The costs of parasitism and anti-parasitic defense in the common vole

Résumé : Les relations entre un parasite et son hôte sont avant tout marquées par le coût pour l'hôte que représente la ponction de ressources au profit du parasite et ses conséquences sur les traits d'histoires de vie de l'hôte. Pour contenir la réduction de leur valeur reproductive, les hôtes ont acquis au cours de l'évolution des mécanismes soit de lutte contre les parasites, soit de réallocations des ressources. Curieusement les effets des ectoparasites sur la biologie de mammifères ont été peu étudiés. Dans une première expérience à long terme, nous avons examiné sous un angle intégratif si les puces Nosopsyllus fasciatus affectent certains paramètres physiologiques des campagnols des champs Microtus arvalis. Nous avons également testé si les puces peuvent réduire la longévité et si oui, si ce pourrait être dû à une accélération de la sénescence. Ensuite nous avons testé si la simple activation répétée du système immunitaire comme lors d'une infestation chronique pouvait aussi réduire la longévité. Dans une dernière expérience, nous avons d'abord testé si l'infestation par des puces de jeunes campagnols au stade néonatal (21 jours) pouvait modifier leur développement et leur phénotype adulte. Puis nous avons testé si la modification du phénotype adulte est une réponse prédite et potentiellement adaptative pour minimiser les effets des puces à l'âge adulte. Nos résultats montrent que l'infestation par des puces réduit la croissance subadulte, induit une forte anémie et une immunodépression, et augmente le métabolisme de repos. De plus les puces réduisent la longévité et la taille des testicules, réduisant fortement le succès reproducteur potentiel des individus parasités. La taille finale, c'est-à-dire le développement pré-adulte, détermine en grande part la longévité. La réduction de longévité ne devrait pas être due à l'investissement au profit du système immunitaire car l'activation chronique seule du système immunitaire ne réduit pas la longévité. L'infestation néonatale retarde légèrement le développement mais surtout modifie l'hématocrite et réduit les performances locomotrices des campagnols plus de 3 mois après l'infestation. Les effets immédiats du parasitisme sur la physiologie semblent bien supérieurs comparés aux effets à long terme. Nous n'avons pas d'éléments permettant d'affirmer que le parasitisme néonatal prépare les campagnols à faire face aux puces à l'âge adulte. Au contraire, le parasitisme néonatal interagit sur le parasitisme adulte pour augmenter le métabolisme de repos. Cette thèse offre une vision intégrative des mécanismes par lesquels les puces peuvent affecter la valeur reproductive de leurs hôtes. De façon générale, ces résultats 35 montrent l'importance des puces comme force de sélection chez les campagnols. Il est indispensable de prendre en compte les ectoparasites dans l'étude de l'écologie et des dynamiques de populations chez les mammifères. Summary : The relationship between a parasite and its host is fundamentally marked by the costs for host of the withdrawals of resources by parasite and the subsequent reduction in host life-history traits. Hosts have evolved a number of strategies to reduce these costs, either by fighting against the parasite directly or by reallocating resources to reduce costs on lifetime reproductive value. The effects of ectoparasites on burrowing mammals have been scarcely studied. In a first long-term experiment, we examined how fleas Nosopsyllus fasciatus affect physiological levels of the common vole, Microtus arvalis. We also examined whether fleas reduce longevity and if so, if it is due to an early senescence pattern. Then we tested if experimental activation of the immune system by repeated injections of an antigen could result in a shorter longevity. In the last experiment, we tested if short-lasting neonatal parasitism can have long-term effects on phenotype, and if these effects could induce a predictive response to reduce damages when parasitized at the adult stage. We found that parasitism by flea reduced subadult growth, induced anaemia and immunodepression, and increased energy consumption even when resting. Moreover fleas reduce longevity and testes size associated to splenomegaly, suggesting an overall reduction in fitness but we did not find any pattern of accelerated senescence explaining the early death of parasitized voles compared to non-parasitzed. The cost of mounting an immune response throughout life does not impair longevity, suggesting that it is the cost of parasitism that limits the longevity and not the immune investment. Neonatal infestation by fleas has long-term effects on physiology and reduces motor activity more than 3 months after infestation. The modification of physiology due to long-term effects seems weak compared to the immediate effects of adult infestation. We found no evidence that neonatal parasitism prepares voles to mount a predictive adaptive response in order to reduce effects of fleas on fitness components. On the contrary, neonatal parasitism seems to worsen the effect of adult parasitism. This thesis offers an integrative view of mechanisms by which fleas affect their host at the individual level. Overall, our results demonstrate the importance of fleas as a selective force in voles. These results highlight the importance of ectoparasitism in ecology of micromarnrnals and suggest a role in the dynamic of host populations.

Violent adolescents and their educational environment : a multilevel analysis ; et, Youths carrying a weapon or using a weapon in a fight : what makes the difference ?

Rapport de synthèse : Cette recherche s'intéresse (1) au port et à l'utilisation d'armes chez les adolescents ainsi que (2) aux rôles des facteurs environnementaux et individuels dans la violence juvénile. Les données étaient tirés de SMASH 2002 (Swiss multicenter adolescent survey on health 2002), étude dans laquelle un échantillon représentatif de 7548 étudiants et apprentis âgés entre 16 et 20 ans vivant en Suisse ont été interrogés Dans une première étude, les adolescents ayant porté une arme (couteau, masse, coup de poing américain, pistolet/autre arme à feu, spray) durant l'année précédant l'enquête étaient comparés avec ceux n'ayant pas porté d'arme. Ensuite, dans le sous-échantillon de porteurs d'armes, ceux ayant uniquement porté l'arme étaient comparés avec ceux ayant utilisé une arme dans une bagarre. Des facteurs individuels, familiaux, scolaires et sociaux ont été étudiés à l'aide d'analyses bivariées et multivariées. 13.7% des jeunes vivant en Suisse ont porté une arme dans l'année précédant l'enquête. 6.2% des filles porteuses d'armes et 19.9% des garçons porteurs d'armes ont fait usage de l'arme dans une bagarre. Chez les garçons et chez les filles, les porteurs d'armes étaient plus souvent délinquants et victimes de violence physique. Les garçons porteurs d'armes étaient plus souvent des apprentis, à la recherche de sensations fortes, porteurs de tatouages, avaient une mauvaise relation avec leurs parents, étaient dans des bagarres sous l'influence de substances, et avaient des relations sexuelles à risque. En comparaison avec les porteuses d'armes, les filles utilisatrices d'armes étaient plus souvent fumeuses quotidiennes. Les garçons ayant utilisé leur arme étaient plus souvent nés à l'étranger, vivaient dans un milieu urbain, étaient des apprentis, avaient un mauvais contexte scolaire, avaient des relations sexuelles à risque et étaient impliqués dans des bagarres sous l'influence de substances. Nos résultats montrent que porter une arme est un comportement relativement fréquent chez les adolescents vivant en Suisse et qu'une proportion non négligeable de ces porteurs d'armes ont utilisé l'arme dans une bagarre. De ce fait, une discussion sur le port d'arme devrait être incluse dans l'entretien clinique ainsi que dans les programmes de prévention visant les adolescents. Dans une deuxième étude, la violence juvénile était définie comme présente si l'adolescent avait commis au moins un des quatre délits suivants durant l'année précédant l'enquête: attaquer un adulte, arracher ou voler quelque chose, porter une arme ou utiliser une arme dans une bagarre. Des niveaux écologiques étaient testés et résultaient en un modèle à trois niveaux pour les garçons (niveau individuel, niveau classe et niveau école) et, à cause d'une faible prévalence de la violence chez les filles, en un modèle à un niveau (individuel) pour les filles. Des variables dépendantes étaient attribuées à chaque niveau, en se basant sur la littérature. Le modèle multiniveaux des garçons montrait que le niveau école (10%) et le niveau classe (24%) comptaient pour plus d'un tiers de la variance inter-individuelle dans le comportement violent. Les facteurs associés à ce comportement chez les filles étaient être victime de violence physique et la recherche de sensations fortes. Pour les garçons, les facteurs explicatifs de la violence étaient pratiquer des relations sexuelles à risque, être à la recherche de sensations fortes, être victime de violence physique, avoir une mauvaise relation avec les parents, être déprimé et vivre dans une famille monoparentale au niveau individuel, la violence et les actes antisociaux au niveau de la classe et être apprenti au niveau de l'école. Des interventions au niveau de la classe ainsi qu'un règlement explicit en ce qui concerne la violence et d'autres comportements à risque dans des écoles devraient être prioritaires pour la prévention de la violence chez les adolescents. En outre, la prévention devrait tenir compte des différences entre les sexes.

Activation of a dendritic cell-T cell axis by Ad5 immune complexes creates an improved environment for replication of HIV in T cells.

The STEP HIV vaccine trial, which evaluated a replication-defective adenovirus type 5 (Ad5) vector vaccine, was recently stopped. The reasons for this included lack of efficacy of the vaccine and a twofold increase in the incidence of HIV acquisition among vaccinated recipients with increased Ad5-neutralizing antibody titers compared with placebo recipients. To model the events that might be occurring in vivo, the effect on dendritic cells (DCs) of Ad5 vector alone or treated with neutralizing antiserum (Ad5 immune complexes [IC]) was compared. Ad5 IC induced more notable DC maturation, as indicated by increased CD86 expression, decreased endocytosis, and production of tumor necrosis factor and type I interferons. We found that DC stimulation by Ad5 IC was mediated by the Fcgamma receptor IIa and Toll-like receptor 9 interactions. DCs treated with Ad5 IC also induced significantly higher stimulation of Ad5-specific CD8 T cells equipped with cytolytic machinery. In contrast to Ad5 vectors alone, Ad5 IC caused significantly enhanced HIV infection in DC-T cell cocultures. The present results indicate that Ad5 IC activates a DC-T cell axis that, together with the possible persistence of the Ad5 vaccine in seropositive individuals, may set up a permissive environment for HIV-1 infection, which could account for the increased acquisition of HIV-1 infection among Ad5 seropositive vaccine recipients.

Glomus intraradices induces changes in root system architecture of rice independently of common symbiosis signaling

? Arbuscular mycorrhizal fungi colonize the roots of most monocotyledons and dicotyledons despite their different root architecture and cell patterning. Among the cereal hosts of arbuscular mycorrhizal fungi, Oryza sativa (rice) possesses a peculiar root system composed of three different types of roots: crown roots; large lateral roots; and fine lateral roots. Characteristic is the constitutive formation of aerenchyma in crown roots and large lateral roots and the absence of cortex from fine lateral roots. Here, we assessed the distribution of colonization by Glomus intraradices within this root system and determined its effect on root system architecture. ? Large lateral roots are preferentially colonized, and fine lateral roots are immune to arbuscular mycorrhizal colonization. Fungal preference for large lateral roots also occurred in sym mutants that block colonization of the root beyond rhizodermal penetration. ? Initiation of large lateral roots is significantly induced by G. intraradices colonization and does not require a functional common symbiosis signaling pathway from which some components are known to be needed for symbiosis-mediated lateral root induction in Medicago truncatula. ? Our results suggest variation of symbiotic properties among the different rice root-types and induction of the preferred tissue by arbuscular mycorrhizal fungi. Furthermore, signaling for arbuscular mycorrhizal-elicited alterations of the root system differs between rice and M. truncatula.

Is there a common factor for vision?

In cognition, common factors play a crucial role. For example, different types of intelligence are highly correlated, pointing to a common factor, which is often called g. One might expect that a similar common factor would also exist for vision. Surprisingly, no one in the field has addressed this issue. Here, we provide the first evidence that there is no common factor for vision. We tested 40 healthy students' performance in six basic visual paradigms: visual acuity, vernier discrimination, two visual backward masking paradigms, Gabor detection, and bisection discrimination. One might expect that performance levels on these tasks would be highly correlated because some individuals generally have better vision than others due to superior optics, better retinal or cortical processing, or enriched visual experience. However, only four out of 15 correlations were significant, two of which were nontrivial. These results cannot be explained by high intraobserver variability or ceiling effects because test-retest reliability was high and the variance in our student population is commensurate with that from other studies with well-sighted populations. Using a variety of tests (e.g., principal components analysis, Bayes theorem, test-retest reliability), we show the robustness of our null results. We suggest that neuroplasticity operates during everyday experience to generate marked individual differences. Our results apply only to the normally sighted population (i.e., restricted range sampling). For the entire population, including those with degenerate vision, we expect different results.

Development of an optimized methodology for tensile testing of carbon steels in hydrogen environment

The study was performed at OCAS, the Steel Research Centre of ArcelorMittal for the Industry market. The major aim of this research was to obtain an optimized tensile testing methodology with in-situ H-charging to reveal the hydrogen embrittlement in various high strength steels. The second aim of this study has been the mechanical characterization of the hydrogen effect on hight strength carbon steels with varying microstructure, i.e. ferrite-martensite and ferrite-bainite grades. The optimal parameters for H-charging - which influence the tensile test results (sample geometry type of electrolyte, charging methods effect of steel type, etc.) - were defined and applied to Slow Strain Rate testing, Incremental Step Loading and Constant Load Testing. To better understand the initiation and propagation of cracks during tensile testing with in-situ H-charging, and to make the correlation with crystallographic orientation, some materials have been analyzed in the SEM in combination with the EBSD technique. The introduction of a notch on the tensile samples permits to reach a significantly improved reproducibility of the results. Comparing the various steel grades reveals that Dual Phase (ferrite-martensite) steels are more sensitive to hydrogen induced cracking than the FB (ferritic-bainitic) ones. This higher sensitivity to hydrogen was found back in the reduced failure times, increased creep rates and enhanced crack initiation (SEM) for the Dual Phase steels in comparison with the FB steels.

Psychoses a l'adolescence, les neurosciences ameliorent-elles la prediction? [Adolescent psychosis, can neuroscience improve prediction?]

Developments in the field of neuroscience have created a high level of interest in the subject of adolescent psychosis, particularly in relation to prediction and prevention. As the medical practice of adolescent psychosis and its treatment is characterised by a heterogeneity which is both symptomatic and evolutive, the somewhat poor prognosis of chronic development justifies the research performed: apparent indicators of schizophrenic disorders on the one hand and specific endophenotypes on the other are becoming increasingly important. The significant progresses made on the human genome show that the genetic predetermination in current psychiatric pathologies is complex and subject to moderating effects and there is therefore significant potential for nature-nurture interactions (between the environment and the genes). The road to be followed in researching the phenotypic expression of a psychosis gene is long and winding and is susceptible to many external influences at various levels with different effects. Neurobiological, neurophysiological, neuropsychological and neuroanatomical studies help to identify endophenotypes, which allow researchers to create identifying "markers" along this winding road. The endophenotypes could make it possible to redefine the nosological categories and enhance understanding of the physiopathology of schizophrenia. In a predictive approach, large-scale retrospective and prospective studies make it possible to identify risk factors, which are compatible with the neurodevelopmental hypothesis of schizophrenia. However, the predictive value of such markers or risk indicators is not yet sufficiently developed to offer a reliable early-detection method or possible schizophrenia prevention measures. Nonetheless, new developments show promise against the background of a possible future nosographic revolution, based on a paradigm shift. It is perhaps on the basis of homogeneous endophenotypes in particular that we will be able to understand what protects against, or indeed can trigger, psychosis irrespective of the clinical expression or attempts to isolate the common genetic and biological bases according to homogeneous clinical characteristics, which have to date, proved unsuccessful

Bacillus sphaericus mosquito pathogens in the aquatic environment

The fate of Bacillus sphaericus spores in the aquatic environment was investigated by suspending spores in dialysis bags in fresh and seawater. Spore viability was lost more rapidly in seawater. Neither B. sphaericus nor B. thuringiensis israelensis (B.t.i.) spores mixed with pond sediment appeared to attach to the sediment. However, rapid decrease in B.t.i. toxicity suggested attachment of parasporal bodies to sediment. B. sphaericus toxin settled more slowly and less completely. B. sphaericus spores fed to larvae of four aquatic invertebrates were mostly eliminated from the animal gut in less than one week. An exception was the cranefly (Tipula abdominalis) where spores persisted in the posterior gut for up to five weeks.

A gene-rich, transcriptionally active environment and the pre-deposition of repressive marks are predictive of susceptibility to KRAB/KAP1-mediated silencing.

AbstractBACKGROUND: KRAB-ZFPs (Krüppel-associated box domain-zinc finger proteins) are vertebrate-restricted transcriptional repressors encoded in the hundreds by the mouse and human genomes. They act via an essential cofactor, KAP1, which recruits effectors responsible for the formation of facultative heterochromatin. We have recently shown that KRAB/KAP1 can mediate long-range transcriptional repression through heterochromatin spreading, but also demonstrated that this process is at times countered by endogenous influences.METHOD: To investigate this issue further we used an ectopic KRAB-based repressor. This system allowed us to tether KRAB/KAP1 to hundreds of euchromatic sites within genes, and to record its impact on gene expression. We then correlated this KRAB/KAP1-mediated transcriptional effect to pre-existing genomic and chromatin structures to identify specific characteristics making a gene susceptible to repression.RESULTS: We found that genes that were susceptible to KRAB/KAP1-mediated silencing carried higher levels of repressive histone marks both at the promoter and over the transcribed region than genes that were insensitive. In parallel, we found a high enrichment in euchromatic marks within both the close and more distant environment of these genes.CONCLUSION: Together, these data indicate that high levels of gene activity in the genomic environment and the pre-deposition of repressive histone marks within a gene increase its susceptibility to KRAB/KAP1-mediated repression.

Ecology of Triatoma rubrovaria (Hemiptera, Triatominae) in wild and peridomestic environments of Uruguay

This paper describes population structure, spatial distribution and habitat selection of wild and peridomestic populations of Triatoma rubrovaria (Blanchard, 1843). Field studies were carried out at Las Piedras and La Bolsa in the Northern Department of Artigas, Uruguay. A semicircular sampling area, divided in seven or eight triangular sectors was sequentially examined from October 1990 to November 1991. At Las Piedras (typical wild habitat) 1063 T. rubrovaria bugs were collected from 84 of the rocky outcroops ("pedregales"). Abundance varied by season peaking in October-November (spring). Throughout the year, most of the population was made up of third, fourth and fifth instar nymphs; adults were found from October to March. In the peridomestic environment of La Bolsa, however T. rubrovaria was less common and showed a more irregular instar distribution. Colonized ecotopes, were those close to houses. In both sites T. rubrovaria was mainly associated with the geckonid Homonota uruguayensis and the cockroach Blaptica dubia.

Modelling the distribution of bats in relation to landscape structure in a temperate mountain environment

1. Landscape modification is often considered the principal cause of population decline in many bat species. Thus, schemes for bat conservation rely heavily on knowledge about species-landscape relationships. So far, however, few studies have quantified the possible influence of landscape structure on large-scale spatial patterns in bat communities. 2. This study presents quantitative models that use landscape structure to predict (i) spatial patterns in overall community composition and (ii) individual species' distributions through canonical correspondence analysis and generalized linear models, respectively. A geographical information system (GIS) was then used to draw up maps of (i) overall community patterns and (ii) distribution of potential species' habitats. These models relied on field data from the Swiss Jura mountains. 3. Fight descriptors of landscape structure accounted for 30% of the variation in bat community composition. For some species, more than 60% of the variance in distribution could be explained by landscape structure. Elevation, forest or woodland cover, lakes and suburbs, were the most frequent predictors. 4. This study shows that community composition in bats is related to landscape structure through species-specific relationships to resources. Due to their nocturnal activities and the difficulties of remote identification, a comprehensive bat census is rarely possible, and we suggest that predictive modelling of the type described here provides an indispensable conservation tool.

Species distribution models for conservation-oriented studies in Switzerland : filling data and tools gaps

SUMMARYSpecies distribution models (SDMs) represent nowadays an essential tool in the research fields of ecology and conservation biology. By combining observations of species occurrence or abundance with information on the environmental characteristic of the observation sites, they can provide information on the ecology of species, predict their distributions across the landscape or extrapolate them to other spatial or time frames. The advent of SDMs, supported by geographic information systems (GIS), new developments in statistical models and constantly increasing computational capacities, has revolutionized the way ecologists can comprehend species distributions in their environment. SDMs have brought the tool that allows describing species realized niches across a multivariate environmental space and predict their spatial distribution. Predictions, in the form of probabilistic maps showing the potential distribution of the species, are an irreplaceable mean to inform every single unit of a territory about its biodiversity potential. SDMs and the corresponding spatial predictions can be used to plan conservation actions for particular species, to design field surveys, to assess the risks related to the spread of invasive species, to select reserve locations and design reserve networks, and ultimately, to forecast distributional changes according to scenarios of climate and/or land use change.By assessing the effect of several factors on model performance and on the accuracy of spatial predictions, this thesis aims at improving techniques and data available for distribution modelling and at providing the best possible information to conservation managers to support their decisions and action plans for the conservation of biodiversity in Switzerland and beyond. Several monitoring programs have been put in place from the national to the global scale, and different sources of data now exist and start to be available to researchers who want to model species distribution. However, because of the lack of means, data are often not gathered at an appropriate resolution, are sampled only over limited areas, are not spatially explicit or do not provide a sound biological information. A typical example of this is data on 'habitat' (sensu biota). Even though this is essential information for an effective conservation planning, it often has to be approximated from land use, the closest available information. Moreover, data are often not sampled according to an established sampling design, which can lead to biased samples and consequently to spurious modelling results. Understanding the sources of variability linked to the different phases of the modelling process and their importance is crucial in order to evaluate the final distribution maps that are to be used for conservation purposes.The research presented in this thesis was essentially conducted within the framework of the Landspot Project, a project supported by the Swiss National Science Foundation. The main goal of the project was to assess the possible contribution of pre-modelled 'habitat' units to model the distribution of animal species, in particular butterfly species, across Switzerland. While pursuing this goal, different aspects of data quality, sampling design and modelling process were addressed and improved, and implications for conservation discussed. The main 'habitat' units considered in this thesis are grassland and forest communities of natural and anthropogenic origin as defined in the typology of habitats for Switzerland. These communities are mainly defined at the phytosociological level of the alliance. For the time being, no comprehensive map of such communities is available at the national scale and at fine resolution. As a first step, it was therefore necessary to create distribution models and maps for these communities across Switzerland and thus to gather and collect the necessary data. In order to reach this first objective, several new developments were necessary such as the definition of expert models, the classification of the Swiss territory in environmental domains, the design of an environmentally stratified sampling of the target vegetation units across Switzerland, the development of a database integrating a decision-support system assisting in the classification of the relevés, and the downscaling of the land use/cover data from 100 m to 25 m resolution.The main contributions of this thesis to the discipline of species distribution modelling (SDM) are assembled in four main scientific papers. In the first, published in Journal of Riogeography different issues related to the modelling process itself are investigated. First is assessed the effect of five different stepwise selection methods on model performance, stability and parsimony, using data of the forest inventory of State of Vaud. In the same paper are also assessed: the effect of weighting absences to ensure a prevalence of 0.5 prior to model calibration; the effect of limiting absences beyond the environmental envelope defined by presences; four different methods for incorporating spatial autocorrelation; and finally, the effect of integrating predictor interactions. Results allowed to specifically enhance the GRASP tool (Generalized Regression Analysis and Spatial Predictions) that now incorporates new selection methods and the possibility of dealing with interactions among predictors as well as spatial autocorrelation. The contribution of different sources of remotely sensed information to species distribution models was also assessed. The second paper (to be submitted) explores the combined effects of sample size and data post-stratification on the accuracy of models using data on grassland distribution across Switzerland collected within the framework of the Landspot project and supplemented with other important vegetation databases. For the stratification of the data, different spatial frameworks were compared. In particular, environmental stratification by Swiss Environmental Domains was compared to geographical stratification either by biogeographic regions or political states (cantons). The third paper (to be submitted) assesses the contribution of pre- modelled vegetation communities to the modelling of fauna. It is a two-steps approach that combines the disciplines of community ecology and spatial ecology and integrates their corresponding concepts of habitat. First are modelled vegetation communities per se and then these 'habitat' units are used in order to model animal species habitat. A case study is presented with grassland communities and butterfly species. Different ways of integrating vegetation information in the models of butterfly distribution were also evaluated. Finally, a glimpse to climate change is given in the fourth paper, recently published in Ecological Modelling. This paper proposes a conceptual framework for analysing range shifts, namely a catalogue of the possible patterns of change in the distribution of a species along elevational or other environmental gradients and an improved quantitative methodology to identify and objectively describe these patterns. The methodology was developed using data from the Swiss national common breeding bird survey and the article presents results concerning the observed shifts in the elevational distribution of breeding birds in Switzerland.The overall objective of this thesis is to improve species distribution models as potential inputs for different conservation tools (e.g. red lists, ecological networks, risk assessment of the spread of invasive species, vulnerability assessment in the context of climate change). While no conservation issues or tools are directly tested in this thesis, the importance of the proposed improvements made in species distribution modelling is discussed in the context of the selection of reserve networks.RESUMELes modèles de distribution d'espèces (SDMs) représentent aujourd'hui un outil essentiel dans les domaines de recherche de l'écologie et de la biologie de la conservation. En combinant les observations de la présence des espèces ou de leur abondance avec des informations sur les caractéristiques environnementales des sites d'observation, ces modèles peuvent fournir des informations sur l'écologie des espèces, prédire leur distribution à travers le paysage ou l'extrapoler dans l'espace et le temps. Le déploiement des SDMs, soutenu par les systèmes d'information géographique (SIG), les nouveaux développements dans les modèles statistiques, ainsi que la constante augmentation des capacités de calcul, a révolutionné la façon dont les écologistes peuvent comprendre la distribution des espèces dans leur environnement. Les SDMs ont apporté l'outil qui permet de décrire la niche réalisée des espèces dans un espace environnemental multivarié et prédire leur distribution spatiale. Les prédictions, sous forme de carte probabilistes montrant la distribution potentielle de l'espèce, sont un moyen irremplaçable d'informer chaque unité du territoire de sa biodiversité potentielle. Les SDMs et les prédictions spatiales correspondantes peuvent être utilisés pour planifier des mesures de conservation pour des espèces particulières, pour concevoir des plans d'échantillonnage, pour évaluer les risques liés à la propagation d'espèces envahissantes, pour choisir l'emplacement de réserves et les mettre en réseau, et finalement, pour prévoir les changements de répartition en fonction de scénarios de changement climatique et/ou d'utilisation du sol. En évaluant l'effet de plusieurs facteurs sur la performance des modèles et sur la précision des prédictions spatiales, cette thèse vise à améliorer les techniques et les données disponibles pour la modélisation de la distribution des espèces et à fournir la meilleure information possible aux gestionnaires pour appuyer leurs décisions et leurs plans d'action pour la conservation de la biodiversité en Suisse et au-delà. Plusieurs programmes de surveillance ont été mis en place de l'échelle nationale à l'échelle globale, et différentes sources de données sont désormais disponibles pour les chercheurs qui veulent modéliser la distribution des espèces. Toutefois, en raison du manque de moyens, les données sont souvent collectées à une résolution inappropriée, sont échantillonnées sur des zones limitées, ne sont pas spatialement explicites ou ne fournissent pas une information écologique suffisante. Un exemple typique est fourni par les données sur 'l'habitat' (sensu biota). Même s'il s'agit d'une information essentielle pour des mesures de conservation efficaces, elle est souvent approximée par l'utilisation du sol, l'information qui s'en approche le plus. En outre, les données ne sont souvent pas échantillonnées selon un plan d'échantillonnage établi, ce qui biaise les échantillons et par conséquent les résultats de la modélisation. Comprendre les sources de variabilité liées aux différentes phases du processus de modélisation s'avère crucial afin d'évaluer l'utilisation des cartes de distribution prédites à des fins de conservation.La recherche présentée dans cette thèse a été essentiellement menée dans le cadre du projet Landspot, un projet soutenu par le Fond National Suisse pour la Recherche. L'objectif principal de ce projet était d'évaluer la contribution d'unités 'd'habitat' pré-modélisées pour modéliser la répartition des espèces animales, notamment de papillons, à travers la Suisse. Tout en poursuivant cet objectif, différents aspects touchant à la qualité des données, au plan d'échantillonnage et au processus de modélisation sont abordés et améliorés, et leurs implications pour la conservation des espèces discutées. Les principaux 'habitats' considérés dans cette thèse sont des communautés de prairie et de forêt d'origine naturelle et anthropique telles que définies dans la typologie des habitats de Suisse. Ces communautés sont principalement définies au niveau phytosociologique de l'alliance. Pour l'instant aucune carte de la distribution de ces communautés n'est disponible à l'échelle nationale et à résolution fine. Dans un premier temps, il a donc été nécessaire de créer des modèles de distribution de ces communautés à travers la Suisse et par conséquent de recueillir les données nécessaires. Afin d'atteindre ce premier objectif, plusieurs nouveaux développements ont été nécessaires, tels que la définition de modèles experts, la classification du territoire suisse en domaines environnementaux, la conception d'un échantillonnage environnementalement stratifié des unités de végétation cibles dans toute la Suisse, la création d'une base de données intégrant un système d'aide à la décision pour la classification des relevés, et le « downscaling » des données de couverture du sol de 100 m à 25 m de résolution. Les principales contributions de cette thèse à la discipline de la modélisation de la distribution d'espèces (SDM) sont rassemblées dans quatre articles scientifiques. Dans le premier article, publié dans le Journal of Biogeography, différentes questions liées au processus de modélisation sont étudiées en utilisant les données de l'inventaire forestier de l'Etat de Vaud. Tout d'abord sont évalués les effets de cinq méthodes de sélection pas-à-pas sur la performance, la stabilité et la parcimonie des modèles. Dans le même article sont également évalués: l'effet de la pondération des absences afin d'assurer une prévalence de 0.5 lors de la calibration du modèle; l'effet de limiter les absences au-delà de l'enveloppe définie par les présences; quatre méthodes différentes pour l'intégration de l'autocorrélation spatiale; et enfin, l'effet de l'intégration d'interactions entre facteurs. Les résultats présentés dans cet article ont permis d'améliorer l'outil GRASP qui intègre désonnais de nouvelles méthodes de sélection et la possibilité de traiter les interactions entre variables explicatives, ainsi que l'autocorrélation spatiale. La contribution de différentes sources de données issues de la télédétection a également été évaluée. Le deuxième article (en voie de soumission) explore les effets combinés de la taille de l'échantillon et de la post-stratification sur le la précision des modèles. Les données utilisées ici sont celles concernant la répartition des prairies de Suisse recueillies dans le cadre du projet Landspot et complétées par d'autres sources. Pour la stratification des données, différents cadres spatiaux ont été comparés. En particulier, la stratification environnementale par les domaines environnementaux de Suisse a été comparée à la stratification géographique par les régions biogéographiques ou par les cantons. Le troisième article (en voie de soumission) évalue la contribution de communautés végétales pré-modélisées à la modélisation de la faune. C'est une approche en deux étapes qui combine les disciplines de l'écologie des communautés et de l'écologie spatiale en intégrant leurs concepts de 'habitat' respectifs. Les communautés végétales sont modélisées d'abord, puis ces unités de 'habitat' sont utilisées pour modéliser les espèces animales. Une étude de cas est présentée avec des communautés prairiales et des espèces de papillons. Différentes façons d'intégrer l'information sur la végétation dans les modèles de répartition des papillons sont évaluées. Enfin, un clin d'oeil aux changements climatiques dans le dernier article, publié dans Ecological Modelling. Cet article propose un cadre conceptuel pour l'analyse des changements dans la distribution des espèces qui comprend notamment un catalogue des différentes formes possibles de changement le long d'un gradient d'élévation ou autre gradient environnemental, et une méthode quantitative améliorée pour identifier et décrire ces déplacements. Cette méthodologie a été développée en utilisant des données issues du monitoring des oiseaux nicheurs répandus et l'article présente les résultats concernant les déplacements observés dans la distribution altitudinale des oiseaux nicheurs en Suisse.L'objectif général de cette thèse est d'améliorer les modèles de distribution des espèces en tant que source d'information possible pour les différents outils de conservation (par exemple, listes rouges, réseaux écologiques, évaluation des risques de propagation d'espèces envahissantes, évaluation de la vulnérabilité des espèces dans le contexte de changement climatique). Bien que ces questions de conservation ne soient pas directement testées dans cette thèse, l'importance des améliorations proposées pour la modélisation de la distribution des espèces est discutée à la fin de ce travail dans le contexte de la sélection de réseaux de réserves.