Le nombre de génomes bactériens et archées complètement séquencés augmentant sans cesse plus, une telle augmentation rend possible le développement de nouveaux types d’approches large échelle, afin de comprendre l’évolution de la structure des génomes au cours du temps. La prédiction du contenu en gènes et la comparaison des génomes ont évolué de telle sorte qu’il est dorénavant possible d’extraire un certain nombre de nouvelles information permettant de comprendre l’évolution des procaryotes. Des séquences importantes dans la compréhension des opérations de réarrangements au sein des génomes de au cours du temps sont les éléments transposables, qui sont des fragments d’ADN ayant la possibilité de se mouvoir d’un lieu à l’autre, et peuvent se dupliquer au cours de ces transpositions. Les éléments transposables chez les procaryotes sont les séquences d’insertion, qui suivent un processus de couper-coller à l’intérieur des séquences ADN. Cependant, les outils ayant pour but de découvrir de telles séquences d’insertions d’une manière efficace et de développer une manière algorithmique originale pour découvrir les séquences d’insertions dans des génomes bactériens, et de constituer une base de données pour découvrir les séquences d’insertion dans des génomes bactériens, et de constituer une base de données les insérant. A l’aide de ces données, nous devons déduire un modèle d’évolution de ces éléments transposables, qui doit être relié à l’évolution de la séquence hôte (le génome procaryote). En particulier, nous devons déterminer si les séquences d’insertion et les génomes hôtes ont évolué de la même manière, et si ces séquences sont responsables, au moins jusqu’à une certaine mesure, de recombinaisons génomiques telles que les inversions. / The number of completely sequenced bacterial and archaeal genomes are rising steadily, such an increasingmakes it possible to develop novel kind of large scale approaches to understand genomes structureand evolution over time. Gene content prediction and genome comparison have both provided newmajor information and deciphering keys to understand evolution of prokaryotes. Important sequencesin understanding rearrangement operations inside genome sequences during evolution are the so-calledtransposable elements (TEs), which are DNA fragments or segments that have the ability to insert themselvesinto new chromosomal locations, and often make duplicate copies of themselves during transposition process.The transposable elements involved in such a move are the insertion sequences (ISs) in prokaryotes, theyfollow a cut-and-paste process inside the host DNA sequence. But the tools that deal with discovering ISs inan efficient way and that relate them to genome rearrangements are still too few and not totally accurate.The aim of this thesis is to develop an accurate algorithmic way to discover insertion sequences (ISs) inbacterial genomes and to constitute a database with these discoveries. Using these data, we must deduce amodel of evolution of these transposable elements, which must be related to the evolution of the host sequence(the prokaryotic genome). In particular, wemust ask whether insertion sequences and host genomes haveevolved in a similar way, and if ISs are responsible, at least to some extent, for genomic recombinationlike inversions.

La biodiversité marine et terrestre subit de multiples perturbations dues à la pression anthropique ainsi qu'au changement global, qui peuvent affecter la diversité spécifique et le fonctionnement des écosystèmes associés. Dans ce contexte, la cartographie des indices de diversité permet d'analyser les variations spatio-temporelles de la diversité spécifique, et d'identifier des régions à caractère prioritaire dans un cadre de gestion. Le premier objectif de cette thèse est d'évaluer la pertinence des deux approches disponibles pour la cartographie des indices de diversité, ici considérée sans la prise en compte de variables explicatives dans un modèle pour l'interpolation spatiale : (i) l'approche indirecte qui consiste à interpoler individuellement chaque espèce des assemblages échantillonnés, puis à calculer a posteriori l'indice de diversité sur l'ensemble de la zone étudiée, (ii) l'approche directe qui consiste à calculer a priori l'indice au niveau des assemblages, puis à l'interpoler sur l'ensemble de la zone d'étude. Nous montrons que les deux approches présentent des limites importantes pour cartographier rigoureusement les indices de diversité. En effet, d'une part l'approche indirecte est difficile à mettre en œuvre en pratique due à la forte proportion des espèces rares dans le milieu naturel (données zéro inflatées). D'autre part, le non-respect de la propriété mathématique de l'addivitié des indices rend l'approche directe non pertinente pour l'interpolation. Le second objectif de la thèse est d'étudier la variabilité spatio-temporelle de la diversité des assemblages de poissons démersaux en mer Méditerranée, région présentant un grand intérêt scientifique, de par sa forte diversité ainsi que des conditions environnementales et anthropiques contrastées qui s'y exercent. Une approche multi-composante et multi-échelle a été adoptée pour analyser un jeu de données constitué de 19 886 traits de chalut réalisés entre 10 à 800 m de profondeur dans le cadre des campagnes scientifiques annuelles MEDITS effectuées depuis 1994 dans la zone nord Méditerranéenne ainsi qu'en Algérie plus récemment. Nous montrons que la diversité des assemblages de poissons démersaux ne suit pas le gradient longitudinal traditionnellement attendu et/ou observé pour d'autres groupes faunistiques pour aucun des indices et échelles analysés. Néanmoins, nous avons identifié des hotspots de richesse spécifique à Malte, dans la zone Ibérique, et les mers Egée et Ionienne. En revanche, l'équitabilité, les divergences taxonomique, phylogénétique et fonctionnelle n'ont pas présentés de tels hotspots, mais se sont révélées spatialement hétérogènes au sein de chaque région. D'autre part toutes les composantes de la diversité étudiées sont stables au cours des deux dernières décennies. Ce travail apporte des éléments de connaissance essentiels dans cette zone pour la cartographie d'indices de diversité par de futurs modèles incluant des variables explicatives abiotiques et/ou biotiques qui, compte tenu de ce qui a été souligné par le premier volet de la thèse, constituerait une alternative pour l'interpolation spatiale des indices. Toutefois, des efforts restent nécessaires pour identifier et acquérir des données pertinentes à l'échelle de la zone d'étude sur les facteurs biotiques et abiotiques susceptibles d'influencer la distribution de la diversité des assemblages demersaux, par exemple, les interactions entre espèces, l'effort de pêche à partir des données Vessel Monitoring System. Dans l'ensemble, les résultats de cette thèse confirment la nécessité d'utiliser des indices complémentaires lors de l'élaboration des stratégies de suivi de la diversité et la localisation de zones prioritaires de protection, et a permis d'identifier des indices proxies pour suivre les poissons démersaux en Méditerranée. D'autre part, elle met en évidence les limites et le besoin d'avancées méthodologiques pour une cartographie pertinente des indices de diversité. / Increasing human pressures and global environmental change may severely affect species diversity and ecosystems? functioning. In this context, mapping diversity indices allows monitoring spatial and/or temporal variation in diversity, and helps identifying areas for effective conservation planning. The first objective of this thesis is to evaluate the relevance of using the two available diversity indices' mapping approaches without explanatory variables: i) the indirect approach interpolating each individual species distribution over the studied area, then computing a posteriori the diversity index, (ii) the community-level approach interpolating directly a diversity index over the studied area. We show that mapping index by interpolation methods used in the frame of direct or indirect approach suffers from two main limitations. Firstly, diversity indices are not additive making the direct approach irrelevant to use the direct approach. Secondly, many species in natural communities are scarce (i.e. zero inflated data) making difficult to apply the indirect approach. The second objective of this thesis is to study large spatio-temporal diversity of demersal fish assemblages in the Mediterranean Sea, an area of a particular scientific interest, both for its high diversity and direct human pressure in this region. A multi-component and multi-scale approach was applied to analyze a dataset of 19,886 hauls from 10 to 800 m depth performed annually during the last two decades by standardized scientific bottom trawl field surveys across the Mediterranean Sea, within the MEDITS program. We show that the diversity of demersal fish assemblages sampled by trawl do not follow the observed or expected decreasing longitudinal/latitudinal diversity gradients, for any of the indices and spatial scales analysed. However, we identified hotspots of species richness at both local and regional scales in the Iberian region, Malta, the Eastern Ionian and Aegean seas. In contrast, evenness as well as taxonomic, phylogenetic and functional divergences did not show regional hotspots. All studied diversity components remained stable over the last two decades. Finally, our analysis represents an essential step towards future studies focused on the drivers shaping demersal fish communities? diversity in the Mediterranean Sea using models that will include biotic and/or abiotic explanatory variables to map diversity indices. However, it will require identification and availability of accurate data of these variables at the scale of the Mediterranean Sea (e.g. species interactions, fishing effort from Vessel Monitoring System (VMS) data). Overall, our results highlight the need of using complementary diversity indices through different spatial scales when developing monitoring strategies and defining protected areas. They also identify suitable proxies to monitor demersal fish communities in the Mediterranean Sea. Moreover, this work underlines the main limits of approaches for mapping diversity indices, and the need of further developments in this field.

L’objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle lecture du Devisement du Monde – connu également sous le titre du Livre des Merveilles, La Description du Monde ou Il Milione – axée sur le regard que porte Marco Polo sur ses contemporains de l’autre bout du monde et la réception qui lui est réservée. Parti dans le contexte des croisades qui réduit l’opposition Orient/Occident à la dualité sarrasin/chrétien, le jeune Marco Polo se retrouve, au travers de ses voyages et à la cour de Kubilai Khan, dans une problématique beaucoup plus vaste, où pratiques et croyances multiples s’inscrivent dans des courants philosophiques jusqu’alors peu connus en Occident. « L’observateur des religions », comme le nomme Philippe Ménard, semble être véritablement fasciné par cette diversité culturelle et religieuse qu’il relève durant son séjour dans l’empire mongol. Tant de nouveautés sont difficiles à assimiler et surtout à rapporter. Nous nous intéressons à la forme que prennent ces descriptions à l’intérieur d’un récit aux versions et traductions multiples, dans un contexte historique et littéraire marqué par les guerres de religion et de pouvoir. Dans la poursuite des travaux de C. Dutschke et de C. Gadrat sur la réception, ce travail de recherche s’appuie sur l’étude diachronique de dix manuscrits et de six éditions du Devisement du monde datant de la première moitié du XIVe siècle jusqu’à la fin du XIXe siècle. Nous envisageons cette réception du texte, non pas sous l’angle de l’usage du récit polien par d’autres auteurs ou au regard de sa diffusion, mais à partir du texte lui-même, du paratexte ainsi que des enluminures et des illustrations. Ces éléments renseignent sur la manière dont le texte est reçu au cours des siècles, et sont porteurs des attentes du public potentiel qui évoluent elles-mêmes avec le temps. La numérisation systématique des versions/traductions retenues, ainsi que l’usage d’outils d’analyse de données textuelles permettent de concilier une lecture attentive du texte et une analyse quantitative au-delà de l’approche linéaire traditionnelle. / The main goal of this dissertation is to propose a new reading and approach of Marco Polo’s Travels, also known as the Devisement du monde, the Description of the World or Il Milione. This study is based both on Marco Polo’s description of people living on the other side of the world and on the critical reception of his book. When Marco Polo left Venice, the prevailing opposition between West and East was mainly grounded in the duality opposing Christians and Saracens. However, through his travels and during his stay at Kubilai Khan’s Mongol court, the young man embraced more complex issues relating to religious beliefs and practices related to philosophical movements barely known in the Western world.“The observer of religions”, as historian P. Ménard calls him, seems to be fascinated by the cultural and religious diversity he encounters during his stay in the Mongol empire. So, many differences with his own culture were difficult to absorb and to report. In this study, we particularly focus on the many versions and translations of these descriptions, written in a context of political and religious turmoil. Following the works of C. Dutschke and C. Gadrat on the reception theory applied to the Travels, this diachronic research is founded on ten manuscripts and six editions dating from the early 14th century until the late 19th century. The impact of Marco Polo’s account is not studied here through the circulation of his Travels or according to the number of authors mentioning it in their own writings, but is rather established in relation to the text itself, along with the paratext, miniatures and illustrations. All these elements provide valuable information concerning its reception through ages, and about the expectations of the potential audience, which also evolved over time. All the versions and translations of our corpus have been digitized, and thanks to text analysis tools, we were able to reconcile close reading and data processing while analyzing the text.

Les Angiospermes sont le clade le plus diversifié des plantes actuelles et sont exceptionnellement riches en espèces dans les régions tropicales. Dans cette thèse, j’ai étudié l’évolution des systèmes sexuels et l’histoire biogéographique de la famille des Moraceae, clade modèle utilisé pour comprendre l’origine et l’évolution de la diversité chez les Angiospermes. Dans le Chapitre I, j’ai reconstruit et calibré un nouvel arbre phylogénétique daté pour les Moraceae. J’ai ensuite utilisé cet arbre pour reconstruire les états ancestraux des systèmes sexuels chez les Moraceae et Ficus. Les âges des groupes-couronne des Moraceae et du genre Ficus sont estimés au Crétacé et à l’Eocène, respectivement. La dioécie est inférée comme l’état ancestral des systèmes sexuels chez les Moraceae, avec plusieurs transitions ultérieures vers la monoécie, y compris chez Ficus. Ce résultat suggère que la dioécie ne représente pas nécessairement un cul-de-sac évolutif. Dans le Chapitre II, j’ai reconstruit un arbre phylogénétique daté pour la tribu des Dorstenieae, distribuée principalement dans les régions tropicales, à partir d’un nouveau jeu de données génomiques nucléaires produit avec une approche Hyb-Seq. L’histoire biogéographique du groupe a ensuite été reconstruite en utilisant les modèles de dispersion-extinction-cladogenèse. Les âges des groupes-couronne des Dorstenieae et du genre Dorstenia sont estimés au Crétacé et dans la période du Crétacé au Paléocène, respectivement. Deux évènements de dispersion à longue distance depuis l’Afrique continentale vers l’Amérique du Sud ont eu lieu au Cénozoïque (Dorstenia et Brosimum s.l.). Dans le Chapitre III, j’ai testé les différences de niche climatique (température et précipitation) entre les deux systèmes sexuels (monoécie et gynodioécie) chez Ficus avec un nouveau jeu de données fiables d’occurrences spatiales et de systèmes sexuels chez 183 espèces. À cette fin, j’ai utilisé deux approches comparatives : équations d’estimation généralisées (GEE) et modèles linéaires généralisés (GLM). Une relation positive entre précipitation et gynodioécie est soutenue par les analyses GLM, et aucune méthode ne soutient une relation entre température et système sexuel. Une meilleure capacité à se disperser et le potentiel d’autopollinisation sont deux explications possibles pour la colonisation et la survie des espèces monoïques dans des environnements plus secs. Cette thèse démontre le potentiel des méthodes phylogénétiques comparatives et des données phylogénomiques pour répondre aux questions d’évolution des systèmes sexuels et de biogéographie chez les Moraceae et ouvre plusieurs nouvelles perspectives importantes méritant d’être approfondies chez d’autres clades de plantes, telles que la relation entre système sexuel et niche climatique. / Angiosperms are the most diversified clade of extant plants and are exceptionally species-rich in tropical regions. In this thesis, I investigated breeding system evolution and biogeographic history in the family Moraceae, which I used as a model clade to understand the origin and evolution of diversity of angiosperms. In Chapter I, I reconstructed and calibrated a new dated phylogenetic tree for Moraceae as a whole. I then used this tree to reconstruct ancestral states of breeding systems in Moraceae and Ficus. The crown group ages of Moraceae and Ficus were estimated in the Cretaceous and in the Eocene, respectively. Dioecy was inferred as the ancestral breeding systems of Moraceae, with several subsequent transitions to monoecy, including in Ficus. This result suggests that dioecy is not necessarily an evolutionary dead end. In Chapter II, I reconstructed a dated phylogenetic tree for tribe Dorstenieae, mainly distributed in tropical regions, with a new data set of nuclear genomic data generated with a Hyb-Seq approach. Biogeographic history was then reconstructed using dispersal-extinction-cladogenesis models. The crown group ages of Dorstenieae and Dorstenia were estimated in the Cretaceous and in the Cretaceous/Paleocene period, respectively. Two long-distance dispersal events from continental Africa to South America occurred in the Cenozoic (Dorstenia and Brosimum s.l.). In Chapter III, I tested the climatic niche difference (temperature and precipitation) between the two breeding systems (monoecy and gynodioecy) in Ficus using a new dataset of cleaned spatial occurrence records and breeding systems for 183 species. I used two comparative approaches: generalized estimating equations (GEE) and generalized linear models (GLM). A positive relationship between precipitation and gynodioecy was supported by GLM, but not GEE analyses, and no relationship between temperature and breeding systems was supported by either method. Higher dispersal ability and the potential for self-fertilization may explain why monoecious species of Ficus have been able to colonize and survive in drier environments. This thesis highlights the potential of phylogenetic comparative methods and phylogenomic data to address questions of breeding system evolution and biogeography in Moraceae, and opens up several important new perspectives worth investigating in other plant clades, such as a relationship between breeding system and climatic niche.

Prey s'appuie sur les décisions d'évasion lorsqu'il est confronté à des prédateurs pour maximiser les avantages de rester en place tout en réduisant les coûts de la prédation. Ce compromis de l'histoire de vie peut être reflété par la distance d'initiation de vol (FID), la distance à laquelle un individu prend son envol lorsqu'il est approché par un humain. J'ai abordé les facteurs potentiels expliquant la variation FID avec des données d'espèces d'oiseaux en Europe. La variabilité génétique était liée au risque de prédation FID; les espèces d'oiseaux menacées avaient généralement une FID plus longue que les espèces proches non menacées; le caractère distinctif de l'évolution (ED), un indicateur reflétant l'isolement phylogénétique des taxons, était positivement lié à la FID chez les oiseaux d'eau; La FID moyenne de différentes espèces d'oiseaux était positivement corrélée avec les niveaux spécifiques de MDA (malondialdéhyde qui est un indice de stress oxydatif) et UA (acide urique, qui est une mesure de la capacité antioxydante) et FID augmentée avec la taille du troupeau chez les espèces grégaires mais pas chez les espèces non grégaires. Ces résultats peuvent contribuer à la compréhension des causes et des conséquences des différences interspécifiques dans le comportement de fuite des prédateurs contre les prédateurs, et, plus important encore, ils peuvent fournir des moyens de résoudre les problèmes de conservation. Mots-clés : masse corporelle, taille du cerveau, taille effective de la population, modèle linéaire phylogénétique, stress oxydatif, comportement social / Prey rely on escape decisions when confronted with predators to maximize the benefits of staying put while reducing the costs of predation. This life history compromise can be reflected by flight initiation distance (FID), the distance at which an individual takes flight when approached by a human. I addressed potential factors explaining variation FID with data from bird species in Europe. Genetic variability was related to predation risk FID; threatened bird species generally had a longer FID than non-threatened closely related species; evolutionary distinctiveness (ED), an indicator reflecting the phylogenetic isolation of taxa, was positively related to FID in waterbirds; mean FID of different species of birds was positively correlated with species-specific levels of MDA (malondialdehyde which is an index of oxidative stress) and UA (uric acid, which is a metric of antioxidant capacity) and FID increased with flock size in gregarious species but not in non-gregarious species. These findings may contribute to the understanding of the causes and consequences of interspecific differences in anti-predator escape behavior of birds, and, more importantly they may provide means for resolving conservation problems. Key words: body mass, brain size, effective population size, phylogenetic linear model, oxidative stress, social behavior

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Afin d’étudier l’écologie microbienne, il est nécessaire, dans un premier temps, de déterminer quels micro-organismes sont présents dans un milieu et à quel instant. Ces informations sont requises pour pouvoir ensuite développer des outils permettant de prédire l’assemblage des communautés et les fonctions que celles-ci peuvent contenir. Cependant, la multitude des processus entrant en jeu dans la structure et la composition des communautés microbiennes, rendent leur étude complexe. Parmi les nombreux processus à étudier, il est notamment question de l’échelle temporelle à prendre en compte pour comprendre l’assemblage des communautés microbiennes. En effet, les événements historiques conditionnent la composition et la biodiversité des futures communautés microbiennes. Pourtant, dans les sols, peu d’études se sont intéressées à l’impact des événements historiques dans l’assemblage des communautés microbiennes. Par conséquent, l’objectif de cette thèse était de quantifier comment les différentes histoires du sol ont influencé la structure et biodiversité des communautés bactériennes et oomycètes associées aux plantes hôtes des Brassicaceae à travers le temps. Les rotations de cultures de Brassicaceae sont de plus en plus courantes dans le monde et ont démontré des avantages pour les cultures concernées, telles que la rétention de l’humidité du sol ou la suppression de certains agents pathogènes des plantes. En revanche, l’impact des rotations de cultures de Brassicaceae sur la structure et biodiversité des communautés microbiennes résidentes est peu connu. Ainsi, des terrains agricoles des prairies canadiennes ayant des expériences de rotations de cultures en cours ont été utilisés pour modéliser l’impact des histoires de sol précédemment établies sur les futures communautés microbiennes. Les communautés microbiennes des racines, de la rhizosphère, et du sol éloigné des racines des Brassicaceae ont été étudiées grâce aux métabarcodes d’ARNr 16S ou ITS. La PCR quantitative et des méthodes phylogénétiques ont été utilisées pour améliorer l’analyse des communautés microbiennes. Cette thèse illustre comment différentes histories de sol établies par les cultures de l’année précédente ont continué à structurer les communautés microbiennes de la rhizosphère tout au long de la saison de croissance, à différents stades de croissance, jusqu’à un an après leur établissement. Cependant, le phénomène de rétroactions entre plantes et micro-organismes a permis de masquer cet héritage dans la rhizosphere de différentes espèces hôtes de Brassicacea pour lesquelles des communautés bactériennes phylogénétiquement similaires ont été retrouvées malgré diverses histoires du sol. Nos résultats montrent également que les différentes espèces hôtes de Brassicacea n’avaient pas d’impact sur la structure des communautés d’oomycètes et que le stress hydrique limitait également cette structuration pour les communautés bactériennes. Dans ces deux cas, l’effet de l’histoire du sol était donc encore visible sur la structure les communautés microbiennes durant l’année subséquente. Les découvertes selon lesquelles différentes histoires de sol persistent jusqu'à un an, même en présence de nouvelles plantes hôtes, et qu’elles peuvent continuer à façonner les communautés microbiennes ont des implications importantes pour la gestion agricole et les recherches futures sur les composants physiques de l'histoire du sol. Comprendre comment l'histoire du sol est impliquée dans la structure et la biodiversité des communautés microbiennes à travers le temps est une limitation de l'écologie microbienne et est nécessaire pour utiliser les technologies microbiennes à l'avenir pour une agriculture durable et dans toute la société. / A fundamental task of microbial ecology is determining which organisms are present, and when, in order to improve the predictive models of community assembly and functions. However, the heterogeneity of community assembly processes that underlie how microbial communities are formed and structured are makes assembly of taxonomic and functional profiles difficult. One reason for this challenge is the compounding effect temporal scales have on microbial communities. For example, historical events have been shown to condition future microbial community composition and biodiversity. Yet, how historical events structure microbial communities in the soil has not been well tested. Therefore, the objective of this thesis was to quantify how different soil histories influenced the structure and biodiversity of bacterial and oomycete communities associated with Brassicaceae host plants through time. Brassicaceae crop rotations are increasingly common globally, and have demonstrated benefits for the crops involved, such as retaining soil moisture, or suppressing certain plant pathogens. In contrast, there is a lack of knowledge surrounding how Brassicaceae crop rotations impact the structure and biodiversity of resident microbial communities. As such, on-going agricultural field experiments with crop rotations on the Canadian prairies were used to model how previously established soil histories impacted future microbial communities. The Brassicaceae microbial communities were inferred from the roots, rhizosphere and bulk soil using 16S rRNA or ITS metabarcodes. Quantitative PCR and phylogenetic methods were used to improve the analysis of the microbial communities. This thesis illustrates how different soil histories established by the previous year’s crops continued to structure the microbial rhizosphere communities throughout the growing season, at various growth stages, and up to a year after being established. However, active plant-soil microbial feedback allowed different Brassicaceae host species to mask the soil history in the rhizosphere and derive phylogenetically similar bacterial communities from these diverse soil histories. Furthermore, host plants were unable to structure the oomycete communities, and lost the ability to structure the bacterial rhizosphere communities under water stress. In both circumstances, the soil history continued to structure the microbial communities. The findings that different soil histories persist for up to a year, even in the presence of new host plants, and can continue to shape microbial communities has important implications for agricultural management and future research on the physical components of soil history. Understanding how soil history is involved in the structure and biodiversity of microbial communities through time is a limitation in microbial ecology and is required for employing microbial technologies in the future for sustainable agriculture and throughout society.

La spectroscopie représente un puissant outil en conservation grâce à la possibilité d’effectuer le suivi de la diversité végétale à travers de larges étendues géographiques. La réflectance spectrale montre un potentiel certain pour l’identification des espèces d’arbres et même des taxons inférieurs, mais ceci a rarement été testé sur un grand nombre d’espèces. J’examine la qualité de la classification de 45 espèces d’arbres des forêts tempérées du Québec à partir de plus de 3500 spectres de réflectance foliaires (400-2400 nm). Nous évaluons cette classification sur la base de la variation spectrale des espèces, de même qu’à partir des distances fonctionnelles et phylogénétiques mesurées. Nos résultats indiquent un taux de classification très satisfaisant (κ = 0.736, ±0.005). Nous observons des erreurs de classification plus fréquentes entre les espèces évolutivement proches, alors qu’il semble que la distance fonctionnelle établisse un seuil voulant qu'au-delà d’une certaine distinction fonctionnelle globale, il soit peu probable que deux espèces soient confondues. Ces résultats viennent renforcer le lien entre la diversité spectrale et l’organisation taxonomique des espèces, ajoutant à la valeur de substitution de la première pour la diversité phylogénétique. Cela suggère par contre que de fortes convergences fonctionnelles peuvent faire obstacle à l’identification des espèces à partir de la réflectance spectrale. Cette étude est prometteuse pour la classification de spectres foliaires non préalablement identifiés, et améliore notre compréhension du lien entre les données spectrales et la différenciation des espèces, d’une grande importance pour assurer la validité des estimations de la biodiversité à partir de données de télédétection. / Imaging Spectroscopy is a powerful tool for conservation due to its ability to monitor plant diversity over broad geographic areas. Increasing evidence suggests that spectral reflectance can be used to identify trees at the species level, and even below. However, most studies focus on only a few species. Here, we use foliar reflectance (400-2400 nm) to discriminate among 45 temperate forest tree species from southern Quebec, using over 3500 leaf-level spectra. Furthermore, we connect those classification results to functional and phylogenetic distinctiveness, as well as to intraspecific variation. We find that spectral reflectance shows a very good discriminatory power even with an extensive set of species (κ = 0.736, ±0.005). We find that close phylogenetic species get mistaken for one another more frequently than distantly related species, while functional variation acts as a threshold, beyond which misclassifications are unlikely. These results reinforce the link between spectral diversity and taxonomic organization or phylogenetic diversity, but also reiterate the potential confounding effects of functional convergences on species identification from hyperspectral reflectance. We believe these findings hold promise for the classification of unknown spectra and further improve the link between ground truth and remotely sensed data for biodiversity assessments.

L'écologie urbaine est un nouveau champ de recherche qui cherche à comprendre les structures et les patrons des communautés et des écosystèmes situés dans des paysages urbains. Les petits plans d’eau sont connus comme des écosystèmes aquatiques qui peuvent contenir une biodiversité considérable pour plusieurs groupes taxonomiques (oiseaux, amphibiens, macroinvertébrés), ce qui en fait des écosystèmes intéressants pour les études de conservation. Cependant, la biodiversité du zooplancton, un élément central des réseaux trophiques aquatiques, n’est pas entièrement connue pour les plans d’eaux urbains et devrait être mieux décrite et comprise. Cette étude a évalué les patrons de biodiversité des communautés zooplanctoniques dans des plans d’eau urbains sur l’Ile de Montréal et leurs sources de variation. Des suggestions pour l’évaluation et la conservation de la biodiversité sont aussi discutées. La biodiversité zooplanctonique des plans d’eaux urbains s’est avérée être assez élevée, avec les cladocères et les rotifères montrant les contributions à la diversité gamma et bêta les plus élevées. Sur l’ensemble des plans d’eau, il y avait une corrélation négative entre les contributions à la bêta diversité des cladocères et des rotifères. Au niveau de chaque plan d'eau, la zone littorale colonisée par des macrophytes s'est avérée être un habitat important pour la biodiversité zooplactonique, contribuant considérablement à la richesse en taxons, souvent avec une différente composition en espèces. Les communautés zooplanctoniques répondaient aux facteurs ascendants et descendants, mais aussi aux pratiques d’entretien, car le fait de vider les plans d’eau en hiver affecte la composition des communautés zooplanctoniques. Les communautés de cladocères dans ces plans d’eau possédaient des quantités variables de diversité phylogénétique, ce qui permet de les classer afin de prioriser les sites à préserver par rapport à la diversité phylogénétique. Le choix des sites à préserver afin de maximiser la diversité phylogénétique devrait être correctement établi, afin d’eviter de faire des choix sous-optimaux. Cependant, pour des taxons tels que les cladocères, pour lesquels les relations phylogénétiques demeurent difficiles à établir, placer une confiance absolue dans un seul arbre est une procédure dangereuse. L’incorporation de l’incertitude phylogénétique a démontré que, lorsqu’elle est prise en compte, plusieurs différences potentielles entre la diversité phylogenétique ne sont plus supportées. Les patrons de composition des communautés différaient entre les plans d’eau, les mois et les zones d’échantillonnage. Etant donné les intéractions sont significatives entres ces facters; ceci indique que tous ces facteurs devraient êtres considérés. L’urbanisation ne semblait pas sélectionner pour un type unique de composition des groupes alimentaires, étant donné que les communautés pouvaient changer entres des assemblages de types alimentaires différents. Les variables environnementales, surtout la couverture du plan d’eau en macrophytes, étaient des facteurs importants pour la biodiversité zooplanctonique, affectant la richesse spécifique de divers groupes taxonomiques et alimentaires. Ces variables affectaient aussi la composition des communautés, mais dans une moindre mesure, étant des variables explicatives modestes, ce qui indiquerait le besoin de considérer d’autres processus. / Urban ecology is an emerging research field that seeks to understand the structures and patterns of communities and ecosystems located in urban landscapes. Small waterbodies are known as aquatic ecosystems that can harbour notable biodiversity for various taxonomic groups (birds, amphibians, macroinvertebrates), making them interesting ecosystems for conservation studies. However, the biodiversity of zooplankton, a central element of aquatic trophic networks, is still not entirely known for urban waterbodies and should be better described and understood. This study examined the biodiversity patterns of zooplanktonic communities in urban waterbodies on the Island of Montreal and their sources of variation. Suggestions for biodiversity assessment and for biodiversity preservation are also discussed. Zooplankton biodiversity urban waterbodies proved to be quite high, with cladoceran and rotifer taxa showing the highest contributions to gamma and beta diversity. Across waterbodies, there was a negative correlation between the contributions to cladoceran and rotifer beta diversity. Within waterbodies, the littoral zone showing macrophytes proved to be an important habitat for zooplankton biodiversity, considerably contributing species richness, often with a different species composition. Zooplankton communities responded to bottom-up and top-down forces, but also management practices, as waterbody emptying in winter affected zooplankton community composition. Cladoceran communities in these waterbodies showed varying amounts of phylogenetic diversity, which allowed them to be ranked in order to prioritize sites to preserve with regards to phylogenetic diversity. Selection of sites to preserve in order to maximize phylogenetic diversity should be properly guided, in order to avoid making suboptimal choices. However, for taxa such as Cladocera, for which phylogenetic relationships remain difficult to establish, placing absolute confidence in a single tree is a dangerous procedure. Incorporation of phylogenetic uncertainty showed that, when it is taken into account, then several potential differences in phylogenetic diversity were not supported anymore. Community composition patterns differed between waterbodies, months and sampling zones. Due to the presence of significant interactions between these factors, this indicates that all these factors should be considered. Urbanization did not seem to select for a single type of feeding group composition, as communities in waterbodies could shift between assemblages with different feeding types. Environmental variables, especially waterbody macrophyte coverage, were important factors for zooplankton biodiversity, positively affected species richness of various taxonomic groups and feeding groups. These variables also affected community composition, but to a lesser extent, being modest predictor variables, indicating the need to consider other processes.

Les plantes n'exploitent pas seules les nutriments du sol, mais dépendent de champignons avec lesquels elles forment des symbioses mycorhiziennes dans leurs racines. C'est en particulier vrai pour les 25 000 espèces d'orchidées actuelles qui dépendent toutes de champignons mycorhiziens pour accomplir leur cycle de vie. Elles produisent des graines microscopiques qui n'ont pas les ressources nutritives pour germer, mais qui dépendent de la présence de partenaires adéquats pour nourrir l'embryon (hétérotrophie) jusqu'à l'apparition des feuilles (autotrophie). Les mycorhiziens restent présents dans les racines des adultes où ils contribuent à la nutrition, ce qui permet d'étudier plus facilement la diversité des symbiotes à l'aide des outils génétiques. Conscients des biais des études en faveur des régions tempérées, nous avons étudié la diversité des mycorhiziens d'orchidées tropicales à La Réunion. Nous avons montré que (1) les orchidées tropicales ont des partenaires semblables aux orchidées tempérées et méditerranéennes (Sebacinales, Ceratobasidiaceae et surtout Tulasnellaceae), et que ces taxons de champignons sont largement représentés dans différents biomes et dans différentes plantes hôtes. Nous avons aussi démontré pour la première fois que (2) les orchidées épiphytes (dont les associations étaient peu connues) ont des cortèges mycorhiziens différents de ceux des orchidées terrestres dans les communautés tropicales. De plus, en développant une approche à l'échelle de réseaux d'interactions (78 espèces de La Réunion), nous avons montré que (3) les espèces tropicales ont tendance à être généralistes et que (4) le réseau mycorhizien des orchidées montre des propriétés semblables à celles des réseaux d'interactions mutualistes (nestedness et asymétrie d'interaction), alors que la nature mutualiste de cette symbiose mycorhiziennes fait débat. Dans un second volet de la thèse, nous avons étudié les partenaires des orchidées non chlorophylliennes (mycohétérotrophes) tropicales. Nous avons montré que (5) les espèces tropicales peuvent s'associer à des champignons saprophytes qui les nourrissent en carbone issu de la décomposition de la litière dans les forêts tropicales humides et que (6) les modèles tropicaux (en n'étant pas spécifiques) remettent en question les idées reçues sur la mycohétérotrophie des plantes. Nous avons confirmé que (7) la mycohétérotrophie dérive d'un régime nutritionnel intermédiaire (mixotrophie) mis en place dans des lignées chlorophylliennes. Dans un dernier volet de la thèse, nous avons posé la question du déterminisme phylogénétique des associations orchidées-champignons. En analysant la force du signal dans les phylogénies des deux partenaires, nous avons vérifié que (8) les associations mycorhiziennes sont peu conservées à l'échelle supra-générique dans la phylogénie des orchidées, et qu'elles (9) peuvent être maintenues à une échelle plus récente (cas de certains clades d'angraecoïdes). Ces résultats soulignent l'empreinte relative des processus écologiques et évolutifs sur les patrons d'associations actuels, et remettent en question l'idée qu'un processus de coévolution pourrait guider le système. / Plants generally do not exploit soil nutrients themselves, but they depend upon mycorrhizal symbioses with root-associating fungi. This is the case for the current 25,000 orchid species that depend on the development of a mycorrhizal association to germinate and establish. They produce minute seeds lacking nutritional ressources required to germinate, so that they depend on the presence of suitable fungal partners to obtain carbon (heterotrophy) until the development of leaves (autotrophy). Mycorrhizal fungi remain present in the roots of adult plants where they contribute to the plant nutrition, which makes the molecular identification of fungal partners easier. Given the fact that most studies have been conducted in temperate regions, we have studied the diversity of mycorrhizal fungi in tropical orchids of La Réunion. We have found that (i) tropical orchids have the same partners as temperate and mediterranean orchids (Sebacinales, Ceratobasidiaceae, and above all Tulasnellaceae), and that these fungi are widespread in biomes and host plants. We have also showed for the first time that (ii) epiphytic orchids-that have hardly been studied-have partners that differ from terrestrial orchids' in tropical plant communities. Moreover, by developing an interaction network approach (78 species of La Réunion), we have found that (iii) most tropical species are generalists and that (iv) the mycorrhizal network shows the same properties as the mutualistic interaction networks' (nestedness and interaction asymmetry), whereas the mutualistic nature of the orchid symbiosis is still a current issue. In the second part of our thesis, we have studied the fungal partners of achlorophyllous (i.e. mycoheterotrophic) tropical orchids. We have found that (v) tropical species often associate with saprophytic fungi that provide carbon extracted from decaying wood or leaves in tropical soils, and that (vi) tropical models, because of their lack of specificity, challenge the rule drawn from temperate models. We have also confirmed in tropical models that (vii) mycoheterotrophy evolved from mixotrophic ancestors (i.e. intermediate nutritional mode). In the last part of our thesis, we have dealt with the influence of orchid and fungal phylogenies in explaining the structure of the observed networks. By measuring the phylogenetic signals in both orchid and fungal phylogenies, we have checked that (viii) mycorrhizal interactions are not explained by the phylogenetic placements of either orchid genera or fungal taxa. However, we have noticed that (ix) a phylogenetic signal can occur in recent clades of orchid species (but not in fungal species). These results provide insights in the relative imprint of ecological and evolutionary processes on the current patterns of fungus-orchid associations, and challenge the idea that the coevolutionary process could drive the system.