Études biologiques et comportementales de deux espèces de moustiques (Aedes albopictus et Anopheles arabiensis) vectrices de maladies en vue du développement de la Technique de l'Insecte Stérile (TIS) contre ces vecteurs à l'île de la Réunion

Les femelles moustiques peuvent être vectrices de nombreux agents infectieux (virus, protozoaires, helminthes) pour l'Homme, qui peuvent être la cause de maladies graves comme le paludisme et la dengue. Ces maladies menacent respectivement 50 et 40% de la population mondiale ; le paludisme étant responsable de près d'un million de décès par an. Les méthodes de lutte anti-vectorielle destinées à limiter les populations vectrices et stopper la transmission de maladies, se heurtent au développement incessant de résistances de la part des moustiques et des agents infectieux vis-à-vis des traitements employés. Bien que certaines régions du monde aient réussi à stopper efficacement la transmission de certaines de ces maladies, une grande partie des régions tropicales reste menacée. De plus l'expansion rapide de certaines espèces vectrices, telles qu'Aedes albopictus, accroît les risques sanitaires dans de nouvelles régions du globe. La technique de l'insecte stérile (TIS), qui a permis l'éradication ou la suppression des populations de nombreux insectes nuisibles aux cultures et à l'Homme, représente un moyen de lutte prometteur contre les moustiques. Cette technique s'appuie sur le lâcher en masse de mâles stérilisés par rayonnements ionisants qui, en transférant un sperme stérile aux femelles sauvages, vont permettre une diminution progressive de la population cible. Suite à l'épidémie de chikungunya à l'île de la Réunion en 2005 et face aux menaces permanentes de recrudescence de la dengue et du paludisme, les services de lutte anti-vectorielle réunionnais mettent en place d'importants moyens de lutte contre les populations de moustiques concernées. Toutefois, ces mesures ne permettant pas une diminution durable des densités de vecteurs, une étude de faisabilité est en cours quant à l'utilisation de la TIS pour diminuer et contrôler les populations d Aedes albopictus, vecteur de la dengue et du chikungunya, et d Anopheles arabiensis, vecteur du paludisme.Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet TIS Réunion, dans le but d'étudier la biologie et le comportement des souches destinées aux lâchers de mâles stériles. Dans un premier temps, cette étude s'intéresse à la comparaison entre les souches d'élevage d Anopheles arabiensis et les souches sauvages, ainsi qu'aux modalités de stérilisation des mâles de la souche à sexage génétique. Une seconde partie est consacrée à l'étude de l'effet de l'irradiation sur les mâles d Aedes albopictus, en étudiant plus particulièrement leur stratégie de reproduction, leur capacité d'insémination en laboratoire, ainsi que leur compétitivité sexuelle et longévité face aux mâles sauvages en conditions semi-contrôlées.Mosquito females are potential vectors of numerous pathogens (viruses, protozoa, helminths), which can cause serious diseases such as malaria and dengue in humans. These two infectious diseases are threatening 50 and 40% of the world population respectively. Malaria is responsible for nearly one million deaths per year, and is considered by many experts as the most important insect-transmitted disease. Antivectorial control methods, intended to limit the vector populations and to stop the disease transmission have to face many challenges such as the development of mosquitoes' and pathogens' resistance to the treatments employed to control them. Although various regions of the world have succeeded in efficiently stopping the transmission of some diseases, most of the tropical regions remain under threat. In addition, the rapid expansion of some vector species, such as Aedes albopictus, increases the risks in previously safe areas of the world. The sterile insect technique (SIT) has allowed the eradication or suppression of various insect pest populations threatening crops, animal, and human health, and could offer a promising control tool against mosquitoes. The classical SIT relies on the mass releases of males sterilized by ionizing radiation;they transfer sterile sperm to wild females, which results in a progressive reduction of the target population.Following the chikungunya outbreak in Reunion Island in 2005 and considering the constant threat of arecrudescence of dengue and malaria, the anti-vectorial services in Reunion Island are deploying important means to control the relevant mosquito populations. However, these measures do not confer a permanent, or long-lasting reduction of vector densities. A feasibility study is ongoing, evaluating the use of the SIT to diminish and control the populations of Ae. albopictus, a vector of dengue and chikungunya, and Anopheles arabiensis, a vector of malaria. This PhD work was developed in the context of the SIT Reunion project, with the aim of studying the biology and the behaviour of some strains intended for the sterile male releases. Firstly, this study endeavours to compare colonized and wild strains of An. arabiensis, and to determine the sterilisation procedures of the genetic sexing strain males. The second part of this work studies the effect of irradiation on male Ae. albopictus, and most notably their reproductive strategy, the insemination capacity in laboratory, and finally their sexual competitiveness and longevity against wild males under semi-field conditions.SAINT DENIS/REUNION-Droit Lettre (974112101) / SudocSudocFranceF

The management of snags: A comparison in managed and unmanaged ancient forests of the Southern French Alps

Dead wood is an important structure for conservation purposes and for maintaining biodiversity. In this context, snags were studied under different conditions in silver fir ancient forests of the southern French Alps. The impact of management status and developmental phases were estimated on both quantity and quality of this material. SDT volume averaged 64.6 ± 19.8 m3·ha–1 and 15.8 ± 6.0 m3·ha–1 in unmanaged and managed ancient forests, respectively. SDT volume varied according to the point in the silvicultural cycle and silvigenesis cycle ranging from 4.3 ± 3.4 m3·ha–1 in early aggradation phase of managed forests to 202.3 ± 48.6 m3·ha–1 in degradation phase of unmanaged forest. Large SDT significantly belonged to the degradation phase of unmanaged forests. Our research showed that SDT density in this ancient forests was mainly governed by natural processes. An average of 9 large SDT per ha has been proposed to preserve the ecological processes.Gestion du bois mort sur pied : comparaison entre forêts anciennes gérées et subnaturelles des Alpes du Sud françaises. La quantité de bois mort est un enjeu important dans la conservation et le maintien de la biodiversité forestière. Dans ce contexte, les bois morts sur pied ont été étudiés dans des hêtraies-sapinières anciennes des Alpes du Sud françaises. L’impact du mode de gestion et des différentes phases du cycle sylvicultural et de la mosaïque sylvatique a été estimé. Le volume moyen de bois mort sur pied atteint 64,6 ± 19,8 m3·ha–1 dans les forêts anciennes inexploitées, alors qu’il n’est que de 15,8 ± 6,0 m3·ha–1 dans les forêts exploitées. Ce volume moyen varie selon la mosaïque sylvatique, passant de 4,3 ± 3,4 m3·ha–1 dans la jeune phase d’aggradation des forêts anciennes exploitées à 202,3 ± 48,6 m3·ha–1 dans la phase de sénescence des forêts anciennes inexploitées. Cette dernière contient significativement les gros bois sec sur pied (DBH > 43 cm). Nos résultats montrent que dans ces écosystèmes montagnards, la disponibilité en bois mort sur pied, est due essentiellement aux fortes contraintes environnementales en présence

Directive habitats et conservation de la nature, enjeux théoriques de l'outil communautaire et implications pratiques, des contextes nationaux aux sites ardéchois (cas d'espèces et d'habitats)

Dans un contexte d érosion accélérée de la diversité biologique, de nombreuses mesures visant à protéger la Nature ont été mises en place ces dernières années. La Directive Habitats est l une d entre elles. Quels sont ses enjeux théoriques au regard des acquis en biologie de la conservation et ses conséquences pratiques en terme de protection ? Construite en trois parties, cette thèse a pour objectif d approfondir la problématique de la cohérence de la Directive Habitats comme outil de conservation ; la complexité de l objet d études implique un recours à une diversité de matériaux, dont l analyse fait appel à l écologie du paysage, l écologie des communautés ou encore à la biologie des populations. Dans ce cadre pluridisciplinaire, le questionnement s organise autour d aspects théoriques (philosophie du texte, dispositions prévues pour la mettre en œuvre, annexes d habitats et d espèces) et opérationnels (procédures nationales, faisabilité de la démarche française, fonctionnalité du réseau Natura 2000, complémentarité des approches habitat et habitat d espèce , etc.), aux différentes échelles d application de la directive. Il est apparu essentiel de ne pas dissocier ces deux facettes de la problématique ; le travail doctoral effectué révèle l importance d une approche globale pour cerner les différents enjeux qui sous-tendent la Directive Habitats. Elle devra être au final évaluée sur l état de conservation favorable des habitats et des espèces listées par les annexes. Mais du texte à cet aspect pratique, appréhender la Directive Habitats nécessite de dépasser les considérations écologiques, à l image d autres problématiques de conservation de la biodiversité, également appliquées à des situations complexes.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocSudocFranceF

Pratiques sportives de nature et milieux naturels (approche multiscalaire des sciences de l'écologie pour l'intégration des pratiques de randonnée, d'escalade et de canyonisme dans les espaces naturels, Ardèche)

Avec l émergence et la construction du lieu de pratique des activités physiques de nature dans les espaces ruraux et montagnards, et en relation avec les pensées actuelles et les réflexions autour des notions d environnement, d écologie et de développement durable, se sont naturellement dégagées des interrogations sur l intégration des activités dans la nature. Portée par une problématique environnementale, cette recherche se place dans l interface des sciences de la nature et des sciences de la société. Elle se positionne donc dans les champs de la biologie et dans ceux de la géographie sociale et culturelle, et s intègre dans les réflexions et les attentes contemporaines qui animent la société. Elle s articule autour des concepts d indicateurs biologiques, de paysage et de capacité de charge dans un complexe multiscalaire. Cet emboîtement d échelle est indispensable à la traduction de la complexité des interactions entre les pratiques sportives de nature et la composition, la structure et le fonctionnement des écosystèmes. La première partie pose en toile de fond le contexte sociologique de l étude, au travers de l évolution des idées de nature, de représentations, de conscience environnementale (avec la considération de l homme comme partie intégrante des systèmes) et de constatations des impacts des activités humaines, échelonnées depuis le XVIIIe siècle. Elle présente également les activités physiques de nature en s appuyant sur l histoire des pratiques sportives, et insiste sur leur modalité d organisation avec une entrée spatiale prépondérante. La deuxième partie éclaire sur les notions de perturbations et d impacts environnementaux, en retraçant un historique de l émergence des pensées écologistes, des réflexions d éthiques environnementales, de positionnements scientifiques, idéologiques et de politiques gouvernementales. Après avoir référencé les outils biologiques d évaluation d impacts, leurs usages et leurs limites, le texte s ouvre sur la notion de paysage et la discipline scientifique d écologie du paysage, qui permet d aborder les impacts liés aux activités de nature à une échelle plus appropriée en raison de l organisation spatiale dynamique des pratiques. La troisième partie présente les sites d étude et les applications de recherche concernant les impacts des activités de randonnée, d escalade et de canyonisme, selon un emboîtement d échelles qui permet d obtenir une vision d ensemble sur les potentialités d intégration des activités dans l environnement au vue d enjeux écologiques déterminés. Enfin la conclusion reprend la question générale de l existence d impacts sur l environnement liés aux activités physiques de nature et des possibilités d intégration écologique des pratiques, dans leurs organisations spatiales et fonctionnelles. Cette recherche étant une première investigation dans le domaine, elle présente les zones d ombres encore largement déployées sur le sujet, les perspectives de recherche à venir ainsi que les enjeux environnementaux, sociaux, culturels et économiques pesant autour de cette problématique.With the emergence and the construction of the place of practice of outdoor activities in the rural and mountain areas and in relation to the current thoughts around the concepts of environment, ecology and sustainable development, interrogations on the integration of those activities in nature have naturally released themselves. Range by environmental problems, this research is placed at the interface of sciences of the nature and sciences of the society. It thus positions itself in the fields of biology and in those of the social and cultural geography and is fully integrated in the contemporary thoughts and waitings of the society. It is articulated around the concepts of biological indicators, landscape and load capacity in a multi-scalar complex. This fitment of scale is essential to the comprehension of the complexity of the interactions between the outdoor activities and the composition, structure and the functioning of the ecosystems. The first part sets out in background the sociological context of the study, through the evolution of the ideas of nature, representations, environmental conscience (with the consideration of human being like integral part of the systems) and of observations of the impacts of the human activities, spread out since the 18 s century. It also presents the outdoor activities based on the history of the sporting practices and insists on their method of organization with a dominating space entry. The second part informs on the concepts of disturbances and environmental impacts by recounting an history of the emergence of the ecological thoughts, the reflexions of environmental ethics, scientific positionings and ideological and governmental policies. After having referred the biological tools for the evaluation of impacts, their uses and their limits, the text opens on the concept of landscape and the scientific discipline of ecology of the landscape, which makes it possible to approach the impacts related to the activities likely to a scale more adapted because of the dynamic space organization of the practices.The third part presents the sites of study and the applications of research concerning the impacts of the activities of excursion, climbing and canyoning, according to a fitment of scales which makes it possible to obtain an overall vision on the potentialities of integration of the activities in the environment with the sight of given ecological stakes. Finally the conclusion takes again the general question of the existence of environmental impacts related to the outdoor activities and of the possibilities of ecological integration of the practices in their space and functional organizations. This research being a first investigation in this field, it presents the zones of shades still largely deployed on the subject, the prospects for research to come as well as the stakes environmental, social, cultural and economic weighing around these problems.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocSudocFranceF

Vegetation cover and long-term conservation of radioactive waste packages : the case study of the CSM waste disposal facility (Manche district, France)

The CSM is the first French waste disposal facility for radioactive waste. Waste material is buried several meters deep and protected by a multi-layer cover, and equipped with a drainage system. On the surface, the plant cover is a grassland vegetation type. A scientific assessment has been carried out by the G,ophen laboratory, University of Caen, in order to better characterize the plant cover (ecological groups and associated soils) and to observe its medium and long term evolution. Field assessments made on 10 plots were complemented by laboratory analyses carried out over a period of 1 year. The results indicate scenarios and alternative solutions which could arise, in order to passively ensure the long-term safety of the waste disposal system. Several proposals for a blanket solution are currently being studied and discussed, under the auspices of international research institutions in order to determine the most appropriate materials for the storage conditions. One proposal is an increased thickness of these materials associated with a geotechnical barrier since it is well adapted to the forest plants which are likely to colonize the site. The current experiments that are carried out will allow to select the best option and could provide feedback for other waste disposal facility sites already being operated in France (CSFMA waste disposal facility, Aube district) or in other countries

Contribution à l étude des moustiques anthropophiles de France ( le cas particulier de genre Coquillettidia )

Les moustiques du genre Coqui//ettidia représentent une nuisance mais sont inefficacement contrôlés, larves vivant fixées aux racines des végétaux en profondeur, à l'abris des traitements. A l'issue d'une vaste étude de terrain, une liste d'indicateurs écologiques caractéristiques des gîtes larvaires à Coqui//ettidia a été dressée pour faciliter leur localisation. La nature des plantes aquatiques et la présence de kairomones (p crésol. acides laurique et heptadécanoïque), le courant, la salinité, la turbidité, la pérennité de la pièce d'eau et son entretien, sont très probablement impliqués dans le choix des gîtes colonisés par ces moustiques. Des tests comportementaux couplés à des analyses chimiques en laboratoire ont permis de déterminer les mécanismes gouvernant la fixation des larves aux racines, dont dépend leur survie. Nous avons mis en évidence l'implication de substances allélochimiques généralistes (glycérol, uracile, thymine, uridine et thymidine) dans la reconnaissance des plantes hôtes par les larves. L' intluence de l'intensité lumineuse, de la teneur en oxygène de l'eau, et de la morphologie des racines sur le comportement de fixation a été démontrée. Enfin une stratégie larvicide adaptée à l'écologie particulière de Coqui//ettidia a été mise au point. Nous avons prouvé que des plantes aquatiques pouvaient acheminer un insecticide systémique, le diméthoate, par voie phloémienne jusqu'aux racines, et libérer des composés toxiques au contact des larves. La fixation est f0l1ement pel1urbée (- 85%), ce qui amplifie l'efficacité de cette stratégie.Coqui//euidia mosquitoes are a major nuisance and are difficult to control, since larvae live in a protected and deep habitat. attached to plant roots for their oxygen supply. The results of a large field study allowed us to inventory ecological indicators of Coqui//ettidia breeding sites, that can help to locate them. Aquatic plant species and kairomones emission (p-cresol, lauric and heptadecanoïc acids), water tlow, salinity. turbidity. persistence of standing waters and impact of human operations must be involved in the choice of the breeding sites by these mosquitoes. Behavioral tests combined with chemical analysis enabled us to identify the mechanisms governing larval behavior of attachment to roots, determinant for their survival. It is proved that generalist semiochemicals (glycerol, uracil, thymine, uridine and thymidine) are involved in the host-plant identitïcation by swimming larvae. Light intensity, oxygen concentration of water and roots morphology are also intluencing larval attachment. Finally, a larvicidal strategy specially adapted to larval Coquillettidia ecology was set up. The capacity of aquatic plants to transport the systemic insecticide dimethoate via the phloem to the roots, and to release toxic compounds in larval surroundings has been proven. The high diminution ( 85%) of larval attachment abilities increases the efficiency of this strategy.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Analysis and nonlinear modeling of the mound-building ant Formica lugubris spatial multi-scale dynamic in a larch-tree stand of the southern French Alps

International audienceDeterminism in the evolution of a mound-building ant Formica lugubris (Hymenoptera:Formicidae) colony and the impact of environmental perturbations were analyzed using several methods. Variation in dome volume of ant-hills and their activity were followed in a larch forest of the southern French Alps for 8 consecutive years. The dynamic of domes was graphically visualized, and the deterministic component of variations was assessed using linear and nonlinear models (neural networks) in the context of auto-regressive and spatial multi-scale dependences hypothesis. An analysis of residuals was carried out (errors from the best global model) and nonpredictable data were located in perturbed areas (forest clearings and wind-throws). The dynamic of ant colony in the stand was simulated constructing a web of interacting neural net models. Evolution of virtual ant-hills was in accordance with real observed dynamic. The study revealed a very active dynamical system resulting from ants self-organizing in dome construction and confirmed that silvicultural practices can have a negative impact on ant colonies. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved

Sexual performance of male mosquito Aedes albopictus

Issues of male fertility must be addressed to support the development of a sterile insect technique (SIT) programme for the control of Aedes albopictus Skuse (Diptera: Culicidae) populations on Reunion Island in the Indian Ocean. The mating ability of a local strain of Ae. albopictus was tested using several batches of females and different cage sizes under laboratory conditions. Individual males were able to inseminate up to 14 females at an average of 9.5 females per male when exposed to 20 females over 7 days. Males filled between three and 27 spermathecal capsules at an average of 15.5 capsules per male. The average number of females inseminated per male was 5.3 when two virgin females were introduced to one male and replaced every day for 12 days, and 8.6 when 10 virgin females were introduced to one male and replaced every day for 14 days. A continuous decrease in the number of both inseminated females and filled spermathecal capsules was observed over time, until no mating occurred after 14 days. The high number of females inseminated by one male and the duration of male activity may have strong implications for SIT control of mosquitoes