Potentiel évolutif de l'hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor) : plasticité phénotypique et variation génétique dans un contexte d'hétérogénéité environnementale

Les changements environnementaux actuels entrainent des modifications importantes dans les pressions de sélection qui agissent sur les populations naturelles. Cependant, la capacité de réponse des populations à ces modifications et l’importance relative des différents mécanismes comme la plasticité phénotypique et les changements de la composition génétique des populations restent encore trop peu connus. L’objectif général de ma thèse était donc d’évaluer les rôles de la plasticité phénotypique et de la variation génétique sur le potentiel évolutif en population naturelle. Pour ce faire, j’ai utilisé comme modèle d’étude l’Hirondelle bicolore (Tachycineta bicolor), un passereau migrateur qui est suivi dans le Sud du Québec depuis 2004 dans un environnement hétérogène. Dans un premier temps (chapitre 2), j’ai évalué les déterminants environnementaux de la date de ponte et évalué leurs effets à des niveaux individuels et populationnels de plasticité phénotypique. Comme observé chez de nombreuses espèces aviaires, la température avait un effet important sur la synchronisation de la ponte, similaire au niveau individuel et populationnel, avec les dates de ponte plus hâtive lorsque les températures étaient plus chaudes. Par contre, ces relations semblaient contraintes par la densité locale d’hirondelles, considérée dans ce système d’étude comme un indice de la qualité de l’environnement. Plus précisément, les réponses plastiques à la température étaient moins prononcées à faible densité, c’est-à-dire dans les habitats plus contraignants. Ces résultats suggèrent donc que malgré la présence de plasticité phénotypique chez une espèce donnée, son efficacité pour pallier les changements climatiques peut être inégale entre les populations. Dans un deuxième temps (chapitre 3), je me suis intéressée à 4 gènes candidats liés à la phénologie (CLOCK, NPAS2, ADCYAP1 et CREB1) montrant de la variation de type courtes répétitions en tandem, et à leur relation avec deux traits phénologiques, la date de ponte et le temps d’incubation. Ces analyses ont montré plusieurs relations entre la variation observée à ces gènes et celle des traits phénologiques étudiés, dans la plupart des cas en interaction avec des variables environnementales (densité locale, latitude ou température printanière). Par exemple, les femelles avec en moyenne des allèles plus courts au gène CLOCK pondaient plus tôt que celles avec des allèles plus longs, une relation plus marquée à densité locale élevée. Les différents résultats suggèrent l’importance que peuvent prendre les interactions génotype-environnement, qui sont rarement prises en compte dans les études de gènes candidats, et qui pourraient expliquer une partie des résultats discordants entre les celles-ci. Dans un troisième temps (chapitre 4), j’ai vérifié la faisabilité d’une étude en génétique quantitative avec les données récoltées dans le système d’étude utilisée, caractérisé par un fort taux de reproduction hors couple et un faible recrutement des oisillons. Plus précisément, j’ai testé à l’aide de données empiriques et simulées la précision et l’exactitude des estimations d’héritabilité et de corrélations génétiques pour trois types de traits, morphologiques, reproducteurs et d’oisillons. Les résultats suggéraient un manque de précision important pour les traits morphologiques et reproducteurs, de même que des biais considérables lors de l’utilisation du pédigrée social plutôt que du pédigrée génétique. Ces analyses révèlent entre autres l’utilité des simulations pour tester adéquatement la faisabilité d’une étude en génétique quantitative sur une population donnée. Dans une dernière étude (chapitre 5), j’ai documenté les effets de l’hétérogénéité environnementale et de l’utilisation de différentes approches de génétique quantitative sur les prédictions de réponses évolutives en population naturelle. Plus particulièrement, cette étude s’est concentrée sur trois traits morphologiques (masse, longueur de l’aile et du tarse) mesurés à différents moments au cours du développement des oisillons. Les différentes analyses ont montré une sélection plus forte à faible densité locale pour la masse à 12 jours ainsi que des variations dans les composantes de variances phénotypiques selon la qualité de l’environnement (densité locale faible ou élevée) pour la plupart des combinaisons trait-âge étudiées. Il en résultait une tendance à des réponses évolutives prédites plus grandes à faible densité locale. Par contre, les prédictions obtenues avec l’équation du reproducteur et le second théorème de la sélection différaient fréquemment, et contrastaient grandement avec les tendances phénotypiques observées. En somme, les résultats de ma thèse suggèrent que les possibilités d’ajustement aux changements environnementaux par la plasticité phénotypique et d’adaptation par des changements génétiques entre les générations peuvent varier selon l’environnement expérimenté par une population. Mes recherches contribuent à une meilleure compréhension des facteurs et mécanismes influençant la persistance à long terme des populations naturelles face aux modifications dans les pressions de sélection.

L'intégration scolaire en classe régulière d'enfants autistes : ses effets sur l'isolement social, la communication verbale et non verbale et les activités motrices stéréotypées

Cette étude de cas a pour but de vérifier, chez des enfants autistes, l'effet de l'intégration en milieu scolaire régulier sur la fréquence d'émissions des comportements d'isolement social, de ceux reliés aux troubles de la communication verbale et non verbale ainsi que les comportements stéréotypés. Deux enfants autistes, un garçon de quatre ans et une fillette de cinq ans, ont participé à cette étude. La fréquence d'émission des comportements mentionnés ci-haut a été observée à la maison, en classe spéciale ainsi qu'en classe régulière à l'aide d'une grille conçue spécialement pour les enfants autistes (EGA 111). La collecte d'informations a été effectuée à des périodes précises soit avant l'intégration scolaire (maison 1), au début de l'intégration (phase 1), un mois après l'intégration (phase 2) et deux mois après l'intégration (phase 3) enfin à la maison (maison 2). Vingt heures d'observation ont été collectées au total auprès de chaque enfant Une analyse graphique est utilisée pour présenter les résultats obtenus durant les différentes phases d'observation. Celle-ci est assortie d'une analyse non paramétrique de randomisation pour vérifier si la fréquentation d'un groupe de pairs régulier peut contribuer à diminuer significativement les problèmes de communication, d'émission de comportements stéréotypés et d'isolement social. Sauf une exception, les résultats obtenus démontrent que la fréquence d'émission des comportements d'isolement social, de ceux reliés aux troubles de la communication verbale et non verbale et des comportements stéréotypés diminue au cours de l'intégration scolaire en groupes réguliers et ce, tant en classe spéciale qu'en classe régulière chez chacun des enfants. Il est aussi remarquable de constater que les taux horaires d'émission de comportements d'isolement social, de communication verbale et non verbale ainsi que des activités motrices stéréotypées sont beaucoup plus fréquents en classe spéciale comparativement à la classe régulière. Ces résultats suggèrent que l'intégration au groupe de pairs régulier contribue à diminuer la fréquence d'émission de comportements susceptibles de nuire à la qualité de l'adaptation sociale et à l'apprentissage de nouvelles habiletés et qu'il y a généralisation des acquis en classe spéciale et à la maison.