Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les vasières intertidales sont des environnements complexes et changeants, qui abritent des invertébrés enfouis dans le sédiment (la macrofaune benthique) et sont visités de manière saisonnière par de grands migrateurs : les oiseaux limicoles. Ce travail de recherche s’intéresse aux relations proie-prédateur entre les oiseaux limicoles et leur ressource alimentaire : la macrofaune benthique. La thèse est articulée en 8 chapitres qui présentent des études à différentes échelles spatio-temporelles : des saisons à la décennie, et de la baie à la route migratoire. Ces études sont basées sur un échantillonnage régulier des vasières intertidales du Golfe de Gascogne (France) ainsi que d’échantillonnages en mer des Wadden (Pays-Bas) et au Banc d’Arguin (Mauritanie). Les données de macrofaune (qualité, taille, densité, biomasse) sont couplées aux données de comptages de leurs prédateurs ainsi qu’à leur comportement alimentaire (reconstruction du régime alimentaire d’après les isotopes, les fécès, la modélisation ou l’observation de vidéos). Ces huit études apportent un éclairage sur l’écologie de leurs interactions (en intégrant des variables environnementales telles que le temps d’inondation, la granulométrie, la température, la production primaire, ou encore la latitude). Une attention particulière est portée à la variabilité des proies et du comportement alimentaire de leurs prédateurs, dans l’espace et le temps. Des encarts viennent illustrer pour l’un les techniques de reconstruction du régime alimentaire, pour l’autre les défenses développées par les mollusques marins, ou encore la relation entre énergie à disposition et sélection du site pour les limicoles. / Intertidal mudflats are complex ecosystems undergoing constant changes, home to infaunal invertebrates (benthic macrofauna), and migratory sites for particular birds : shorebirds. This research focuses on predator-prey interactions between shorebirds and their macrobenthic prey. The present thesis is composed of 8 chapters which illustrate different spatio-temporal scales : from seasons to the decade, and from the bay to the migratory flyway. These studies are based on regular benthic sampling of intertidal flats along the Bay of Biscay (France), as well as sampling data from the Dutch Wadden Sea and the Mauritanian Banc d’Arguin. Macrobenthic data (quality, sizes, densities, biomass) are linked with shorebird counts and data about their feeding behaviour (diet reconstruction from isotopes, faeces, modeling and video observations). These eight studies shed light on particular relationships between some prey and their predators, and the ecology of these interactions (including environmental variables such as inundation time, grain size, temperature, primary production, or even latitude). Particular attention is given to the variability of prey and predator behaviour in time and space. Inserts are included in between chapters to illustrate for instance different diet reconstruction techniques, anti-predation traits in marine molluscs, or relation between energy available and site selection in shorebirds.

La flore adventice est à la base des chaînes trophiques dans les agroécosystèmes. Leur diminution dans les parcelles cultivées est une des causes de la baisse de la biodiversité. Par conséquent, des alternatives sont étudiées pour diminuer l’utilisation des herbicides dans le cadre du plan ECOPHYTO. Par exemple, la gestion de la flore adventice via les consommateurs de graines. En effet, les agroécosystèmes sont des milieux où des espèces granivores ont les capacités de consommer les graines d’adventices. Parmi les vertébrés, nous pouvons y trouver des oiseaux (alouette des champs) ainsi que des micromammifères (mulot). Parmi les invertébrés, les carabes sont identifiés comme principaux granivores dans les agroécosystèmes tempérés. L’objectif général de cette thèse est d’étudier les interactions entre carabes et graines d’adventices afin d’apporter des connaissances sur les interactions interspécifiques et d’identifier les traits physiologiques des espèces influençant la force des interactions entre les espèces. Un protocole a été établi afin de standardiser toutes les expériences et de garder comme variables uniquement l’espèce de graines et celle du carabe. Ensuite, nous avons étudié les interactions entre les graines d’adventices et les carabes selon deux axes de recherche. Le premier a permis de comparer les niveaux de consommation de la communauté de carabes sur une même espèce de graines. Nous avons pu ainsi observer que la masse corporelle des carabes n’était pas en relation avec la variation des niveaux de consommation. Mais le ratio entre la longueur des mandibules et la largeur du labrum (force mandibulaire) a un effet significatif lorsque seules les espèces consommant plus de cinq graines sont prises en compte. Pour le deuxième axe, nous avons mesuré la consommation des carabes sur 42 espèces de graines pour identifier les capacités de consommation et explorer la stratégie d’alimentation selon deux caractéristiques : la masse des graines (taille) et leur concentration lipidique. Les graines de faibles masses avec un taux lipidique élevé sont mangées en plus grand nombre. Enfin, nous avons déterminé les types de réponse fonctionnelle pour évaluer le potentiel de régulation de 4 espèces de carabes sur deux espèces de graines d’adventices. Pour chaque espèce (mâle et femelle) nous avons trouvé une réponse fonctionnelle de type II, sauf pour les femelles de P.rufipes. Cependant nos résultats doivent être interprétés avec précaution car en milieu naturel d’autres facteurs interviennent dans les interactions, telle que la présence de proies alternatives ou d’autres prédateurs. En conclusion, nous montrons que les interactions entre les graines d’adventices et les carabes sont nombreuses et complexes. Les caractéristiques physiologiques intervenant dans les interactions sont très nombreuses et très variables selon les espèces. Des études supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l’intérêt agronomique des carabes dans la gestion des adventices. / Weed flora limits crop yields therefore herbicides inputs are important in order to manage weeds. Weeds are at the bottom of the trophic pyramid in agroecosystems, and this explains partly the decrease of biodiversity. Alternatives to manage weeds are studied to reduce negative effect of herbicides on the environment in order to preserve biodiversity. For example, weeds could be managed with granivorous species. Indeed, weed seeds are the origin of the weed community, thus seed consumption could limit weed abundance in cultivated fields. In agroecosystems, several taxa are known to be granivorous such as vertebrates (birds and rodents) and invertebrates (ground beetles). Ground beetles are considered as the main granivorous taxa in agroecosystems and are abundant in temperate agroecosystems. The main goal of this PhD was to study trophic interactions between communities, weed seed and ground beetles, with a prey-predator system in order to estimate the role of ground beetles through their seed consumption in weed seeds management. First, we established a protocol with standardize steps in order to restrain variables to weed seed species at ground beetles’ species. A similar protocol has been adapted to replicate experimentation with the same individuals to measure consumption at different weed seed densities. We then studied interactions between weed seeds and ground beetles with two research axes. We first explored interspecific variation of consumption on the same weed seeds species, Viola arvensis, by ground beetles. Body mass and ratios between mandible length and labrum width had no relation with seed consumption by ground beetles. Thus, other factors were suggested to explain consumption variation such as gut symbionts of ground beetles or preferences for specific weed seed species. Secondly, we measured consumption of 42 weed seed species by four ground beetles to identify abilities in weed seed consumption for these beetles and to explore feeding strategy according to two seed characteristics, seed mass (size) and seed lipid content. Generalism degrees are different according to ground beetles’ species and seem affected by physiological characteristics in both communities. Finally, to assess the potential in weed seed management of ground beetles we determined functional response to four ground beetles on two weed seeds species. We determined type II response for all species (male and female) tested, except for females of P.rufipes. Our results should be interpreted cautiously as, under natural conditions, generalist predators meet many alternatives prey and it could influence functional response type. We showed that there are many complex interactions between weed seed and ground beetles communities, especially due to a wide range of diversity in physiological characteristics in both communities. The potential of ground beetles to regulate seeds must be more precisely explored to evaluate their agronomic interest in weed management.

Les écosystèmes sub-Antarctiques sont particulièrement vulnérables aux perturbations environnementales et notamment aux invasions biologiques. L'introduction du Chat (Felis silvestris catus) sur la Grande Terre de l'archipel des Kerguelen a eu des effets désastreux sur les communautés d'oiseaux marins. Ce prédateur doit sa survie dans cet environnement à la présence d'une proie introduite, le Lapin (Oryctolagus cuniculus), qui constitue sa ressource principale pendant l'hiver lorsque les oiseaux marins sont repartis en mer. L'éradication du chat n'apparaît pas être une solution réaliste compte tenu de la taille de l'île (6675 km2) et son inaccessibilité. De plus elle serait susceptible de conduire à des résultats non souhaités comme par exemple une explosion démographique des populations de lapins. La mise en place d'une politique de gestion adaptée nécessite d'améliorer notre connaissance des facteurs qui conditionnent la dynamique spatio-temporelle des populations de chats. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à identi_er les mécanismes des interactions entre le chat, le lapin et la végétation, car elles sont attendues conditionner celles existantes entre le chat et les oiseaux marins. J'ai analysé la dynamique spatio-temporelle de quatre populations de chats sur la Grande Terre et j'ai en particulier recherché si des conditions environnementales spatialement corrélées (effet Moran) pouvaient, en se propageant dans la chaine alimentaire, synchroniser les variations temporelles d'abondance des populations de chats. Enfin, j'ai étudié l'impact des variations spatio-temporelles d'abondance des populations de chats sur les variations spatio-temporelles de la structure génétique des populations de chats.

La prédation peut avoir des effets très importants à la fois sur l'écologie ainsi que sur l'évolution des communautés biologiques. Elle peut notamment être une force sélective favorisant des prédateurs plus efficaces et des proies moins vulnérables. De plus, des études montrent que les prédateurs agissent sur les proies, non seulement directement en les tuant, mais qu'ils peuvent également influencer le comportement des proies et induire des réponses physiologiques ou morphologiques. Pourtant, aujourd'hui, encore peu de choses sont connues sur comment les prédateurs peuvent influencer les populations de proies, notamment chez les grands herbivores. Les études les plus détaillées sur les grands herbivores sont en effet situées dans l'hémisphère Nord, souvent dans des endroits où ces herbivores n'ont plus de prédateurs. Lors de cette thèse j'ai étudié une population de grands herbivores et l'impact de la prédation sur celle-ci : la population de zèbres des plaines (Equus quagga) dans le parc national de Hwange au Zimbabwe et son interaction avec les lions. J'ai étudié la dynamique de populations des zèbres dans la zone d'étude, mais j'ai également travaillé sur le zèbre au niveau individuel, en tentant de mieux comprendre quels étaient les comportements anti-prédateurs utilisés par les zèbres, ainsi que leurs coûts potentiels, tout en m'intéressant aux différences entre individus. Cette population de zèbres est fortement impactée par la prédation, de manière à la fois directe et indirecte, et les comportements anti-prédateurs mis en place par les zèbres sont coûteux.

Afin d'accroître leur survie et leur succès reproducteur, les espèces proies tentent de maximiser leur apport énergétique tout en évitant la prédation, induisant un compromis entre acquisition des ressources alimentaires et détection des prédateurs. Cependant, les ajustements comportementaux des herbivores impliqués dans ce compromis peuvent être influencés par de nombreux paramètres environnementaux, sociaux et individuels et varier entre individus d'une population. Ce travail de thèse a pour objectif de mieux comprendre comment les herbivores proies ajustent leur compromis entre vigilance et approvisionnement en fonction du risque de prédation, du contexte social et de la disponibilité des ressources ; ainsi que d'étudier si ces ajustements varient entre individus. Basées sur l'étude de femelles kangourous gris de l'Est (Macropus giganteus) et de femelles impala (Aepyceros melampus), j'ai tout d'abord observé que bien que de nombreux facteurs influençaient la vigilance et l'approvisionnement à court terme, ces comportements étaient principalement influencés par la variation de la ressource à long terme. Ensuite, j'ai démontré que les variations de contextes écologiques et sociaux tels que le risque de prédation, la ressource alimentaire et la compétition induisaient des réponses comportementales différentes au regard de ce compromis, ainsi que sur la fonction et le coût de la vigilance. Enfin, j'ai observé l'existence de variations entre individus, plus ou moins exprimées dans différentes conditions. Il apparaît que les animaux régulent leur activité de vigilance afin de maximiser l'acquisition de ressources, ou d'informations sociales, tout en assurant leur sécurité / Prey species foraging under a risk of predation have to trade between food acquisition and safety from predation in order to increase their fitness. This trade-off is commonly investigated by studying the trade-off between foraging and vigilance activities. However, vigilance and foraging can be affected by numerous environmental, social, and individual parameters which can also vary seasonally and differ between individuals from the same population. In this context, the overall objective of my PhD was to better understand how herbivorous prey animals manage the feeding/vigilance trade-off at a fine scale, considering the wide range of variables that may affect it, individual variation, and the different functions of vigilance, using female eastern grey kangaroos (Macropus giganteus) and impalas (Aepyceros melampus) as models. I observed that despite the many factors that shape vigilance and feeding rates over short time scales, these behaviours were mainly driven by variation in food resources over longer temporal scales. I also highlighted that predator and social contexts induced different behavioural responses in relation to this trade-off, and that decisions of prey to adjust their vigilance in terms of function and cost were driven by predation risk, food availability, and competition but varied between seasons. Finally, I observed that between-individual variation occurs for this trade-off but that this variation is context dependant. This thesis shows that prey animals constantly adapt their behaviour and strategies according to the situation they experience, in order to balance the acquisition of food and social information with staying safe

There is an inherent tension between a seller and a buyer as their relationship progresses towards closing the deal.The salesperson fears that the buyer wastes his time, which he could otherwise spend towards real potential buyers.The buyer questions the sincerity of the salesperson. Both evaluate the amount of trust and cooperation they should invest in the relationship. It is possible, after all, that the salesperson wants to take advantage of every weakness he detects in the buyer in order to guarantee the sale, and it is equally possible that the buyer tries to fool the salesperson, with false credit information for example. This thesis examines tensions that exist between salespeople and buyers by using an extended version of grounded theory, by which date is collected and analysed both qualitatively and quantitatively. It demonstrates that perceived predation reduces considerably the quality of the relationship.The thesis suggests that the phenomenon of predation exists in every sphere of human activity, including in the legal system.The PARDU Model ( pr edator-pr ey) initially developed to discuss the phenomenon of predation evolves, as the research progresses, towards the OPERA Model and the MESLYª grid, which offer pratical tools to better manage informational predation.

Résumé : II existe une tension inhérente au sein de la relation en cours de développement entre un vendeur et un acheteur. Le vendeur craint que l'acheteur lui fasse perdre son temps et l'acheteur, lui, doute de l'honnêteté du vendeur. Tous deux s'interrogent sur le niveau de confiance et de coopération à accorder à l'autre. Il est possible, après tout, que le vendeur soit à l'affût de la moindre faiblesse de l'acheteur pour profiter de la situation et s'enrichir à ses dépens, ou, vice-versa, que l'acheteur cherche à profiter du vendeur. La présente thèse examine les tensions entre vendeurs et acheteurs en ayant recours à la théorie enracinée élargie, qui comprend une série de boucles investigatrices formées de revues des écrits scientifiques et de cueillettes de données qualitatives et quantitatives. Elle cherche à démontrer que la prédation perçue (l'impression que l'autre abuse de nous de manière coordonnée) affecte négativement la bonne entente entre les parties prenantes de la transaction. La thèse suggère aussi que le phénomène de prédation existe dans toutes les sphères d'activités humaines, y compris dans le domaine juridique. Le modèle PARDU (prédateur-proie) initialement développé pour discuter du phénomène de prédation débouche, au fil de la recherche, sur le modèle OPERA et la grille MESLY®, qui offrent des applications pratiques pour mieux gérer la prédation informationnelle.||Abstract : There is an inherent tension between a seller and a buyer as their relationship progresses towards closing the deal. The salesperson fears that the buyer wastes his time, which he could otherwise spend towards real potential buyers. The buyer questions the sincerity of the salesperson. Both evaluate the amount of trust and coopération they should invest in the relationship. It is possible, after ail, that the salesperson wants to take advantage of every weakness he detects in the buyer in order to guarantee the sale, and it is equally possible that the buyer tries to fool the salesperson, with false credit information for example. This thesis examines tensions that exist between salespeople and buyers by using an extended version of grounded theory, by which date is collected and analysed both qualitatively and quantitatively. It demonstrates that perceived prédation reduces considerably the quality of the relationship. The thesis suggests that the phenomenon of prédation exists in every sphere of human activity, including in the légal system. The PARDU Model (predator-prey) initially developed to discuss the phenomenon of predation evolves, as the research progresses, towards the OPERA Model and the MESLY® grid, which offer pratical tools to better manage informational predation.

L'objet de cette thèse est la construction, l'étude mathématique et numérique de modèles déterministes pour des systèmes Proie-Prédateur en milieu insulaire hétérogène. Il s'agit d'évaluer les effets de l'introduction d'espèces invasives, prédateurs et compétiteurs, sur une population de proies natives. La première partie présente l'étude de modèles faiblement structurés, bas´es sur des systèmes d'E.D.O. singuliers, le dénominateur d'un des termes de réaction pouvant s'annuler. L'analyse mathématique permet d'isoler des conditions d'extinction en temps fini ou de persistance. Dans ce second cas, le comportement en temps long dépend d'hypothèses supplémentaires. Une étude similaire est menée dans le cadre d'une population de proies natives structurée en 2 classes d'âge : juvéniles et adultes. Dans la seconde partie, on étend les modèles précédents au cadre avec structuration en espace, pour prendre en compte les hétérogénéités spatiales du milieu. On obtient des systèmes d'E.D.P. du type Réaction-Diffusion singuliers. Une analyse approfondie donne des critères d'existence globale en temps et d'existence sur un intervalle de temps fini des solutions. Parallèlement, nous mettons en place une méthode numérique du type splitting d'opérateurs dans un but double : valider les modèles spatiaux et étudier des processus d'invasion. Les simulations numériques permettent d'établir le rôle fondamental des proies introduites dans le succès de l'invasion par les prédateurs de colonies isolées de proies natives. Enfin, la structuration discrète en âge pour les proies natives permet d'exhiber des dynamiques oscillatoires.

Cette thèse est consacrée à l'étude des systèmes d'équations différentielles ordinaires, et ceux aux dérivées partielles paraboliques issus de modèles de dynamique des populations et de la biologie. L'objectif principal est de faire l'analyse mathématique, la simulation numérique ainsi que l'identification des diffusions croisées dans les modèles construits. Nous présentons d'abord un système de réaction-diffusion modélisant la croissance de plantes en compétition spatiale dans un milieu saturé. Nous effectuons par la suite l'étude théorique et numérique de tels systèmes, ainsi que l'étude des problèmes d'identification des termes de diffusions croisées. Ensuite, nous proposons un modèle proie-prédateur de type Leslie-Gower modifié avec une fonction de réponse de type Crowley-Martin. Nous étudions dans un premier temps la dynamique temporelle globale du modèle considéré, et nous présentons des simulations numériques pour illustrer les résultats théoriques. En outre, nous introduisons la dimension spatiale dans le modèle dynamique considéré, et nous effectuons une analyse théorique complète de la dynamique spatio-temporelle du modèle.