Les patrons de diversité sont des états temporaires d'une dynamique de changements écologiques et évolutifs. Les politiques de conservation doivent intégrer cette dynamique et les priorités de conservation s'orienter vers les processus qui produisent et maintiennent cette diversité. Préserver la biodiversité, sans mesurer toutes ces facettes, nécessite de rechercher des substituts biologiques ou écologiques. Une démarche originale est d'évaluer la capacité de la phylogéographie à définir ces substituts. En effet, la phylogéographie permet de fournir des indices sur les zones de diversification et sur les entités (e.g. evolutionary significant units) qui soutiennent celles-ci au niveau intraspécifique. L'objectif général de ce travail est d'évaluer, en terme de cibles et de substituts, l'apport de la phylogéographie à la conservation de la flore méditerranéenne. Nos analyses s'appuient sur deux zones d'étude en région Provence-Alpes-Côte d'Azur intégrant deux plantes endémiques restreinte: le littoral des Alpes maritimes et l'endémique Acis nicaeensis, la basse Provence calcaire et l'endémique Arenaria provincialis. Chez Arenaria provincialis, les résultats montrent une répartition spatiale des phénomènes de persistance et de divergence et le rôle clé de la phylogéographie dans la recherche des critères optimaux de planification des actions de conservation. L'originalité génétique et écologique des populations d'Acis nicaeensis est mise en exergue à faible échelle. Leurs vulnérabilités face à l'urbanisation appellent à des actions de conservation ciblées sur des surfaces restreintes afin de préserver l'héritage évolutif de l'espèce. / Diversity patterns are temporary state in a dynamic continuum of ecological and evolutionary changes. Thus, conservation policies have to integrate this dynamics and Conservation priorities have to be oriented towards the processes which generate and maintain diversity. Conserving biodiversity without needing to measure all its different components, it is necessary to search for biological and ecological surrogates. An original approach is to assess the capacity of phylogeography to define these surrogates. Indeed, the phylogeography allows providing indices for diversification zonation and can be used to delineate the units (e.g. evolutionary significant units) that support diversification at intraspecific level. The main objective of this work is to evaluate, in terms of targets and surrogates, the role of phylogeography for conservation of the Mediterranean flora. We based our analyses on two study areas of the South-East France harbouring two endemic species: the coastal ranges of Maritime Alps where Acis nicaeensis grows, and the calcareous Provence where Arenaria provincialis is found. The phylogeography of Arenaria provincialis revealed a spatial distribution of persistence and divergence. Our study highlights the critical role of phylogeography in the search for optimal criteria for defining the conservation strategies. The marked differences of genetic and ecology in populations of Acis nicaeensis but also in terms of its vulnerability to urbanization are highlighted in a local scale. The results demonstrate the need of conservation actions designed for small areas to avoid the loss of Acis nicaeensis evolutionary legacy.

Les rivières des systèmes insulaires de la région Indo-Pacifique abritent de nombreuses espèces d’organismes migrateurs qui sont les seules espèces capables de coloniser naturellement les cours d’eau. Les stratégies de dispersion de ces organismes diadromes représentent un moteur essentiel de la structuration et de la persistance des communautés allant de l’échelle locale du cours d’eau, d’une île ou d’un archipel, à l’échelle régionale. En raison de l’isolement, les populations locales n’assurent leur pérennité qu’en maintenant une dispersion marine forte, permettant la colonisation de milieux nouveaux et un recrutement indépendant des conditions locales de reproduction. Chez les mollusques Gastéropodes, la famille des Neritidae est constituée d’espèces diadromes amphidromes à répartition restreinte et d’espèces à plus large répartition. Nous avons essayé, par l'étude des traits de vie de ces espèces, de contribuer, notamment, à la compréhension des facteurs qui régulent la dispersion et le recrutement, afin d'aider à la gestion durable de ces taxons et de leurs habitats, et ce dans un contexte de changement global et d'anthropisation croissante. Après avoir effectué la synthèse des connaissances actuelles sur les nérites amphidromes, nous avons réalisé une révision taxinomique du complexe 'Neritina pulligera' et étudié la phylogéographie de deux espèces, N. stumpffi et N. canalis, à l'aide du barcoding moléculaire et d'études morphologiques. Nous avons ainsi mis en évidence la présence d'espèces cryptiques au sein du complexe étudié, et le rôle de deux barrières biogéographiques régulant la circulation des larves, la première entre le Pacifique ouest et le Pacifique central, la seconde entre l'océan Pacifique et l'océan Indien. Enfin, notre travail a également ouvert, à travers le marquage vital et la microchimie, des perspectives intéressantes dans l'étude de l'opercule qui pourrait être utilisé comme outil multiusage et archive environnementale permettant de décrypter les traits de vie des nérites. / Rivers in Indo-Pacific islands are colonised by diadromous species, and as migrating species, they are the only ones capable of naturally colonising insular freshwaters. Dispersal strategies of these diadromous species are essential for the colonisation and the persistence of freshwater communities at a local scale, but also at the island and regional scales. Because of their isolation, local populations can only be perennially maintained by an important marine dispersal, allowing the colonisation of new environments with a recruitment independent from the local reproduction conditions. Within the gastropod molluscs, the Neritidae family is composed of diadromous amphidromous species; there are widespread species and others have a more restricted distribution area. By analysing life history traits of these species, we contributed to the understanding of the factors regulating dispersal and recruitment. In the context of global change and rising human impacts on the environment, our results will bring knowledge for the sustainable management of these taxa. After having synthesised the present knowledge on amphidromous neritids, we undertook the taxonomic revision of the ‘Neritina pulligera’ complex. We also studied the phylogeography of two species, N. stumpfii and N. canalis by a molecular barcoding approach. Our results show the presence of cryptic species within the complex studied. We also show that there are two biogeographic barriers, one between the West Pacific and the Central Pacific, and the other between the Indian and the Pacific oceans, playing an important role in the regulation of oceanic larval circulation. Finally, our work on the vital marking and the microchemical analysis of the operculum, has given rise to new interesting research perspective. Indeed, the operculum could be used as an environmental archive allowing deciphering some life history traits of this group.

La diversité génétique des arbres tropicaux exploités pour leur bois est potentiellement menacée. Pourtant les mécanismes à l’origine de la distribution et de l’organisation de cette diversité génétique sont encore mal connus, notamment en Afrique. Parmi les hypothèses évoquées pour expliquer les patrons de diversité actuellement observés, l’hypothèse des refuges forestiers (liée aux changements climatiques du Tertiaire et du Quaternaire) est souvent la plus testée. Cependant, l’histoire commune des espèces forestières n’est pas toujours en accord avec les patrons phylogéographiques observés entre les espèces. Les différences de traits d'histoire de vie entre espèces, notamment leurs capacités de dispersion, pourraient influencer fortement la réponse des espèces aux changements environnementaux. La présente thèse ambitionne ainsi de caractériser le tempo de diversification des arbres des forêts tropicales africaines en relation avec les variations paléo-environnementales et d’évaluer l’impact éventuel de ces variations sur l’organisation de la diversité génétique au sein des populations. Elle ambitionne également de caractériser le système reproducteur et d’évaluer les capacités de dispersion des espèces en relation avec les pressions actuelles que subissent les forêts tropicales africaines.Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons utilisé le genre Entandrophragma CDC (Meliaceae) qui compte une dizaine d’espèces distribuées des forêts humides guinéo-congolaises d’Afrique Centrale et de l’Ouest (E. angolense, E. cylindricum, E. candollei, E. utile, E. palustre), aux forêts humides des régions montagneuses d’Afrique de l’Est (E. excelsum), en passant par les forêts sèches des régions zambéziennes (E. bussei, E. caudatum, E. delevoyi, E. spicatum). Morphologiquement bien délimitées à l’exception de E. congoense parfois mis en synonymie avec E. angolense, les espèces forestières de ce genre sont caractérisées par la qualité de leur bois, qualité à l’origine de fortes pressions d’exploitation.Les relations phylogénétiques entre les espèces, basées sur le séquençage du génome chloroplastique complet et du ADN ribosomique confirment taxonomie actuelle (espèces généralement monophylétiques), et les délimitations au sein du genre à partir des caractères morphologiques (fleurs et fruits). Deux périodes majeures de diversification ont été inférées :au début du Miocène pour les sections et de la fin du Miocène au Pléistocène pour les espèces au sein des sections. La phylogénie montre trois transitions entre biomes, deux des forêts humides vers les forêts sèches et une vers les forêts de montagnes. Les phylogénies multi-marqueurs montrent également que E. congoense se distingue bien de E. angolense, ce qui a été confirmé par le génotypage de microsatellites nucléaires, mettant en évidence deux clusters génétiques correspondant aux espèces attendues. Chez les espèces des forêts tropicales humides, l’analyse comparative de l’organisation de la diversité génétique intraspécifique a permis de mettre en évidence le rôle de la trouée du Dahomey et de la ligne volcanique du Cameroun comme principales barrières aux flux de gènes entre l’Afrique de l’Ouest et l’Afrique Centrale. Cependant, nous observons une faible différentiation génétique au sein des forêts d’Afrique Centrale, avec aux plus deux clusters génétiques définis chez E. angolense et E. cylindricum et aucune congruence avec les zones traditionnellement proposées comme candidates de refuges forestiers. Cette faible différentiation serait probablement liée à des flux de gènes à longue distance observés chez ces espèces d’Entandrophragma.L’étude de la dispersion des graines et du pollen par analyses de parenté chez quatre espèces exploitées d’Entandrophragma (E. angolense, E. candollei, E. cylindricum, E. utile) révèle des événements de dispersion à longues distances (> 1000 m), associés à un système de reproduction principalement allogame (taux d’autofécondation < 10 %). Ces traits suggèrent que des arbres relativement isolés suite à l’exploitation sélective d’un peuplement forestier ne devraient pas rencontrer de problèmes de fertilité. Toutefois, l’analyse de la variation du succès reproducteur montre un pic de reproduction pour les arbres dont le diamètre à hauteur de poitrine est élevé et généralement supérieur au diamètre minimum d’exploitation (DME), ce qui peut affecter fortement le potentiel reproducteur d’un peuplement exploité. Ces résultats suggèrent que le DME devrait être augmenté en République du Congo afin d’assurer une gestion durable de la ressource.Cette thèse représente donc une contribution à la compréhension des processus évolutifs à l’origine de la diversité génétique des espèces forestières tropicales africaines. Elle fournit via l’analyse des flux de gènes, une contribution significative pour appréhender le devenir des populations d’arbres exploitées et favoriser une exploitation durable des ressources forestières. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Malgré son importance économique, culturelle et historique, l’histoire évolutive du pommier cultivé (Malus domestica) ainsi que celle de ses apparentés sauvages supposés, restaient encore très peu connues. En s’appuyant sur les nouvelles approches de génétique des populations (approximate Bayesian computation) avec l’utilisation de marqueurs microsatellites et de séquences nucléaires, cette thèse a eu pour objectif d’étudier, à différentes échelles évolutives (phylogéographie, spéciation, domestication), les mécanismes de diversification naturelle et artificielle dans le genre Malus. Mes travaux ont porté sur quatre espèces de pommiers sauvages distribuées à travers l’Eurasie (Malus orientalis (Caucase), Malus sieversii (Asie Centrale), Malus sylvestris (Europe), et Malus baccata (Sibérie)) et sur la seule espèce domestiquée du genre, Malus domestica. Cette thèse s’est articulée en quatre parties visant respectivement à inférer : (i) l’histoire de la domestication du pommier cultivé depuis son centre d’origine en Asie Centrale, (ii) l’histoire de la recolonisation post-glaciaire du pommier sauvage Européen (M. sylvestris), (iii) les histoires de spéciation entre les cinq espèces de Malus, (iv) les hybridations interspécifiques et les capacités de dispersion des trois principaux contributeurs (M. sylvestris, M. sieversii et M. orientalis) au génome du pommier cultivé. L’étude des mécanismes de diversification artificielle montre que les processus de domestication sont originaux chez cet arbre fruitier, de par l'absence de goulet d’étranglement et l’existence d’introgressions post-domestication fréquentes par une autre espèce sauvage (M. sylvestris) que l’espèce ancestrale (M. sieversii). L’étude des processus de diversification naturelle (phylogéographie, spéciation et structure des populations) révèlent de grandes tailles de populations, de forts flux de gènes et de faibles structures génétiques spatiales chez chacune des espèces. Cette thèse a aussi révélé de forts taux d’hybridations interspécifiques, en particulier de fortes introgressions des espèces de pommiers sauvages par le pommier cultivé en Europe et en Asie Centrale. Cette étude a permis l'amélioration des connaissances de la structuration des populations de pommiers sauvages ayant contribué au génome du pommier cultivé ainsi que de l’étendue des hybridations du pommier cultivé avec les espèces sauvages. Ces travaux revêtent une grande importance autant pour la conservation des pommiers sauvages, pour le maintien de leur intégrité dans des habitats fragmentés que pour l'amélioration variétale du pommier domestiqué. / : Despite its economic, cultural and historical importance, few studies have investigated the evolutionary history of the domesticated apple (Malus domestica) as well as those of its wild relatives. Using new population genetic approaches (approximate Bayesian computation) with microsatellites and nuclear sequences, this thesis aimed at unravelling, at different evolutionary scales (phylogeography, speciation, domestication), the natural and artificial diversification processes at play in the Malus genus. My research focused on the four wild apple species distributed across Eurasia (Malus orientalis (Caucasus), Malus sieversii (Central Asia), Malus sylvestris (Europe), and Malus baccata (Siberia)) and on the single domesticated apple species in the genus, Malus domestica. This thesis was divided into four parts: (i) domestication history of the cultivated apple, from its origin in Central Asia to Europe, (ii) post-glacial recolonization history of the European crabapple (M. sylvestris), (iii) the history of speciation among the five Malus species, (iv) crop-to-wild gene flow and dispersal capacities of the closest wild relative species (M. sylvestris, M. sieversii and M. orientalis). By investigating artificial diversification, we evidenced unique processes of domestication in this fruit tree, with no bottleneck and with extensive post-domestication introgressions by another wild species (M. sylvestris) than the ancestral progenitor (M. sieversii). Natural diversification patterns (phylogeography, speciation and population structure) revealed large effective population sizes, high dispersal capacities and weak spatial genetic structures. This thesis also revealed high levels of interspecific hybridizations, particularly high level of crop-to-wild gene flow in Europe and Central Asia. This study extended our knowledge about population structures for wild species that contributed to the cultivated apple genome, as well as the extent of hybridization rates. This work is essential for the conservation of wild apple populations, the integrity maintenance of wild species facing fragmentation and future breeding programs concerning the domesticated apple.

Les invasions biologiques constituent une source de préoccupation majeure du fait des conséquences écologiques, économiques et sanitaires dont elles sont responsables. Déterminer et comprendre les facteurs sous-jacents au succès invasif des espèces envahissantes permet de prédire de nouvelles invasions et de mettre en place des stratégies de contrôle. Culicoides imicola est un vecteur majeur d’Orbivirus d’intérêt vétérinaire incluant le virus de la fièvre catarrhale ovine (FCO). Suite à l’émergence de la FCO dans le bassin méditerranéen, les populations de C. imicola ont été découvertes dans des territoires où elles étaient considérées comme absentes, caractérisant alors cette présence comme la résultante d’une expansion récente de l’espèce. Cette thèse décrit un ensemble de travaux visant à comprendre l’histoire de la colonisation du bassin méditerranéen par C. imicola. L’utilisation d’une approche multi-marqueurs combinant des analyses de génétique de populations, des inférences basées sur la méthode Approximate Bayesian Computation (ABC) et la simulation mathématique de la dispersion atmosphérique de l’espèce, a permis (i) de déterminer l’origine des populations installées au Maghreb et au Moyen Orient et de décrire les routes de colonisation et la chronologie de ces évènements, (ii) de définir les caractéristiques démographiques, évolutives et temporelles de la colonisation du sud de l’Europe et (iii) de caractériser les principaux facteurs expliquant le succès d’expansion géographique des populations installées. Les principaux résultats de cette thèse permettent de proposer des hypothèses pour expliquer le succès de l’installation des populations de C. imicola dans le bassin méditerranéen / Biological invasions are of major concern because of their environmental, economic and health consequences. Determining and understanding the factors underlying the invasion success of species allow predicting potential other biological invasions, and developing vector control strategies. Culicoides imicola is a major vector species of Orbivirus, including the bluetongue virus (BTV) which affects domestic ruminants. Following BT emergence in the Mediterranean basin, C. imicola populations were recorded in territories where the species was considered to be absent, and consequently was described as expanding its range expansion on a short period. This Phd work describes a set of studies aiming at understanding the colonization history of the Mediterranean basin by C. imicola. The use of a multi-loci approach combining population genetics analyses, Approximate Bayesian Computation (ABC) methods and mathematical simulations of the atmospheric dispersion of the species enabled to (i) determine the origin of the established populations in the Maghreb and the Middle-East and describe the routes of colonization and the chronology of such events, (ii) define the demographic, evolutionary and temporal characteristics of south-western Europe colonization and (iii) characterize the main factors explaining the successful range expansion of the established populations. The main results of this thesis allow suggesting hypotheses to explain the successful establishment of C. imicola populations in the Mediterranean basin.

Le travail réalisé au cours de cette thèse s'intègre dans la problématique générale de l'étude des processus de spéciation, en prenant comme espèces modèles de grandes algues brunes marines (Ordre des Laminariales, appelées " kelps "). Ces algues forment de véritables forêts dans les eaux tempérées froides et ont une importance économique, pour l'industrie des alginates et pour la récolte d'invertébrés marins vivant dans ces forêts. Malgré leur importance écologique et économique, et leur grande diversité en nombre d'espèces dans certaines régions du monde, les mécanismes favorisant la spéciation et contribuant à l'isolement reproducteur ont été très peu étudiés chez ces espèces. Mon travail de thèse a permis de mettre en évidence l'existence de deux espèces cryptiques au sein du complexe " Lessonia nigrescens " le long des côtes chiliennes. Je me suis tout d'abord attachée à comprendre l'histoire des deux taxa, et à discuter les différentes hypothèses à l'origine de cette spéciation. Ensuite, je me suis intéressée aux mécanismes qui permettent actuellement le maintien de l'intégrité des espèces cryptiques de L. nigrescens, en particulier dans la région de contact entre leurs aires de distribution.

Parmi les approches qui visent à déterminer la façon dont les organismes se diversifient dans le temps et dans l'espace, la biogéographie tente de reconstruire l'histoire des peuplements à partir des distributions des taxons, tandis que la phylogéographie analyse l'évolution d'une lignée à la fois. Dans cette étude, nous nous sommes proposés de tester les hypothèses biogéographiques formulées pour la faune tropicale (théorie des refuges, des barrières fluviales, des gradients environnementaux...), en appliquant l'approche moléculaire à quelques taxons de Mammifères africains (Insectivores, Rongeurs, Primates). Nous avons cherché à déterminer l'apport et les limites de la technique moléculaire la plus couramment employée en biologie évolutive : le séquençage d'ADN mitochondrial. <br />Nous avons d'abord tenté d'obtenir une phylogénie moléculaire de quelques taxons potentiellement intéressants pour la biogéographie, dans le but de vérifier leur monophylie et de calibrer une horloge moléculaire. Puis, nous avons recherché et comparé les schémas phylogéographiques de quatre espèces de petits mammifères forestiers et d'une super-espèce de primates. Enfin, nous nous sommes intéressés aux processus évolutifs impliqués dans la spéciation. Nous avons évalué le mode géographique de spéciation et l'évolution de quelques traits d'histoire de vie chez les primates de la tribu des Cercopithecini. <br />Nos résultats phylogénétiques confirment que l'histoire des gènes n'est pas forcément celle des taxons et qu'il est important de prendre en compte plusieurs sources d'information indépendantes, telles que des gènes non liés sur la même molécule, la morphologie, l'écologie, et le comportement. L'étude des modalités de la spéciation, qui est tributaire de la fiabilité des analyses phylogénétiques, indique une prédominance de l'allopatrie et des événements de vicariance du Miocène et du Pliocène chez les Cercopithecini. Enfin, les analyses phylogéographiques ont révélé quatre scénarios phylogéographiques différents pour les quatre modèles retenus, ce qui peut refléter soit des distributions initiales différentes, soit une réponse différentielle aux mêmes événements selon les taxons. Ces scénarios présentent une certaine concordance avec les régions fauniques définies pour les forêts d'Afrique centrale, mais suggèrent que les événements de divergence intra-spécifique remonteraient au Plio-Pleistocène et seraient donc beaucoup plus anciens que les derniers épisodes de fragmentation de la forêt liés aux cycles glaciaires.

Alors que l’épidémiologie de la dengue dans le sud du Vietnam est caractérisée par un régime d’hyper-endémicité, la maladie est en train d’émerger dans le nord du pays depuis une quinzaine d’années. Les incidences annuelles augmentent de façon constante d’année en année et la maladie diffuse à partir de Hanoi vers les zones rurales environnantes. Le travail de recherche effectué durant cette thèse s’intéresse aux déterminants spatiaux et temporels de la transmission de la dengue dans un contexte d’émergence. Les résultats sont organisés en 3 parties. La première se concentre sur l’étude d’une épidémie qui frappa à l’automne 2013 l’île de Cat Ba, au large du Vietnam dans la baie d’Halong. Cette île est caractérisée par une population de petite taille vivant essentiellement de l’exploitation des produits de la mer ainsi que du tourisme. Une grande proportion de cette population vit sur des villages flottant au large de l’île. Nous avons comparé l’épidémiologie de la dengue sur les villages flottants et sur l’île. Pour cela nous avons testé l’agrégation spatio-temporelle des cas de dengue. Nos résultats montrent une incidence de dengue sur les villages flottant plus forte que sur l’île, malgré des densités de moustiques plus faibles. Les cas de dengue étaient également extrêmement agrégés dans le temps et l’espace, suggérant une importation de moustiques infectés plutôt qu’un cycle de transmission local complet.La seconde partie de cette thèse s’est intéressée aux déterminants environnementaux de la transmission de la dengue dans la province de Hanoi. Cette étude est basée sur l’analyse de 31906 cas de dengue géospatialisés de 2008 à 2013 et utilise des méthodes de SIG couplées avec des techniques modernes d’apprentissage automatique dans le but de quantifier en détail les influences de chaque covariable environnementale sur le risque de dengue. Nos résultats montrent une forte influence de la densité de population sur l’incidence de la dengue, comme précédemment documenté dans d’autres régions du monde. L’incidence de la dengue augmente avec la couverture végétale pour de faibles niveaux de couverture végétale et atteint de très faibles niveaux lorsque la couverture végétale est au-dessus d’un certain seuil. Une telle relation est cohérente avec ce qui est actuellement connu sur l’écologie des vecteurs de dengue. Finalement, nos résultats ont montré une forte association entre les incidences de dengue et les zones résidentielles universitaires. Ces zones sont peuplées d’étudiants venant des régions autour de Hanoi où l’incidence est faible. La susceptibilité à la dengue de cette population estudiantine est donc plus forte que dans le reste de la population de Hanoi.La dernière partie de cette thèse s’est intéressée aux relations entre les épidémies successives de dengue à Hanoi de 2011 à 2014. L’épidémiologie de la dengue à Hanoi est très saisonnière avec de très faibles incidences en hiver. Une question majeure dans une telle situation est de savoir si les virus de dengue persistent localement entre chaque épidémie. Si non, alors les cas de dengue observés en hiver correspondraient à des cas d’importation qui pourraient démarrer une nouvelle épidémie chaque été lorsque les conditions climatiques locales deviennent à nouveau favorables pour la transmission de la dengue. Nous avons utilisé une approche de phylogénie moléculaire de virus échantillonnés à Hanoi ainsi que dans d’autres localités en Asie du sud-est d’où les virus de dengue pourraient migrer. L’idée d’une telle approche consiste à comparer les distances phylogénétiques entre des virus circulants dans une localité une année donnée et des virus circulants soit la même année dans d’autres localités, soit durant les années précédentes dans la même localité. Nos résultats suggèrent que, chaque année, les épidémies de dengue à Hanoi démarrent à partir des virus de dengue importés depuis Ho Chi Minh ville. Ce schéma semble être le cas pour les 4 sérotypes de dengue. / While high dengue transmission has been documented in the southern part of Vietnam since the late seventies, the disease started to emerge in the northern part of the country 15 years ago only. In northern Vietnam, annual incidences are consistently increasing from year to year and progressively spreading from Hanoi to the surrounding rural areas. Very little is known on the causes of this recent emergence.The research carried out in this PhD revolves around the spatial and temporal determinants of dengue epidemiological transmission in a context of emergence and the results are organized in 3 parts. The first one focuses on a single epidemic of dengue that occurred during the autumn of 2013 on the small island of Cat Ba, off the coast of Vietnam in Ha Long bay. Cat Ba island is characterized by a population of a small size mostly living from sea farming and tourism. Dengue transmission on this island has been historically rare until the major epidemics that stroke the island in 2013. The population of Cat Ba has this specificity that a large proportion of it lives of floating villages off the island coast. We were interested in investigating whether the epidemics had different behavior on the island and the floating villages. To achieve this aim, we focused on the identification of spatio-temporal clusters of cases. Our results show a higher dengue incidence on the floating villages than on the island despite lower mosquito densities. Dengue cases were also highly clustered in space and time suggesting importation of infected mosquitoes rather than a local complete transmission cycle.The second part focuses on the environmental determinants of dengue transmission in the province of Hanoi. This study is based on the use of 31,906 geospatialized cases of dengue from 2008 to 2013 and applies GIS techniques coupled with modern machine learning techniques in order to quantify in detail the influences of each environmental covariate on dengue risk. Our results showed a strong influence of population density on dengue incidence as previously reported in other parts of the world. Dengue incidence increased with tree coverage for low levels of tree coverage and then reached very low levels for tree coverage above a given threshold. This pattern is consistent with the current knowledge of the dengue vector ecology. Finally we showed a strong association of dengue incidence with academic residential areas. Such areas are populated with students coming from locations around Hanoi with low dengue incidence. The susceptibility of this student population to dengue infection is thus higher than the rest of the Hanoian population.The final part looked at the relationships between the successive epidemics in Hanoi from 2011 to 2014. Dengue epidemiology in Hanoi is very seasonal with very few cases documented in winter. A major question in such situations is whether viruses actually persist locally between epidemics. If not, then observed cases during the winter would correspond to imported cases igniting new epidemics every summer when the local climatic conditions are favorable again for local dengue transmission. To do so, we used phylogenetic analyses of virus sampled in Hanoi combined with virus sampled in other locations in Southeast Asia from where dengue viruses could migrate. The rationale behind this method is to compare the phylogenetic distances between sequences circulating in a given location in a given year and sequences circulating either the same year in other locations or previous years in the same location. Our results suggest that every year dengue epidemics in Hanoi are started from viruses imported from Ho Chi Minh city. This seems to be the case for the 4 dengue serotypes.

Ma thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude de l'impact des changements environnementaux sur la biodiversité marine, à une échelle intra-spécifique et inter-spécifique. Les modèles choisis sont des Octocoralliaires méditerranéens (corail rouge; Corallium rubrum, et gorgones Paramuricea clavata et Eunicella cavolini). Mieux comprendre les conséquences génétiques des fluctuations passées sur les organismes permet d'appréhender les conséquences génétiques à venir des changements environnementaux en cours. Durant ma thèse, nous avons donc étudié par une approche de phylogéographie comparée l'évolution de ces espèces : plusieurs marqueurs de séquences ont été utilisés afin de tenter de détecter des changements démographiques passés et de reconstituer l'histoire évolutive de ces espèces. L'étude du complexe d'espèces du genre Eunicella a mis en évidence que des limites d'espèces floues entre E. cavolini et E. singularis liés à de possibles flux de gènes entre elles. Par ailleurs, l'impact du changement climatique en cours a été étudié en conditions expérimentales. En aquarium, les résultats obtenus sur E. cavolini ont permis de détecter des phénomènes d'adaptation en présence de flux de gènes. En complément, l'étude de la phénologie de deux espèces, P. clavata et E. cavolini, a été initiée et suggère la possibilité de maintien de niveaux comparables d'effort reproducteur entre différents régimes thermiques. A travers diverses collaborations, cette thèse a permis à la fois de développer de nouveaux modèles mais aussi de réaliser une approche intégrative de l'étude de l'adaptation des Octocoralliaires de Méditerranée face au changement climatique passé et en cours. / My PhD thesis is in the context of the study of the impact of environmental changes on marine biodiversity, with an intra-specific and inter-specific level. Selected models are Mediterranean octocorals (red coral Corallium rubrum and gorgonians Paramuricea clavata and Eunicella cavolini). Better understanding the genetic consequences of these past fluctuations on organisms will help us understanding the potential future consequences of current climate change. During my PhD, we studied the evolution of these species through comparative phylogeography: several nuclear loci were used to try to detect past demographic changes and to reconstruct the evolutionary history of these species. The study of the Eunicella spp. species complex showed that genetic boundaries between E. cavolini and E. singularis were not clear with potential gene flow between them. Moreover, the impact of ongoing climate change has been studied in experimental conditions. In aquariums, the results obtained on E. cavolini have revealed adaptive processes in the presence of gene flow. Through various collaborations, this thesis has allowed both to develop new models but also to achieve an integrative approach of the study of the adaptation of Mediterranean octocorals facing past and ongoing climate change.

Au travers d'une approche de génétique des populations et de phylogéographie, basée sur la comparaison des patrons de diversité chloroplastiques et nucléaires, cette étude s'attache à retracer les processus qui ont façonné la diversité de la patate douce depuis sa domestication en Amérique tropicale jusqu'à son introduction et sa diffusion en Océanie. Dans un premier temps, cette étude s'intéresse à l'histoire de la domestication et à l'identification de l'origine botanique et géographique de la patate douce dans son aire d'origine - l'Amérique tropicale. La patate douce est un taxon hexaploïde pour lequel les différents contributeurs sauvages n'ont pas encore été clairement identifiés. Deux hypothèses sont classiquement invoquées: 1) une origine autopolyploide à partir d'un taxon sauvage diploide I. tridida et 2) une origine allopolyploide ayant impliqué l'hybridation de deux espèces distinctes I. trifida et I. triloba. Nos résultats génétiques viennent corroborer le scénario auto-polyploïde. Néanmoins, contrairement à ce qui était avancé auparavant, I. trifida ne peut être considérée comme l'ancêtre sauvage de la patate douce. Des formes sauvages de I. batatas existent, populations à partir desquelles les formes cultivées ont été domestiquées. Par ailleurs, nous révélons l'existence de deux lignées chloroplastiques distinctes au sein des cultivars de patate douce, ce qui laisse penser que plusieurs parents sauvages, différenciés génétiquement mais probablement conspécifiques, sont impliqués dans la formation du génome de I. batatas. Deux scénarios (non exclusifs) peuvent alors être envisagés: i) I. batatas résulte de l'hybridation de plusieurs lignées distinctes (conspécifiques ou proches); ii) I. batatas est un complexe autopolyploïde avec une origine multiple. La caractérisation génétique des cultivars de patate douce met en lumière l'existence de deux groupes génétiques différenciés et géographiquement structurés: l'un correspond aux variétés d'Amérique centrale et caribéenne et l'autre aux variétés de la région du Pérou et de l'Equateur. Ce patron de diversité suggère fortement une domestication multi-locale - en Amérique centrale et en Amérique du Sud - et renforce l'hypothèse d'une origine autopolyploïde multiple dans ces deux régions. Dans un deuxième temps, notre étude nous conduit en Océanie, une aire d'introduction de la patate douce. La distribution de la patate douce dans le Pacifique s'explique par une (des) introduction(s) pré-historique(s) en Polynésie en provenance d'Amérique du Sud (par les polynésiens eux-mêmes) et des introductions historiques dans le Pacifique Ouest, en provenance du Mexique et des Caraïbes. Il s'agit là d'une hypothèse élaborée par des linguistes, ethnobotanistes et archéologues, mais qui à ce jour manquait de preuves génétiques. En combinant un échantillonnage de variétés traditionnelles contemporaines et des spécimens d'herbiers datant du 18ième au début du 20ième siècle, nous avons pu retracer l'évolution temporelle et spatiale de la diversité dans le Pacifique. Nous montrons que les variétés de patate douce présentes jusqu'au début du 20ième siècle en Polynésie ont clairement une signature génétique sud-américaine, c'est-à-dire qu'elles dérivent directement des variétés de la région Pérou-Equateur. Ainsi nos données génétiques apportent une preuve supplémentaire à l'existence d'au moins une connexion préhistorique entre la Polynésie et l'Amérique du Sud. A l'Ouest du Pacifique, les cultivars de patate douce ont une origine principalement centraméricaine. Nous montrons également qu'il y a eu un remaniement de la base génétique au fil des nouvelles introductions, effaçant progressivement la signature des introductions d'origine. En revanche, les phénotypes reconnus par les cultivateurs et les noms associés - c'est-à-dire les déterminants « culturels » des variétés - ont probablement été maintenus. La patate douce est essentiellement propagée par voie clonale par les cultivateurs. / Following a population genetics and phylogeography approach, based on the comparison of chloroplastic and nuclear diversity patterns, this study aims at describing the processes which built sweet potato diversity from its domestication in tropical America to its introduction and diffusion into Oceania. We first studied the history of sweet potato domestication and identified its botanic and geographic origin in the area from which it originates - tropical America. Sweet potato is a hexaploid taxa of which the wild parents still remain to be identified. Two hypothesis are classically refered to: 1) an autopolyploid origin deriving from a wild diploid I. tridida and 2) an allopolyploid origin implying the hybridization between I. trifida et I. triloba. Our genetic results corroborate the autopolyploid scenario. However, in contrast to what was previously anticipated, I. trifida cannot be considered the wild ancestor of sweet potato. Wild forms of I. batatas do exist, these are populations from which cultivated forms were domesticated. In addition, we highlighted the existence of two distinct chloroplastic lineages within sweet potato cultivars, suggesting that several wild parents, genetically differenciated but probably conspecifics are involved in the formation of the I. batatas genome.Two scenari (non exclusive) are to be envisaged: i) I. batatas would result from the hybridization of several independent lines (conspecific or near); ii) I. batatas is an autoploid complex with multiple origin. The genetic characterization of sweet potato cultivars highlight the existence of two genetically differentiated and geographically structured groups: one includes central american and caribbean varieties while the other is made of varieties from Peru and Equador region. This diversity pattern is strongly suggestive of multilocal domestication events - in Central America and in South America - and strengthens the hypothesis of a multiple autopolyloid origin in these two regions.Next, we investigated Oceania as area of introduction of sweet potato. The sweet potato distribution in the Pacific can be explained by pre-historic introductions in Polynesia originating from South America (brought by Polynesians), and historical introductions in West-Pacific originating from Mexico and the Caribbean islands.This is a hypothesis originally proposed by linguists, ethnobotanists and archeologists, but which was lacking until now of genetic proves. Combining the sampling of contemporary traditional varieties and herbarium specimens dating from the 18th to the early 20st century, we were able to refine the temporal and spatial evolution of sweet potato diversity in the Pacific. We demonstrate that sweet potato varieties present until the early 20th century in Polynesia clearly harbor a south-american genetic signature, indicating that they directly derive from varieties found in the Peru-Ecuador area. Thus our genetic data provide an additional prove to the existence of at least one prehistoric connection between Polynesia and South America. On the west side of Pacific, sweet potato cultivars mainly display a central-american origin. We also demonstrate that a reshuffling of the genetic base happened in line with the occurrence of new introductions, progressively erasing the signature of original introductions. In contrast, phenotypes and associated names known by farmers, i.e. cultural determinants of these varieties - were probably maintained over time. Sweet potato is essentially propagated clonally by farmers. However, it also maintained active sexual reproduction. Our genetic data demonstrate that the impressive numbers of cultivars found nowadays in Oceania mainly derive from independent recombination events and from the local selection of true-seed plants. In some regions, this diversification process even lead to the emergence of secondary diversity centers, as exemplified by New Guinea highlands.