Conséquences écologiques et évolutives de la chasse chez l'ours brun (Ursus arctos) scandinave

La planète Terre fait face à sa sixième extinction massive des espèces. Cette fois, l’Homme (Homo sapiens) est considéré comme la cause principale de ce phénomène. Une des menaces les plus importantes qui pèsent sur la survie des populations animales est la surexploitation, telle que la pêche et la chasse. L’exploitation diminue la survie des classes d’âges et de sexes qui sont récoltées, mais elle peut également induire des effets écologiques et évolutifs sur les populations sauvages. Bien que les effets écologiques et évolutifs de la récolte puissent influencer le taux de croissance de la population, ils sont peu documentés et quantifiés dans la littérature scientifique et sont rarement pris en compte lors de la gestion des populations exploitées. Cette thèse a donc comme objectif principal de quantifier les effets écologiques et évolutifs de la chasse chez une population de grand carnivore ; l’ours brun (Ursus arctos) scandinave. Cette population est suivie de manière longitudinale depuis 1985 par le Scandinavian Brown Bear Project. Ce projet de recherche cumule des informations, entre autres, sur l’âge, le sexe, la reproduction, la survie et le comportement des ours bruns, ce qui en fait une des bases de données des plus complètes au monde chez un grand carnivore. Dans un premier temps, j’ai évalué les effets écologiques de la chasse. La chasse peut déstabiliser la structure spatiale et sociale d’une population récoltée et ainsi augmenter la probabilité d’observer de l’infanticide sexuellement sélectionné. Par conséquent, la chasse a le potentiel de diminuer la survie juvénile même si cette classe d’âge n’est pas directement visée par la récolte. En combinant des informations sur la survie juvénile et la localisation des mâles récoltés à la chasse, j’ai mis en évidence une diminution de la survie d’une portée d’une femelle lorsqu’un mâle était tué à proximité (Chapitre deux). De plus, j’ai montré que la mortalité d’un mâle à la chasse résulte en une restructuration spatiale qui perdure pendant deux années (Chapitre trois). Les résultats obtenus suggèrent que la chasse a des effets écologiques à long terme qui peuvent influencer la viabilité des populations. Dans un deuxième temps, j’ai évalué les conséquences évolutives potentielles de la chasse. J’ai débuté en montrant qu’il existe de la variabilité comportementale en sélection d’habitat chez l’ours brun (Chapitre quatre), soit une des conditions de l’évolution par sélection naturelle. Ensuite, j’ai colligé de l’information issue de la littérature scientifique afin de montrer que les comportements des animaux peuvent influencer leur vulnérabilité à la récolte, que ce soit la pêche ou la chasse (Chapitre cinq). Ensuite, j’ai montré que les chasseurs peuvent induire des pressions sélectives sur le comportement des ours, soit la deuxième condition de l’évolution par sélection naturelle (Chapitre six). Bien que je n’aie pas quantifié l’héritabilité comportementale dans cette thèse, les résultats des chapitres quatre, cinq et six suggèrent néanmoins qu’il pourrait y avoir de l’évolution induite par la récolte pour les traits comportementaux héritables. Finalement, j’ai comparé, pour la même population, les données du suivi longitudinal du Scandinavian Brown Bear Project aux données du registre d’abattages de chasse. J’ai mis en lumière que les données de registre d’abattages de chasse peuvent être biaisées par rapport à des données issues d’un suivi longitudinal, et ce, même dans un système d’étude où la chasse est considérée comme peu sélective (Chapitre sept). Cette conclusion est importante pour la gestion, la conservation et l’étude des effets écologiques et évolutifs de la chasse qui utilisent souvent les données dans les registres d’abattages de chasse. En effet, ces données constituent souvent une des seules sources d’informations disponibles pour plusieurs espèces exploitées. Bien que les données de registres d’abattages de chasse soient souvent abondantes, elles devraient être utilisées de manière prudente dans les décisions de gestion et de conservation considérant qu’elles sont souvent biaisées. Les résultats de cette thèse ont permis de quantifier certains effets écologiques et évolutifs de la récolte et de souligner l’importance de ces effets pour la viabilité à long terme des populations exploitées. Mieux documenter les effets des activités anthropiques est primordial afin de pouvoir décider des actions à poser pour réduire ces effets dans une ère où l’Homme est la principale menace à la biodiversité de la planète

Tests d'association génétique pour des durées de vie en grappes

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016Les outils statistiques développés dans cette thèse par articles visent à détecter de nouvelles associations entre des variants génétiques et des données de survie en grappes. Le développement méthodologique en analyse des durées de vie est aujourd'hui ininterrompu avec la prolifération des tests d'association génétique et, de façon ultime, de la médecine personnalisée qui est centrée sur la prévention de la maladie et la prolongation de la vie. Dans le premier article, le problème suivant est traité : tester l'égalité de fonctions de survie en présence d'un biais de sélection et de corrélation intra-grappe lorsque l'hypothèse des risques proportionnels n'est pas valide. Le nouveau test est basé sur une statistique de type Cramérvon Mises. La valeur de p est estimée en utilisant une procédure novatrice de bootstrap semiparamétrique qui implique de générer des observations corrélées selon un devis non-aléatoire. Pour des scénarios de simulations présentant un écart vis-à-vis l'hypothèse nulle avec courbes de survie qui se croisent, la statistique de Cramer-von Mises offre de meilleurs résultats que la statistique de Wald du modèle de Cox à risques proportionnels pondéré. Le nouveau test a été utilisé pour analyser l'association entre un polymorphisme nucléotidique (SNP) candidat et le risque de cancer du sein chez des femmes porteuses d'une mutation sur le gène suppresseur de tumeur BRCA2. Un test d'association sequence kernel (SKAT) pour détecter l'association entre un ensemble de SNPs et des durées de vie en grappes provenant d'études familiales a été développé dans le deuxième article. La statistique de test proposée utilise la matrice de parenté de l'échantillon pour modéliser la corrélation intra-famille résiduelle entre les durées de vie via une copule gaussienne. La procédure de test fait appel à l'imputation multiple pour estimer la contribution des variables réponses de survie censurées à la statistique du score, laquelle est un mélange de distributions du khi-carré. Les résultats de simulations indiquent que le nouveau test du score de type noyau ajusté pour la parenté contrôle de façon adéquate le risque d'erreur de type I. Le nouveau test a été appliqué à un ensemble de SNPs du locus TERT. Le troisième article vise à présenter le progiciel R gyriq, lequel implante une version bonifiée du test d'association génétique développé dans le deuxième article. La matrice noyau identical-by-state (IBS) pondérée a été ajoutée, les tests d'association génétique actuellement disponibles pour des variables réponses d'âge d'apparition ont été brièvement revus de pair avec les logiciels les accompagnant, l'implantation du progiciel a été décrite et illustrée par des exemples.The statistical tools developed in this manuscript-based thesis aim at detecting new associations between genetic variants and clustered survival data. Methodological development in lifetime data analysis is today ongoing with the proliferation of genetic association testing and, ultimately, personalized medicine which focuses on preventing disease and prolonging life. In the first paper, the following problem is considered: testing the equality of survival functions in the presence of selection bias and intracluster correlation when the assumption of proportional hazards does not hold. The new proposed test is based on a Cramér-von Mises type statistic. The p-value is approximated using an innovative semiparametric bootstrap procedure which implies generating correlated observations according to a non-random design. For simulation scenarios of departures from the null hypothesis with crossing survival curves, the Cramer-von Mises statistic clearly outperformed the Wald statistic from the weighted Cox proportional hazards model. The new test was used to analyse the association between a candidate single nucleotide polymorphism (SNP) and breast cancer risk in women carrying a mutation in the BRCA2 tumor suppressor gene. A sequence kernel association test (SKAT) to detect the association between a set of genetic variants and clustered survival outcomes from family studies is developed in the second manuscript. The proposed statistic uses the kinship matrix of the sample to model the residual intra-family correlation between survival outcomes via a Gaussian copula. The test procedure relies on multiple imputation to estimate the contribution of the censored survival outcomes to the score statistic which is a mixture of chi-square distributions. Simulation results show that the new kinship-adjusted kernel score test controls adequately for the type I error rate. The new test was applied to a set of SNPs from the TERT locus. The third manuscript aims at presenting the R package gyriq which implements an enhanced version of the genetic association test developed in the second manuscript. The weighted identical-by-state (IBS) kernel matrix is added, genetic association tests and accompanying software currently available for age-at-onset outcomes are briefly reviewed, the implementation of the package is described, and illustrated through examples

Are VNTR co-localizing with breast cancer-associated SNPs?

PURPOSE: Several common genetic variants (single-nucleotide polymorphisms, SNPs) have been shown to be associated with breast cancer (BC) risk in the general population, and to modify BC risk for BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Co-localization of variable number of tandem repeats (VNTRs) with these BC-associated SNPS has not been comprehensively studied. METHODS: Cross referencing of genome-wide VNTRs with the known BC genome-wide association studies (GWAS) SNPs significantly associated with increased risk for developing breast cancer was carried out. Analysis was based on the overlap between the VNTRs and 10-kb windows around these BC-susceptibility SNPs. RESULTS: Cross referencing of the 1.2 million TR with the 161 known BC-associated SNPs in the general population led to 690 matches. Of those, in 17 VNTRs, the SNP was within the VNTR. Analysis restricted to loci known to modify BC penetrance in BRCA1 (n = 31) and BRCA2 (n = 33) mutation carriers led to 139 and 170 co-localization matches, respectively. For these, none of the SNPs were within the VNTR. The distances between the SNPs and the VNTRs were not significantly different from what was expected to occur by chance alone (p = 0.61; p = 0.44; p = 0.25, respectively). CONCLUSION: There is no evidence that VNTRs co-localize with currently reported SNP tagged BC GWAS loci

Teaching Sodium Fast Reactor Technology and Operation for the Present and Future Generations of SFR Users

International audienceThis paper provides a description of the education and training activities related to sodium fast reactors, carried out respectively in the French Sodium and Liquid Metal School (ESML) created in 1975 and located in France (at the CEA Cadarache Research Centre), in the Fast Reactor Operation and Safety School (FROSS) created in 2005 at the Phenix plant, and in the Institut National des Sciences et Techniques Nucle'aires (INSTN). It presents their recent developments and the current collaborations throughout the world with some other nuclear organizations and industrial companies. Owing to these three entities, CEA provides education and training sessions for students, researchers, and operators involved in the operation or development of sodium fast reactors and related experimental facilities. The sum of courses provided by CEA through its sodium school, FROSS, and INSTN organizations is a unique valuable amount of knowledge on sodium fast reactor design, technology, safety and operation experience, decommissioning aspects and practical exercises. It is provided for the national demand and, since the last ten years, it is extensively opened to foreign countries. Over more than 35 years, the ESML, FROSS, and INSTN have demonstrated their flexibility in adapting their courses to the changing demand in the sodium fast reactor field, operation of PHENIX and SUPERPHENIX plants, and decommissioning and dismantling operations. The results of this ambitious and constant strategy are first sharing of knowledge obtained from experimental studies carried out in research laboratories and operational feedback from reactors, secondly standardized information on safety, and finally the creation of a ''sodium community'' that debates, shares the knowledge, and suggests new tracks for a better definition of design and operating rules

Influence of young black spruce plantations on moose winter distribution

Logging in the boreal forest may benefit moose by increasing food availability. However, the influence of tree plantations on moose behavior, especially on moose spatial ecology, is poorly understood. We assessed the impacts of black spruce plantations on moose winter distribution at a landscape scale in the Bas‐Saint‐Laurent region (Québec, Canada). We used winter aerial surveys to examine relationships among plantation characteristics and other habitat variables known to affect moose distribution. The total area of plantations positively influenced moose abundance, but highly aggregated plantations resulted in fewer moose. Moose abundance was also positively associated with food availability and the density of edges between stands providing cover and stands offering high food availability, but moose abundance was negatively associated with road density. Although plantation characteristics were less influential than habitat variables related to foraging and predator avoidance, we demonstrate that the area of black spruce plantations and their configuration should be considered in moose management. We conclude that an integrated management strategy is needed to find a balance between overdeveloped road networks (needed to join homogeneously distributed plantations) and agglomerated plantations in order to mitigate impacts on moose winter distribution. © 2012 The Wildlife Society

Behavioural strategies towards human disturbances explain individual performance in woodland caribou

Behavioural strategies may have important fitness, ecological and evolutionary consequences. In woodland caribou, human disturbances are associated with higher predation risk. Between 2004 and 2011, we investigated if habitat selection strategies of female caribou towards disturbances influenced their calf’s survival in managed boreal forest with varying intensities of human disturbances. Calf survival was 53 % and 43 % after 30 and 90 days following birth, respectively, and 52 % of calves that died were killed by black bear. The probability that a female lose its calf to predation was not influenced by habitat composition of her annual home range, but decreased with an increase in proportion of open lichen woodland within her calving home range. At the local scale, females that did not lose their calf displayed stronger avoidance of high road density areas than females that lost their calf to predation. Further, females that lost their calf to predation and that had a low proportion of ≤5-year-old cutovers within their calving home range were mostly observed in areas where these young cutovers were locally absent. Also, females that lost their calf to predation and that had a high proportion of ≤5-year-old cutovers within their calving home range were mostly observed in areas with a high local density of ≤5-year-old cutovers. Our study demonstrates that we have to account for human-induced disturbances at both local and regional scales in order to further enhance effective caribou management plans. We demonstrate that disturbances not only impact spatial distribution of individuals, but also their reproductive success

Experimental database of mixed-mode crack propagation tests performed on mortar specimens with a hexapod and full-field measurements. Part II: interactive loading

International audienceThis second paper presents a series of 4 crack propagation tests with the same experimental protocol as in a companion paper, but with some significant loading modifications. The first difference is that the loading is composed of in-plane rotation in addition to tension and shear translations. The second difference is that the loading is manually changed during the tests, depending on the crack tip location. This leads to tests with several bifurcations, and/or different loading ratios during the same test. One of them leads to mode I+II, and then mode I+III crack propagation. Some tests end with instabilities while others are controlled to be stable up to the complete failure of the specimen. In some cases, crack closure and friction between the crack faces occur