’hétérothermie adaptative chez le dromadaire est une combinaison de plusieurs facteurs qui interagissent le long du cycle lumière-obscurité, à savoir la température ambiante, la privation hydrique et la prise alimentaire. Finalement, nous avons démontré chez le hamster d’Europe que les neurones des noyaux arqués sont capables d’intégrer le signal photopériodique et cela indépendamment de la présence de la mélatonine. L’existence de ce mécanisme particulier d’intégration de la photopériode chez d’autres mammifères y compris l’Homme doit maintenant être recherchée. Nos résultats ouvrent la voie à la mise en évidence de son intérêt pratique dans le contrôle des rythmes biologiques en particulier dans celui des rythmes circannuels. / The functional integrity of living organisms, including human, depends on the biological rhythms. Disruption of these rhythms due to the living conditions of the modern world (shift work, jet lag ...) or natural circumstances (aging), leads various abnormalities (sleep disorders, obesity, diabetes ...). In order to understand pathophysiology of these abnormalities and adaptation in extreme environment, we need to design experiments on diurnal animals that cohabitate with human in specific biotopes. The aim of my thesis is to understand the neurophysiological mechanisms of adaptation to extreme environmental conditions in the camel (adapted to heat) and the European hamster (adapted to cold). Earlier we found that in addition to photoperiod, ambient temperature is a real synchronizer of the biological clock, at least in the absence of light-dark cycle. In the second part of my project, we investigated if seasonal variations of ambient temperature are capable to changes the rhythm of melatonin secretion and/or body temperature like photoperiod. Since heterothermy in camel challenged recently, we started our study by confirming the existence of adaptive heterothermy in camels. Our results demonstrate that dehydrated camels during exposure to daily heat show adaptive heterothermy. This mechanism is more complex because it is characterized by a daily alternation of two periods of poikilothermy and homeothermy. This adaptive heterothermy was also observed when camels are hydrated and food deprived. Based on our results, we can conclude that adaptive heterothermy in the Arabian camel is a combination of three factors interacting throughout the light-dark cycle: heat stress, water restriction, and level of food intake. Finally, we have demonstrated in European hamster that neurons of the arcuate nucleus are able to integrate photoperiodic signal, independent of melatonin. The existence of this particular mechanism of integration of photoperiod in other mammals including humans must be investigated. Our results promote to study the role of this new mechanism of integration of photoperiod in the control of biological rhythms in particular the circannual rhythms