Les lombriciens représentent une composante majeure de la macrofaune du sol et sont souvent présentés comme bioindicateurs de la biodiversité et de la qualité du sol. Par ailleurs, ils sont des ingénieurs de l'écosystème car ils modifient directement ou indirectement la disponibilité des ressources pour d'autres organismes tels que les plantes et les microorganismes. Ils ont un rôle important dans les agrosystèmes car ils participent aux processus qui influencent les composantes physique, chimique et biologique du sol.<br />L'enjeu majeur de ce travail est de comprendre et de modéliser l'évolution des populations de lombriciens dans un champ cultivé et d'étudier l'impact de certains systèmes de culture sur les communautés lombriciennes. L'outil que nous avons mis en place, WORMDYN est un modèle stochastique de dynamique des populations basé sur un modèle matriciel et structuré en classes de stades de développement (cocons, juvéniles, sub-adultes et adultes). Il prédit l'évolution des populations du ver L. terrestris dans des parcelles labourées et dans des parcelles travaillées superficiellement. Les paramètres de ce modèle, estimés en partie grâce à des données issues de la littérature, dépendent de la température et de l'humidité du sol qui sont les facteurs clés influençant la dynamique à court terme de cette espèce de vers de terre.<br /> Ce travail de thèse comporte une première partie méthodologique. L'étude de la dynamique des populations lombriciennes a nécessité un nombre important de prélèvements en champ cultivé. Or, diverses méthodes sont classiquement utilisées pour l'échantillonnage des lombriciens. Nous avons donc cherché à déterminer la méthode de prélèvement la plus adéquate, c'est-à-dire alliant efficacité et sécurité du manipulateur. Une première partie est donc consacrée à l'étude et à la comparaison de trois produits chimiques utilisés pour le prélèvement des lombriciens.<br />Dans un deuxième temps, la thèse présente la structure du modèle WORMDYN. La capacité du modèle à représenter la réalité est testée en confrontant les sorties aux mesures faites en parcelles expérimentales. Une analyse de sensibilité désigne les paramètres influençant fortement les sorties du modèle et met ainsi en évidence des pistes d'amélioration possibles.<br />Enfin, dans le but de discuter des impacts de systèmes de culture sur les communautés lombriciennes, nous avons récolté des données sur un essai de longue durée comprenant trois systèmes : biologique, conventionnel et un système sous couvert végétal permanent. Par ailleurs, les résultats nous permettent d'étudier le comportement de WORMDYN dans d'autres situations et de dégager des pistes d'amélioration du modèle.

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Puncturevine (Tribulus terrestris L.) is an annual plant of the Zygophyllaceae family. Its medicinal properties have long been used in traditional Chinese and Indian medicine to treat various diseases. It has been shown that active substances, among which we count steroid saponins, glycosides, flavonoids, phytosterols and alkaloids, have effects on reproduction, effects aphrodisiac, antibacterial, anti-carcinogenic, anti-oxidant, diuretic, antidiabetic, cardiovascular and many other. The aim of this work was to verify the effect of elicitors on the content of selected active ingredients in Puncturevine. The elicitor in this work was acetylsalicylic acid of three different concentrations (10-3 mol.l-1, 10-4 mol.l-1, 10-5 mol.l-1) applied by spraying. Using high performance liquid chromatography and mass spectrometry were in fruits and stems determined the content of diosgenin, protodioscin, ruscogenin. For all three compounds was observed positive effect of the elicitor on their content.

Proteomic techniques were used to evaluate the protein profile of the earthworm, (Lumbricus terrestris), following a bacterial challenge. One control group received no injection; a second control group received injections of phosphate buffer solution (PBS). The experimental group received injections of PBS containing (Aeromonas hydrophila). After incubation for 12 hours at 20°C, coelomic fluid was collected from each group for analysis by 2-D electrophoresis. There were significant differences in spot appearance and density between control and experimental groups. Sixteen spots showed a two-fold increase in density and 63 showed at least a two-fold decrease in density between samples from control and bacteria-challenged earthworms, respectively, suggesting up- and down-modulation of proteins potentially involved in the earthworm's response to bacterial challenge.

Pollination by insects is of great importance for the global food production. There is a specific need for pollination by bees in greenhouses and tunnel cultivations to increase the quantity, quality and market value of the crops. Imported bee colonies from central Europe are used for pollination of Swedish crops and have a great economic importance but are also a threat to wild Swedish bees by posing a risk of pathogen transmission between the bee species. The aim of this study was to investigate how imported bees affect the prevalence of pathogens amongst wild bees.  Analysis was performed on 236 wild bees collected in near proximity to tunnel cultivation, greenhouse cultivation and collected from two control landscapes. The abdomen of the bees was used to extract RNA/DNA for further detection and quantification of ten pathogens using qPCR. The proportion of infected bees within each group was calculated based on the results from the qPCR analysis. A two-proportion z-test was used to determine whether the difference in pathogen prevalence between the four groups was of statistically significant at α = 0.05. The results show that there was no significant difference when comparing the presence of all pathogens between bees in the test groups and the bees in the control groups (p= 0,29- 0,33). However, the prevalence of three viruses was significantly higher among bees collected in the near proximity of a greenhouse compared with bees collected from the near proximity of a tunnel cultivation (p&lt; 0,003). For Slow bee paralysis virus the prevalence was 2,5 times higher and for Deformed wing virus and Black queen cell virus the prevalence was 3,5 and 1,3 times higher among bees collected near a greenhouses compared to near a tunnel cultivation.

Bumblebees are important pollinators, commercially used in large-scale plant growing in greenhouses. Their males produce marking pheromones for mating, which attract young bumblebee queens. These pheromones are often a complicated mixture of chemicals, which is produced in the male labial gland, and the mixture itself is specific for each bumblebee species. The regulation of bumblebee sexual pheromone biosynthesis is largely unknown, and this Master's thesis is focused on the analysis of the mechanisms which lead to the regulation of the Bombus terrestris male pheromone's fat-acid and terpenes biosynthesis, specifically on stereospecific enzymatic reduction of double bond of farnesol. This thesis studies the influence of potential neurohormones on a specific enzymatic mixture, which is involved in the pheromone biosynthesis. Methods used in this project include biochemical, analytic and molecular-biology methods.

Many bumblebee species are suffering from the effects of habitat fragmentation and population isolation. In some cases, populations have lost genetic diversity due to genetic drift and it is possible they are now at heightened risk of extinction. Inbreeding may be particularly costly to bumblebees because, as Hymenoptera, their complementary sex determination system can lead to the production of sterile or inviable diploid males. However, little is known about the effect that diploid male production has on bumblebee colony fitness. Here, the consequences of brother-sister mating in the bumblebee Bombus terrestris are investigated, and the production of diploid males was found to exert considerable costs at the colony level by reducing productivity and survival. Diploid males may therefore act as indicators of the genetic health of populations, and their detection could be used as an informative tool in hymenopteran conservation. Due to the costs associated with inbreeding, selection may have favoured the evolution of kin recognition systems in bumblebees. Data are presented that suggest that B. terrestris can discriminate between kin and non-kin as gynes were less willing to mate with siblings compared to non-relatives. Theory predicts that inbreeding may impose further costs on bumblebees through increased levels of parasitism, but empirical data are scarce. The relationship between population genetic diversity and parasite prevalence is assessed using Hebridean island populations of Bombus muscorum and Bombus jonellus. In the more outbred B. jonellus, there was no relationship between parasite prevalence and population heterozygosity. But prevalence of the gut parasite Crithidia bombi and the tracheal mite Locustacarus buchneri were found to be higher in populations of B. muscorum that had lower genetic diversity. In addition to assessing infection status, the activity of the immune system was assessed in each individual bee. However, there was no relationship between population heterozygosity and these immune parameters. This suggests that, in some Hymenopteran species, as populations lose genetic diversity the impact of parasitism will increase, potentially pushing threatened populations closer to extinction. Therefore, preventing population fragmentation by the creation of suitable habitats and by ensuring connectivity between habitat patches are important aspects of hymenopteran conservation. Finally, this thesis investigates the potential threat of pathogen spread from commercially reared bumblebees used for crop pollination to wild bumblebees. Although no direct evidence for parasite spillover is found, the prevalence of C. bombi was significantly higher in B. terrestris by the end of the season on farms that used commercial bumblebees compared to farms that did not. This high prevalence does suggest that pathogen spillover is a potential threat and it would be preferable to reduce the usage of commercial bumblebees where possible. For example, sowing wild flower mixes could boost natural pollinator populations, which in turn would benefit soft fruit pollination. Overall, this thesis contributes to our knowledge of the consequences of inbreeding in bumblebees and the relationship between genetic diversity and parasite prevalence. It provides a greater understanding of the factors that might be pushing threatened pollinators towards extinction and as a whole provides important information that may inform conservation practitioners, whose aim is to protect the future of our hymenopteran pollinators.

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Les petits mammifères constituent les vertébrés responsables des dégâts les plus importants pour l'agriculture de l'Europe centrale. Dans les prairies de moyenne montagne, les populations de campagnol terrestre (Arvicola terrestris sherman) sont à l'origine de pullulations cycliques conséquentes depuis les années 70. En France, une des explications est que l'intensification de l'agriculture a conduit à l'ouverture des milieux agricoles et à la conversion de la majorité des terres en prairies toujours en herbe. Actuellement, le rôle de la structure et de la composition du paysage est établi aux échelles régionale et sectorielle mais on ne connaît pas le rôle des caractéristiques édaphiques des prairies sur les populations de A. terrestris à l'échelle parcellaire. L'objectif de ce travail de thèse était de déterminer, à l'échelle parcellaire, le rôle de la végétation des prairies, en relation avec le sol et le mode de conduite agricole, sur la dynamique des populations de A. terrestris. Dans des parcelles agricoles situées en Franche-Comté, différentes phases d'un cycle de population de A. terrestris ont été étudiées de 2001 à 2004 : basse densité, croissance, haute densité. Dans chaque parcelle d'étude, le suivi des populations de A. terrestris a été effectué par une méthode indiciaire d'estimation des densités relatives. Les populations de taupe (Talpa europaea) et de campagnol des champs (Microtus arvalis) ont également été prises en compte, en raison de leurs interactions possibles avec A. terrestris. Dans chaque parcelle, la végétation a été étudiée par ses caractéristiques structurelles (mesures de hauteur – compacité du couvert végétal) et fonctionnelles (fréquences des traits d'histoire de vie des espèces végétales). Les propriétés du sol ont été évaluées par les caractéristiques morphologiques (profondeur, texture, structure) et physico-chimiques (matière organique, pH, hydromorphie). Les données de pratiques agricoles (fauche, pâture, fertilisation, labour) ont été recueillies par le biais d'enquêtes auprès des exploitants agricoles des parcelles d'étude. Les principaux résultats montrent que les dynamiques de croissance des populations de A. terrestris sont favorisées par un régime agricole de production intensif, impliquant de nombreuses fauches et une forte fertilisation. Ce régime engendre une végétation à croissance rapide, caractérisée par une faible diversité spécifique et une forte valeur pastorale. Ponctuellement, en phase de haute densité, les populations de A. terrestris sont favorisées par un couvert végétal homogène, haut et dense et défavorisées par des pratiques telles que pâturage intensif et travail du sol. Le mode d'exploitation agricole influencerait les populations de A. terrestris en agissant sur la qualité et la disponibilité de la ressource nutritive végétale et sur la structure de l'habitat sol plante. De plus, à mode de conduite agricole constant, les caractéristiques pédologiques ne semblent pas exercer d'influence. Des résultats complémentaires indiquent que l'intensité de la colonisation des parcelles par A. terrestris est favorisée par les populations de T. europaea en phase de basse densité. En conclusion, notre étude montre qu'un seul facteur explicatif n'est pas suffisant mais que c'est bien la configuration d'un ensemble de variables qui explique la dynamique de populations de A. terrestris à l'échelle parcellaire. La prise en compte de cette régulation multifactorielle dans les programmes de contrôle des populations de A. terrestris pourra en améliorer l'efficacité à long terme. Des expérimentations à l'interface entre les domaines de la recherche et de l'application sont nécessaires pour parvenir à un compromis acceptable entre préconisation de pratiques agricoles défavorables aux pullulations de A. terrestris, remplissage des cahiers des charges des productions d'AOC et respect de l'environnement.