Chez les animaux sexués, les stratégies d'appariement et de dispersion sont influencées par de nombreux facteurs de l'environnement. Certains facteurs sont communs, ce qui suggère que ces deux stratégies n'évoluent pas indépendamment. Parmi ces facteurs, la structure génétique des populations pourrait jouer un rôle important dans cette évolution conjointe. Par une approche théorique, j'ai étudié l'évolution de la différence de dispersion entre les sexes en lien avec les stratégies d'appariement (monogamie, monoandrie, polyandrie). En monoandrie et polyandrie, stratégies où les deux sexes ont des nombres de partenaires différents, la compétition entre apparentés et la variation spatiale du succès reproducteur plus importante chez les mâles que les femelles, favorisent l'évolution d'une dispersion biaisée en faveur des mâles. Je me suis aussi intéressé à la place des gènes dans le génome et j'ai montré que la localisation de gènes de dispersion sur les chromosomes sexuels peut, à elle-seule, faire évoluer un différentiel de dispersion entre les sexes. J'ai exploré cette dernière possibilité dans le cadre de conflits génomiques potentiels. Parallèlement à cette approche théorique, j'ai effectué une étude expérimentale chez le lézard vivipare (Zootoca vivipara). J'ai recherché le rôle d'un effet maternel, médié par la corticostérone, sur le lien entre la stratégie d'appariement des femelles et la stratégie de dispersion de leurs jeunes. Je me suis aussi intéressé au coût de l'accouplement via la transmission de pathogènes entre partenaires. Mes résultats suggèrent l'absence d'effet direct des accouplements multiples sur la communauté bactérienne cloacale. / In sexually reproducing animals, dispersal and mating strategies are influenced by many environmental factors, some of these factors being common, which suggests that these two strategies could evolve jointly. Among these factors, population genetic structure could play a great role on this joint evolution. Using a theoretical approach, I studied how mating strategies (monogamy, monoandry, polyandry) can influence the evolution of sex-biased dispersal, with a particular focus on processes linked to relatedness. In monoandry and polyandry, i.e., strategies where both sexes have different numbers of mates, kin competition and a larger spatial variation in male than female reproductive success can lead to a male-biased dispersal. I have also investigated the importance of gene position in the genome and showed a link between dispersal genes and sex chromosomes can produce sex-biased dispersal. I have discussed this evolution of dispersal gene on sex chromosomes under a possible genomic conflict. In parallel to these theoretical studies, I have conducted an experimental study in the common lizard (Zootoca vivipara). I have investigated the role of maternal effect, through the influence of corticosterone, in the relationship between the mating strategy of females and the dispersal strategy of their offspring. I also tested experimentally the transmission of bacteria through mating in relation to the possible cost of transmission of pathogens. While I did not found any direct effect of multiple mating on cloacal bacterial community, my results suggest an effect due to a female response, which opens a new perspective in the study of the consequences of mating strategies.

La structure des populations influence de manière importante le taux de croissance des populations et donc leurs capacités à faire face à des changements environnementaux. En effet, elle détermine la part d'individus qui contribuent au renouvellement des générations ainsi que l'intensité des interactions sociales compétitives et coopératives. Utilisant le lézard vivipare (Zootoca vivipara, Jacquin 1787) comme modèle d'étude, mon travail de thèse consiste à caractériser la relation entre la structure de population (en termes de cohortes, densité et classes d'âge et de sexe), l'histoire de vie et la dynamique de petites populations isolées. Pour cela, nous combinons des approches expérimentales en conditions semi-naturelles à des approches théoriques utilisant des modèles populationnels à un et deux sexes structurés en classes d'âge. Une analyse critique de la littérature montre que la variabilité environnementale peut générer des différences d'histoire de vie entre cohortes de naissance, ou effets cohortes, à travers son influence sur la qualité des individus et sur l'intensité de la compétition intraspécifique au sein d'une cohorte et entre cohortes. Un premier travail empirique démontre que ces trois mécanismes induisent de la variation d'histoire de vie entre cohortes, mais met également en évidence que les effets directs de la variabilité environnementale sur la qualité des individus interagissent de manière complexe avec des effets indirects sur l'intensité de la compétition entre individus. Au cours d'une deuxième étude empirique, nous analysons les processus et conséquences démographiques de ces interactions compétitives. Une élévation de la densité augmente la compétition trophique et pourrait également induire des réponses hormonales au stress social, ce qui ralentit la croissance corporelle et la reproduction. Un modèle stochastique démontre que cette densité dépendance de l'histoire de vie interagit avec les fluctuations stochastiques du sexe ratio pour façonner la dynamique d'extinction des petites populations de lézards. Ces prédictions seront affinées par l'analyse d'une troisième étude empirique impliquant une manipulation conjointe de la densité et du sexe ratio de la population. Nos résultats, intégrés dans le contexte général de l'écologie des populations, soulignent l'importance de prendre en compte la structure de la population et l'hétérogénéité de l'histoire de vie pour établir des prédictions fiables sur le devenir des petites populations et mettre en place des mesures de gestion efficaces.

Les processus de prises de décisions, et les comportements que les animaux adoptent à l'issue de ces processus, ont nécessairement des conséquences sur leurs chances de survivre et de se reproduire. Dans un environnement variable, l'utilisation d'informations fiables apparaît donc comme essentielle pour maximiser sa valeur adaptative. Dans le cadre théorique de la sélection sexuelle, l'objectif principal de la thèse est de comprendre les informations utilisées par les hyménoptères parasitoïdes lors des différentes étapes de la séquence d'appariement et de l'allocation aux sexes. Le manuscrit débute par une importante synthèse bibliographique puis présente les expériences menées en laboratoire et sur le terrain, en prenant l'exemple du parasitoïde solitaire Venturia canescens. Les résultats soulignent l'importance cruciale des informations liées aux conspécifiques lors de la phase d'acquisition des partenaires. Lors de la localisation du partenaire sexuel, les mâles augmentent leur efficacité de recherche en combinant l'information olfactive émise par les femelles à celle reliée à leurs habitats. Lors du choix du partenaire sexuel, les femelles reconnaissent et évitent de s'accoupler avec leurs frères, probablement sur la base d'une signature chimique, ce qui s'explique par le coût délétère des accouplements consanguins chez cette espèce. Comme chez de nombreuses espèces de parasitoïdes, la sex-ratio est biaisée en faveur des femelles, mais contrairement aux prédictions des modèles théoriques, le choix du sexe de la descendance ne semble pas dépendre des informations liées aux conspécifiques. Des contraintes physiologiques pourraient être responsables de ce biais.

Cette thèse traite de l'application de l'outil moléculaire pour la gestion, la conservation et la compréhension de la biologie et du comportement des espèces animales. Nous avons étudié l'ours brun (Ursus arctos) en tant qu'espèce modèle et la population d'ours bruns de Scandinavie en tant que cas d'étude. La première partie de cette thèse est une partie méthodologique, dans laquelle nous avons développé des aspects techniques en biologie moléculaire et en analyse de parenté. La seconde partie concerne l'application de ces outils moléculaires pour estimer les tailles de population et comprendre les systèmes d'appariement.<br /> Les méthodes non invasives sont de plus en plus utilisées en génétique des populations car elles ne nécessitent pas la manipulation ni le dérangement de l'animal étudié et sont particulièrement recommendabls pour l'étude des populations en danger d'extinction. Cependant, l'ADN extrait de ce type d'échantillons, tels que poils ou fèces, est en général dégradé et/ou en faible quantité, ce qui peut conduire à des erreurs de génotypage. Dans le but d'accroître la qualité et quantité de l'extrait d'ADN, nous avons mis au point une métode PCR (polymerase chain reaction) en deux étapes (“multiplex pre-amplification”). Cette méthode a été testée sur différentes espèces et, en comparaison avec une approche PCR conventionnelle, a permis d'améliorer l'amplification d'ADN et de diminuer le taux d'erreur. Pour amplifier plus spécifiquement l'ADN à partir d'échantillons non invasifs d'ours brun, nous avons également défini de nouvelles amorces microsatellites ainsi qu'un marqueur de sexe spécifique, et combiné une PCR en nid avec la méthode “multiplex pre-amplification”. Ces nouvelles approches peuvent être transposées à d'autres espèces pour lesquelles les méthodes conventionnelles ne sont pas appropriées à cause d'une faible quantité/qualité d'ADN. <br />Les erreurs de génotypage sont un sujet « tabou » dans les études de génétique des populations, malgré leur incidence dans la plupart des jeux de données et le biais qu'elles peuvent causer dans l'interprétation des résultats. Nous avons considéré quatre cas d'étude représentant une large variété d'investigations en génétique des populations, pour détecter les erreurs de génotypage et identifier leurs causes. Dans ces jeux de données, le taux d'erreur estimé variait de 0.8% à 2.6% , selon l'organisme étudié et le marqueur utilisé. Les sources d'erreur principales étaient les pertes d'allèles pour les microsatellites et les différences d'intensité de pics pour les AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), ainsi que des erreurs d'origine humaine dans les deux cas. Nous présentons des suggestions pour limiter et quantifier les erreurs de génotypage à chaque étape du processus et recommandons le report systématique du taux d'erreur dans les études de génétique des populations. <br />Les analyses de parenté basées sur les génotypes multilocus sont largement utilisées pour estimer les succès reproducteurs, les appariements et la fitness dans les populations naturelles. Les approches proposées sont basées sur des estimations du maximum de vraisemblance ou des inférences Bayésiennes et restent en général assez théoriques et difficiles à appliquer pour les biologistes. Il existe un réel manque de logiciels capables de considérer plusieurs générations d'individus et permettant la détermination des deux parents sans hypothèse à priori. Le logiciel PARENTE, que nous avons développé, détermine les maternités, paternités ou les deux parents simultanément, basé sur la compatibilité des génotypes multilocus (marqueurs diploïdes codominants) et des dates de naissance et de mort des individus (si disponibles). Ce logiciel calcule également la probabilité de parenté à partir des fréquences alléliques, du taux d'échantillonnage de la population et du taux d'erreur de génotypage. <br />Les estimations de taille de population sont essentielles pour la bonne gestion et conservation des espèces. Cependant, de manière générale, peu d'études évaluent la précision des estimations obtenues. Nous avons, dans un premier temps, comparé quatre estimateurs de taille de population, basés sur des méthodes génétiques non invasives. Deux méthodes utilisaient des indices de raréfaction et deux étaient basées sur des estimateurs de capture-marquage-recapture (CMR). Au total, 1904 fèces d'ours bruns ont été collectés sur deux années consécutives sur le terrain (49 000-km2 en Suède centrale). Les estimations variaient de 378 à 572 ours en 2001 et de 273 à 433 ours en 2002, selon l‘estimateur utilisé. La détermination d'une taille de population minimale obtenue à partir de données de radio-télémétrie nous a permis de conclure que l'estimation donnée par une des méthodes de CMR était la plus précise. Cet estimateur incluait une hétérogénéité et une variation temporelle dans les probabilités de détection, ce qui paraissait réaliste dans notre échantillonnage. Deuxièmement, nous avons évalué la fiabilité de trois méthodes de terrain traditionnelles en comparaison avec la méthode génétique la plus performante, dans une aire d'étude plus réduite (7 328-km2). Les trois méthodes de terrain tendaient à sous-estimer la taille de population ; la méthode génétique paraissait être la plus exacte. Nous avons conclu qu'environ 550 (482-648) ours étaient présents dans l'aire de 49 000-km2 et 223 (188-282) ours étaient présents dans l'aire de 7 328-km2. Nous suggérons que la population d'ours a atteint une densité de saturation dans l'aire centrale et disperse à présent sur les bords de cette aire centrale. Une analyse en termes de coûts/bénéfices a démontré que la méthode génétique était moins onéreuse que la méthode de terrain la plus fiable. De plus, elle est préférable d'un point de vue éthique. En conclusion, nous recommandons l'utilisation de méthodes génétiques basées sur un principe de CMR, pour estimer les tailles de population sur de larges aires. Nous insistons sur l'importance d'un effort d'échantillonnage adéquat et, en cas d'échantillonnage biaisé, nous conseillons le calibrage avec des estimations indépendantes, si possible. Nous recommandons La collecte d'un nombre d'échantillons supérieur de 2,5 à 3 fois le nombre « présumé » d'animaux. Ces études ont également confirmé que la gestion actuelle de la population d'ours a été bénéfique et que cette population est actuellement dans un bon statut de conservation.<br />La connaissance des systèmes d'appariement est importante dans la compréhension de la sélection naturelle. Nous avons étudié deux aspects majeurs du système d'appariement de l'ours brun : les stratégies d'appariement employées par les deux sexes en relation avec l'infanticide sexuellement sélectionné (SSI) et la sélection du partenaire par la femelle. L'infanticide, le meurtre de jeunes non sevrés, peut être considéré comme sexuellement sélectionné si les trois conditions suivantes sont réunies : i) l'infanticide réduit le délai du prochain oestrus de la femelle ; ii) le mâle commettant l'infanticide n'est pas le père des jeunes tués ; iii) le mâle commettant l'infanticide produit la portée suivante de la femelle. Nous avons documenté huit cas d'infanticide sur le terrain. A partir d'observations et d'échantillons collectés sur sites, nous avons vérifié que les trois conditions pour le SSI étaient vérifiées. Cela suggère que le SSI pourrait être une stratégie adaptative pour le mâle chez ce carnivore non social. Contrairement aux espèces sociales où les mâles immigrants tuent les jeunes, la plupart des mâles commettant l'infanticide étaient résidents chez les ours scandinaves. Ceci implique qu'ils sont capables de différencier leurs propres jeunes des jeunes non apparentés, probablement en reconnaissant les femelles avec lesquelles ils se sont accouplés l'année précédente. De plus, nous avons démontré génétiquement un minimum de 14.5% de paternités multiples (28% pour les portées de 3 jeunes ou plus). La promiscuité des femelles, dans le but de confondre les paternités, pourrait donc être une contre-stratégie adaptative pour éviter le SSI. D'autre part, nous avons évalué sur quels critères les femelles ours bruns sélectionnaient leur partenaire reproductif. Nous avons émis l'hypothèse que les femelles pourraient faire face à un dilemme: soit choisir un partenaire de bonne qualité d'un point de vue phénotypique, comme suggéré par les théories de choix du partenaire, soit s'accoupler avec des mâles susceptibles de commettre l'infanticide l'année suivante, c'est à dire les plus proches géographiquement. Nous avons conclu que les femelles sélectionnaient significativement les mâles les plus proches mais aussi les plus hétérozygotes, les plus gros et les plus âgés. Nous suggérons que les femelles ours s'accouplent avec les mâles les plus proches comme contre-stratégie au SSI et exercent un choix post-copulatoire du partenaire reproducteur, basé sur des critères morphologiques tels qu'une large taille corporelle, ou sur des critères de statut de dominance, reflétant la qualité génétique du mâle.

Cette thèse est consacrée à la reconnaissance individuelle et au choix du partenaire chez la mouette tridactyle (Rissa tridactyla), espèce génétiquement monogame et fidèle à son partenaire d'une saison sur l'autre. Mes expériences démontrent l'existence d'une reconnaissance vocale entre les partenaires d'un couple, ainsi qu'une reconnaissance des parents par les poussins. Des observations empiriques suggèrent que les parents utilisent également le cri pour reconnaître leurs poussins. Ceci pourrait relever d'une stratégie adaptative: les poussins reconnus par leurs parents retournent plus vite au nid lors de leur premier envol, ce qui pourrait diminuer l'énergie dépensée dans des vols stressants ou des batailles avec d'autre résidents. Les analyses ont aussi montré que les distances génétiques entre membre des couples sont plus grandes qu'attendu par chance. Ceci augmente la probabilité d'hétérozygotie des poussins, et donc le succès de reproduction. En effet, le taux d'éclosion augmente avec la distance génétique entre les parents, et les poussins hétérozygotes grandissent plus vite et survivent mieux jusqu'à 25 jours. En outre, les couples formés d'individus génétiquement proches copulent moins souvent, ce qui confirmerait l'influence sur les comportements sexuels de la distance génétique intra couple. Ces résultats posent la question de la perception de la similarité génétique par les partenaires potentiels. Mes résultats préliminaires suggèrent que celle-ci ne semble pas impliquer la voix. En effet, la différence entre les cris ne semble pas corrélée à la distance génétique. Des paramètres olfactifs ou visuels pourraient donc être impliqués. Ces résultats suggèrent que le choix du partenaire pourrait donc être très important chez cette espèce génétiquement monogame.

La fragmentation des habitats ainsi que la réduction de leur disponibilité sont des menaces importantes pour les écosystèmes, notamment aquatiques. La disponibilité et la qualité des sites de fraie du saumon Atlantique peut donc être limitante dans certaines rivières. Après la migration en rivière, les femelles saumon vont chercher à s'établir dans un des sites de fraie disponibles. La distribution spatiale des femelles va alors influer sur la distribution spatiale des mâles reproducteurs qui vont chercher soit à monopoliser plusieurs femelles (pour les mâles dominants), soit à les approcher en adoptant un comportement "furtif" (pour les mâles satellites). L'accès des mâles aux femelles va donc dépendre de la distribution spatiale des femelles et des déplacements des mâles dans la rivière. La distribution des femelles va également jouer sur la distribution spatiale des juvéniles, les concentrant à certains endroits. Cette concentration peut augmenter la mortalité densité-dépendante qui modifie la dynamique de la population. Cette thèse avait pour but d'évaluer comment l'utilisation de l'espace des potentiels reproducteurs, c'est à dire les individus matures, influence la dynamique de la population et la sélection sexuelle.Des séries temporelles de stock (oeufs déposés) et de recrutement (juvéniles) pour la population de saumon de la Nivelle ont été associées à des mesures de l'agrégation spatiale des nids creusés par les femelles. L'effet des déplacements et de la distribution des reproducteurs sur leur participation à la reproduction a notamment été testé via la reconstruction du réseau d'interactions sexuelles dans la Nivelle.J'ai ainsi démontré que l'agrégation spatiale des nids influa sur la variabilité du recrutement mais pas sur le recrutement moyen. Cette agrégation qui résulte de l'agrégation des femelles a également été liée au nombre de reproducteurs ayant engendrés des juvéniles. Le réseau d'interactions sexuelles a permis de mettre en évidence une structure sociale locale au sein de la population. Cette structure et les compétiteurs présents pouvaient par exemple diminuer le succès reproducteur des mâles. Notamment, les tacons matures qui participent à la reproduction avant de migrer en mer renforçaient la compétition sexuelle dont les mâles dominants faisaient l'objet. Enfin, ces mêmes tacons matures adoptèrent des comportements spatiaux du fait de leur statut de maturité avec des individus bougeant peu et des individus se déplaçant vers l'amont. Ces comportements spatiaux influaient leur participation à la reproduction, l'étendue des domaines de vie et les déplacements vers l'amont augmentaient la probabilité de rencontrer une femelle.Mes résultats m'ont permis de mettre en évidence l'effet de l'utilisation de l'espace des potentiels reproducteurs sur la dynamique de la population et sur la sélection sexuelle. Ainsi, en combinant différentes échelles spatiales et temporelles il a été montré que l'agrégation des femelles pouvait être bénéfique pour la dynamique de la population. Il semble que les femelles tendent à s'agréger d'abord sur les meilleurs sites de fraie avec une plus forte stabilité environnementale. Cette distribution des femelles affecta la capacité des mâles à monopoliser plusieurs femelles, une agrégation modérée permettant une monopolisation. La participation des mâles furtifs anadromes ou tacons matures était également dépendante de l'agrégation des femelles. Il apparait que la disponibilité d'habitats adéquats pour la reproduction semble limitante dans la Nivelle et notamment du fait de la présence de barrages. Ce manque semble affecter le système d'appariement de la population et la sélection sexuelle y opérant. Des mesures visant à améliorer la qualité des sites de fraie déjà disponibles ainsi que leur accessibilité pourraient être envisagées. / Habitat fragmentation and reduction in the availability of suitable habitats are significant threats to ecosystems in particularly for freshwater ones. For instance, accessibility, availability, and quality of breeding sites of Atlantic salmon, \textit{Salmo salar}, can be restricting in some rivers due to human activities and dams. Such threats may affect distribution of potential breeders because after their up-river migration, salmon females distribute within available breeding sites. Spatial distribution of females determines the spatial distribution of breeder males. Dominant males try to monopolise several females, whereas subordinate males adopt a sneaky behaviour. Access to females by males depends on the spatial distribution of females and on males' displacements within a river. The spatial distribution of females generates the spatial distribution of juveniles, aggregating them at some breeding sites. The latter aggregation of juveniles may raise the density-dependent mortality with potential consequences on population dynamics. The thesis aims to assess how space use of potential breeders, namely mature individuals able to spawn or fertilise eggs, influence population dynamics and sexual selection.I combined different approaches and different temporal and spatial scales to potential effects of space use of potential breeders. Time series of stock (deposited eggs) and of recruitment (juveniles) for the salmon population of the Nivelle River were combined with measures of spatial aggregation of nests. The effects of displacements and spatial distribution of potential breeders on their participation in reproduction were tested through inferring the sexual network of the population.I found that spatial aggregation of nests improved the recruitment variability but did not affect the average recruitment. The spatial aggregation of nests resulting from female aggregation was also linked to the number of effective breeders through a U-shaped curve. Such relationships suggested mate monopolization dependent on the spatial aggregation of females. The negative effect of the spatial isolation of females on their number of mates also suggest such mate monopolization. Then, the inferred sexual network enabled me to highlight a local social structure within the population. The latter structure and social competitors impacted the reproductive success of anadromous males. The participation of mature parr was one of the factors diminishing the sexual competition faced by anadromous males. Finally, mature parr were more mobile and moved more upstream than immature parr. Spatial behaviours of mature parr were linked to their participation in reproduction, individuals exhibiting wider home ranges had a higher probability to encounter females.Altogether my results show that space use of potential breeders affect both population dynamics and sexual selection. Then, spatial aggregation of females and of their nests can be beneficial for population dynamics as shown by combining different temporal and spatial scales. Females seemed to aggregate within the best breeding sites with a better environmental stability. The spatial distribution of females affected the ability of males to monopolise several females and participation of sneaky males. The availability of suitable good breeding habitats seemed restricting in the Nivelle, potentially due to the presence of impassable upstream dams. The lack of suitable breeding sites seemed impacting the mating system of the population and the sexual selection operating in. Some management actions to improve the quality of breeding sites and their availability could be planned.