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Global changes accelerated by anthropogenic impact are responsible for multiple events of introductions of organisms into new geographical areas from which they were previously absent. The ability of certain species to survive, reproduce and disperse in these new environments raises the question of the mechanisms of adaptation of these invasive species. Indeed, in many cases, the invasion process begins with a small number propagules and thus a possible reduction in genetic variation in the population. Phenotypic plasticity should play a crucial role in the invasive success of a species and it is generally assumed that invasive populations should have greater plasticity than non-invasive populations. At the molecular level, the role of mechanisms related to transposable elements is increasingly proposed but few studies have been carried out in the invasive context. Furthermore, the role of heritable non-genetic mechanisms such as epigenetic modifications may also explain the ability to respond to different environments on a short time scale. Invasive species, therefore, offer the opportunity to study these rapid adaptation mechanisms. Through this PhD, we sought to describe the molecular mechanisms involved in the response to environmental stresses in a recent invasive species Drosophila suzukii. This species, native from Asia, was introduced concomitantly in 2008 in the United States and Europe; it is now present from the north to the south of the American continent, and in Europe, it is detected as far as Russia. The aim was to study the response to thermal and chemical stresses of diverse populations in native and invaded areas (U.S.A. and France) and then, to identify at the molecular level the mechanisms involved in these resistances. We therefore sought to characterise the transcriptome plasticity of the populations studied, taking into account the diversity in transposable elements and their consequence on genome stability. We observed that the populations showed differences in responses to the stresses studied, both the phenotypic and molecular levels. In contrast to native populations, French and American populations have a much longer lifespan and increased resistance to cold. However the response to chemical stress shows different profiles between France and the U.S.A. At the molecular level, we observed variability in the transcriptome expression, associated mainly with genotypes rather than with the environment, demonstrating a rapid genetic differentiation between genotypes that could reflect local adaptation despite the recent invasion. Contrary to what is suggested in the literature, stress does not induce increased expression of transposable elements in this species, but many genes, genotype-specific, show insertions in the vicinity of genes, offering candidates for local adaptation to the conditions in each country; Les changements globaux accélérés par l’impact anthropique sont responsables de multiples évènements d’introductions d’organismes dans de nouvelles aires géographiques dont ils étaient absents auparavant. La capacité de certaines espèces à survire, se reproduire et se disperser dans ces nouveaux environnements pose la question des mécanismes d’adaptation de ces espèces invasives. En effet, dans bien des cas, le processus d'invasion commence avec un petit nombre de propagules et donc une possible réduction de la variation génétique dans la population. La plasticité phénotypique devrait jouer un rôle crucial dans le succès invasif d’une espèce et il est généralement supposé que les populations invasives devraient avoir une plus grande plasticité que les populations non invasives. Au niveau moléculaire, le rôle des mécanismes liés aux éléments transposables sont de plus en plus proposés mais peu d’études ont été effectuées dans le contexte invasif. Par ailleurs, le rôle des mécanismes non-génétiques héritables comme les modifications épigénétiques peuvent aussi expliquer la capacité à répondre à différents environnements sur une échelle de temps courte. Les espèces invasives offrent donc la possibilité d’étudier ces mécanismes d’adaptations rapides. Au travers de ce doctorat, nous avons cherché à décrire les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse aux stress environnementaux chez une espèce récemment invasive Drosophila suzukii. Cette espèce originaire d’Asie, a été introduite en 2008 de façon concomitante aux États-Unis et en Europe ; elle est maintenant présente du nord au sud du continent américain, et en Europe elle est détectée jusqu’en Russie. L’objectif a été d’étudier la réponse aux stress thermique et chimique de diverses populations d’une aire native et des aire envahies (U.S.A et France), pour ensuite identifier au niveau moléculaire les mécanismes impliqués dans ces résistances. Nous avons donc cherché à caractériser la plasticité du transcriptome des populations étudiées, en tenant compte de la diversité en élément transposable et leur conséquence sur la stabilité génomique. Nous avons observé que les populations présentaient des différences dans les réponses vis à vis des stress étudiés, au niveau phénotypique comme moléculaire. Contrairement aux populations natives, les populations françaises et américaines présentent une espérance de vie beaucoup plus importante et une capacité de résistance au froid accrue. Cependant, la réponse au stress chimique montre des profils différents entre France et U.S.A. Nous avons observé au niveau moléculaire de la variabilité dans l’expression du transcriptome associée majoritairement aux génotypes plus qu’à l’environnement, démontrant une différentiation génétique rapide entre génotypes qui pourrait refléter de l’adaptation locale malgré l’invasion récente. Contrairement à ce qui est suggéré dans la littérature, le stress n’induit pas une expression accrue des éléments transposables chez cette espèce, mais de nombreux gènes, génotype spécifique, présentent des insertions au voisinage, offrant des candidats à l’adaptation locale dans chaque pays

Author Correction: Demonstration of facilitation between microalgae to face environmental stress. In Scientific Reports, vol; 10, n°1, Article : 3557 ; DOI: 10.1038/s41598-020-59860-0 ; WOS:000563252500001 Author Correction: Demonstration of facilitation between microalgae to face environmental stress. In Scientific Reports, vol; 10, n°1, Article : 3557 ; DOI: 10.1038/s41598-020-59860-0 ; WOS:000563252500001The original version of this Article omitted an affiliation for Emna Krichen and the Acknowledgements section contained typographical errors and was incomplete. This erratum is available as an annex file.; International audience; Positive interactions such as facilitation play an important role during the biological colonization and species succession in harsh or changing environments. However, the direct evidence of such ecological interaction in microbial communities remains rare. Using common freshwater microalgae isolated from a High Rate Algal Pond HRAP treating wastewaters, we investigated with both experimental and modeling approaches the direct facilitation between two algal strains during the colonization phase. Our results demonstrate that the first colonization by microalgae under a severe chemical condition arose from the rapid growth of pioneer species such as Chlorella sorokiniana, which facilitated the subsequent colonization of low growth specialists such as Scenedesmus pectinatus. The pioneer species rapidly depleted the total available ammonia nitrogen favoring the specialist species initially inhibited by free ammonia toxicity. This latter species ultimately dominated the algal community through competitive exclusion under low nutrient conditions. We show that microbial successions are not only regulated by climatic conditions but also by interactions between species based on the ability to modify their growth conditions. We suggest that facilitation within the aquatic microbial communities is a widespread ecological interaction under a vast range of environmental stress.

This thesis aimed at investigating some of the possible evolutionary benefits of sexual reproduction using both a theoretical and an experimental approach. The first approach consisted in developing evolutionary quantitative genetic models for the evolution of sex. A first model (based on Fisher’s geometrical model) considers an arbitrary number of phenotypic traits under stabilizing selection around a fixed optimum, and explores the effect of mutational bias acting on the traits. A second model represents a phenotypic trait under both stabilizing and directional selection (modeled by a linear, cyclical or stochastic change in the phenotypic optimum). Individual-based simulations showed that in the absence of mutational bias or environmental change, the population evolves towards asexuality. However, with mutational bias, intermediate rates of sex are maintained in the population even when the cost of sex is strong. Higher rates of sex evolve when the phenotypic optimum changes over time. The second part of the thesis consisted in developing an experimental model to test theoretical predictions on the possible benefits of sex, using the facultatively sexual rotifer Brachionus plicatilis. The results demonstrate genetic variation for investment in sex between strains from the same natural population, and the existence of transgenerational maternal effects affecting the rate of sex. Finally, the results from an evolution experiment suggest that sex facilitates adaptation to a stressful environment.; L’objectif de cette thèse était d’étudier les bénéfices évolutifs possibles de la reproduction sexuée par une approche à la fois théorique et expérimentale. La première approche visait au développement de modèles de génétique quantitative pour l’évolution du sexe. Un premier modèle (s’appuyant sur le modèle géométrique de Fisher) considère un nombre arbitraire de traits phénotypiques sous sélection stabilisante autour d’un optimum fixe, et explore l’effet du biais mutationnel agissant sur les traits. Un deuxième modèle représente un trait phénotypique à la fois sous sélection stabilisante et directionnelle (représentée par un déplacement de l’optimum phénotypique de façon linéaire, cyclique ou stochastique). Des simulations individu-centrées ont montré qu’en l’absence de biais ou de changement environnemental, la population évolue vers l’asexualité. Cependant, avec un biais mutationnel, des taux de sexe intermédiaires peuvent évoluer même lorsque le coût du sexe est élevé. Des taux de sexe plus importants peuvent évoluer lorsque l’optimum phénotypique change dans le temps. La deuxième partie de la thèse consistait à développer un modèle expérimental pour tester les prédictions théoriques sur les éventuels avantages du sexe, en utilisant le rotifère à reproduction sexuée facultative Brachionus plicatilis. Les résultats démontrent l’existence de variabilité génétique dans l’investissement pour le sexe, entre des souches d’une même population naturelle, et celle d’effets maternels transgénérationels qui affectent le taux de sexe. Pour finir, les résultats d’une expérience d’évolution suggèrent que le sexe facilite l’adaptation à un environnement stressant.

This thesis aimed at investigating some of the possible evolutionary benefits of sexual reproduction using both a theoretical and an experimental approach. The first approach consisted in developing evolutionary quantitative genetic models for the evolution of sex. A first model (based on Fisher’s geometrical model) considers an arbitrary number of phenotypic traits under stabilizing selection around a fixed optimum, and explores the effect of mutational bias acting on the traits. A second model represents a phenotypic trait under both stabilizing and directional selection (modeled by a linear, cyclical or stochastic change in the phenotypic optimum). Individual-based simulations showed that in the absence of mutational bias or environmental change, the population evolves towards asexuality. However, with mutational bias, intermediate rates of sex are maintained in the population even when the cost of sex is strong. Higher rates of sex evolve when the phenotypic optimum changes over time. The second part of the thesis consisted in developing an experimental model to test theoretical predictions on the possible benefits of sex, using the facultatively sexual rotifer Brachionus plicatilis. The results demonstrate genetic variation for investment in sex between strains from the same natural population, and the existence of transgenerational maternal effects affecting the rate of sex. Finally, the results from an evolution experiment suggest that sex facilitates adaptation to a stressful environment.; L’objectif de cette thèse était d’étudier les bénéfices évolutifs possibles de la reproduction sexuée par une approche à la fois théorique et expérimentale. La première approche visait au développement de modèles de génétique quantitative pour l’évolution du sexe. Un premier modèle (s’appuyant sur le modèle géométrique de Fisher) considère un nombre arbitraire de traits phénotypiques sous sélection stabilisante autour d’un optimum fixe, et explore l’effet du biais mutationnel agissant sur les traits. Un deuxième modèle représente un trait phénotypique à la fois sous sélection stabilisante et directionnelle (représentée par un déplacement de l’optimum phénotypique de façon linéaire, cyclique ou stochastique). Des simulations individu-centrées ont montré qu’en l’absence de biais ou de changement environnemental, la population évolue vers l’asexualité. Cependant, avec un biais mutationnel, des taux de sexe intermédiaires peuvent évoluer même lorsque le coût du sexe est élevé. Des taux de sexe plus importants peuvent évoluer lorsque l’optimum phénotypique change dans le temps. La deuxième partie de la thèse consistait à développer un modèle expérimental pour tester les prédictions théoriques sur les éventuels avantages du sexe, en utilisant le rotifère à reproduction sexuée facultative Brachionus plicatilis. Les résultats démontrent l’existence de variabilité génétique dans l’investissement pour le sexe, entre des souches d’une même population naturelle, et celle d’effets maternels transgénérationels qui affectent le taux de sexe. Pour finir, les résultats d’une expérience d’évolution suggèrent que le sexe facilite l’adaptation à un environnement stressant.

La performance cognitive est principalement améliorée pendant la phase délicate de développement qui est située entre la petite enfance et l'adolescence. Durant cette phase dite ‘’critique’’ le sommeil contribue à la consolidation des informations reçues tout au long de la journée, et participe à la maturation du circuit neuronal essentiel au développement cérébral de l’individu. Lorsque le sommeil est d’une durée moyenne suffisante et d’une bonne qualité, cela permet au cerveau humain une consolidation des apprentissages de la journée et une récupération globale des fonctions cognitives. Cependant ces fonctions cognitives peuvent être affectées par le stress produit par notre environnement familial, professionnel et par l’exposition aux facteurs de risque psychobiologiques. La littérature montre qu’en parallèle à la cognition, des troubles du sommeil apparaissent aussi lorsque le système nerveux interagit sur une période plus ou moins longue avec ces vecteurs de stress. Parmi ces vecteurs de stress nous pouvons citer les troubles anxio-dépressifs. Leur prévalence est similaire autant chez les sujets sains que chez des personnes ayant des antécédents personnels et familiaux de troubles neurologiques. Beaucoup d'autres facteurs de risque comme les maladies cardiovasculaires ou les lésions cérébrales sont connus pour leur impact sur la performance cognitive et la santé mentale. Mais peu d'études ont montré une association entre des facteurs de risque liés à l’environnement sociodémographique (antécédents médicaux et historique de médication) et les facteurs bio-psycho-physiques (maladie mentale, sédentarité, anxiété et dépression) sur l’évolution des troubles du sommeil et de la cognition. Le but de cette recherche est d'étudier les effets de l’influence combinée des facteurs psychobiologiques environnementaux et des troubles du sommeil sur la cognition des jeunes adultes. La principale hypothèse est que les troubles du sommeil combinés aux troubles anxio-dépressifs favorisent la présence des plaintes cognitives chez les jeunes adultes. Afin de tester cette hypothèse, une étude a été menée au sein de la communauté universitaire de l’Université de Montréal à l’aide d’interviews et de sondages réalisés entre Octobre 2015 et Décembre 2016. Les résultats montrent qu’un environnement stressant combiné à un milieu familial comportant des antécédents de maladies cardiovasculaires et neurologiques, augmentent l’occurrence des plaintes cognitives. Le manque de sommeil et la mauvaise qualité de sommeil découlant de cette combinaison de facteurs psychobiologiques et environnementaux induisent des plaintes cognitives (se traduisant par un score supérieur à 15/45 sur l’échelle de Mac Nair) et s’accompagne de symptômes d’anxiété et de dépression (score supérieur à 11 sur l’échelle de dépression et d’anxiété hospitalière HADS). Ces résultats sont similaires chez les hommes et les femmes, et ils sont plus importants lorsque le participant a des antécédents familiaux et individuels de maladies neurologiques, cardiovasculaires et musculosquelettiques. La sévérité de l’insomnie est aussi associée à une durée de médication supérieure à 6 mois. Ainsi, les troubles anxio-dépressifs semblent être des manifestations de l’effet délétère des facteurs psychobiologiques et environnementaux sur l’individu, et cet effet est corrélé avec l’augmentation des troubles du sommeil et la présence des plaintes cognitives., The cognitive performance is mainly improved during the delicate phase of development which is located between early childhood and adolescence. When the sleep has a sufficient duration and a good quality, which allows human brain to recover from physical activities, a consolidation of the daily training and the cognitive functions happens easily. A regular sleep protects the individual against the effects of the socioenvironmental risk factors, against the mental and mood disorders. The current literature showed that the nervous system is mainly influenced by his interactions with environment, since the birth until forty. These interactions are linked to the probability of developing neurodegenerative diseases and associated diseases like the sleep disorders. The prevalence is similar for healthy subjects and people having personal and family history of neurological disorders. The common symptoms are attention impairment, vigilance, memory impairment in the short or medium term, and finally mood disorders (anxiety and depression). A change or an imbalance in plasticity and cerebral maturity increases the risk of cognitive failure and influences the development of psychiatric outcomes at an unknown rate in the young adults (from 18 to 40 years) population. Until now, no final therapy exists for most of sleep disorders, but the prevention and the promotion of a good lifestyle are important because the mental disease is not simple to heal; when it is already diagnosed. Many other risk factors like the cerebral cardiovascular diseases or stroke are known for their impact on the cognitive performance, the mental disorders and the associated diseases. But a precise relation between the combination of the environmental factors and sleep disorders, and effect on cognition; was not really studied. The aim of this research is to study the effects of the combined influence of the environmental psychological factors and the sleep disorders on the cognition of the young adults. The principal assumptions are that 1) the environment interacts with the sleep disorders on the cognitive decline and 2) Mood disorders and sleep disorders influences evolution of the cognitive impairment. The study was made through the University of Montreal, with a questionnaire carried out between October 2015 and December 2016. The results show a combined influence of medical history and sleep disorders, on evolution of cognitive impairment. A stressing environment combined with a family history of cardiovascular and neurological diseases, increases the occurrence of cognitive disorders. Lack of sleep and the poor quality of sleep rising from this combination of psychological and environmental factors; induce a negative score on the scale of Mac Nair and the Hospital Anxiety and Depression Scale. These results are similar for men and women, and highlighted the presence of cognitive failure in addition of anxiety and depression, in the young adult population. Thus, the mood disorder seems to be a result of the combined effect of psychological and environmental factors on the individual; and this effect is correlated with the increase in the sleep disorders.

Biofilms are complex communities of microorganisms, embedded in an auto-produced matrix of extracellular polymeric substances or EPS. Biofilms form on the surface of most materials, whether or not they are of biological nature, and cause major economic problems as well as public health concerns. Bacteria within a biofilm also called sessile bacteria, have phenotypic characteristics that distinguish them from their planktonic counterparts, rendering them more resistant to antibiotics and to disinfection strategies. Hence, the prevention of their formation and/ or their elimination requires the use of strategies that are well suited to the sessile mode of life. The development of these strategies begins with a better understanding of the physicochemical contributions that govern the interaction between the sessile community and its environment especially during the first steps of biofilm formation. Two main objectives were defined at the beginning of this thesis, the first was to characterize, in situ, and in real time the development of nascent biofilms. Two bacterial models were studied: a natural and ubiquitous strain of Pseudomonas fluorescens and a model strain of Escherichia coli genetically modified to overexpress one type of EPS. The second objectif was to study their responses towards an environmental or chemical stress; particularly how their development would be affected under extreme conditions of pH. To gain these objectives, different techniques were combined to study from the molecular to the cellular scale the development of biofilms. Fourier Transform Infrared spectroscopy in attenuated total reflection mode was used to evaluate in real time the development of biofilms. We were able to detect changes in the IR-ATR spectral profile along biofilm formation under favorable and non favorable growth conditions. 24 h - old biofilms were characterized using confocal Raman microspectroscopy, which allowed us to gather localized information on their chemical composition. The structure of biofilms was visualized using epifluorescence microscocopy. Finally, physico-chemical properties of EPS were quantified using single molecule force spectroscopy; Les biofilms sont des communautés complexes de microorganismes, enchassées dans une matrice auto-secrétée de substances polymériques extracellulaires ou EPS. Les biofilms se forment à la surface de la plupart des matériaux, qu’ils soient de nature biologique ou non, et sont à l’origine de divers problèmes économiques et sanitaires. Les bactéries dans un biofilm, dites bactéries sessiles, présentent en effet des propriétés phénotypiques qui les distinguent de leurs homologues planctoniques, notamment par une résistance accrue aux antibiotiques et aux traitements de désinfection. D’où, la nécessité de prévenir leur formation et/ ou de leur élimination à partir de stratégies mieux adaptées à ce mode de vie en communauté. Le développement de telles stratégies passe entre autre par une meilleure connaissance des contributions physico-chimiques gouvernant les interactions de ces microorganismes avec leur environnement proche notamment lors des étapes initiales de la formation des biofilms. Deux grands objectifs ont été fixés au début de cette thèse, le premier visant à caractériser, in situ et en temps réel la formation de jeunes biofilms de deux modèles bactériens : une souche naturelle et ubiquitaire de Pseudomonas fluorescens et une souche modèle d’Escherichia coli obtenue par génie génétique pour surexprimer un seul type d’EPS. Le deuxième objectif de cette thèse, consiste à étudier leurs réponses à un stress environnemental ou chimique, notamment quand les biofilms doivent se développer dans des conditions extrêmes de pH. Pour atteindre ces objectifs, différentes techniques ont été combinées pour étudier de l’échelle moléculaire à l’échelle cellulaire le développement des biofilms. La spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier en mode réflexion totale atténuée (FTIR-ATR) a été utilisée pour suivre en temps réel le développement des biofilms. Nous avons pu suivre l’évolution des empreintes spectrales IR-ATR au cours de la formation des biofilms, sous des conditions favorables ou non à leur croissance. De jeunes biofilms de 24 h ont été étudiés par microspectroscopie Raman confocale (MRC), celle ci permettant d’obtenir des informations localisées sur la composition chimique des biofilms. La structure générale des biofilms a été visualisée par la microscopie à épifluorescence. Finalement, les propriétés physico-chimiques des EPS ont été quantifiées par spectroscopie de force atomique à l’échelle de la molécule unique (SMFS pour Single Molecule Force Spectroscopy).

Biofilms are complex communities of microorganisms, embedded in an auto-produced matrix of extracellular polymeric substances or EPS. Biofilms form on the surface of most materials, whether or not they are of biological nature, and cause major economic problems as well as public health concerns. Bacteria within a biofilm also called sessile bacteria, have phenotypic characteristics that distinguish them from their planktonic counterparts, rendering them more resistant to antibiotics and to disinfection strategies. Hence, the prevention of their formation and/ or their elimination requires the use of strategies that are well suited to the sessile mode of life. The development of these strategies begins with a better understanding of the physicochemical contributions that govern the interaction between the sessile community and its environment especially during the first steps of biofilm formation. Two main objectives were defined at the beginning of this thesis, the first was to characterize, in situ, and in real time the development of nascent biofilms. Two bacterial models were studied: a natural and ubiquitous strain of Pseudomonas fluorescens and a model strain of Escherichia coli genetically modified to overexpress one type of EPS. The second objectif was to study their responses towards an environmental or chemical stress; particularly how their development would be affected under extreme conditions of pH. To gain these objectives, different techniques were combined to study from the molecular to the cellular scale the development of biofilms. Fourier Transform Infrared spectroscopy in attenuated total reflection mode was used to evaluate in real time the development of biofilms. We were able to detect changes in the IR-ATR spectral profile along biofilm formation under favorable and non favorable growth conditions. 24 h - old biofilms were characterized using confocal Raman microspectroscopy, which allowed us to gather localized information on their chemical composition. The structure of biofilms was visualized using epifluorescence microscocopy. Finally, physico-chemical properties of EPS were quantified using single molecule force spectroscopy, Les biofilms sont des communautés complexes de microorganismes, enchassées dans une matrice auto-secrétée de substances polymériques extracellulaires ou EPS. Les biofilms se forment à la surface de la plupart des matériaux, qu’ils soient de nature biologique ou non, et sont à l’origine de divers problèmes économiques et sanitaires. Les bactéries dans un biofilm, dites bactéries sessiles, présentent en effet des propriétés phénotypiques qui les distinguent de leurs homologues planctoniques, notamment par une résistance accrue aux antibiotiques et aux traitements de désinfection. D’où, la nécessité de prévenir leur formation et/ ou de leur élimination à partir de stratégies mieux adaptées à ce mode de vie en communauté. Le développement de telles stratégies passe entre autre par une meilleure connaissance des contributions physico-chimiques gouvernant les interactions de ces microorganismes avec leur environnement proche notamment lors des étapes initiales de la formation des biofilms. Deux grands objectifs ont été fixés au début de cette thèse, le premier visant à caractériser, in situ et en temps réel la formation de jeunes biofilms de deux modèles bactériens : une souche naturelle et ubiquitaire de Pseudomonas fluorescens et une souche modèle d’Escherichia coli obtenue par génie génétique pour surexprimer un seul type d’EPS. Le deuxième objectif de cette thèse, consiste à étudier leurs réponses à un stress environnemental ou chimique, notamment quand les biofilms doivent se développer dans des conditions extrêmes de pH. Pour atteindre ces objectifs, différentes techniques ont été combinées pour étudier de l’échelle moléculaire à l’échelle cellulaire le développement des biofilms. La spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier en mode réflexion totale atténuée (FTIR-ATR) a été utilisée pour suivre en temps réel le développement des biofilms. Nous avons pu suivre l’évolution des empreintes spectrales IR-ATR au cours de la formation des biofilms, sous des conditions favorables ou non à leur croissance. De jeunes biofilms de 24 h ont été étudiés par microspectroscopie Raman confocale (MRC), celle ci permettant d’obtenir des informations localisées sur la composition chimique des biofilms. La structure générale des biofilms a été visualisée par la microscopie à épifluorescence. Finalement, les propriétés physico-chimiques des EPS ont été quantifiées par spectroscopie de force atomique à l’échelle de la molécule unique (SMFS pour Single Molecule Force Spectroscopy).

This study aimed to determine the morphological stress experienced by Rana perezi, an anuran endemic to the Iberian Peninsula, in an agricultural landscape with different levels of management impact, by using the fluctuating asymmetry (FA) of its skeleton. Tibio-fibula, a highly functional trait, had the lowest FA level, whereas radio-ulna was the most asymmetric. This indicates that traits under directional selection are more prone to reflect stress than the functionally important ones. Metatarsus and radio-ulna were less able to cope with the stress in rice fields than in reservoirs. In ontogeny FA level decreased towards the adult stage suggesting that the mechanism of developmental stability buffered against the stress. In conclusion metatarsal and radio-ulna asymmetry of R. perezi juveniles can be used to assess environmental disturbances in agricultural landscapes., Cette étude a visé de déterminer le stress morphologique éprouvé par Rana perezi, un anoure endémique de la Péninsule Ibérique, dans le paysage agricole, en utilisant l'asymétrie fluctuante (AF) de son squelette. Le tibio-péroné, un trait très fonctionnel, montrait le plus faible degré d'asymétrie, alors que le radio-cubitus a était le plus asymétrique. Il révèle que les traits sous sélection directionnelle sont plus prédisposés au stress que les traits fonctionnels importants. En outre, le métatarse et le radio-cubitus font moins face aux stress dans les rizières que dans les réservoirs. Dans l'ontogenèse, le niveau d’AF a diminué en s'approchant du stade, suggérant que le mécanisme de la stabilité développementale protège contre le stress. En conclusion, l´AF du métatarse et du radio-cubitus des juvéniles de R. perezi pourrait être utilisée pour l'évaluation des perturbations environnementales dans des paysages agricoles., Questo studio mira a determinare lo stress morfologico vissuto da Rana perezi, un anura endemico della Penisola Iberica, nel paesaggio agricolo, utilizzando l'asimmetria fluttuante (AF) del suo scheletro. Il tibio-perone, un tratto altamente funzionale, ha mostrato il più basso grado di AF, mentre la radio-ulna è risultata la più asimmetrica. Si rileva che tratti sotto selezione direzionale sono più inclini a riflettere stress che tratti funzionalmente importanti. Inoltre, metatarso e radio-ulna sono meno capaci di far fronte allo stress in campi di riso che in riserve d'acqua. In ontogenesi, il livello di AF diminuisce verso la fase adulta suggerendo che il raggiungimento di stabilità nello sviluppo dell'organismo rappresenta una protezione dallo stress. In conclusione l´asimmetria del metatarso e radio-ulna di forme giovani di R. perezi può essere utilizzato per valutare disturbi ambientali in paesaggi agricoli, EQA - International Journal of Environmental Quality; Vol 1 (2009); 51-56

Human-induced environmental stress may lead to rapid evolutionary processes, and can affect the ability of natural populations to respond to other environmental change or stress. We used quantitative genetics tools, pesticide exposure and a gradient of biotic stress to investigate these questions in the freshwater snail Lymnaea stagnalis. The study focused on the genetic component of variance for life-history traits within populations, and the ability of different lines to respond differently to stress. The effect of parental exposure to a xenobiotic stress on the reaction norm of the progeny to another stress was also estimated (parental non-genetic effect). First, under laboratory conditions, inter-family variance suggested significant heritability for most traits. Second, under outdoor exposure to various pesticides, variation among families was significant for individual growth. Clutch size and hatching rate of the clutches laid in the laboratory after exposure showed similar results, and moreover, family interacted significantly with pesticides. Third, under a gradient of biotic stress (food and competition), inter-family variation was again significant for growth, and a significant interaction with biotic stress was observed for juvenile growth and ultimate size. Family heterogeneity and family × environment interactions indicate the possibility of differential evolutionary responses among lines, through different reaction norms. Stressful conditions did not affect the estimated heritability, and for pesticides, no transgenerational effect was detected on progeny growth in response to the biotic stress. Focused on short-term evolutionary responses, the present study illustrates a possible way of incorporating evolutionary approaches into ecotoxicological risk assessment procedures, for example, by accounting for inter-family variation.

The Pacific oyster Crassostrea gigas is the leading aquaculture product at the worldwide level. However, massive summer mortalities affect dramatically cultivated and natural oyster populations, especially at young life stages. These events could be linked to an unbalance between the different actors of the triad host – pathogen agent – environment, which could favour a weakening of defence mechanisms in the host, and consequently, the emergence and/or increase of diseases. Among environmental factors that could contribute to this unbalance, chemical contaminants are known to modulate defence capacities in different aquatic organisms. Phenoloxidases (POs) are the key enzymes of a biochemical cascade responsible for the production of melanin and are implicated in immune defences and in self/non-self recognition in invertebrates.Recently, a PO-like activity was detected in C. gigas, and was suggested as a potential biomarker of chemical contamination. However, little is known on the different PO activities present in C. gigas, and on their implication indefence mechanisms in this species. In this general context, the aims of this work were to 1) identify the different types of PO present in different tissues of C. gigas 2) evaluate their potential as biomarkers in experiments of in vivo exposure to organic contaminants, 3) evaluate their potential as biomarkers in in situ biomonitoring studies. We showed, for the first time in this species, the existence of two PO-type activities: a catecholase activity and a laccase activity. Moreover, we observed an in vitro bactericidal effect associated to PO activities against two oyster pathogens, Vibrio splendidus and V.aesturianus, which have often been associated to massive summer mortalities in oysters. Finally, based on a multiple biomarkeranalysis in different tissues of C. gigas, results suggest that POs could be used as biomarkers of environmental stress, rather than of contamination, for biomonitoring studies in coasts and estuaries.; L’huître creuse Crassostrea gigas est le produit aquacole le plus commercialisé dans le monde. Cependant, en France et dans d’autres régions du monde, des mortalités estivales massives affectent de façon alarmante les populations naturelles et cultivées de cette espèce, surtout aux stades juvéniles. Ces évènements sembleraient être liés à un déséquilibre entre les acteurs de la triade hôte – agent pathogène – environnement, favorisant l’affaiblissement des mécanismes de défense de l’hôte, et par conséquent, l’apparition et/ou l’augmentation de maladies. Parmi les facteurs environnementaux pouvant contribuer à ce déséquilibre, les contaminants chimiques sont connus pour moduler les capacités de défense de divers organismes aquatiques. Les phénoloxydases (PO) sont les enzymes-clés d’une cascade biochimique responsable de la production de mélanine et sont impliquées dans les défenses immunitaires et dans la reconnaissance du non-soi chez les invertébrés. Récemment, une activité de type PO a été détectée chez C. gigas, et a été proposée comme biomarqueur potentiel de la contamination chimique. Cependant, de nombreuses inconnues existent quant aux différents types d’activité PO présents chez C. gigas, et à leur implication dans les mécanismes de défense chez cette espèce. Dans ce contexte général,les objectifs de cette thèse ont été d’ 1) identifier les différents types de PO présents dans différents tissus de l’huître 2)évaluer le potentiel des PO en tant que biomarqueurs dans des expériences d’exposition in vivo à des contaminants organiques, 3) évaluer le potentiel des PO en tant que biomarqueurs dans des études de biosurveillance in situ. Nous avons pu montrer, pour la première fois chez cette espèce, l’existence de deux types d’activité PO : une activité catécholase et une activité laccase. De plus, nous avons pu mettre en évidence in vitro un effet bactéricide lié à l’activité des PO contre deux souches pathogènes de l’huître, Vibrio splendidus et V. aesturianus, dont leur présence a été fréquemment associée aux phénomènes de mortalités estivales. Enfin, grâce à une analyse multi-biomarqueurs sur différents tissus de C. gigas,l’ensemble des résultats ont permis de proposer que les PO pourraient être utilisées comme biomarqueurs de stress environnemental, plutôt que de contamination, dans la surveillance de la qualité des eaux côtières et estuariennes.

International audience; L’objet de cet article repose sur la proposition d’hypothèses de travail permettant de faire des symptômes collectifs inexpliqués un objet de recherche dans le domaine de la psychologie sociale et environnementale. La définition donnée au syndrome des bâtiments malsains traduit les problèmes de méthodes et les interrogations liés à ce syndrome. Les causes de ces épidémies demeurent inexpliquées et le seul critère stable correspond à l’association systématique des symptômes avec la présence des personnes dans les bâtiments.De cette incompréhension découle un manque d’outils de gestion et de prévention de ces crises. Nous proposons une méthodologie en psychologie sociale et environnementale qui repose sur l’analyse : i) des processus de représentation et de perception de l’environnement ;ii) du système de communication développée au cours de la crise ; iii) de la dynamique sociale et du stress environnemental.

The visual quality of fresh potatoes, Solanum tuberosum, became a dominant criterion and a significative economical issue in potato market. According the vegetative reproduction of this species, requirements for visual quality are also needed for potato seed tubers. As an organ for reserve and propagation, the tuber grows underground and is in contact with soil-borne microorganisms, making it potentially exposed to blemishes, for the majority of which the origin is still unclear.The objective of this work is to make an inventory of those tuber blemishes, to characterize them and determine their causes. After the establishment of consensual nomenclature and classification of the blemishes, two hypotheses were formulated: (1) blemishes are due to pathogenic attacks and/or (2) they result from a response of the plants to environmental stresses. The assessment of the first hypothesis allowed identifying a wide diversity of microorganisms living on the blemished tuber surface. Their pathogenicity was tested by several biological assays that allowed producing blemishes on progeny tubers and fulfilling the Koch's postulates for the fungus Rhizoctonia solani causing sclerotia. For many other blemishes no clear relationship was established between a microorganism and a blemish. A study of the microbial structure of the geocaulosphere of tubers blemished or not, showed that bacterial and fungal communities adopted different dynamics during the growing season and according to the sanitary status of the seed tuber, but no causality link could have been drawn. On the other hand, an increase of R. solani population around blemished tubers was observed. The diversity of strains of R. solani originating from France and from Europe and associated to the blemished tubers was characterized. The phylogenetic relationships between the strains were independent of the geographical origin and of the host cultivar, thus the existence of frequent genetic events and genetic mixing between the populations of R. solani was suggested. Concerning the potential implication of different abiotic factors, a survey conducted with farmers showed the implication of soil pH, some cultural practices, including the choice of the susceptible cultivars and meteorological conditions on the occurrence of some blemishes. This work made clear the blemish nomenclature, confirmed the implication of R. solani in the occurrence of some blemishes and suggested new hypotheses concerning the occurrence of blemishes as a plant response to a stressful environment. Thus, a path was opened toward the resolution of the issue asked by all the potato community, responsible for the marketing of a mass consumption fresh product and answering to market requirements related to visual and culinary qualities and to environmental friendly modes of production., La qualité de présentation d'une pomme de terre de consommation, Solanum tuberosum L., commercialisée en produit frais est devenue une exigence et un enjeu économique significatif dans les relations commerciales. Compte tenu du mode de reproduction par voie végétative de cette espèce, ces exigences sont également imposées au tubercule de semence. Organe de réserve et de propagation, le tubercule est produit sous terre, ce qui l'expose aux microorganismes telluriques et le rend potentiellement porteur d'altérations superficielles dont l'origine n'est pas encore clairement identifiée pour certaines d'entre elles. L'objectif de ce travail est de recenser et de caractériser ces altérations superficielles du tubercule et d'en déterminer les causes. Après l'établissement d'une nomenclature et d'une classification consensuelles des défauts observables sur tubercule, deux hypothèses ont été formulées et testées: (1) les défauts sont d'origine pathogène et/ou (2) ils résultent d'une réponse de la plante à des stress environnementaux. L'évaluation de la première hypothèse a mené à l'identification d'une grande diversité de microorganismes vivant à la surface des tubercules altérés. Leur pouvoir pathogène a été testé par une série de tests biologiques. Ceux-ci ont permis de reproduire les défauts sur des tubercules néoformés et de vérifier les postulats de Koch pour le champignon Rhizoctonia solani responsable de la formation de sclérotes. Pour bon nombre d'autres défauts visuels, aucune relation claire entre un microorganisme et une altération n'a pu être établie. Une étude de la structure des communautés microbiennes de la géocaulosphère de tubercules, altérés ou non, a démontré que les communautés fongiques et bactériennes se comportaient selon des dynamiques différentes au cours de la culture et en fonction de l'état sanitaire du tubercule de semence mais aucune relation de causalité n'a pu être mise en évidence. Il a par contre été noté une augmentation de la population de R. solani autour des tubercules altérés. La diversité des isolats d’origine française et européenne associés aux altérations des tubercules a donc été caractérisée. Elle révèle l'existence de relations phylogénétiques indépendantes de l'origine géographique et du cultivar hôte et suggère l'existence de d'événements génétiques fréquents et d'un brassage génétique entre les populations de R. solani. Le test de la seconde hypothèse a consisté à rechercher une implication potentielle de différents facteurs abiotiques dans la formation des altérations superficielles. L'analyse d'une enquête menée auprès d'agriculteurs a mis en évidence l'implication du pH, de certaines pratiques culturales, de la sensibilité de cultivars et de conditions météorologiques particulières dans l'occurrence de certains défauts. Ce travail a permis de clarifier la nomenclature des altérations, de confirmer l'implication de R. solani dans l'apparition de certaines d'entre elles et d'envisager de nouvelles hypothèses quant à la formation de défauts suite à une réponse de la plante à un stress environnemental. Ainsi, une voie a été ouverte vers la résolution de la problématique posée par toute une filière professionnelle, responsable de la mise en marché d'un produit frais de grande consommation, et répondant aux exigences du marché en matière de présentation, qualité culinaire et, mode de production respectueux de l'environnement.

Shrimp aquaculture in New Caledonia is a developing industry, exclusively based on the species Litopenaeus stylirostris. However, it is subject to mortalities during grow out as observed all over the world. Since 1993, shrimp reared during the cold period are affected by a disease named "syndrome 93". As a consequence, the whole industry has become seasonal and produces essentially during the warm season. The climatic conditions during the periods of transition between the two main seasons could be responsible for an environmental stress and the origin reason for mortality outbreaks. Stocking density is the main risk factor. It increases the probability of the appearance and development of the epizooty in the pond. The "Summer Syndrome", a septicemic vibriosis caused by Vibrio nigripulchritudo, was identified for the first time in December 1997 in an intensive shrimp farm (DF). It has become enzootic ever since and is expressed after 50d of rearing. Since 2003, two others farms located near DF have developed the disease. As a consequence, the summer syndrome is considered to be a potential threat for all the industry. Between 1991 and 2005, the increase of feed input and nitrogen levels in feed has led to a significant increase in the growth rate over the years in the farms affected by the disease. In consequence, an early eutrophication of the water is observed, which is concomitant with the beginning of the mortality outbreaks. An early eutrophication and the virulence level of the pathogen are considered as the main risk factors of the disease. Factors may act synergistically to explain the summer syndrome. As part of a multidisciplinary approach (pathology – physiology – environment), two high-frequency surveys were carried out to analyse the pond ecosystem. Since the feed quantity increases with the biomass of shrimp, the eutrophication level of the pond ecosystem will also tend to increase with the duration of rearing. During the first part of the rearing, the abundance of each picoplankton type is exceptionally high and picophytoplankton dominated the autotrophic compartment. The nanophytoplankton dominated the second part of the rearing and was more unstable. The shift from pico to nanophytoplankton could be considered as an environmental stress and was observed in relation to the beginning of the mortalities, whatever the disease. Shift intensity could play a role by inducing directly or indirectly a stress for shrimp and/or a growth and/or virulence factors of the pathogen. Results from sediment studies show that mortality was best characterized by TAN concentration in pore water and even more when the TAN concentration was high. TAN and pH are potential stress factors for shrimp reared in ponds affected by these diseases., L'aquaculture mondiale de crevettes est un secteur à très forte croissance. Toutefois, les problèmes liés aux maladies dans les élevages ne cessent d'augmenter depuis 1980. Au cours du développement de la filière de Nouvelle-Calédonie, deux épisodes saisonniers de mortalités associées à la présence de Vibrio pathogènes sont apparus et ont fortement perturbé les techniques et les schémas de production. Les premières mortalités hivernales, décrites sous le nom de « syndrome 93 » ont été observées en mai 1993. Elles ont affecté depuis tous les élevages de saison froide de toutes les fermes de production. Les conditions climatiques pendant les périodes de transitions entre les deux principales saisons caractérisant le climat de la Nouvelle-Calédonie, seraient responsables d'un stress environnemental à l'origine du déclenchement du syndrome 93. La densité initiale d'ensemencement, apparaît comme le principal facteur de risque, augmentant la probabilité d'apparition de la maladie et l'ampleur de ses effets. Le « syndrome d'été » a été identifié pour la première fois en 1997 dans une ferme pratiquant une production intensive. Il s'est déclaré depuis 2003 dans deux autres fermes géographiquement proches. Les mortalités apparaissent 58 jours en moyenne après l'ensemencement des post-larves dans les bassins. La recherche d'une croissance maximale des animaux a induit, avec les années, une intensification progressive du système caractérisée par une augmentation de la quantité d'aliment distribuée. L'examen des données historiques fait apparaître une eutrophisation du milieu de plus en plus précoce concomitante au déclenchement des mortalités. En l'état actuel de nos connaissances, cette évolution précoce de l'écosystème en présence de façon récurrente de la souche hautement pathogène du Vibrio incriminé et à une période où la fréquence des mues des crevettes est élevée, constitue le principal facteur de risque de la maladie. Avec l'apport croissant en aliment, la colonne d'eau évolue vers une autotrophie croissante alors que le sédiment devient de plus en plus hétérotrophe au fur et à mesure que l'élevage progresse. Au cours du processus d'eutrophisation, le compartiment autotrophe montre une succession de deux assemblages. Le picophytoplancton domine sur la première partie de l'élevage et laisse place à du nanophytoplancton en seconde partie. Cette phase de transition, concomitante à l'apparition des mortalités quel que soit le syndrome, caractérise un stress environnemental dont l'intensité pourrait favoriser ou non le déclenchement des mortalités. Les suivis de différents indicateurs dans les sédiments - pH, potentiel d'oxydoréduction et concentration en ammoniaque dans l'eau interstitielle – indiquent dans les bassins déclarant les épizooties des conditions qui ont été définies expérimentalement comme potentiellement plus stressantes pour les animaux.