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Savannas, areas of dry forest and grasses, are rich in plant species of great interest. However, the origin and evolution of plant species within the savanna ecosystem remain poorly studied, especially in the Sahel, which hinders the development of protection and conservation strategies. During my thesis, I focused on two palm species that are important to local Sahelian populations, the Palmyra palm (Borassus aethiopum Mart.) and the bamboo palm (Raphia vinifera P. Beauv). First, I explored the genetic diversity and evolution of roast palms to understand the impact of past climate change on their distribution. The exploration of the genetic diversity of B. aethiopum required the collection of 180 leaf samples in 9 localities in Benin. An inter and intraspecific collection composed of 29 Borassus species, related genera, and 69 B. aethiopum individuals, respectively, was constituted for the phylogenetic reconstruction of the genus Borassus and the phylogeography of B. aethiopum. A gene-capture approach was used for the molecular phylogenetic analyses. The dated phylogenetic reconstruction of the genus Borassus was performed by the Maximum Likelihood Method (RAxML), with molecular dating performed with palm fossils and based on a strict molecular clock. The coalescent method was used to construct the evolutionary history of the genetic groups of B. aethiopum. We defined 11 microsatellite loci from partial sequencing of the B. aethiopum genome. Data analysis showed low genetic diversity in Benin. We also obtained a low genetic structuring with a higher intra-site molecular variance (53%). The dated phylogenetic reconstruction revealed an Asian origin for the Borassus genus 24.4 million years ago and a late divergence within the genus about 16 million years ago. Speciation of B. aethiopum dates to 3.05 million years and its sister species is found to be B. madagascariensis. Our results also provide genetic evidence for the presence of B. akeassii in Senegal. From the analysis of SNPs data, we detected three genetic groups in B. aethiopum in West and Central Africa. The evolutionary history of the constructed B. aethiopum genetic groups suggests an expansion during the Pleistocene oriented North-South in West Africa along the Dahomean dry corridor and in parallel with an expansion from West Africa to the Center (Cameroon) 0.92 million years ago. This period of expansion (1.38 – 0.92 million years) of the B. aethiopum genetic groups has been identified as a warm period of climate that favored the expansion of the savannas and the installation of the dahomean dry corridor. In the second part of my thesis, I sought to verify the anthropogenic impact on the genetic structuring of natural stands of R. vinifera concerning the strong anthropogenic influence that the species undergoes in western Cameroon. From a collection of 28 individuals, we analyzed the genetic structuring in R. vinifera using an SNP calling approach. Our results reveal a single genetic group for all R. vinifera populations collected in western Cameroon. These results indicate a lack of genetic structuring, and all of our accessions are found in the same genetic group, suggesting significant transfer of genetic material between these different populations. Our results postulate a landscape shaped by human activity over time, notably the cultivation of R. vinifera for several generations in western Cameroon.; Les savanes, étendues de forêts sèches et d’herbes, regorgent d'espèces végétales à grand intérêt. Cependant, l’origine et l’évolution des espèces végétales au sein de l'écosystème des savanes restent peu étudiées, notamment en Afrique de l’Ouest, ce qui freine le développement de stratégies de protection et de conservation. Au cours de ma thèse je me suis intéressé à deux espèces de palmiers importantes pour les populations locales sahéliennes, le palmier rônier (Borassus aethiopum Mart.) et le palmier bambou (Raphia vinifera P. Beauv). Dans un premier temps j’ai exploré la diversité génétique et l’évolution du palmier rônier pour comprendre l’impact des changements climatiques passés sur sa distribution. L’exploration de la diversité génétique de B. aethiopum a nécessité la collecte de 180 échantillons de feuilles dans 9 localités au Bénin. Une collection inter et intra spécifique composée respectivement de 29 espèces de Borassus et genres apparentés et 69 individus de B. aethiopum a été constituée pour la reconstruction phylogénétique du genre Borassus et la phylogéographie de B. aethiopum. Une approche de capture de gènes a été utilisée pour les analyses de phylogénie moléculaire. La reconstruction phylogénétique datée du genre Borassus a été réalisée par la méthode de maximum de vraisemblance (RAxML), la datation moléculaire étant réalisée avec des fossiles de palmier et sur la base d’une horloge moléculaire stricte. La méthode de coalescence a été utilisée pour construire l’histoire évolutive des groupes génétiques de B. aethiopum. Nous avons défini 11 loci microsatellites à partir d’un séquençage partiel du génome de B. aethiopum. L’analyse des données a montré une faible diversité génétique au Bénin. Nous avons obtenu également une faible structuration génétique avec une variance moléculaire plus importante en intra-site (53 %). La reconstruction phylogénétique datée a révélé une origine asiatique pour le genre Borassus il y a 24,4 Ma, et une divergence tardive au sein du genre il y a environ 16 millions d’années. La spéciation de B. aethiopum date de 3,05 Ma et son espèce-sœur se révèle être B. madagascariensis. Nos résultats apportent également la preuve génétique de la présence de B. akeassii au Sénégal. A partir de l’analyse des données SNPs, nous avons détecté trois groupes génétiques chez B. aethiopum en Afrique de l’Ouest et au Centre. L’histoire évolutive des groupes génétiques de B. aethiopum construite suggère une expansion longitudinale orienté Nord-Sud au cours du Pléistocène (2,58 Ma – 11,7 ka) en Afrique de l’Ouest suivant le couloir sec dahoméen et en parallèle à une expansion de l’Afrique de l’Ouest vers le Centre (Cameroun) il y a 0,92 Ma. Cette période d’expansion (1,38 – 0,92 Ma) des groupes génétiques de B. aethiopum a été identifiée comme une période chaude du climat qui a favorisé l’expansion des savanes et l’installation du couloir sec dahoméen. Dans un second volet de ma thèse, j'ai cherché à vérifier l’impact anthropique sur la structuration génétique des peuplements naturels de Raphia vinifera au regard de la forte influence anthropique que subit l’espèce dans l’Ouest du Cameroun. A partir d’une collection de 28 individus, nous avons analysé la structuration génétique chez R. vinifera en utilisant une approche d’appel de SNPs. Nos résultats révèlent un seul groupe génétique pour l’ensemble des populations de R. vinifera collectées dans l’Ouest du Cameroun. Ces résultats traduisent une absence de structuration génétique, et la totalité de nos accessions se retrouve dans un même groupe génétique suggérant un important transfert de matériel génétique entre ces différentes populations. Nos résultats postulent pour un paysage façonné par l’activité humaine au fil du temps, notamment la culture du R. vinifera depuis plusieurs générations à l’Ouest du Cameroun.

International audience; Influence of human activities on the distribution of ants of the genus Messor in Pyrénées-Orientales (Hymenoptera: Formicidae: Myrmicinae). - Based on the distribution of the genus Messor in Pyrénées-Orientales (France), a study of the distribution and geographical structure of the genus is presented, accompanied by a discussion of the process of dispersal over the ages. These ants have a diet strictly composed of seeds, the availability of which influences their establishment. A link between the historical development of human agriculture, characterized by concomitant displacement of cultivated and messicole plants, and the geographic distribution of Messor ants is suggested in this study.; En se fondant sur la répartition du genre Messor dans les Pyrénées-Orientales (France), une étude de la distribution et de la structuration géographique du genre est présentée, accompagnée d’une discussion du processus de dispersion au cours des âges. Ces fourmis ont un régime alimentaire strictement composé de graines dont la disponibilité influence leur implantation. Un lien entre le développement historique de l’agriculture humaine, caractérisé par un déplacement concomitant des plantes cultivées et messicoles, et la distribution géographique des fourmis Messor est suggéré dans cette étude.

The neurotransmitter serotonin controls a great variety of physiological and behavioral processes. In humans, mutations affecting the monoamine oxidase or MAO, the serotonin-degrading enzyme, are highly deleterious. Yet, blind cavefish of the species A. mexicanus carry a partial loss-of-function mutation in MAO (P106L) and seem to thrive in their subterranean environ-ment. This thesis describes the effects of this mutation, from the molecular level to the population level, in order to decipher the exact contribution of mao P106L in the evolution of cavefish neuro-behavioral traits, during their adaptation to the cave environment.In a first paper, we established 4 fish lines, corresponding to the blind cave-dwelling and the sighted river-dwelling morphs of this species, with or without the mutation. We found that mao P106L strongly affected anxiety-like behaviors. Cortisol measurements showed lower basal levels and an increased amplitude of stress response after a change of environment in fish carrying the mutation. Finally, we studied the distribution of the P106L mao allele in wild populations of cave and river A. mexicanus, and discovered that the mutant allele was present – and sometimes fixed - in all populations inhabiting caves of the Sierra de El Abra. The possibility that this partial loss-of-function mao allele evolves under a selective or a genetic drift regime in the particular cave environment is discussed.In a second paper, we assessed the structural and biochemical consequences of the mutation. We found that the reduction of enzymatic activity of mutant MAO is probably caused by a decrease of flexibility in one of the three loops forming the entrance of the active site, thus reducing the access of substrates. HPLC measurements in brains of mutant and non-mutant larvae and adult fish showed major disturbances in serotonin, dopamine and noradrenalin (and metabolites) contents, demonstrating that the P106L mao mutation is fully responsible for monoaminergic disequilibrium in the cavefish brain. We also discovered that the effects of the mutation were partially compensated by a decrease in activity of the TPH, the serotonin biosynthesis rate-limiting enzyme. Our results shade light on the specificities of fish monoaminergic systems.Finally in order to aggravate the MAO inhibition, we generated the first fish knockout MAO mutant. The KO homozygous mutants were stunted and died during the first weeks of development. Contrary to the dopaminergic system which seemed normal in the KO homozygous mutants, the serotonergic system was strongly impaired; no serotonin positive neuron was detected in the hypothalamus.; Le neurotransmetteur sérotonine contrôle une grande variété de mécanismes physiologiques et comportementaux. Chez les humains, les mutations qui affectent la monoamine oxydase (MAO), l’enzyme qui dégrade la sérotonine, sont hautement délétères. Pourtant, le morphotype cavernicole aveugle de l’espèce Astyanax mexicanus (téléostéens) porte une mutation (P106L) induisant une perte de fonction partielle de cette enzyme, et semble prospérer dans son habitat souterrain naturel. Cette thèse décrit les effets de cette mutation, depuis l’échelle moléculaire à l’échelle des populations, afin de mieux cerner sa contribution à l’évolution des traits neuro-comportementaux du poisson cavernicole lors de son adaptation au milieu souterrain.Dans une première publication, nous avons établi 4 lignées de poissons, correspondant aux deux morphotypes de l’espèce Astyanax mexicanus (poisson cavernicole et poisson vivant en surface), chacun porteur ou non de la mutation P106L. La mutation P106L affecte le stress en augmentant l’amplitude de la réponse aigue au stress, tout en diminuant l’anxiété. Nous avons aussi étudié la distribution des allèles mutés dans les populations naturelles au Mexique et trouvé que l’allèle mutant est présent dans plusieurs grottes. L’évolution de l’allèle muté sous sélection ou dérive génétique est discutée.Dans une seconde publication, nous avons étudié les conséquences structurelles et biochimiques de la mutation P106L. La réduction de l’activité enzymatique de la MAO mutée est probablement due à une réduction de la flexibilité de l’une des boucles formant l’entrée au site actif, limitant l’accès des substrats. Des mesures d’HPLC ont montré des perturbations majeures de taux de sérotonine, dopamine et noradrénaline (et métabolites) dans le cerveau des poissons mutants. La mutation P106L mao est donc entièrement responsable du déséquilibre monoaminergique observé dans le cerveau des poissons cavernicoles. Enfin, l’effet de la mutation est partiellement compensé par une réduction de l’activité de synthèse de la sérotonine par la TPH. Nos résultats en révèlent plus sur les spécificités des systèmes monoaminergiques des poissons.Enfin, pour aggraver l’inhibition de la MAO, nous avons généré le premier poisson mutant knockout pour la MAO. Les mutants KO homozygotes sont chétifs et meurent durant les premières semaines de développement. Contrairement au système dopaminergique, le système sérotoninergique des poissons KO homozygotes est très fortement altéré : aucun neurone positif à la sérotonine n’est détecté dans l’hypothalamus.

The neurotransmitter serotonin controls a great variety of physiological and behavioral processes. In humans, mutations affecting the monoamine oxidase or MAO, the serotonin-degrading enzyme, are highly deleterious. Yet, blind cavefish of the species A. mexicanus carry a partial loss-of-function mutation in MAO (P106L) and seem to thrive in their subterranean environ-ment. This thesis describes the effects of this mutation, from the molecular level to the population level, in order to decipher the exact contribution of mao P106L in the evolution of cavefish neuro-behavioral traits, during their adaptation to the cave environment.In a first paper, we established 4 fish lines, corresponding to the blind cave-dwelling and the sighted river-dwelling morphs of this species, with or without the mutation. We found that mao P106L strongly affected anxiety-like behaviors. Cortisol measurements showed lower basal levels and an increased amplitude of stress response after a change of environment in fish carrying the mutation. Finally, we studied the distribution of the P106L mao allele in wild populations of cave and river A. mexicanus, and discovered that the mutant allele was present – and sometimes fixed - in all populations inhabiting caves of the Sierra de El Abra. The possibility that this partial loss-of-function mao allele evolves under a selective or a genetic drift regime in the particular cave environment is discussed.In a second paper, we assessed the structural and biochemical consequences of the mutation. We found that the reduction of enzymatic activity of mutant MAO is probably caused by a decrease of flexibility in one of the three loops forming the entrance of the active site, thus reducing the access of substrates. HPLC measurements in brains of mutant and non-mutant larvae and adult fish showed major disturbances in serotonin, dopamine and noradrenalin (and metabolites) contents, demonstrating that the P106L mao mutation is fully responsible for monoaminergic disequilibrium in the cavefish brain. We also discovered that the effects of the mutation were partially compensated by a decrease in activity of the TPH, the serotonin biosynthesis rate-limiting enzyme. Our results shade light on the specificities of fish monoaminergic systems.Finally in order to aggravate the MAO inhibition, we generated the first fish knockout MAO mutant. The KO homozygous mutants were stunted and died during the first weeks of development. Contrary to the dopaminergic system which seemed normal in the KO homozygous mutants, the serotonergic system was strongly impaired; no serotonin positive neuron was detected in the hypothalamus.; Le neurotransmetteur sérotonine contrôle une grande variété de mécanismes physiologiques et comportementaux. Chez les humains, les mutations qui affectent la monoamine oxydase (MAO), l’enzyme qui dégrade la sérotonine, sont hautement délétères. Pourtant, le morphotype cavernicole aveugle de l’espèce Astyanax mexicanus (téléostéens) porte une mutation (P106L) induisant une perte de fonction partielle de cette enzyme, et semble prospérer dans son habitat souterrain naturel. Cette thèse décrit les effets de cette mutation, depuis l’échelle moléculaire à l’échelle des populations, afin de mieux cerner sa contribution à l’évolution des traits neuro-comportementaux du poisson cavernicole lors de son adaptation au milieu souterrain.Dans une première publication, nous avons établi 4 lignées de poissons, correspondant aux deux morphotypes de l’espèce Astyanax mexicanus (poisson cavernicole et poisson vivant en surface), chacun porteur ou non de la mutation P106L. La mutation P106L affecte le stress en augmentant l’amplitude de la réponse aigue au stress, tout en diminuant l’anxiété. Nous avons aussi étudié la distribution des allèles mutés dans les populations naturelles au Mexique et trouvé que l’allèle mutant est présent dans plusieurs grottes. L’évolution de l’allèle muté sous sélection ou dérive génétique est discutée.Dans une seconde publication, nous avons étudié les conséquences structurelles et biochimiques de la mutation P106L. La réduction de l’activité enzymatique de la MAO mutée est probablement due à une réduction de la flexibilité de l’une des boucles formant l’entrée au site actif, limitant l’accès des substrats. Des mesures d’HPLC ont montré des perturbations majeures de taux de sérotonine, dopamine et noradrénaline (et métabolites) dans le cerveau des poissons mutants. La mutation P106L mao est donc entièrement responsable du déséquilibre monoaminergique observé dans le cerveau des poissons cavernicoles. Enfin, l’effet de la mutation est partiellement compensé par une réduction de l’activité de synthèse de la sérotonine par la TPH. Nos résultats en révèlent plus sur les spécificités des systèmes monoaminergiques des poissons.Enfin, pour aggraver l’inhibition de la MAO, nous avons généré le premier poisson mutant knockout pour la MAO. Les mutants KO homozygotes sont chétifs et meurent durant les premières semaines de développement. Contrairement au système dopaminergique, le système sérotoninergique des poissons KO homozygotes est très fortement altéré : aucun neurone positif à la sérotonine n’est détecté dans l’hypothalamus.

Iran is at the convergence between three biogeographic realms and is widely known for its immense faunal and floral diversity. Moreover, the relationship between climatic niche and biogeographic history is one of the keys to understanding current patterns of distribution and endemism. It is also a central element in the assessment of the vulnerability of species to current climate change, the inclusion of which in conservation strategies is even more critical in mountain reptiles whose dispersal capacities are reduced. The purpose of the thesis was to study the influence of evolutionary history and climatic changes on the structure and distribution of several snakes found in two biodiversity hotspots in Iran, the Caucasus and the Irano-Anatolia. The phylogeographical analysis was conducted on three snakes (Gloydius halys caucasicus, Natrix tessellata and Hemorrhois ravergieri) using mitochondrial and nuclear sequences A strong genetic structure was identified with four lineages observed for G. h. caucasicus, three lineages for N. tessellata and five lineages for H. ravergieri. Our molecular dating and historical biogeographic analyses indicated that Iranian lineages arose between 11 Mya and 0.63 Mya, thus indicating the influence of Quaternary paleo-climatic oscillations (last 2.8 Mya) as well as more ancient events (extensive drought at 9-10 Mya or the Messinian crisis at 5Mya). The distribution of seven snake species inhabiting Iranian mountains was modelled using species distribution models under present and future, (2070, average from 2061 to 2080) climate conditions to identify areas favorable to each species. Our results forecast that the climatically-suitable areas of the mountain-dwelling snake species studied are expected to face considerable, mostly elevational, changes. On that account, present evidences suggest that species’ distributions will undergo long-term changes which are predicted to accelerate dramatically under anthropological pressure. Based on our results regarding genetic diversity, future distribution and definition of significant evolutionary units among studied taxa, conservation issues are discussed in relation with the effectiveness of the current protected area network in Iran., Situé à la convergence entre trois empires biogéographiques, l’Iran est largement connu pour la grande diversité de sa flore et de sa faune. Par ailleurs, la relation entre la niche climatique et la biogéographie historique est une des clés permettant de comprendre les patrons actuels de distribution et d’endémisme. C’est aussi un élément central pour estimer la vulnérabilité des espèces au changement climatique actuel et sa prise en compte dans les stratégies de conservation est encore plus critique pour les reptiles de montagne dont les capacités de dispersion sont réduites. La thèse a eu pour objectif d’étudier l’influence de l’histoire évolutive et des changements climatiques sur la structure et la répartition de plusieurs espèces de serpents distribués dans deux points chauds de la biodiversité en Iran, le Caucase et l'Irano-Anatolie. L’analyse phylogéographique a été réalisée sur trois espèces (Gloydius halys caucasicus, Natrix tessellata and Hemorrhois ravergieri) sur la base de séquences mitochondriales et nucléaires. Une forte structuration génétique a été mise en évidence avec quatre lignées observées pour G. h. caucasicus, trois lignées pour N. tessellata et cinq lignées pour H. ravergieri. Les analyses de datation moléculaire et de biogéographie historique indiquent que les lignées iraniennes sont apparues entre 11 Mya et 0.63 Mya, ce qui indique une influence des oscillations paléo-climatiques du Quaternaire (derniers 2.8 Mya) mais aussi d’évènements plus anciens (aridification intense à 9-10 Mya ou crise messinienne à 5 Mya). La répartition de sept espèces de serpents des montagnes iraniennes a été modélisée en utilisant des modèles de distribution des espèces pour des conditions climatiques actuelles et futures (2070, moyenne de 2061 à 2080) afin d’identifier les zones favorables à chacune des espèces. Nos résultats prévoient un déplacement important, surtout altitudinal, des zones climatiquement adaptées aux espèces de serpents montagnards. Sur cette base, les résultats obtenus suggèrent que la répartition des espèces subira des changements à long terme qui devraient considérablement s’accélérer sous l’effet des pressions anthropiques. Sur la base de nos résultats concernant la diversité génétique, la future répartition et la définition d’unités évolutives significatives parmi les taxons étudiés, les enjeux en matière de conservation sont discutés en relation avec l’efficacité du réseau actuel d’aires protégées en Iran.

International audience; La question des origines est centrale dans de nombreuses disciplines scientifiques.La phylogéographie s’est imposée comme une étape nécessaire dans l’enquête portant sur l’origine des populations actuelles.Comme la génétique qui utilise le génotype des individus pour étudier l’hérédité, la phylogéographie utilise la diversité génétique des populations pour en déduire leurs relations de parenté résultant d’une ascendance commune ou de phénomènes migratoires.Appliquée aux plantes cultivées et à leurs parents sauvages, la phylogéographie apporte une aide précieuse en fixant les grandes lignes d’une histoire antérieure à l’émergence de l’agriculture.

International audience; The population genetic structure of Neritina stumpffi Boettger, 1890 in the Indo-Pacific and Neritina canalis Sowerby, 1825 in the Pacific Ocean were investigated using a fragment of the mitochondrial COI gene. The haplotype network of N. stumpffi showed a genetic structuration between the twooceans, with shared haplotypes. Concerning N. canalis, western Pacific and central Pacific populations are genetically structured, without shared haplotypes. The Coral Triangle appears to have played a filtering barrier role for N. stumpffi, whose presence in both oceans could be explained by the flow of the south-equatorial current. A barrier to the dispersal of N. canalis between the western and the central Pacific may also exist.; La structuration génétique des populations de Neritina stumpffi Boettger, 1890 dans l’Indo-Pacifique et celle de Neritina canalis Sowerby, 1825 dans l’océan Pacifique, ont été étudiées par l’analyse de séquences partielles du gène mitochondrial COI. Le réseau d’haplotypes de N. stumpffi a montré une structuration génétique entre les deux océans, avec des haplotypes partagés. Concernant N. canalis, les populations du Pacifique ouest et du Pacifique central sont génétiquement structurées, sans haplotypes partagés. Le Triangle de corail semble avoir joué un rôle de barrière filtrante pour N. stumpffi, dont la présence dans les deux océans pourrait s’expliquer par la circulation du courant sud-équatorial.Une barrière à la dispersion de N. canalis pourrait également exister entre le Pacifique ouest et le Pacifique central.

La maladie de Lyme est la maladie infectieuse zoonotique la plus rapportée en zone tempérée. Elle a des conséquences importantes sur la santé humaine. Au Canada, elle est considérée comme étant émergente du fait principalement de l’expansion de la tique vectrice Ixodes scapularis vers de nouvelles zones du Sud Canadien où elle s’est établie. Par conséquent, les aires endémiques de la maladie de Lyme ne cessent de s’élargir, favorisées notamment par les changements climatiques. Ces événements coïncident avec la radiation adaptative que montre actuellement la bactérie Borrelia burgdorferi (B. burgdorferi), qui est responsable des cas de maladie de Lyme en Amérique du Nord. Devant une telle problématique, les structures phylogéographiques de l’agent pathogène et de son vecteur montrent étonnamment peu de corrélation, malgré leur lien écologique intime. L’évaluation du risque environnemental de la maladie de Lyme nécessite d’avoir une image claire des différents processus qui œuvrent et qui guident l’expansion du pathogène et de son vecteur. Cependant cette image devient beaucoup plus complexe si on considère la diversité génétique de B. burgdorferi. En effet, elle peut avoir des effets négatifs sur les tests de diagnostics actuels et du fait de différents niveaux de pathogénicité, rendre le tableau clinique complexe. L’une des réponses à ces problématiques peut se trouver dans la génétique bactérienne de ce pathogène et sa relation avec son vecteur et ses hôtes. Dans cette étude, nous investiguons la diversité et la structure génétique des populations de B. burgdorferi sensu stricto dans le Sud du Canada et dans le Nord des États-Unis (ÉU) par l’utilisation des outils phylogéographiques, à savoir : i) la phylogénie pour explorer l’histoire évolutive de B. burgdorferi, et ii) la modélisation géo-spatiale pour définir sa structure génétique actuelle à l’échelle spatiale. Au total, 750 échantillons de B. burgdorferi sont exploités pour la reconstruction des liens de parenté entre les différentes souches typées avec la méthode multi-locus du typage des séquences (MLST) (477 échantillons des ÉU et du Canada sont disponibles dans la base pubmlst.org/bburgdorferi/ et 273 échantillons canadiens, utilisés pour la première fois, proviennent de la surveillance active). Deux autres approches complémentaires sont utilisées dans cette étude pour caractériser les différentes souches, à savoir le gène du plasmide cp26 codant pour la protéine C de surface (ospC) et l’espace inter-génique ribosomal rrs-rrlA (IGS). Nos travaux ont montré que la diversité génétique de B. burgdorferi au Canada est relativement semblable à celle des ÉU, mais que seulement 1/5 des souches sont communes entre les deux pays. L’image phylogéographique de B. burgdorferi en Amérique du Nord apparait plus complexe que ce qui était connu jusqu’à présent, tant sur le plan géographique que génétique. En effet, des souches de diverses origines géographiques forment des clades significatifs alors que d’autres qui ont les mêmes origines géographiques sont éparpillées sur différents clades (génétiquement très distinctes). Ceci est un signal probable de populations refuges. De même, une complexité génétique a été enregistrée, puisque 90 % des échanges génétiques se font à l’intérieur de chaque sous-structure phylogénétique. Une telle structure génétique peut être l’œuvre d’un patron écologique. Les fortes associations des génotypes avec des hôtes spécifiques peuvent limiter le flux génétique entre ces sous-structures. Dans ce contexte, la modélisation statistique a permis d’identifier des associations entre génotypes et certaines espèces de rongeurs : CC34 et ospC G avec le tamia rayé ; CC403, ospC A et RST1 avec la souris à pattes-blanches ; et CC4, ospC H et IGS 2D avec la souris sylvestre. La phylogénie a montré que les souches associées aux tamias sont plus anciennes comparativement à celles associées aux souris qui semblent avoir évoluées plus récemment. Des études basées sur le fossile du tamia corroborent cette hypothèse. En effet, cette espèce était l’une des rares espèces de petits mammifères ayant survécu durant les périodes glaciaires-interglaciaires. Durant son histoire, elle a entrepris une migration Nord-sud, alors que les souris, plus fragiles aux conditions climatiques ont entrepris une migration Sud-nord suite au retrait de la couche glaciaire. Les adaptations des souches de B. burgdorferi aux hôtes peuvent avoir été le moteur de différences de pathogénicité des génotypes en Amérique du Nord. Elles façonnent aussi la phylogéographie contemporaine de ce pathogène dans cette partie du monde. En effet, la modélisation géo-spatiale à l’aide des probabilités conditionnelles a révélé que des souches (p.ex. ST1) présentent des modèles d’occurrence déterminés en partie par la connectivité des forêts. Cette étude offre une première image phylogéographique compréhensive de B. burgdorferi dans le Sud du Canada, nécessaire pour comprendre l’épidémiologie évolutive de la maladie de Lyme en Amérique du Nord. Elle montre qu’il existe une diversité génétique importante, ce qui peut aider à comprendre les variations géographiques des souches pathogènes et les méthodes de dispersion de B. burgdorferi en Amérique du Nord. Ces résultats permettront d’améliorer notre habilité à prédire le risque de la maladie de Lyme au Canada et aideront à développer de nouvelles méthodes de diagnostic., Lyme borreliosis is the most reported zoonotic infectious disease in temperate zones with significant consequences for human health. In Canada, it is considered to be emerging due to the expansion of the Ixodes scapularis tick vector to new areas in southern Canada where it has become established. Therefore, endemic areas of Lyme disease continue to grow, and are being promoted by climate change. These events coincide with adaptive radiation of B. burgdorferi in North America. Within this problem, the phylogeographic pictures of the pathogen and its vector show surprisingly little correlation despite their intimate ecological association. The environmental risk assessment of Lyme disease requires a clear comprehension of the different patterns acting and driving the expansion of the pathogen and its vector. This picture is made more complex by considering the genetic diversity of B. burgdorferi which is important to its probable effects on diagnostic test performance and the differential pathogenicity amongst strains. Some answers to these problems may be found by study of the bacterial genetics of this pathogen to improve knowledge of its relationship with its vector and hosts. In this study we investigated the diversity and the genetic structure of B. burgdorferi sensu stricto populations in southern Canada and northern US by using phylogeographic tools: i) phylogenetic methods to explore the historical and the evolutionary processes of B. burgdorferi and ii) geo-spatial modeling to define the spatial distribution of different strains and their patterns of spread. A total of 750 samples of B. burgdorferi (477 samples are from US and Canada which are available in the pubmlst.org/bburgdorferi/, and 273 samples collected using active surveillance in Canada and analyzed for the first time in this study) were used to reconstruct the phylogenetic relationship between different strains genotyped using MLST approach. Two other complementary approaches were used to strain-type B. burgdorferi, the outer surface protein C (ospC) and the ribosomal spacer rrs-rrlA (IGS). It was found that the genetic diversity of B. burgdorferi in Canada is relatively similar to that of the US but only 1/5 strains are common to the both countries. This shows that the phylogeographic image of B. burgdorferi in North America appears to be more complex than previously known: i) geographic complexity because strains of various geographical origins form significant clades and others which have the same geographical origin but are genetically more distant dispersed on different clades (this is a probable signal of refugial populations) and ii) a genetic complexity since 90% of genetic exchanges occur within closely related phylogenetic groups. Such genetic structure can be driven by an ecological process, and we hypothesized that the associations of B. burgdorferi genotypes with specific hosts reduced gene flow between different groups. Statistical modeling allowed the identification of different associations between genotypes and certain rodent host species: CC34 and ospC G with Eastern Chipmunk; CC403, ospC A and RST1 with the white-footed mice; and CC4, ospC H and IGS 2D with the deer mice. However, the phylogeny also showed that strains associated with chipmunk are older relatively to those associated with mice, which appear to have evolved more recently. Studies based on the chipmunk fossil data in North America corroborate this hypothesis. In fact, this species was one of the few small mammals that survived during the glacial-interglacial periods which thought allowed the B. burgdorferi surviving. It had undergone a southward migration, whereas mice known to be more sensitive to climatic conditions had experienced a Northward migration after the last Pleistocene which led all these small mammals to share a common history. Therefore, host adaptations may have shaped the contemporary phylogeography of the pathogen in North America, which may be the driving force behind the differential pathogenicity of B. burgdorferi genotypes. Geo-spatial modeling using conditional probabilities showed that rodent-associated strains (e.g. ST1 of CC403 that is associated with white-footed mice) exhibit specific patterns of occurrence of dispersal driven by the landscape characteristics of forest connectivity. This study provides i) a first comprehensive phylogeographic picture of B. burgdorferi in southern Canada that is essential to understand the evolutionary epidemiology of Lyme disease in Northern America, ii) knowledge of the high genetic diversity in Canada that may be key to understanding geographic variations in occurrence of pathogenic strains and improving the specificity and sensitivity of diagnostic tests, and iii) understanding the methods of dispersion of B. burgdorferi in Northern America. Together these findings will improve our ability to predict risk from Lyme disease in Canada, and will drive research into new diagnostic methods.

Biogeography developed by pioneers such as Pierre Quézel has been illuminated by the progress in palaeoecology which sets the present populations in their temporal framework and in genetic which identify infra-specific structures within populations. Here we recall the efficient junction between these two fields, illustrated by common projects linking paleaoecologists from IMEP/ IMBE (Aix-Marseille) and forest geneticists from INRA Pierroton (Bordeaux). Their collaboration led to precise the Mediterranean glacial refuge zones of different haplotypes of the main forest tree species and their migration routes toward Northern Europe. Researches on ancient DNA from fossil trees were also initiated., L’approche biogéographique de pionniers tels que Pierre Quézel a été renouvelée d’une part, par le développement de la paléoécologie, qui définit l’origine temporelle des peuplements, et, d’autre part, par celui de la génétique, qui en pénètre l’intimité infraspécifique. Est relatée ici l’histoire de la fructueuse rencontre entre ces deux champs disciplinaires à travers deux équipes de recherche, celle des palynologues de l’IMEP/ IMBE (Aix-Marseille) et celle des généticiens forestiers de l’INRA de Pierroton (Bordeaux). Cette collaboration a abouti à l’identification des zones refuges méditerranéennes de diverses lignées d’essences forestières et des routes migratoires postglaciaires de ces dernières vers les latitudes nord. Les premières recherches sur l’ADN ancien d’arbres fossiles ont aussi été conduites., Beaulieu Jacques-Louis de. L’association de la paléoécologie et de la phylogéographie : une autre approche de la biogéographie / Associating paleoecology and phylogeography: another approach of biogeography. In: Ecologia mediterranea, tome 44 n°2, 2018. Hommage scientifique au professeur Pierre Quézel (1926-2015) pp. 95-100.

ISBN: 978-2-900082-09-6

Algeria is a case study of biodiversity ignorance. To date, there are neither complete inventories for any taxa nor atlas across the country! Yet, Algeria is of great importance for global biodiversity. The coastal area of Algeria is part of the global biodiversity hostpot which is the Mediterranean perimeter and has several regional red spots of biodiversity. Moreover, the Saharan part encompasses a diversity of endemic organisms adapted to the strong conditions of drought. The Algerian authorities are deploying an ambitious project for conservation aiming to reach 50% of the country's surface as protected areas! However, the location of these protected areas and their management don’t obey to a scientific evidence based, but are rather based on experts opinion. The main aim of this thesis is the study of the biodiversity ignorance distribution in Algeria by focusing on the "Linnean, Wallacean, and Darwinian Shortfalls" and to contribute to reduce them. The first chapter aims at reducing the Linnean Shortfall by proposing 1) a first checklist of reptiles and amphibians of Algeria which is the result of an accurate review of scientific publications on these taxa in North Africa. 2) a first pre-assessment of the conservation status of reptiles and amphibians of Algeria for the production of the first national red list. The second part of this manuscript deals with the ignorance of the geographical distribution of species. The purpose of this part is to map the ignorance which is defined as the difference between the expected specific richness diversity and the observed specific richness. The predicted species richness was modelled with two approaches: 1 ecological niche modeling with the maximum entropy method (MaxEnt) to predict the suitable habitats for each species and then add the different binary layers of species presence to calculate the specific richness. 2) Minimum convex polygon method was used to create range maps of each species and were auditioned to obtain predicted species richness. Both approaches have shown the same trend at a national scale: the concentration of the richest areas along the Saharan Atlas and the high plateaux which are the transition zone between the Sahara and the the Mediterranean part of Algeria. The opposition of the Saharan with a low species richness and the northern part with a higher species richness. Finally, the Saharan massifs of the Hoggar and Tassili form a very distinct zone with a much greater wealth compared to the rest of the Sahara. In terms of gaps, in the northern part, Kabylie, El Kala National Park and the Oran region are fairly well surveyed. In the Sahara, only a few points are clearly well prospected as Biskra, Bechar and some areas of the Hoggar and Tassili. The third part deals with the distribution of genetic llineages in the Maghreb. The aim of this section is to locate the phylogeographic breaks between the divergent eastern and western populations of the Maghreb and to try to understand the mechanisms that led to this pattern of genetic diversity. To answer these questions, I carried out a comparative phylogeography on 11 species of reptiles and amphibians with continuous and wide distribution in the Maghreb. Two suture zones have been identified: one zone on the border of Algeria and Morocco, the other in Kabylia west of the Soummam valley. The divergences between the eastern clades and the western clades occurred between the pre-Messinian periods up to the plio-pleistocene boundary and were maintained in climatic refugia in the east and west of the Maghreb.; L’Algérie est un cas d’école en matière d’ignorance en biodiversité. A ce jour, on ne dispose d'aucun inventaire complet pour aucun taxon ni aucun atlas à l’échelle du pays ! Pourtant, l’Algérie est d’une grande importance pour la biodiversité mondiale. La façade littorale de l’Algérie fait partie du hostpot de biodiversité mondial qui est le pourtour méditerranéen et compte plusieurs points rouges de biodiversité régionaux. Par ailleurs, la partie saharienne contient une diversité d’organismes endémiques adaptés aux fortes conditions de sécheresse. Les autorités algériennes déploient un projet ambitieux pour la conservation en fixant 50 % de la surface du pays comme objectif pour les aires protégées ! Mais, l’emplacement de ces aires protégées et leur gestion n’obéit pas à des critères basés sur une bonne connaissance de la diversité, mais sont plutôt panifiés à dire d’expert. L’objectif général de cette thèse c’est l’étude de la distribution de l’ignorance en biodiversité en Algérie en se concentrant sur les « Linnean, Wallacean et Darwinian Shortfalls » et de contribuer à les réduire. J’ai consacré un chapitre qui a pour but de réduire le Linnean Shortfall en proposant 1) une première checklist des reptiles et amphibiens d’Algérie qui est le fruit d’un examen précis des publications scientifiques sur ces taxons en Afrique du Nord. 2) une première pré-évaluation des statuts de conservations des reptiles et amphibiens d’Algérie pour la production de la première liste rouge nationale. La deuxième partie de ce manuscrit traite la question de l’ignorance de la distribution géographique des espèces. Le but de cette partie est de cartographier l’ignorance qui est la différence entre la diversité la richesse spécifique attendue et la richesse spécifique observée. La richesse spécifique attendue a été modélisée avec deux approches : 1 l’utilisation des modèles de niches avec la méthode de maximum d’entropie (MaxEnt) pour prédire les habitats favorables pour chaque espèce puis additionner les différentes couches binaires de présence des espèces pour calculer la richesse spécifique. 2) l’addition des couches des aires d’occurrences des espèces construite par la méthode du minimum convex polygon pour produire la carte de distribution de la richesse spécifique. Les deux approches ont montré la même tendance à l’échelle nationale, c’est-à-dire la concentration des zones les plus riches sur le long de l’Atlas Saharien et des hauts plateaux qui sont la zone de transition entre le Sahara et la partie méditerranéenne de l’Algérie. L’opposition de la partie saharienne globalement pauvre en espèce et la moitié nord plus riche. En fin, les massifs sahariens du Hoggar et Tassili forment une zone très distincte avec une richesse nettement supérieure par rapport au reste du Sahara. Pour ce qui est des lacunes, dans la Partie nord, la Kabylie, le parc national d’El Kala et la région d’Oran sont assez bien prospectées. Dans le Sahara, seuls quelques points sont assez bien prospectés comme Biskra, Béchar et quelques zones du Hoggar et Tassili. En fin, la troisième partie porte sur la distribution des lignées génétiques dans le Maghreb. Les objectif de cette partie est localiser les zones de sutures entre les lignées génétiques divergentes des populations de l’est et de l’ouest du Maghreb et d’essayer de comprendre les mécanismes qui ont conduit à ce patron de diversité génétique. Pour répondre à ces questions, j’ai effectué une phylogéographie comparées sur 11 espèces de reptiles et amphibiens à distribution continue et large dans le Maghreb. Deux zones de sutures ont été identifiées : une zone à la frontière de l’Algérie et du Maroc, l’autre EN Kabylie à l’ouest de la vallée de la Soummam. Les divergences entre les clades est et les clades ouest ont eu lieu entre la période pré-messinienne jusqu’au à la limite plio-pleistocène et se seraient maintenues dans des refuges climatiques à l’est et à l’ouest du Maghreb.

Toxoplasma gondii, a protozoan found ubiquitously in mammals and birds, is the etiologic agent of toxoplasmosis, a disease causing substantial Public Health burden worldwide, including about 200,000 new cases of congenital toxoplasmosis each year. Clinical severity has been shown to vary across geographical regions with South America exhibiting the highest burden. Unfortunately, the drivers of these heterogeneities are still poorly understood, and the geographical origin and historical spread of the pathogen worldwide are currently uncertain. A worldwide sample of 168 T. gondii isolates gathered in 13 populations was sequenced for five fragments of genes (140 single nucleotide polymorphisms from 3,153 bp per isolate). Phylogeny based on Maximum likelihood methods with estimation of the time to the most recent common ancestor (TMRCA) and geostatistical analyses were performed for inferring the putative origin of T. gondii. We show that extant strains of the pathogen likely evolved from a South American ancestor, around 1.5 million years ago, and reconstruct the subsequent spread of the pathogen worldwide. This emergence is much more recent than the appearance of ancestral T. gondii, believed to have taken place about 11 My ago, and follows the arrival of felids in this part of the world. We posit that an ancestral lineage of T. gondii likely arrived in South America with felids and that the evolution of oral infectivity through carnivorism and the radiation of felids in this region enabled a new strain to outcompete the ancestral lineage and undergo a pandemic radiation.; Toxoplasma gondii, protozoaire ubiquitaire chez les mammifères et les oiseaux, est l’agent étiologique de la toxoplasmose, une maladie posant un réel problème de santé publique dans le monde avec environ 200 000 nouveaux cas de toxoplasmose congénitale chaque année. Il a été montré que la sévérité clinique de la toxoplasmose variait en fonction des régions géographiques, avec en particulier l’Amérique du Sud qui paie le plus lourd tribu de cette maladie. Malheureusement, les mécanismes de ces disparités géographiques sont encore peu compris et l’origine géographique ainsi que l'histoire évolutive du pathogène sont encore incertaines. Une collection mondiale de 168 isolats de T. gondii recueillis dans 13 populations de 5 continents a été séquencée pour cinq fragments de gènes (140 single nucleotide polymorphisms à partir de 3153 bp par isolat). La phylogénie basée sur les méthodes de Maximum de vraisemblance avec une estimation de l’âge du plus récent ancêtre commun (TMRCA) et des analyses géostatistiques ont été réalisées afin d’inférer l’origine hypothétique de T. gondii. Nous montrons que les souches actuelles de ce parasite ont vraisemblablement évolué à partir d’un ancêtre Sud-Américain il y a environ 1,5 million d’années et avons reconstruit la propagation mondiale du pathogène qui a suivi. Cette émergence est beaucoup plus récente que l’apparition de la forme ancestrale de T. gondii il y a environ 11 Ma et est postérieure à l’arrivée des félidés dans cette partie du monde. Nous proposons que la lignée ancestrale de T. gondii ait été introduite en Amérique du Sud avec les félidés et que l’évolution de l’infectivité orale des kystes tissulaires à travers le carnivorisme ainsi que la diversification des félidés dans cette région du monde a permis l'apparition d'une nouvelle souche ayant une capacité de transmission beaucoup plus efficace que la lignée ancestrale, ce qui lui a permis de la supplanter et d’avoir une distribution pandémique.

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., 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.; 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.

La pyrale du buis Cydalima perspectalis Walker a été observée pour la première fois en Allemagne en 2007 et cause depuis des dégâts sur les buis en France et en Europe. Elle aurait été introduite via le commerce de plantes d’ornements entre les pays européens et la Chine tandis que le commerce au sein de l’Europe aurait facilité sa dispersion. Pour mieux comprendre les voies d’invasions, des échantillons de Chine, de Corée et de 16 pays européens envahis par C. perspectalis ont été analysés avec un marqueur génétique mitochondrial. En Asie, sur un ensemble de 6 sites et de 45 individus, 7 haplotypes ont été observés. En Europe, sur 184 individus, 5 haplotypes ont été rencontrés dont 4 déjà observés en Asie. Les premiers résultats n’ont pas mis en évidence de structuration des populations dans la zone d’origine, ce qui ne permet pas de définir des zones-sources potentielles avec ce marqueur. En revanche, la présence d’une diversité génétique importante en Europe associée à une structuration géographique des populations sont en faveur d’introductions multiples., The box tree moth Cydalima perspectalis Walker was first observed in Germany in 2007. In France and more generally in Europe, it causes a lot of damage on box plants. The trade of ornamental box plants between Europe and China has been hypothesized as the invasion pathway of the insect while the trade between European countries could explain its fast expansion. To trace the invasive pathways, samples of C. perspectalis were collected in China, Korea and so far in 16 invaded countries of Europe. In Asia, 7 haplotypes were observed among 45 individuals sequenced into 6 localities. In the invaded area, among 184 individuals sequenced, 5 haplotypes were found and among them 4 were present in Asia. The lack of genetic structure within the native range, did not yet allow to define the potential donor regions. Nevertheless, the high and geographically structured genetic diversity observed in Europe suggests multiple introductions events.

Toxoplasma gondii, a protozoan found ubiquitously in mammals and birds, is the etiologic agent of toxoplasmosis, a disease causing substantial Public Health burden worldwide, including about 200,000 new cases of congenital toxoplasmosis each year. Clinical severity has been shown to vary across geographical regions with South America exhibiting the highest burden. Unfortunately, the drivers of these heterogeneities are still poorly understood, and the geographical origin and historical spread of the pathogen worldwide are currently uncertain. A worldwide sample of 168 T. gondii isolates gathered in 13 populations was sequenced for five fragments of genes (140 single nucleotide polymorphisms from 3,153 bp per isolate). Phylogeny based on Maximum likelihood methods with estimation of the time to the most recent common ancestor (TMRCA) and geostatistical analyses were performed for inferring the putative origin of T. gondii. We show that extant strains of the pathogen likely evolved from a South American ancestor, around 1.5 million years ago, and reconstruct the subsequent spread of the pathogen worldwide. This emergence is much more recent than the appearance of ancestral T. gondii, believed to have taken place about 11 My ago, and follows the arrival of felids in this part of the world. We posit that an ancestral lineage of T. gondii likely arrived in South America with felids and that the evolution of oral infectivity through carnivorism and the radiation of felids in this region enabled a new strain to outcompete the ancestral lineage and undergo a pandemic radiation., Toxoplasma gondii, protozoaire ubiquitaire chez les mammifères et les oiseaux, est l’agent étiologique de la toxoplasmose, une maladie posant un réel problème de santé publique dans le monde avec environ 200 000 nouveaux cas de toxoplasmose congénitale chaque année. Il a été montré que la sévérité clinique de la toxoplasmose variait en fonction des régions géographiques, avec en particulier l’Amérique du Sud qui paie le plus lourd tribu de cette maladie. Malheureusement, les mécanismes de ces disparités géographiques sont encore peu compris et l’origine géographique ainsi que l'histoire évolutive du pathogène sont encore incertaines. Une collection mondiale de 168 isolats de T. gondii recueillis dans 13 populations de 5 continents a été séquencée pour cinq fragments de gènes (140 single nucleotide polymorphisms à partir de 3153 bp par isolat). La phylogénie basée sur les méthodes de Maximum de vraisemblance avec une estimation de l’âge du plus récent ancêtre commun (TMRCA) et des analyses géostatistiques ont été réalisées afin d’inférer l’origine hypothétique de T. gondii. Nous montrons que les souches actuelles de ce parasite ont vraisemblablement évolué à partir d’un ancêtre Sud-Américain il y a environ 1,5 million d’années et avons reconstruit la propagation mondiale du pathogène qui a suivi. Cette émergence est beaucoup plus récente que l’apparition de la forme ancestrale de T. gondii il y a environ 11 Ma et est postérieure à l’arrivée des félidés dans cette partie du monde. Nous proposons que la lignée ancestrale de T. gondii ait été introduite en Amérique du Sud avec les félidés et que l’évolution de l’infectivité orale des kystes tissulaires à travers le carnivorisme ainsi que la diversification des félidés dans cette région du monde a permis l'apparition d'une nouvelle souche ayant une capacité de transmission beaucoup plus efficace que la lignée ancestrale, ce qui lui a permis de la supplanter et d’avoir une distribution pandémique.

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., 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 dramatically increased over the last decades due to the intensification of international trade. These invasions constitute a threat for ecosystems and many anthropic activities, therefore it is crucial to understand underlying processes in order to better predict and manage their impacts. In this PhD thesis, I explore the potential of dispersion of native and non-native species involved in a novel phoretic association. I focus on the case of the association between a pest for pine forests, the pinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus) introduced in Europe, and its endemic insect vector (Monochamus galloprovincialis). I first estimated gene flows of the insect vector alone in order to identify the barriers and corridors to dispersal of this species. Then I have simulated the spatial spread of the nematode-vector couple using a spread model, and accounting for the synergistic effect of this novel association. The results obtained during this PhD showed that the invasive nematode has an important potential to spread through this phoretic association. However, some environmental features such as elevation, areas with low temperatures, and the high pine densities constitute barriers to dispersal of the vector and so, potential obstacles to the spread of the invasive nematode. Beyond these results focused on the model of study, this thesis has led to the development of several methods that may be adapted to other cases of novel phoretic association and, by extension, may contribute to a better understanding of dispersal of species involved in those complex and poorly known systems.; Les invasions biologiques se sont intensifiées au cours des dernières décennies en raison d’une accélération des échanges commerciaux. Ces invasions représentent une menace pour les écosystèmes et de nombreuses activités anthropiques, il est donc crucial de comprendre les mécanismes qui les sous-tendent afin de mieux prévoir et limiter leurs impacts. Dans cette thèse, j’aborde la question du potentiel dispersif d’espèces natives et non natives impliquées dans une association phorétique nouvellement formée. En particulier, je me focalise sur le cas de l’association entre un nématode invasif ravageur des pinèdes, le nématode du pin (Bursaphelenchus xylophilus) et son insecte vecteur endémique en Europe (Monochamus galloprovincialis). J’ai tout d’abord étudié les flux de gènes de l’insecte vecteur seul afin d’identifier les barrières à sa dispersion. J’ai ensuite simulé l’expansion spatiale du couple nématode-vecteur à l’aide d’un modèle de dispersion, en intégrant l’effet synergique de cette nouvelle association. Les résultats obtenus au cours de cette thèse montrent qu’il existe un important potentiel de dispersion du nématode invasif en Europe par le biais de cette association phorétique. En revanche, certains paramètres de l’environnement tels que les reliefs et les températures basses qui leur sont associées, ainsi que les fortes densités en pins constituent des barrières à la dispersion du vecteur et donc des obstacles potentiels à l’expansion du nématode invasif. Au-delà des apports relatifs au modèle d’étude, cette thèse a conduit au développement de plusieurs méthodes pouvant être adaptées à d’autres cas d’associations phorétiques nouvelles et, par extension, contribuer à la compréhension de la dispersion des espèces au sein de ces systèmes complexes et peu étudiés.

Les invasions biologiques se sont intensifiées au cours des dernières décennies en raison d’une accélération des échanges commerciaux. Ces invasions représentent une menace pour les écosystèmes et de nombreuses activités anthropiques, il est donc crucial de comprendre les mécanismes qui les sous-tendent afin de mieux prévoir et limiter leurs impacts. Dans cette thèse, j’aborde la question du potentiel dispersif d’espèces natives et non natives impliquées dans une association phorétique nouvellement formée. En particulier, je me focalise sur le cas de l’association entre un nématode invasif ravageur des pinèdes, le nématode du pin (Bursaphelenchus xylophilus) et son insecte vecteur endémique en Europe (Monochamus galloprovincialis). J’ai tout d’abord étudié les flux de gènes de l’insecte vecteur seul afin d’identifier les barrières à sa dispersion. J’ai ensuite simulé l’expansion spatiale du couple nématode-vecteur à l’aide d’un modèle de dispersion, en intégrant l’effet synergique de cette nouvelle association. Les résultats obtenus au cours de cette thèse montrent qu’il existe un important potentiel de dispersion du nématode invasif en Europe par le biais de cette association phorétique. En revanche, certains paramètres de l’environnement tels que les reliefs et les températures basses qui leur sont associées, ainsi que les fortes densités en pins constituent des barrières à la dispersion du vecteur et donc des obstacles potentiels à l’expansion du nématode invasif. Au-delà des apports relatifs au modèle d’étude, cette thèse a conduit au développement de plusieurs méthodes pouvant être adaptées à d’autres cas d’associations phorétiques nouvelles et, par extension, contribuer à la compréhension de la dispersion des espèces au sein de ces systèmes complexes et peu étudiés., Biological invasions dramatically increased over the last decades due to the intensification of international trade. These invasions constitute a threat for ecosystems and many anthropic activities, therefore it is crucial to understand underlying processes in order to better predict and manage their impacts. In this PhD thesis, I explore the potential of dispersion of native and non-native species involved in a novel phoretic association. I focus on the case of the association between a pest for pine forests, the pinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus) introduced in Europe, and its endemic insect vector (Monochamus galloprovincialis). I first estimated gene flows of the insect vector alone in order to identify the barriers and corridors to dispersal of this species. Then I have simulated the spatial spread of the nematode-vector couple using a spread model, and accounting for the synergistic effect of this novel association. The results obtained during this PhD showed that the invasive nematode has an important potential to spread through this phoretic association. However, some environmental features such as elevation, areas with low temperatures, and the high pine densities constitute barriers to dispersal of the vector and so, potential obstacles to the spread of the invasive nematode. Beyond these results focused on the model of study, this thesis has led to the development of several methods that may be adapted to other cases of novel phoretic association and, by extension, may contribute to a better understanding of dispersal of species involved in those complex and poorly known systems.

Cerastoderma glaucum is an adequate biological model for phylogeographic and ecotoxicological studies.A study of its genetic structure in the Western Mediterranean sea was conducted using two markers types: mitochondrial and nuclear. The DNA mitochondrial marker results show a divergent population from all the other ones (Ellouza South ofTunisia).An ecotoxicological study of populations sampled from Ellouza site and two other nearby sites in the Gulf of Gabes region was carried out in order to study the adaptive response of natural populations of C. glaucum at different levels of biological organization from the individual level to the cellular and molecular ones. In parallel, two laboratory experiments were performed to clarify the mechanisms that may explain the success or failure of maintaining populations of C. glaucum. In thefirst one, industrial effluents were used and in the second we have used a pure contaminant, the cadmium. These studies experiments concerned individual and molecular levels. Different biomarkers involved in the response to different types of stress: (MT), (ABCB1) (MnSOD and CuZnSOD) (CAT) (HSP70) and (COI) were used in natural and exposed cockles.Results showed the importance of energy metabolism in response to stress whatever the used approach (in situ / Experimental) through the regulation of the expression of the COI gene., Cerastoderma glaucum est un modèle biologique de choix pour des études phylogéographiques et écotoxicologiques.Une étude de sa structure génétique en méditerranée occidentale a été réalisée en utilisant deux types de marqueurs, mitochondrial et nucléaire. Les résultats obtenus ont révélé à travers l’ADN mitochondrial une population très divergente de toutes les autres populations (Ellouza, Sud de la Tunisie).Une étude écotoxicologique sur des populations issues de ce site Ellouza et deux autres sites à proximité dans la région du golfe de Gabès a été réalisée dans le but d’étudier la réponse adaptative des populations de la coque C. glaucum en milieu naturel à différents niveaux de l’organisation biologique allant du niveau individuel jusqu’au niveau cellulaire et moléculaire. En parallèle à cette étude, deux expérimentations en laboratoire ont été réalisées afin de préciser les mécanismes pouvant expliquer le succès ou l’échec du maintien des populations de C. glaucum. La première expérimentation a été réalisée en utilisant des effluents industriels et la deuxième en utilisant un contaminant pur le cadmium. Les niveaux de l’organisationbiologique concernés par cette étude étaient le niveau individuel et le niveau moléculaire. Différents biomarqueurs impliqués dans la réponse à différents types de stress : (MT), (ABCB1), (MnSOD et CuZnSOD), (CAT), (HSP70) et (COI) ont été utilisés en milieu naturel ainsi qu’en conditions contrôlées et les résultats obtenus ont montré l’importance dumétabolisme énergétique dans la réponse au stress quelque soit l’approche utilisée (in situ/ expérimental) à travers la régulation de l’expression du gène COI.

Hand-Foot and Mouth Disease (HFMD) and Herpangina are two benign pediatric diseases caused by Enteroviruses (EV), especially enterovirus A species serotypes (EV-A). Infections caused by the EV-A71 serotype are monitored in countries of South East Asia because they are associated with severe neurological symptoms in young children and may be fatal (cardiopulmonary failure). Infections caused by the other EV-A serotypes, e.g. coxsackievirus A16 (CV-A16), rarely induce severe symptoms. In Europe, EV-A71 HFMD cases are not notifiable because this virus does not cause large-scale epidemics. The overall objective of this thesis was to study the EV-A epidemiology in Europe and we used a Bayesian phylogenetic approach to analyze 500 viral strains. We show a discontinued circulation of two EV-A71 populations (C1 and C2 subgenogroups), which explains the rare outbreaks in Europe. The epidemiology of this virus is characterized by transportation events of viral strains between European countries and sporadically between Europe and Asia (C4 and B5 subgenogroups). Intertypic genetic recombination occur rarely among circulating EV-A71 populations and does not contribute significantly to their genetic diversity. We found that genetic mechanism was related to the emergence of a new CV-A16 subgenogroup, which is circulating in France since 2011. In comparison with EV-A71, a number of serotypes (CV-A2, CV-A4, and CV-A6) are more frequently involved in intertypic recombination events. The structural and functional constraints are possible factors involved in the slow mutation fixation in the EV-A71 capsid proteins as determined by analyses of molecular selection. Neurovirulence, the recent and repeated introductions of variants “Asian” strains, and the diversity of genogroups in Africa and India call for strengthened surveillance of EV-A71 infections among European countries., La maladie pied-main-bouche (PMB) et l’herpangine sont deux maladies pédiatriques bénignes causées par les entérovirus (EV), en particulier les sérotypes de l’espèce A (EV-A). Le sérotype EV-A71 fait l’objet d’une surveillance dans les pays du Sud Est de l’Asie car il est associé à des atteintes neurologiques sévères chez les très jeunes enfants, parfois mortelles (défaillance cardio-pulmonaire). Les infections causées par les autres EV-A tel que le coxsackievirus A16 (CV-A16) provoquent rarement des atteintes sévères. En Europe, les cas de maladie PMB causés par l’EV-A71 ne font pas l’objet d’une déclaration obligatoire, car ce virus ne cause pas d’épidémies de grande ampleur. L’objectif général de la thèse était d’étudier l’épidémiologie des EV-A en Europe et nous avons utilisé une approche phylogénétique bayésienne pour analyser un échantillon de 500 souches. Nous montrons la circulation discontinue de l’EV-A71 de deux populations virales principales (sous génogroupes C1 et C2), ce qui explique la rareté des épidémies en Europe. L’épidémiologie de ce virus est aussi caractérisée par des transports de souches entre les pays Européens et sporadiquement entre l’Europe et l’Asie (sous génogroupes B5 et C4). La recombinaison génétique intertypique survient rarement parmi les populations d’EV-A71 en circulation et ne contribue pas significativement à leur diversité génétique. Cependant, ce mécanisme génétique est relié à l’émergence d’un sous génogroupe CV-A16 qui circule en France depuis 2011. Comparés à l’EV-A71, les sérotypes CV-A2, CV-A4, CV-A6 sont plus fréquemment sujets à des événements de recombinaison intertypiques. L’analyse de la sélection à l’échelle moléculaire indique que la fixation des mutations dans les protéines de capside de l’EV-A71 est lente, probablement à cause des contraintes structurales et fonctionnelles. La surveillance des infections à EV-A71 en Europe devrait être renforcée à cause de la neurovirulence de ce virus, de l’introduction récente et répétée de souches variantes « asiatiques » et de l’existence d’une grande diversité de génogroupes en Afrique et en Inde encore peu explorée.

Hand-Foot and Mouth Disease (HFMD) and Herpangina are two benign pediatric diseases caused by Enteroviruses (EV), especially enterovirus A species serotypes (EV-A). Infections caused by the EV-A71 serotype are monitored in countries of South East Asia because they are associated with severe neurological symptoms in young children and may be fatal (cardiopulmonary failure). Infections caused by the other EV-A serotypes, e.g. coxsackievirus A16 (CV-A16), rarely induce severe symptoms. In Europe, EV-A71 HFMD cases are not notifiable because this virus does not cause large-scale epidemics. The overall objective of this thesis was to study the EV-A epidemiology in Europe and we used a Bayesian phylogenetic approach to analyze 500 viral strains. We show a discontinued circulation of two EV-A71 populations (C1 and C2 subgenogroups), which explains the rare outbreaks in Europe. The epidemiology of this virus is characterized by transportation events of viral strains between European countries and sporadically between Europe and Asia (C4 and B5 subgenogroups). Intertypic genetic recombination occur rarely among circulating EV-A71 populations and does not contribute significantly to their genetic diversity. We found that genetic mechanism was related to the emergence of a new CV-A16 subgenogroup, which is circulating in France since 2011. In comparison with EV-A71, a number of serotypes (CV-A2, CV-A4, and CV-A6) are more frequently involved in intertypic recombination events. The structural and functional constraints are possible factors involved in the slow mutation fixation in the EV-A71 capsid proteins as determined by analyses of molecular selection. Neurovirulence, the recent and repeated introductions of variants “Asian” strains, and the diversity of genogroups in Africa and India call for strengthened surveillance of EV-A71 infections among European countries., La maladie pied-main-bouche (PMB) et l’herpangine sont deux maladies pédiatriques bénignes causées par les entérovirus (EV), en particulier les sérotypes de l’espèce A (EV-A). Le sérotype EV-A71 fait l’objet d’une surveillance dans les pays du Sud Est de l’Asie car il est associé à des atteintes neurologiques sévères chez les très jeunes enfants, parfois mortelles (défaillance cardio-pulmonaire). Les infections causées par les autres EV-A tel que le coxsackievirus A16 (CV-A16) provoquent rarement des atteintes sévères. En Europe, les cas de maladie PMB causés par l’EV-A71 ne font pas l’objet d’une déclaration obligatoire, car ce virus ne cause pas d’épidémies de grande ampleur. L’objectif général de la thèse était d’étudier l’épidémiologie des EV-A en Europe et nous avons utilisé une approche phylogénétique bayésienne pour analyser un échantillon de 500 souches. Nous montrons la circulation discontinue de l’EV-A71 de deux populations virales principales (sous génogroupes C1 et C2), ce qui explique la rareté des épidémies en Europe. L’épidémiologie de ce virus est aussi caractérisée par des transports de souches entre les pays Européens et sporadiquement entre l’Europe et l’Asie (sous génogroupes B5 et C4). La recombinaison génétique intertypique survient rarement parmi les populations d’EV-A71 en circulation et ne contribue pas significativement à leur diversité génétique. Cependant, ce mécanisme génétique est relié à l’émergence d’un sous génogroupe CV-A16 qui circule en France depuis 2011. Comparés à l’EV-A71, les sérotypes CV-A2, CV-A4, CV-A6 sont plus fréquemment sujets à des événements de recombinaison intertypiques. L’analyse de la sélection à l’échelle moléculaire indique que la fixation des mutations dans les protéines de capside de l’EV-A71 est lente, probablement à cause des contraintes structurales et fonctionnelles. La surveillance des infections à EV-A71 en Europe devrait être renforcée à cause de la neurovirulence de ce virus, de l’introduction récente et répétée de souches variantes « asiatiques » et de l’existence d’une grande diversité de génogroupes en Afrique et en Inde encore peu explorée.

The sustainable management of genetic resistances to crop pathogens needs to consider their evolutionary potential. The evolutionary potential results both from the evolutionary history and the current population dynamics of pathogens, which can be affected by human activities occurring in agro-ecosystems. Therefore, they should be described and evaluated on wild pathogen populations free of human-mediated disturbances. The aim of this work is twofold (1) assessing the evolutionary history of two cysts nematodes, Heterodera schachtii and Heterodera betae, and their common wild host, Beta vulgaris ssp. maritima, in wild populations sampled on the coast from the South of Spain to Sweden; (2) investigating at a fine spatial scale the population genetic structure of H. schachtii .Results show that the colonization of the Atlantic coastline by the two nematodes was probably influenced by climatic fluctuations occurring since the Last Glacial Maximum, along with marine currents. Phylogeographical patterns of H. schachtii and the host-plant suggest a non-shared evolutionary history, which contrasts with the coastal recolonization of Europe observed in H. betae. The fine-scale study evidenced that wild populations of H. schachtii are genetically sub-structured at the level of the host plant, strongly isolated and characterized by small effective population sizes. All these results are discussed in the framework of the sustainable management of nematodes populations in cultivated fields., La gestion durable des variétés génétiquement résistantes aux pathogènes des cultures nécessite de tenir compte de leurs capacités évolutives. Celles-ci découlent de leur histoire évolutive et de la dynamique actuelle de leurs populations qui peut être modifiée par les activités humaines inhérentes au milieu agricole. La description et l’évaluation des capacités évolutives d’un pathogène ne sont donc possibles que sur des populations issues d’environnements non soumis à des perturbations d’origine anthropique. Les objectifs de ce travail sont donc (1) de reconstruire les histoires évolutives de deux nématodes à kystes, Heterodera schachtii et Heterodera betae et de leur hôte sauvage commun, Beta vulgaris ssp. maritima, à partir de populations sauvages distribuées sur le littoral du sud de l’Espagne à la Suède ; (2) de décrire, à une échelle plus fine, le fonctionnement et la structure génétique de populations sauvages d’H. schachtii.Nos résultats montrent que la colonisation de la côte Atlantique par les deux nématodes a probablement été influencée par les fluctuations climatiques survenues depuis le dernier Maximum Glaciaire et les courants marins. Les patrons phylogéographiques observés entre H. schachtii et la plante suggèrent des histoires évolutives disjointes contrairement à ceux observés chez H. betae. A fine échelle spatiale, les populations d’H. schachtii sont isolées entre elles, structurées à l’échelle de la plante hôte et présentent de petites tailles efficaces. Ces résultats sont discutés dans le contexte général de la protection des cultures.

The sustainable management of genetic resistances to crop pathogens needs to consider their evolutionary potential. The evolutionary potential results both from the evolutionary history and the current population dynamics of pathogens, which can be affected by human activities occurring in agro-ecosystems. Therefore, they should be described and evaluated on wild pathogen populations free of human-mediated disturbances. The aim of this work is twofold (1) assessing the evolutionary history of two cysts nematodes, Heterodera schachtii and Heterodera betae, and their common wild host, Beta vulgaris ssp. maritima, in wild populations sampled on the coast from the South of Spain to Sweden; (2) investigating at a fine spatial scale the population genetic structure of H. schachtii .Results show that the colonization of the Atlantic coastline by the two nematodes was probably influenced by climatic fluctuations occurring since the Last Glacial Maximum, along with marine currents. Phylogeographical patterns of H. schachtii and the host-plant suggest a non-shared evolutionary history, which contrasts with the coastal recolonization of Europe observed in H. betae. The fine-scale study evidenced that wild populations of H. schachtii are genetically sub-structured at the level of the host plant, strongly isolated and characterized by small effective population sizes. All these results are discussed in the framework of the sustainable management of nematodes populations in cultivated fields., La gestion durable des variétés génétiquement résistantes aux pathogènes des cultures nécessite de tenir compte de leurs capacités évolutives. Celles-ci découlent de leur histoire évolutive et de la dynamique actuelle de leurs populations qui peut être modifiée par les activités humaines inhérentes au milieu agricole. La description et l’évaluation des capacités évolutives d’un pathogène ne sont donc possibles que sur des populations issues d’environnements non soumis à des perturbations d’origine anthropique. Les objectifs de ce travail sont donc (1) de reconstruire les histoires évolutives de deux nématodes à kystes, Heterodera schachtii et Heterodera betae et de leur hôte sauvage commun, Beta vulgaris ssp. maritima, à partir de populations sauvages distribuées sur le littoral du sud de l’Espagne à la Suède ; (2) de décrire, à une échelle plus fine, le fonctionnement et la structure génétique de populations sauvages d’H. schachtii.Nos résultats montrent que la colonisation de la côte Atlantique par les deux nématodes a probablement été influencée par les fluctuations climatiques survenues depuis le dernier Maximum Glaciaire et les courants marins. Les patrons phylogéographiques observés entre H. schachtii et la plante suggèrent des histoires évolutives disjointes contrairement à ceux observés chez H. betae. A fine échelle spatiale, les populations d’H. schachtii sont isolées entre elles, structurées à l’échelle de la plante hôte et présentent de petites tailles efficaces. Ces résultats sont discutés dans le contexte général de la protection des cultures.

Comparing the population genetic structures of two species documents on the environmental factors and life history traits that shape the dispersal of the individuals. For host-parasite couple, this approach also permits to predict local adaptation of these species. The investigated species in this work are the ectoparasitic crab Dissodactylus primitivus and its sea urchin host Meoma ventricosa, both species being endemic to the Caribbean and neighboring American coasts. Several molecular markers were used, namely microsatellites and cytochrome oxidase I (mitochondrial). Moreover, morphometric analyses (shape) were also done. By studying populations across the Antilles arc and along the Panamanian coast, this work have shown that the genetic structure of the crab populations deeply differ from that of its host. Indeed, while the parasite populations are differentiated within this region, host populations are genetically homogeneous. This contrast can be explained by biological and ecological features (fecundity, swimming capacities, suitability of habitat) that are species specific and it suggests a distinct potentiality of local adaptation between host and parasite. Geographical distance seems to be a key parameter in the observed patterns but marine currents and historical events (glaciations) also play a role. At the local scale of a single island, crabs lack genetic and morphological differentiations when sites are compared along the coast. In addition, at the same scale (Jamaican lagoon), we demonstrated that crabs from different host species are not genetically differentiated. This lack of differentiation is at least partly explained by the mobility of adult crabs. Through paternity analyses, we underlined this mobility and we demonstrated that the crabs have a polygamous behavior but also that mating can occur among crabs from different host species., Comparer les structures génétiques des populations de deux espèces permet d’évaluer les facteurs environnementaux et les traits d’histoire de vie qui façonnent la dispersion des individus. Dans le cas d’un couple hôte-parasite, cette approche permet aussi de mettre en évidence l’adaptation locale de ces espèces. Le modèle étudié ici est le crabe ectoparasite Dissodactylus primitivus et son oursin-hôte Meoma ventricosa, deux espèces endémiques des Caraïbes et des côtes américaines voisines. Plusieurs outils moléculaires ont été utilisés à savoir des microsatellites ainsi qu’un marqueur mitochondrial (cytochrome oxydase I). De plus, des analyses morphométriques (analyse de contour) ont également été réalisées.En étudiant des populations le long de l’arc antillais et de la côte panaméenne, ce travail a mis en évidence que la structure génétique des populations du parasite D. primitivus diffère fortement de celle de son hôte M. ventricosa. En effet, alors que les populations du parasite présentent une différenciation au sein de cette région, celles de l’hôte sont génétiquement homogènes. Ce contraste peut être expliqué par des caractères biologiques et écologiques propres à chacune des deux espèces (fécondité, habilité à la nage, disponibilité de l’habitat) et suggère des potentialités d’adaptation locale distinctes selon l’espèce considérée. La distance géographique semble être un facteur important dans la structuration génétique des populations du crabe parasite mais la courantologie actuelle ou encore des évènements passés (glaciations) jouent également un rôle. A l’échelle locale d’une même île, les crabes ne présentent pas de différenciations génétique et morphologique entre des sites côtiers distincts. En outre, à cette même échelle (lagon jamaïcain), nous avons pu montrer que des crabes issus d’hôtes d’espèces différentes ne sont pas différenciés génétiquement. Cette absence de différenciation est liée au moins en partie à la mobilité des crabes adultes. Par des analyses de paternité, nous avons souligné cette mobilité et démontré non seulement que le mode de reproduction du crabe correspond à de la polygamie mais aussi que des accouplements pouvaient avoir lieu entre des crabes issus d’espèces d’hôtes distinctes.

A set of disciplines attempt to understand causes of biodiversity patterns on the earth. This thesis, at the frontier between macroecology and phylogeography, disentangles the relative influence of environmental factors and processes shaping groundwater crustacean diversity in Europe. Groundwater habitats offer useful case studies for avoiding the effect of thermal seasonality, which is pervasive in surface ecosystems. The influence of multiple factors – especially productive energy and spatial heterogeneity – and regional variation in their relative importance provide the most parsimonious explanation of species richness patterns. This result undermines the prominent role attributed to the disproportionate extinction of species in northern European regions with high historical climate oscillations. However, these oscillations have probably selected vagile species which contribute to the increase in median range size of species with latitude. Reconstructing range dynamics shows that dispersal is a heterogeneous process within and among species. It may occur during short time windows between which local adaptation favors specialization. Finally, I suggest several research avenues using molecular data and genomic tools for understanding geographical variation in diversification and substitution rates at continental scale, Un ensemble de disciplines tente de comprendre les causes de la distribution de la biodiversité à la surface de la terre. Cette thèse, à l'interface entre macro-écologie et phylogéographie, démêle le rôle relatif des différents facteurs environnementaux et des processus contrôlant la diversité des crustacés aquatiques souterrains en Europe. L'utilisation d'un modèle biologique souterrain permet d'écarter l'effet de la saisonnalité thermique, omniprésente dans les milieux de surface. L'action de multiples facteurs – plus particulièrement la disponibilité des ressources trophiques et l'hétérogénéité environnementale – et les variations régionales de leur importance relative fournissent l'explication la plus parcimonieuse des patrons de richesse. Ce résultat s'oppose au paradigme du rôle prépondérant du processus d'extinction causé par les fortes oscillations climatiques du Pléistocène en Europe du nord. Toutefois, ces oscillations ont très probablement sélectionné des organismes mobiles qui participent à l'augmentation de la taille moyenne des aires de répartition des espèces avec la latitude. La reconstruction de la dynamique des aires de distribution montre que la dispersion est un processus très hétérogène entre et au sein des espèces. Elle interviendrait lors de courtes fenêtres temporelles entre lesquelles l'adaptation locale tendrait au contraire, à contrecarrer les capacités de dispersion. Enfin, ce travail propose des pistes de réflexion afin d'expliquer plus précisément, à partir de données moléculaires supplémentaires et d'outils génomiques, les variations géographiques des taux de diversification et de substitution à l'échelle continentale

Dans l’hémisphère Nord, le climat des deux derniers millions d’années a été marqué par une alternance de périodes froides et de brefs intervalles chauds. Cette succession d’évènements a laissé des traces durables au niveau de l’arrangement spatial de la diversité et de la structure génétique au sein des espèces.En décrivant la répartition spatiale des lignées d’une espèce au moyen d’informations génétiques, la phylogéographie vise à identifier les processus évolutifs responsables de cette répartition. La phylogéographie comparée permet de gagner en compréhension en confrontant les patrons de variation génétique présents chez plusieurs espèces codistribuées :en étudiant des espèces partageant une même histoire au moyen de plusieurs sources d’information indépendantes (par exemple, plusieurs fragments d’ADN ou des données bioclimatiques historiques externes), il est possible de mettre en évidence des éléments de cette histoire commune tels que des refuges glaciaires ou des routes de recolonnisation post-glaciaires. Par contre, il est aussi possible que les caractéristiques biologiques intrinsèques à chaque espèce, telles que des stratégies dispersives ou reproductives différentes, engendrent une différenciation dans la structure et la diversité de cette variation génétique. Dans cette thèse de doctorat nous nous sommes intéressés à deux espèces inféodées à un même hôte (Picea abies) et appartenant à une même sous-famille taxonomique (Coleoptera :Curculionidae, Scolytinae). Il sagit du typographe, Ips typographus et du dendroctone, Dendroctonus micans. Au moyen de plusieurs fragments génétiques spécialement identifiés pour cette étude ainsi que par le recours à des modèles bioclimatiques et des tests statistiques basés sur la théorie de la coalescence, nous avons étudié la phylogéographie de ces espèces.Les résultats obtenus au cours de ce travail ont permis de mettre en évidence l’influence contrastée de stratégies écologiques différentes sur l’arrangement de la variation génétique. Une espèce opportuniste aux capacités de dispersion élevées telle qu’I. typographus présente un patron génétique peu structuré (des variants génétiques appelés haplotypes sont présents dans des régions très disparates) et un degré de polymorphisme nucléaire relativement élevé. Au contraire, une espèce parasitique adaptée à un environnement stable et caractérisée par une stratégie de dispersion limitée telle que D. micans présente un patron génétique très structuré (un nombre restreints et spécifiques d’haplotypes sont observés dans des régions géographiquement proches) et un degré de polymorphisme nucléaire dramatiquement faible.Par ailleurs la comparaison de nos résultats à ceux de leur hôte, l’épicéa, ainsi qu’à ceux d’autres espèces partageant une même niche écologique (ex. Rhizophagus grandis), nous a permis de mettre en évidence des éléments communs dans l’histoire de ces espèces boréo-montagnardes :les populations européennes et asiatiques présentent une même divergence ancienne (antérieure à la dernière glaciation) et les populations européennes affichent des traces de structure génétique. Ces éléments nous ont permis de reconsidérer l’histoire de ces deux espèces en proposant et testant de nouveaux scénarios historiques./In the North Hemisphere, the climate of the last two million years has been paced bythe alternation of ice ages and warm interglacial periods. This succession of events has markedly shaped the present-day spatial arrangement of genetic diversity and structure within species. By analyzing the geographical distribution of genetic variation within species, Phylogeography aims to identify evolutionary processes responsible for the current spatial patterns in the distribution of populations. Comparative phylogeography is used to gain insights into the understanding of driving evolutionary processes by co-analyzing the current genetic variation patterns of several co-distributed species; the study of species sharing a same history by several independent sources of information (e.g. different DNA fragments or historical bioclimatic data) allows to identify similar historical events such as glacial refugia or post-glacial recolonization pathways. However differences in life-history traits related to specific ecological strategies may also influence contrasting patterns of genetic structure and diversity. In this PhD thesis, we focused on two insect associated with a same host (Picea abies) and belonging to a same taxonomic sub-familly (Coleoptera :Curculionidae, Scolytinae). The two insects are the Eurasian spruce bark beetle, Ips typographus, and the great spruce bark beetle, Dendroctonus micans. By the use of several genetic markers specifically designed for the purpose of this study and by bioclimatic modeling approach combined with coalescent-based statistical method, we have studied the phylogeography of both species. Our results enable us to highlight the influence of contrasting ecological strategies on the spatial arrangement of genetic variation. On the one hand, opportunistic species characterized by high dispersal capacities, such as I. typographus, exhibits poor genetic structure (same genetic variants named haplotypes are found in really distant geographic regions) and a relatively high polymorphism level. On the other hand, parasitic species well-adapted to stable environmental conditions and characterized by limited dispersal strategy, such as D. micans, exhibits high genetic structure (same specific haplotypes found in same or neighboring geographic countries) and an extremely low polymorphism level.Moreover, the comparison of our results with those of their specific host plant Picea abies and of other sympatric species (e.g. Rhizophagus grandis), has enable us to identify common patterns typical of boreo-montane species :a same old divergence between european and asiatic populations (older than the last glaciation) and genetic structure in european populations. These findings have been used to infer past of both species by identifying and testing new historical scenarii., Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique, info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mon étude vise à évaluer la propagation d’une zoonose en émergence au Québec, la maladie de Lyme, en conséquence du réchauffement climatique. Le pathogène responsable de cette infection, Borrelia burgdorferi, est transmis par l’intermédiaire d’une tique parasite, Ixodes scapularis, de plus en plus commune au Québec en raison de l’augmentation de la température moyenne du climat depuis les dernières décennies. Puisque la tique a une capacité de déplacement très restreinte, on s'attend à ce que sa dispersion soit liée à celle de son hôte primaire, soit la souris à pattes blanches (Peromyscus leucopus). Je décrirai donc d’abord les espèces impliquées, leur écologie et leur rôle dans ce système à trois niveaux (hôte/pathogène/vecteur). Puis, à l’aide de séquences d’ADN mitochondrial, je comparerai la phylogéographie des deux principales espèces de souris au Québec, la souris à pattes blanches et la souris sylvestre (P. maniculatus). Des analyses d’arbres et de réseaux d’haplotypes ont révélé des différences significatives dans la structure génétique et ainsi montré que les populations de P. leucopus seraient en expansion dans le sud du Québec. Cette étude nous a finalement permis d’émettre des hypothèses sur le patron d’établissement de la maladie de Lyme au Québec., My study aims to assess the spread of an emerging zoonosis in Québec, Lyme disease, as a consequence of global warming. The pathogen responsible for this infection, Borrelia burgdorferi, is transmitted through a tick parasite, Ixodes scapularis, increasingly common in Québec due to the elevation of the average temperature of the atmosphere over the past decades. Since the tick has a very limited dispersal capacity, it is expected that its dispersion is linked to that of its primary host, the white-footed mouse (Peromyscus leucopus). I first described the species involved, their ecology and role in this three-level system (host / pathogen / vector). Then, using mitochondrial DNA sequences, I compared the phylogeography of the two main mouse species in Québec, the white-footed mouse and the deer mouse (P. maniculatus). Analyses of trees and haplotype networks revealed significant differences in the genetic structure, and thus showed that populations of P. leucopus are expanding in southern Québec. This study finally allowed making assumptions on the pattern of establishment of Lyme disease in Québec.

Diversity patterns represent a temporary state in a dynamic continuum of ecological and evolutionary changes. Thus, conservation policies have to integrate this dynamics to ensure long term conservation of biodiversity. Conservation priorities have to be oriented towards the processes which generate and maintain diversity. An original approach is to assess the capacity of phylogeography as a method to integrate processes of diversification and persistence into conservation. 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 PhD thesis 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 harbouring two endemic plant species with restricted distributions: (i) the coastal ranges of the Maritime Alps where the endemic Acis nicaeensis grows, (ii) the calcareous Provence where the endemic Arenaria provincialis is found. At a sub-regional scale, spatial diversity of Arenaria provincialis showed a spatial distribution of persistence and divergence which reveal the potentials of research on the use of the evolutionary legacy, as a surrogate for biodiversity. Our study highlights the critical role of phylogeography to delineate and assess conservation efficiency of the protected areas as well as in the search for optimal criteria for the defining the conservation strategies. The marked differences in populations of Acis nicaeensis in terms of isolation, size, genetic origin, and ecology but also in terms of its vulnerability to urbanization are highlighted in a local scale. The results demonstrate the important vulnerability of coastal population, whose originality necessitates conservation actions designed for small areas to avoid the loss of Acis nicaeensis evolutionary legacy., Les patrons de diversité ne sont qu’un état temporaire dans un continuum dynamique de changements écologiques et évolutifs. Les politiques de conservation doivent intégrer cette dynamique afin d’assurer la conservation de la biodiversité sur le long terme en orientant les actions vers les processus qui produisent et maintiennent la diversité. Une démarche originale est d’évaluer la capacité de la phylogéographie en tant que méthode pour intégrer les processus de diversification et de persistance des espèces ou des populations. En effet, la phylogéographie permet de fournir des indices sur la zonation de la diversification et sur les entités (e.g. evolutionary significant units) qui soutiennent celle-ci au niveau intraspécifique. L’objectif général de ce travail de thèse est d’évaluer, en terme de cibles et de substituts, l’apport des connaissances sur la phylogéographie à la conservation de la flore méditerranéenne. Nos analyses s’appuient sur deux zones d’étude intégrant deux plantes endémiques à distribution restreinte : (1) les massifs littoraux des Alpes maritimes et l’endémique Acis nicaeensis (Amaryllidaceae), (2) la basse Provence calcaire et l’endémique Arenaria provincialis (Caryophyllaceae). À une échelle infrarégionale, la spatialisation de la diversité, chez Arenaria provincialis, a montré une sectorisation des phénomènes de persistance et de divergence, pouvant initier une recherche sur l’utilisation de l’héritage évolutif comme substitut de la biodiversité. Notre étude met en évidence le rôle déterminant de la phylogéographie dans le positionnement et l’évaluation de l’efficacité des aires protégées, mais aussi dans la recherche de critères optimaux pour la planification des actions de conservation. Les fortes différences de populations chez la nivéole de Nice, en terme d’isolement, de taille, d’originalité génétique et écologique mais également par rapport à leur vulnérabilité face à l’urbanisation sont mises en exergue à très faible échelle. Les résultats soulignent une grande vulnérabilité des populations proches du littoral dont l’originalité appelle à des actions de conservation ciblées sur des surfaces restreintes afin de ne pas perdre l’héritage évolutif de l’espèce.

The Bulinus genus acts as intermediate hosts for larval development of the parasite belonging to Schistosoma group (Digenea, Platyhelminthes). Despite their importance in the transmission of these parasites, the evolutionary history of this genus is still not very clear. Development of management plans to control these parasites transmission requires a deeper understanding of the past events that have affected the population diversity and distribution of Bulinus species. The objective of this study was to learn more about the population structure and phylogeny of several Bulinus species originating from different African countries using three types of molecular markers: the partial mitochondrial gene Cox1, the nuclear ribosomal gene (ITS, 18S and 28S), and six microsatellites loci. Concerning the phylogeography of this genus, high levels of genetic diversity were detected in the seven studied species, with clear segregation between individuals and the presence of many haplotypes, even within same species from the same locality. Our results showed lower diversity within B. truncatus populations in North Africa (Egypt) compared to individuals from Sub-Saharan Africa, which may suggest that B. truncatus may have colonized Egypt from Sub-Saharan Africa. About the genetic structure of B. truncatus, high rate of heterozygosity, and strong genetic structure were noted in Egyptian populations of B. truncatus. This structure is reflected by the existence of four distinct clusters characterized by relatively low gene flew rate between subpopulations. Our work allowed better understanding of phylogeny and genetic structure of this genus. These informations can be used to develop new approach for controlling the parasite transmission., Les mollusques d’eau douce du genre Bulinus servent d’hôtes intermédiaires pour le développement des stades larvaires des parasites du groupe Schistosoma (Digenea, Plathelminthes). Malgré leur importance dans la transmission de ces parasites, l'histoire évolutive de ce genre reste à clarifier. L’élaboration des plans de gestion de transmission de ces parasites nécessite une bonne connaissance de la biologie des bulins, de la structure génétique de ces populations afin de clarifier l’histoire évolutive de ce genre et son rôle dans la coévolution hôte /parasite. Fort de cela, nous nous sommes proposée d’étudier d’une part la phylogénie de sept espèces des bulins originaires de plusieurs pays africains à l’aide de trois types de marqueurs moléculaires : la région de l’ADN mitochondrial (Cox1), les séquences ribosomiques nucléaires (ITS, 18S et 28S) et d’autre part la structure génétique des populations égyptiennes de B. truncatus à l’aide des marqueurs microsatellites. Les résultats portant sur l’étude phylogénétique ont permis de mettre en évidence des niveaux élevés de diversité haplotypique et nucléotidique chez les sept espèces étudiées. De nouveaux haplotypes ont été détectés dans chaque pays, et semblent spécifiques à la région. En revanche, nous avons détecté une diversité génétique inférieure au sein des populations égyptiennes de B. truncatus par rapport aux individus originaires de l'Afrique sub-saharienne, ce qui pourrait suggérer une existence plus récente de B. truncatus en Afrique du Nord (Egypte), par rapport à l’Afrique noire (Cameroun et Sénégal). Quant à l’étude de la structure génétique de B. truncatus, un taux d’hétérozygotie élevé, et une forte structuration ont été détectés chez les populations égyptiennes de B. truncatus. Cette structuration se traduit par l'existence de quatre clusters bien distincts, et elle est caractérisée par un taux relativement faible de flux de gènes. Nos travaux ont permis d’avoir une meilleure compréhension de la phylogénie et la structure génétique de ce genre. Ceci permettra de proposer une nouvelle approche pour la lutte contre cette parasitose.Discipline

Direct-to-consumer (DTC) genetic tests have become quite popular in the USA. This article explores the uses to which they are put and the motivations of the customers.

At the age of the 6th extinction, there is an urgent need for conservation stakeholders and field biologists of an operational taxonomy, both for methods (taxonomic expertise) and concepts (checklists). In this work, I test the hypothesis that continental insularity, linked to the structure of the aquifers, whatever the considered scale, leads to the divergence of distinct evolutionary units. This hypothesis is tested by studying two models, the freshwater bivalves at the scale of France and the stygobite gastropods at the scale of the north-Montpellier karstic system. To achieve this, an operational taxonomy approach is developed for these two models, in order to allow setting up effective conservation measures. For these two groups characterized by an unstable taxonomy, morphometric, genetic and biogeographic approaches are developed, in an integrative taxonomy framework. New genetic data allow clarifying the taxonomy and provide a new perspective on the existing conservation units. For the naiads, the results indicate that diversity is overestimated and that geographical barriers play a minor role in distribution of the taxa, which seem to be linked to environmental parameters. On the contrary, the diversity of the stygobite gastropods is largely underestimated and evolutionary units are linked to the hydrogeological units. Environmental variables do not seem to influence the distribution of these species. These contrasted results show that the structure of the diversity differs depending on the taxonomic group and the geographic scale considered, and raise the question of the impact of human activities on the distribution of the naïads. Conservation politics should take into account these integrative taxonomy approaches to (i) define adequately the biological units that should benefit from conservation efforts and (ii) set up these measures at an adequate geographic scale.; A l'âge de la 6° extinction, il y a un besoin urgent pour les acteurs de la conservation et pour les biologistes de terrain de pouvoir s'appuyer sur une taxonomie qui soit opérationnelle, à la fois dans les méthodes (expertise taxonomique) et dans les concepts (listes de références). Dans ce travail, je teste l'hypothèse selon laquelle le contexte d'insularité continentale produit par la structure des aquifères, quelqu'en soit l'échelle, favoriserait l'émergence d'unités évolutives distinctes. Cette hypothèse est testée en étudiant deux modèles, les bivalves à l'échelle de la France métropolitaine et les gastéropodes stygobies à l'échelle des systèmes karstiques du nord-montpelliérain. Pour cela, une approche de taxonomie opérationnelle est développée pour les deux modèles, dans l'optique de permettre leur prise en compte effective dans les mesures de conservation. Pour ces deux groupes à la taxonomie instable, des approches morphométriques, génétiques et biogéographiques sont développées, dans un cadre de taxonomie intégrative. Les données génétiques inédites permettent de clarifier la taxonomie et apportent un nouveau regard sur les unités de gestion existantes. Les résultats pour les naïades indiquent que la diversité est surévaluée et que les barrières géographiques jouent un faible rôle dans la distribution des taxons, laquelle semble essentiellement liée aux variables environnementales. Pour les gastéropodes stygobies au contraire, la diversité est largement sousestimée et les unités évolutives sont liées aux unités hydrogéologiques. Les variables environnementales ne semblent pas influencer la répartition des taxons. Ces résultats contrastés montrent que la diversité se structure différemment selon le groupe taxonomique et l'échelle géographique considérés, et posent la question de l'impact qu'auraient pu avoir les activités humaines sur la distribution des naïades. Les politiques de conservations doivent donc intégrer ces approches de taxonomie intégrative pour (i) définir correctement les unités biologiques qui doivent bénéficier d'efforts de conservation et (ii) mettre en place ces mesures à une échelle géographique adaptée.

At the age of the 6th extinction, there is an urgent need for conservation stakeholders and field biologists of an operational taxonomy, both for methods (taxonomic expertise) and concepts (checklists). In this work, I test the hypothesis that continental insularity, linked to the structure of the aquifers, whatever the considered scale, leads to the divergence of distinct evolutionary units. This hypothesis is tested by studying two models, the freshwater bivalves at the scale of France and the stygobite gastropods at the scale of the north-Montpellier karstic system. To achieve this, an operational taxonomy approach is developed for these two models, in order to allow setting up effective conservation measures. For these two groups characterized by an unstable taxonomy, morphometric, genetic and biogeographic approaches are developed, in an integrative taxonomy framework. New genetic data allow clarifying the taxonomy and provide a new perspective on the existing conservation units. For the naiads, the results indicate that diversity is overestimated and that geographical barriers play a minor role in distribution of the taxa, which seem to be linked to environmental parameters. On the contrary, the diversity of the stygobite gastropods is largely underestimated and evolutionary units are linked to the hydrogeological units. Environmental variables do not seem to influence the distribution of these species. These contrasted results show that the structure of the diversity differs depending on the taxonomic group and the geographic scale considered, and raise the question of the impact of human activities on the distribution of the naïads. Conservation politics should take into account these integrative taxonomy approaches to (i) define adequately the biological units that should benefit from conservation efforts and (ii) set up these measures at an adequate geographic scale.; A l'âge de la 6° extinction, il y a un besoin urgent pour les acteurs de la conservation et pour les biologistes de terrain de pouvoir s'appuyer sur une taxonomie qui soit opérationnelle, à la fois dans les méthodes (expertise taxonomique) et dans les concepts (listes de références). Dans ce travail, je teste l'hypothèse selon laquelle le contexte d'insularité continentale produit par la structure des aquifères, quelqu'en soit l'échelle, favoriserait l'émergence d'unités évolutives distinctes. Cette hypothèse est testée en étudiant deux modèles, les bivalves à l'échelle de la France métropolitaine et les gastéropodes stygobies à l'échelle des systèmes karstiques du nord-montpelliérain. Pour cela, une approche de taxonomie opérationnelle est développée pour les deux modèles, dans l'optique de permettre leur prise en compte effective dans les mesures de conservation. Pour ces deux groupes à la taxonomie instable, des approches morphométriques, génétiques et biogéographiques sont développées, dans un cadre de taxonomie intégrative. Les données génétiques inédites permettent de clarifier la taxonomie et apportent un nouveau regard sur les unités de gestion existantes. Les résultats pour les naïades indiquent que la diversité est surévaluée et que les barrières géographiques jouent un faible rôle dans la distribution des taxons, laquelle semble essentiellement liée aux variables environnementales. Pour les gastéropodes stygobies au contraire, la diversité est largement sousestimée et les unités évolutives sont liées aux unités hydrogéologiques. Les variables environnementales ne semblent pas influencer la répartition des taxons. Ces résultats contrastés montrent que la diversité se structure différemment selon le groupe taxonomique et l'échelle géographique considérés, et posent la question de l'impact qu'auraient pu avoir les activités humaines sur la distribution des naïades. Les politiques de conservations doivent donc intégrer ces approches de taxonomie intégrative pour (i) définir correctement les unités biologiques qui doivent bénéficier d'efforts de conservation et (ii) mettre en place ces mesures à une échelle géographique adaptée.

Le premier fil conducteur de la présente thèse est sans conteste la phylogéographie. Cette discipline, à cheval entre la génétique des populations et la phylogénie, est l'étude de la répartition spatiale des lignées généalogiques. La phylogéographie est donc axée sur l'étude du lien entre les relations évolutives des individus d'un échantillon donné et la distribution géographique de ces individus. L'objectif premier de la phylogéographie est d'étudier les phénomènes et mécanismes qui gouvernent cette répartition spatiale de la variabilité génétique chez une espèce donnée. Quand appliquée à un couple ou un groupe d'espèces sœurs, cette discipline a un objectif comparatif mais aussi l'ambition d'étudier l'événement de spéciation qui a conduit à la séparation en plusieurs espèces distinctes. Le second fil conducteur de cette thèse est l'application de cette discipline à l'histoire évolutive des insectes herbivores, avec un intérêt tout particulier pour des espèces dépendant de ressources alimentaires bien définies.\, Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

The Quaternary climate has known dramatic global variations oscillating between long glacial and shorter interglacial periods of approximately 100 000 and 20 000 years, respectively with the last succession as an example. During the glacial episodes the continental ice sheet expansion and sea level drop, in turn, have locally disturbed the environment (at least in the northern hemisphere). These climatic and environmental disturbances caused changes in the geographic distributions of animal and plant species. For each species, the changes possibly took the form of demographic events like population extinction or fragmentation associated with genetic bottlenecks (loss in genetic diversity) and, inversely, population expansions sometimes with inherent founder effects (stochastic sampling of the source genetic diversity) and/or contact between diverged groups (secondary contact zone) resulting in genetic diversity gradients through the geographic range of the species. We therefore understand that the demographic history of a species can be reconstruct through the investigation of genetic signature(s) it possibly left and that are still observed in the genome of that species. For European taxa, phylogeographic studies taking advantage of these signatures have mainly focused their attention on temperate species; pieces of knowledge for species adapted to cold environments are too scarce although their response to climate change could not only simply follow an inverse tendency compare to temperate climate species.As a whole, this thesis project intended to study the evolutionary history of four sister species of cold-adapted leaf beetles investigating their response to past global climatic changes. The four species share many traits (life cycle, dispersal capacity, morphology, feeding behavior.) but their geographic distributions differ, further calling for interest in the factors that shaped them. Furthermore, leaf beetles are specialist insect herbivores each feeding only on one or a few different plant species. This host plant specialization offers an additional dimension to the study of climatic change impacts to understand the evolution of the insect-host relationship. The study of this species complex thus also aimed at understanding processes like speciation possibly driven through diet specialization. The project connects three main axes briefly described here after.The first axe of the project allowed us to gain sufficient knowledge of the four species sub-genus Goniomena (Chrysomelidae, Gonioctena). We have defined some important barriers separating each four species among them. The analysis of five independent molecular markers sequences obtained for many individuals sampled through the entire species ranges allowed us to characterize four genetically distinct groups corresponding to the four species, to precisely identify their host plant(s) and their geographic distribution. The second axe was realized on the same multi-locus dataset and aimed at exploiting an array of methods to reconstruct the demographic history of the four species; the methods consist of some commonly used and some promising ones used in synergy hoping to strengthen our interpretations on the species history. For this purpose, we combined the species distribution modeling (SDM) techniques to infer current and past geographic range for the leaf beetles and for their host(s) in order to generate the most realistic historical hypotheses. Subsequently, the different hypotheses were evaluated with two different complementary approaches, Approximate Bayesian Computation (ABC) and a spatial coalescence simulation-based method, allowing for outputs comparison. Finally, the third axe focus on the study of a commonly used program designed for demographic parameters inference (including divergence times, effective populations sizes, migration rates). We created non-empiric datasets obtained with three largely used simulation programs to investigate the inference performances of the program.We hope this project will help to better understand the way species currently present in cold environments in Europe responded to climatic changes. It certainly demonstrated and allowed to isolate some specific character of such respons while suggesting certain common patterns. Our findings are rich and varied; the current distribution of genetic diversity in the four sister species of leaf beetles involves processes like introgression and hybridization, competition and invasion, allopatric and possibly sympatric speciation, dispersal limitation and response differentiation against climatic changes. In the light of our results, further investigations are encouraged; the mechanisms driving or underlying the different speciation settings, the host plant specialization, the niche differentiation and the hybridization in secondary contact zones are planned to be investigated with biological material and analytic resources we already own. Practically, we explored promising analyses procedures using the resources of our multilocus multispecies dataset. All along, we emphasize on the need to work with multispecies empiric datasets at least equivalent to the one in this project (number of molecular markers investigated and sample sizes) if the aim is to study the evolutionary history of a species. We also caution on certain methodological limitations that need to be considered to enlighten a study project from experimental design to result interpretation./Durant le Quaternaire, le climat de la Terre entière a été marqué par des oscillations importantes entre périodes glaciaires relativement longues et interglaciaires plus courtes d’environ 100 000 et 20 000 ans, respectivement, si l’on prend l’exemple de la dernière succession. Pendant les épisodes glaciaires, la calotte glaciaire continentale et la baisse du niveau des mers et des océans ont, à leur tour, affecté localement les conditions environnementales, au moins en ce qui concerne l’hémisphère nord. Ces perturbations climatiques et environnementales ont provoqué des changements dans la distribution géographique des espèces animales et végétales. Spécifiquement, ces changements ont pris la forme d’événements démographiques tels que l’extinction ou la fragmentation des populations associées à des goulots d’étranglements (réduction de la diversité génétique) ou, à l’inverse, des expansions de populations parfois accompagnées d’un effet fondateur (échantillonnage aléatoire à partir de la diversité génétique source) et/ou de la rencontre subséquente entre des groupes génétiquement différenciés (zone de contact secondaire) résultant en des gradients de diversité génétique à travers toute la distribution actuelle de l’espèce. On comprend dès lors que l’histoire démographique d’une espèce peut être reconstruite en étudiant les signatures qu’une telle histoire a pu laisser dans son génome. En ce qui concerne les taxa européens, les études phylogéographiques, qui utilisent ces signatures, se sont principalement intéressées aux espèces des régions tempérées; les connaissances acquises dans le domaine pour les espèces adaptées aux environnements plus froids sont plus rares bien que leur réponse envers les changements climatiques pourrait ne pas simplement avoir une tendance inverse par rapport à celle des espèces tempérées.Dans son ensemble, l’objectif du présent projet de thèse est d’étudier l’histoire évolutive d’un groupe de quatre espèces sœurs de chrysomèles adaptées à un environnement froid dans le but de comprendre leur réponse face aux changements climatiques passés. Les quatre espèces partagent de nombreux traits en commun (cycle de vie, capacité de dispersion, morphologie générale) mais présentent des distributions géographiques qui se différencient incitant encore plus à s’intéresser aux facteurs qui ont pu les structurer. De plus, les chrysomèles sont des insectes herbivores très spécialisés, chaque espèce d’insecte ne se nourrissant que d’une ou quelques espèces de plantes bien précises. Cette spécialisation ajoute une dimension supplémentaire à l’étude de l’impact des changements climatiques pour comprendre l’évolution de la relation insecte-plante hôte. L’étude de ce complexe d’espèces avait donc également pour but de comprendre des processus tels que ceux de spéciation qui a pu être induite via une spécialisation alimentaire ou de séparation géographique suite à un changement des distributions. Le projet s’articule autour de trois axes décrits ci-dessous.Le premier axe du projet a permis d’acquérir une connaissance plus fine des quatre espèces de chrysomèle appartenant au sous-genre Goniomena (Chrysomelidae, Gonioctena). Nous avons défini les barrières importantes séparant les quatre espèces. L’analyse des séquences d’ADN de cinq marqueurs moléculaires indépendants obtenues pour un grand nombre d’individus échantillonnés sur toute l’aire de répartition de chacune des quatre espèces nous a permis de définir quatre groupes génétiquement distincts, d’identifier précisément leur(s) espèce(s) de plante(s) hôte(s) ainsi que leur distribution géographique. Le second axe a été réalisé sur le même jeu de données multilocus et avait pour but d’exploiter un éventail de méthodes communément utilisées ainsi que d’autres prometteuses en étude phylogéographique dont on exploite la synergie afin de renforcer les interprétations concernant l’histoire de chaque espèce. Pour cela, nous avons combiné la modélisation des distributions passées et présentes des quatre espèces et de leur(s) plante(s) hôte(s) pour générer des hypothèses les plus réalistes possibles. Ensuite, les différentes hypothèses historiques ont été évaluées via deux approches différentes, une méthode d’approximation de calcul bayésien approché (Approximate Bayesian Computation, ABC) et une autre basée sur des simulations spatiales de coalescence, permettant d’ensuite comparer les résultats. Enfin, avec le troisième axe, nous nous sommes intéressés à un programme d’inférence de paramètres démographiques (temps de divergence, taille effective des populations, taux de migration) communément utilisé. Nous avons créés des jeux de données non empiriques, construits avec trois simulateurs également très répandus dans les analyses de génétique des populations, pour explorer les performances d’inférence du programme.Nous espérons que ce projet va aider à mieux comprendre la façon dont les espèces adaptées à un climat froid en Europe répondent aux changements climatiques. Il a démontré et permis d’isoler des traits spécifiques dans ces réponses tout en suggérant néanmoins certains schémas communs. Nos résultats sont riches et variés; la distribution contemporaine de la diversité génétique chez les quatre espèces soeurs de chrysomèle implique des processus tels que l’introgression et l’hybridation, la compétition et l’invasion, la spéciation allopatrique et sympatrique, le potentiel de dispersion et la différentiation des réponses aux changements climatiques. Au vu de ces résultats, d’autres recherches sont envisagées; les mécanismes donnant lieu ou sous-jacents aux différents types de spéciation, à la spécialisation alimentaire, à la différentiation de niche et à l’hybridation dans les zones de contact secondaire seront explorés à l’aide de matériel biologique et de ressources analytiques déjà acquises. En pratique, nous avons réalisé notre étude en explorant des procédures d’analyses prometteuses tout en exploitant les ressources d’un jeu de données multi-locus et multi-espèces. Tout au long du projet, nous mettons l’accent sur la nécessité de travailler avec des jeux de données empiriques multi-espèces au moins équivalents à celui de ce projet (en termes de nombre de marqueurs, de taille d’échantillons) si on vise à réaliser une telle étude sur l’histoire évolutive d’une espèce. Nous mettons également en garde sur certaines limites méthodologiques qui doivent être considérées pour la conception d’un projet d’étude allant de la mise en œuvre expérimentale jusqu’à l’interprétation des résultats., Doctorat en Sciences, info:eu-repo/semantics/nonPublished

National audience; Predicting biodiversity patterns of variation across the globe is a fundamental issue in ecology and evolution. Diversity within species, that is, genetic diversity, is of prime importance for understanding past and present evolutionary patterns, and highlighting areas where conservation might be a priority. Using published data on the genetic diversity of species whose populations occur in the Mediterranean basin, we calculated a coefficient of correlation between within-population genetic diversity indices and longitude. Using a meta-analysis framework, we estimated the role of biological, ecological, biogeographic, and marker type factors on the strength and magnitude of this correlation in six phylla. Overall, genetic diversity increases from west to east in the Mediterranean basin. This correlation is significant for both animals and plants, but is not uniformly expressed for all groups. It is stronger in the southern than in the northern Mediterranean, in true Mediterranean plants than in plants found at higher elevations, in trees than in other plants, and in bi-parentally and paternally than in maternally inherited DNA makers. Overall, this correlation between genetic diversity and longitude, and its patterns across biological and ecological traits, suggests the role of two non-mutually exclusive major processes that shaped the genetic diversity in the Mediterranean during and after the cold periods of the Pleistocene : east-west recolonization during the Holocene and population size contraction under local Last Glacial Maximum climate in resident western and low elevation Mediterranean populations.

Les phénomènes étudiés par les sciences de la biodiversité sont complexes. Que peut apporter un chercheur, de son point de vue particulier, d'un champ d'investigation réduit, et de par ses moyens limités, à la compréhension de tels phénomènes ? Le sujet de ce mémoire s'inscrit dans ce registre, tout en précisant : " Quelle est la situation des analyses de la diversité génétique dans la recherche en écologie ? "

Les phénomènes étudiés par les sciences de la biodiversité sont complexes. Que peut apporter un chercheur, de son point de vue particulier, d'un champ d'investigation réduit, et de par ses moyens limités, à la compréhension de tels phénomènes ? Le sujet de ce mémoire s'inscrit dans ce registre, tout en précisant : " Quelle est la situation des analyses de la diversité génétique dans la recherche en écologie ? "

Cassava is a staple food for hundreds of millions of African people. Cassava mosaic disease (CMD) caused by cassava mosaic geminiviruses (CMGs) is one of the major constraints of its culture in Africa and Madagascar. This study aimed (1) to determine the genetic diversity of CMGs, (2) to identify the main epidemiological factors associated with CMD and (3) to determine the origin and the dispersal pattern of CMGs in Madagascar. Sampling surveys allowed to collect hundreds of cassava leaf samples and to identify the main epidemiological factors associated with CMD. Six CMG species were diagnosed with African cassava mosaic virus (ACMV), East African cassava mosaic Cameroon virus (EACMCV), East African cassava mosaic Kenya virus (EACMKV), East African cassava mosaic virus (EACMV), South African cassava mosaic virus (SACMV) and the new species named Cassava mosaic Madagascar virus (CMMGV). The CMD prevalence and abundance of the insect vector Bemisia tabaci were correlated with altitude. Thus, the lowlands (0-200m) were the most affected regions with the higher prevalence of CMD and abundance of B. tabaci. CMD infection was primarily due to the use of infected cuttings (> 89%) for plantings. ln addition, 21% of the samples tested were mixed infected by two to four CMG species and showed more severe symptoms. EACMCV was frequently detected in mixed infection while ACMV and SACMV were rather found in single infection. Distinct geographical distributions were observed for the six species. ACMV was more prevalent in highlands (> 800m) while EACMV-like were more prevalent in coastal lowlands. Phylogenetic and recombination analysis of the genome sequences of CMMGV allowed to determine the recombinant features of this species. With the exception of two recombinant regions that resembled a CMG, the non-recombinant part of the DNA-A component is most closely related to monopartite begomovirus infecting tomato in the south west lndian Ocean islands. Whereas the DNA-B component possesses one recombinant region originating from an unidentified virus, the rest of the genome is closely related to CMGs described in East Africa. The complete nucleotide sequences of a new al phasatellite molecule named Cassava mosaic Madagascar Alphasatellite (CMMGA) have been isolated from cassava mosaic diseased plant. The most closely related sequence is t hat of Coton leaf curl Gezira alphasatellite isolated in Sudan (80% nucleotide similarity). The occurrence of CMMGA in cassava culture especially from northern region of Madagascar raises questions about its implication on pathogenicity of CMGs and the expression of CMD symptoms. Cloning and sequencing methods allowed to find 400 complete nucleotide sequences which confirm the occurrence of six CMG species in Madagascar. The phylogeographic analysis suggested a single and recent introduction of ACMV from Africa mainland to Madagascar that occurred around 1993. The genetic variability within Malagasy isolates of ACMV was highly correlated with geographical distance. Diffusion of ACMV species seemed to be highly influenced by human factor. These findings raise questions about the origin, the consequences and the epidemiological risks of such CMG diversity in Madagascar especially the recombination risk causing the emergence of new and severe virus strains.; Le manioc est l'aliment de base d'un demi-milliard de personnes en Afrique. La maladie de la mosaïque ou cassava mosaic disease (CMD) causée par l'infection des bégomovirus du manioc ou cassava mosaic geminiviruses (CMGs) est une des contraintes majeures de sa culture en Afrique et à Madagascar. Ce travail de thèse traite (1) l'inventaire complet de la pression parasitaire virale sur la culture, (2) les principaux facteurs épidémiologiques de la CMD et (3) l'origine et le mode de diffusion des CMGs à Madagascar. Les campagnes d'échantillonnages ont permis de collecter des centaines d'échantillons foliaires de manioc et d'identifier les principaux facteurs épidémiologiques associés à la CMD. Une description sans précédent de six espèces de CMGs a été réalisée : African cassava mosaic virus (ACMV), East African cassava mosaic Cameroon virus (EACMCV), East African cassava mosaic Kenya virus (EACMKV), East African cassava mosaic virus (EACMV), South African cassava mosaic virus (SACMV) et une nouvelle espèce virale nommée Cassava mosaic Madagascar virus (CMMGV). La prévalence de la CMD et l'abondance de l'insecte vecteur Bemisia tabaci ont été corrélées avec l'altitude. Les régions les plus affectées par la CMD et B. tabaci sont principalement celles de basse altitude (< 200m). L'infection est très majoritairement liée à l'utilisation de boutures contaminées (95%). Par ailleurs, 21% des échantillons étaient coinfectés par deux voir quatre espèces de CMGs, avec des symptômes significativement plus sévères. L'EACMCV est plus fréquemment détectée en infection mixte à l'inverse de I'ACMV et du SACMV. La répartition géographique des CMGs est distincte. L'ACMV est prévalent en altitude (> 800m) sur les Hauts-Plateaux, tandis que les EACMV-/ike sont plus prévalent en basse altitude (0-200m) dans les zones côtières. Le replacement phylogénétique du CMMGV et l'analyse de recombinaison démontrent l'origine recombinante de ce virus. À l'exception des deux régions recombinantes de I'ADN-A apparentées aux CMGs, la région non-recombinante de l'ADN-A est génétiquement plus apparentée aux bégomovirus monopartites caractérisés sur tomate dans les îles du sud ouest de l'océan Indien. Le composant d'ADN-B possède une région recombinante issue d'un virus encore inconnu tandis que le reste du génome est apparenté aux CMGs décrits en Afrique de l'Est. Une nouvelle espèce d'alphasatellite nommée Cassava mosaic Madagascar Alphasatellite (CMMGA) a également été identifiée. La séquence nucléotidique la plus proche (80%) est celle d'un isolat soudanais du Coton leaf curl Gezira alphasatellite isolée sur coton. L'occurrence du CMMGA dans les cultures de manioc du Nord de Madagascar amène à s'interroger sur son implication dans la pathogénicité des CMGs et l'expression des symptômes de la CMD. Le clonage et le séquençage de génomes complets de bégomovirus a permis d'obtenir une description sans précédente de 400 molécules d'ADN qui ont confirmé la présence des six espèces de CMGs à Madagascar. Les analyses phylogéographiques suggèrent une seule introduction récente de I'ACMV à Madagascar depuis le continent Africain, datée aux alentours de 1993. La variabilité génétique entre les isolats malgaches d'ACMV étant fortement corrélée avec la distance géographique, la diffusion de I'ACMV semble fortement influencée par le facteur humain. Ces résultats nous ont amené à nous interroger sur les origines, les conséquences et les risques épidémiologiques d'une telle diversité de CMGs à Madagascar, notamment face aux risques d'apparition de nouveaux variants sévères par recombinaison.

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.; 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.