Congruent spatial and temporal foraging by a dominant ant (Hym., Formicidae) and its replacement in an assemblage in a large urban structure in southeastern Brazil

At fixed bail stations in a large institutional setting in Brazil, the temporal and spatial pattern of usage of the dominant species of ant was studied. The ant Crematogaster cf. magnifica, was found in 91% of sampling points. These studies were conducted using the same points as a previous study of tile then dominant ant. Monomorium pharaonis, which was found to have declined from 93% to 3% spatial point occupation. The frequency of point usage during this study was significantly different from the Poisson distribution for both species, indicating non-random use of space. Crematogaster cf. magnifica was significantly more spatially exclusive than had been documented for M. pharaonis, and the probability of points originally occupied by M. pharaonis later becoming occupied by C. cf. magnifica was in excess of 90%. Temporal bait exploitation patterns of the two species did not differ. These data demonstrate that structural ant communities can change over time without human intervention, although short- term stability is characteristic of the urban dominant ants in subtropical Brazil.

Foraging by the omnivorous crab Pachygrapsus transversus affects the structure of assemblages on sub-tropical rocky shores

The roles of herbivory and predation in determining the structure and diversity of communities have been tested across most intertidal systems. In contrast, the importance of omnivorous consumers remains untested in many rocky shore communities. We tested the role of a small omnivorous crab in an intertidal food web on rocky shores of the sub-tropical southwest Atlantic. Exclusion of the grapsid crab Pachygrapsus transversus in the field resulted in significant changes in the abundance of functional groups in the sublittoral fringe of sheltered shores, where the dominant cover changed from a suite of macroalgae to an assemblage of filter-feeding animals (ascidians, sponges, mussels). In contrast, limpets, whelks, large crabs and fish did not significantly affect community composition of the assemblage. To examine the omnivorous feeding pattern of P. transversus, we did laboratory experiments to test its foraging behaviour among animal and algal groups. The crab showed selective behaviour, preferring invertebrate groups to macroalgae, and opportunistic behaviour among types of prey within those major groups. According to our results, the role of slow-moving and large fast-moving consumers is apparently negligible compared to the effect of an omnivorous consumer. P. transversus plays an important role in determining the intertidal community composition on these subtropical rocky shores, causing changes in the balance of functional groups and controlling invasive species.

Effects of habitat modification in mangroves on the structure of mollusc and crab assemblages

The abundance and species richness of mollusc and crab assemblages were examined in a subtropical mangrove forest in Moreton Bay, Queensland, Australia, which has been disturbed and damaged by the construction of a wooden boardwalk and a path. Sections of the forest immediately adjacent to the boardwalk and path were compared with reference areas to determine whether changes to the small-scale structural complexity within the forest affected the benthic fauna. The disturbed area was characterised by having 65-80% fewer pneumatophores, significantly fewer species and individuals of molluscs, but significantly more species and individuals of crabs than the reference areas. The abundance of mangrove pneumatophores and the attached epiphytic algae were manipulated at two sites to determine whether observed differences in these features could account for the differences in the assemblage of molluscs in the disturbed area of the forest compared with reference areas. Five experimental treatments were used: undisturbed controls, pneumatophore removals (abundance reduced by ca. 65%), epiphytic algal removals (algae removed from ca. 65% of pneumatophores), pneumatophore disturbance controls and algal disturbance controls. The experimental reduction of the abundance of mangrove pneumatophores and the associated epiphytic algae led to significant declines (by as much as 83%) in the number of molluscs utilising the substratum in the modified plots. There was no significant difference in the abundance of molluscs in the pneumatophore and algal removal plots suggesting any effect was primarily related to removal of the epiphytic algae from the surface of the pneumatophores. The responses by the biota to the changes in the physical environment demonstrate that even relatively small-scale modifications to the physical structure of subtropical mangrove forests can lead to significant effects on the diversity and abundance of macrobenthic organisms in these habitats. Such modifications have the potential to cause cascading effects at higher trophic levels with a deterioration in the value of these habitats as nursery and feeding grounds. Future efforts at conservation of these estuarine environments must focus on the prevention or reduction of modifications to the physical structure and integrity of the system, rather than just on the prevention of loss of entire patches of habitat. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Community structure of Quaternary coral reefs compared with Recent life and death assemblages

This paper assesses the reliability with which fossil reefs record the diversity and community structure of adjacent Recent reefs. The diversity and taxonomic composition of Holocene raised fossil reefs was compared with those of modern reef coral life and death assemblages in adjacent moderate and low-energy shallow reef habitats Of Madang Lagoon, Papua New Guinea. Species richness per sample area and Shannon-Wiener diversity (H') were highest in the fossil reefs, intermediate in the life assemblages, and lowest in the death assemblages. The taxonomic composition of the fossil reefs was most similar to the combination of the life and death assemblages from the modern reefs adjacent to the two fossil reefs. Depth zonation was recorded accurately in the fossil reefs. The Madang fossil reefs represent time-averaged composites of the combined life and death assemblages as they existed at the time the reef was uplifted. Because fossil reefs include overlapping cohorts from the life and death assemblages, lagoonal facies of fossil reefs are dominated by the dominant sediment-producing taxa, which are not necessarily the most abundant in the life assemblage. Rare or slow-growing taxa accumulate more slowly than the encasing sediments and are underrepresented in fossil reef lagoons. Time-averaging dilutes the contribution of rare taxa, rather than concentrating their contribution. Consequently, fidelity indices developed for mollusks in sediments yield low values in coral reef death and fossil assemblages. Branching corals dominate lagoonal facies of fossil reefs because they are abundant, they grow and produce sediment rapidly, and most of the sediment they produce is not exported. Fossil reefs distinguished kilometer-scale variations in community structure more clearly than did the modern life assemblages. This difference implies that fossil,reefs may provide a better long-term record of community structure than modern reefs. This difference also suggests that modern kilometer-scale variation in coral reef community structure may have been reduced by anthropogenic degradation, even in the relatively unimpacted reefs of Madang Lagoon. Holocene and Pleistocene fossil reefs provide a time-integrated historical record of community composition and may be used as long-term benchmarks for comparison with modern, degraded, nearshore reefs. Comparisons between fossil reefs and degraded modern reefs display gross changes in community structure more effectively than they demonstrate local extinction of rare taxa.

Seasonal and diel variation in the fish assemblage of a Neotropical delta in southern Brazil

The objective of this study was to identify the patterns of seasonal and diel variation and the most important abiotic factors that influence variation in the fish assemblage of the Delta of the Jacuí River in southern Brazil. Seventy-two samples were collected over a one year period. Water temperature was the abiotic factor with the greatest influence on the distribution of the assemblage. The structure of the assemblage exhibited significant changes in terms of species abundance and biomass during the year, with the greatest abundance and biomass being observed during the autumn. There was no significant difference between day and night in terms of abundance, but biomass was significantly greater during the night than during the day.

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.

What is the importance of open habitat in a predominantly closed forest area to the dung beetle (Coleoptera, Scarabaeinae) assemblage?

What is the importance of open habitat in a predominantly closed forest to the dung beetle assemblage? The Atlantic Forest in Brazil is one of the most highly disturbed ecosystems and is mainly represented by fragmented areas. However, in places where human disturbances have ceased, certain areas are showing a natural regeneration pattern. The aim of the present study was to determine how the dung beetle assemblage responds to distinct habitat structures in a fragment of Atlantic Forest. For such, open and closed forest areas were sampled in a fragment of the Atlantic Forest in the northeastern region of Brazil. Pitfall traps baited with excrement and carrion were used to collect the beetles. A total of 7,267 individuals belonging to 35 species were captured. Canthon chalybaeus and C. mutabilis were restricted to open areas. Nearly 90% of the individuals of C. aff. simulans and Deltochilum aff. irroratum were identified in these areas. A higher percentage (> 50%) of Canthon staigi, Dichotomius aff. depressicolis and D. aff. sericeus occurred in closed areas. Abundance differed between areas, with higher values in closed areas. Richness was not influenced by the habitat structure. NMDS ordination exhibited the segregation of areas and ANOSIM confirmed that this variable explained the assemblage of dung beetle species. The findings of the present study validate that open areas are associated to more restrictive conditions, limiting a higher abundance of dung beetle. Although situated near preserved fragments, the studied open areas increase the heterogeneity of the general landscape.

A probabilistic approach to niche-based community models for spatial forecasts of assemblage properties and their uncertainties

Aim Conservation strategies are in need of predictions that capture spatial community composition and structure. Currently, the methods used to generate these predictions generally focus on deterministic processes and omit important stochastic processes and other unexplained variation in model outputs. Here we test a novel approach of community models that accounts for this variation and determine how well it reproduces observed properties of alpine butterfly communities. Location The western Swiss Alps. Methods We propose a new approach to process probabilistic predictions derived from stacked species distribution models (S-SDMs) in order to predict and assess the uncertainty in the predictions of community properties. We test the utility of our novel approach against a traditional threshold-based approach. We used mountain butterfly communities spanning a large elevation gradient as a case study and evaluated the ability of our approach to model species richness and phylogenetic diversity of communities. Results S-SDMs reproduced the observed decrease in phylogenetic diversity and species richness with elevation, syndromes of environmental filtering. The prediction accuracy of community properties vary along environmental gradient: variability in predictions of species richness was higher at low elevation, while it was lower for phylogenetic diversity. Our approach allowed mapping the variability in species richness and phylogenetic diversity projections. Main conclusion Using our probabilistic approach to process species distribution models outputs to reconstruct communities furnishes an improved picture of the range of possible assemblage realisations under similar environmental conditions given stochastic processes and help inform manager of the uncertainty in the modelling results

Community structure of vascular plants in treefall gaps and fire-disturbed habitats in the Atlantic rainforest, southern Bahia, Brazil

The effects of disturbances on plant community structure in tropical forests have been widely investigated. However, a majority of these studies examined only woody species, principally trees, whereas the effects of disturbances on the whole assemblage of vascular plants remain largely unexplored. At the present study, all vascular plants < 5m tall were surveyed in four habitats: natural treefall gaps, burned forest, and their adjacent understorey. The burned area differed from the other habitats in terms of species composition. However, species richness and plant density did not differ between burned area and the adjacent understorey, which is in accordance to the succession model that predict a rapid recovery of species richness, but with a different species composition in areas under moderate disturbance. The treefall gaps and the two areas of understorey did not differ among themselves in terms of the number of individuals, number of species, nor in species composition. The absence of differences between the vegetation in treefall gaps and in understorey areas seems to be in agreement with the current idea that the species present in treefall gaps are directly related to the vegetation composition before gap formation. Only minimal differences were observed between the analyses that considered only tree species and those that considered all growth habits. This suggests that the same processes acting on tree species (the best studied group of plants in tropical forests) are also acting on the whole assemblage of vascular plants in these communities.

Evolution of an Archean greenstone belt in the Stormy Lake - Kawashegamuk Lake area (stratigraphy, structure and geochemistry) - Western Wabigoon Subprovince, Northwest Ontario /

330 km 2 of the easter-n part of the Archean Manitou Lakes - Stormy Lake metavolcanic - metasedimentary belt have been mapped and sampled. A large number of rocks ~.vere analyzed for the major and trace constituents including the rare-earth elements (REE). The Stormy Lake - Kawashegamuk Lake area may be subdivided into four major lithological groups of supracrustal rocks 1) A north-facing mafic assemblage, consisting of pillowed tholeiitic basalts and gabbro sills characterized by flat REE profiles, is exposed in the south part of the map area and belongs to a 8000 m thick homoclinal assemblage outside the map area. Felsic pyroclastic rocks believed to have been issued from a large central vent conformably overlie the tholeiites. 2) A dominantly epiclastic group facing to the north consists of terrestrial deposits interpreted to be an alluvial fan deposit ; a submarine facies is represented by turbiditic sediments. 3) The northeastern part of the study area consists of volcanic rocks belonging to two mafic - felsic cycles facing to the southuest ; andesitic flows with fractionated REE patterns make up a large part of the upper cycle, whereas the lower cycle has a stronger chemical polarity being represented by tholeiitic flows, with flat REE, which a r e succeeded by dacitic and rhyolitic pyroclasti cs. iii 4) A thick monotonous succession of tholeiitic pillmled basalt f lows and gabbro sills with flat REE represent the youngest supracrustal rocks. TIle entire belt underwent folding, faulting and granitic plutonism during a tectono-thermal event around 2700 Ma ago. Rocks exposed in the map area were subjected to regional greenschist facies metamorphism, but higher metamorphic grades are present near late granitic intrusions. Geochemical studies have been useful in 1) distinguishing the various rock units ; 2) relating volcanic and intrusive rocks 3) studying the significance of chemical changes due to post magmatic processes 4) determining the petrogenesis of the major volcanic rock types. In doing so, two major volcanic suites have been recognized : a) a tholeiitic suite, mostly represented by mafic rocks, was derived from partial melting of upper mantle material depleted in Ti, K and the light REE ; b) a calc-alkalic suite which evolved from partial melting of amphibolite in the lower crust. The more differentiated magma types have been produced by a multistage process involving partial melting and fractional crystallization to yield a continuum of compos i t i ons ranging from basaltic andesite to rhyolite. A model for the development of the eastern part of the Manitou Lakes - Stormy Lake belt has been proposed.

Structure et dynamique des communautés multi-espèces : le rôle de l’espace

Cette thèse porte sur le rôle de l’espace dans l’organisation et dans la dynamique des communautés écologiques multi-espèces. Deux carences peuvent être identifiées dans les études théoriques actuelles portant sur la dimension spatiale des communautés écologiques : l’insuffisance de modèles multi-espèces représentant la dimension spatiale explicitement, et le manque d’attention portée aux interactions positives, tel le mutualisme, en dépit de la reconnaissance de leur ubiquité dans les systèmes écologiques. Cette thèse explore cette problématique propre à l’écologie des communautés, en utilisant une approche théorique s’inspirant de la théorie des systèmes complexes et de la mécanique statistique. Selon cette approche, les communautés d’espèces sont considérées comme des systèmes complexes dont les propriétés globales émergent des interactions locales entre les organismes qui les composent, et des interactions locales entre ces organismes et leur environnement. Le premier objectif de cette thèse est de développer un modèle de métacommunauté multi-espèces, explicitement spatial, orienté à l’échelle des individus et basé sur un réseau d’interactions interspécifiques générales comprenant à la fois des interactions d’exploitation, de compétition et de mutualisme. Dans ce modèle, les communautés locales sont formées par un processus d’assemblage des espèces à partir d’un réservoir régional. La croissance des populations est restreinte par une capacité limite et leur dynamique évolue suivant des mécanismes simples de reproduction et de dispersion des individus. Ces mécanismes sont dépendants des conditions biotiques et abiotiques des communautés locales et leur effet varie en fonction des espèces, du temps et de l’espace. Dans un deuxième temps, cette thèse a pour objectif de déterminer l’impact d’une connectivité spatiale croissante sur la dynamique spatiotemporelle et sur les propriétés structurelles et fonctionnelles de cette métacommunauté. Plus précisément, nous évaluons différentes propriétés des communautés en fonction du niveau de dispersion des espèces : i) la similarité dans la composition des communautés locales et ses patrons de corrélations spatiales; ii) la biodiversité locale et régionale, et la distribution locale de l’abondance des espèces; iii) la biomasse, la productivité et la stabilité dynamique aux échelles locale et régionale; et iv) la structure locale des interactions entre les espèces. Ces propriétés sont examinées selon deux schémas spatiaux. D’abord nous employons un environnement homogène et ensuite nous employons un environnement hétérogène où la capacité limite des communautés locales évoluent suivant un gradient. De façon générale, nos résultats révèlent que les communautés écologiques spatialement distribuées sont extrêmement sensibles aux modes et aux niveaux de dispersion des organismes. Leur dynamique spatiotemporelle et leurs propriétés structurelles et fonctionnelles peuvent subir des changements profonds sous forme de transitions significatives suivant une faible variation du niveau de dispersion. Ces changements apparaissent aussi par l’émergence de patrons spatiotemporels dans la distribution spatiale des populations qui sont typiques des transitions de phases observées généralement dans les systèmes physiques. La dynamique de la métacommunauté présente deux régimes. Dans le premier régime, correspondant aux niveaux faibles de dispersion des espèces, la dynamique d’assemblage favorise l’émergence de communautés stables, peu diverses et formées d’espèces abondantes et fortement mutualistes. La métacommunauté possède une forte diversité régionale puisque les communautés locales sont faiblement connectées et que leur composition demeure ainsi distincte. Par ailleurs dans le second régime, correspondant aux niveaux élevés de dispersion, la diversité régionale diminue au profit d’une augmentation de la diversité locale. Les communautés locales sont plus productives mais leur stabilité dynamique est réduite suite à la migration importante d’individus. Ce régime est aussi caractérisé par des assemblages incluant une plus grande diversité d’interactions interspécifiques. Ces résultats suggèrent qu’une augmentation du niveau de dispersion des organismes permet de coupler les communautés locales entre elles ce qui accroît la coexistence locale et favorise la formation de communautés écologiques plus riches et plus complexes. Finalement, notre étude suggère que le mutualisme est fondamentale à l’organisation et au maintient des communautés écologiques. Les espèces mutualistes dominent dans les habitats caractérisés par une capacité limite restreinte et servent d’ingénieurs écologiques en facilitant l’établissement de compétiteurs, prédateurs et opportunistes qui bénéficient de leur présence.

Formation et propriétés des cristaux colloïdaux issus de l’auto-assemblage de microsphères de polymère

Le besoin pour des biocapteurs à haute sensibilité mais simples à préparer et à utiliser est en constante augmentation, notamment dans le domaine biomédical. Les cristaux colloïdaux formés par des microsphères de polymère ont déjà prouvé leur fort potentiel en tant que biocapteurs grâce à l’association des propriétés des polymères et à la diffraction de la lumière visible de la structure périodique. Toutefois, une meilleure compréhension du comportement de ces structures est primordiale avant de pouvoir développer des capteurs efficaces et polyvalents. Ce travail propose d’étudier la formation et les propriétés des cristaux colloïdaux résultant de l’auto-assemblage de microsphères de polymère en milieu aqueux. Dans ce but, des particules avec différentes caractéristiques ont été synthétisées et caractérisées afin de corréler les propriétés des particules et le comportement de la structure cristalline. Dans un premier temps, des microsphères réticulées de polystyrène anioniques et cationiques ont été préparées par polymérisation en émulsion sans tensioactif. En variant la quantité de comonomère chargé, le chlorure de vinylbenzyltriméthylammonium ou le sulfonate styrène de sodium, des particules de différentes tailles, formes, polydispersités et charges surfaciques ont été obtenues. En effet, une augmentation de la quantité du comonomère ionique permet de stabiliser de façon électrostatique une plus grande surface et de diminuer ainsi la taille des particules. Cependant, au-dessus d’une certaine concentration, la polymérisation du comonomère en solution devient non négligeable, provoquant un élargissement de la distribution de taille. Quand la polydispersité est faible, ces microsphères chargées, même celles non parfaitement sphériques, peuvent s’auto-assembler et former des cristaux colloïdaux diffractant la lumière visible. Il semble que les répulsions électrostatiques créées par les charges surfaciques favorisent la formation de la structure périodique sur un grand domaine de concentrations et améliorent leur stabilité en présence de sel. Dans un deuxième temps, le besoin d’un constituant stimulable nous a orientés vers les structures cœur-écorce. Ces microsphères, synthétisées en deux étapes par polymérisation en émulsion sans tensioactif, sont formées d’un cœur de polystyrène et d’une écorce d’hydrogel. Différents hydrogels ont été utilisés afin d’obtenir des propriétés différentes : le poly(acide acrylique) pour sa sensibilité au pH, le poly(N-isopropylacrylamide) pour sa thermosensibilité, et, enfin, le copolymère poly(N-isopropylacrylamide-co-acide acrylique) donnant une double sensibilité. Ces microsphères forment des cristaux colloïdaux diffractant la lumière visible à partir d’une certaine concentration critique et pour un large domaine de concentrations. D’après les changements observés dans les spectres de diffraction, les stimuli ont un impact sur la structure cristalline mais l’amplitude de cet effet varie avec la concentration. Ce comportement semble être le résultat des changements induits par la transition de phase volumique sur les interactions entre particules plutôt qu’une conséquence du changement de taille. Les interactions attractives de van der Waals et les répulsions stériques sont clairement affectées par la transition de phase volumique de l’écorce de poly(N-isopropylacrylamide). Dans le cas des microsphères sensibles au pH, les interactions électrostatiques sont aussi à considérer. L’effet de la concentration peut alors être mis en relation avec la portée de ces interactions. Finalement, dans l’objectif futur de développer des biocapteurs de glucose, les microsphères cœur-écorce ont été fonctionnalisées avec l’acide 3-aminophénylboronique afin de les rendre sensibles au glucose. Les effets de la fonctionnalisation et de la complexation avec le glucose sur les particules et leur empilement périodique ont été examinés. La structure cristalline est visiblement affectée par la présence de glucose, même si le mécanisme impliqué reste à élucider.

Polymères de coordination et éponge cristalline : de nouveaux matériaux pour la conversion de l’énergie solaire et la résolution de la structure cristalline de composés huileux.

Le premier volet de ce travail portera sur l’expérience acquise lors d’un stage d’étude à Tokyo, au Japon, dans le groupe de recherche du Pr. Makoto Fujita, une sommité d’envergure internationale dans le domaine de l’auto-assemblage. En continuité avec les plus récents travaux du Pr. Fujita, des systèmes poreux auto-assemblés présentant des cavités fonctionnalisées ont été développés dans le but d’encapsuler des acides gras afin d’en déterminer la structure cristalline. Ces éponges ont été caractérisées par des techniques courantes telles que la spectroscopie à résonance magnétique nucléaire 1H, 13C{1H} et Cosy, la spectrométrie de masse, l’analyse élémentaire, la microscopie optique infrarouge ainsi que la diffraction des rayons X. Une autre approche employée pour obtenir de meilleures propriétés spectroscopiques fut la synthèse de dendrimères métalliques de génération 0. Un nouveau ligand de type 1,3,5-triazine a été synthétisé par une réaction typique de cyclisation de nitrile en présence catalytique d’hydrure de sodium. Des espèces mono-, bis- et trinucléaire de Ru(II) furent synthétisés ainsi que deux espèces hétérométalliques de Ru(II)/Pt(II) et de Ru(II)/Os(II). Tous les complexes obtenus furent caractérisés par spectroscopie à résonance magnétique nucléaire (1H, 13C{1H} et Cosy) à l’état liquide, par spectroscopie de masse à haute résolution et par analyse élémentaire. La génération de dihydrogène à partir de l’espèce hétérométallique a été étudiée. Les propriétés optiques et électroniques ont été analysées par spectroscopie UV-Vis, par analyse de la luminescence, du temps de vie de luminescence, par des analyses de rendement quantique ainsi que par des analyses de voltampérométrie cyclique à balayage. Finalement, dans le but d’améliorer les propriétés spectroscopiques d’absorption de complexes métalliques, nous avons synthétisé une série de polymères homo- et hétérométalliques, intégrant des ligands de type bis(2,2’:6,2’’-terpyridine). Les complexes générés furent caractérisés par diverses techniques tel que la spectroscopie à résonance magnétique nucléaire (1H, 13C{1H} et Cosy) à l’état liquide, par spectroscopie de masse à haute résolution ainsi que par analyse élémentaire. Les propriétés optiques et électroniques ont été analysées par spectroscopie UV-Vis, par analyse de la luminescence, du temps de vie de luminescence, par des analyses de rendement quantique ainsi que par des analyses de voltampérométrie cyclique à balayage.

Investigation of the structure and dynamics of the centromeric epigenetic mark

Le centromère est le site chromosomal où le kinetochore se forme, afin d’assurer une ségrégation fidèles des chromosomes et ainsi maintenir la ploïdie appropriée lors de la mitose. L’identité du centromere est héritée par un mécanisme épigénétique impliquant une variante de l’histone H3 nommée centromere protein-A (CENP-A), qui remplace l’histone H3 au niveau de la chromatine du centromère. Des erreurs de propagation de la chromatine du centromère peuvent mener à des problèmes de ségrégation des chromosomes, pouvant entraîner l’aneuploïdie, un phénomène fréquemment observé dans le cancer. De plus, une expression non-régulée de CENP-A a aussi été rapportée dans différentes tumeurs humaines. Ainsi, plusieurs études ont cherchées à élucider la structure et le rôle de la chromatine contenant CENP-A dans des cellules en prolifération. Toutefois, la nature moléculaire de CENP-A en tant que marqueur épigénétique ainsi que ces dynamiques à l'extérieur du cycle cellulaire demeurent des sujets débat. Dans cette thèse, une nouvelle méthode de comptage de molécules uniques à l'aide de la microscopie à réflexion totale interne de la fluorescence (TIRF) sera décrite, puis exploitée afin d'élucider la composition moléculaire des nucléosomes contenant CENP-A, extraits de cellules en prolifération. Nous démontrons que les nucléosomes contenant CENP-A marquent les centromères humains de façon épigénétique à travers le cycle cellulaire. De plus, nos données démontrent que la forme prénucléosomale de CENP-A, en association avec la protéine chaperon HJURP existe sous forme de monomère et de dimère, ce qui reflète une étape intermédiaire de l'assemblage de nucléosomes contenant CENP-A. Ensuite, des analyses quantitatives de centromères lors de différenciation myogénique, et dans différents tissus adultes révèlent des changements globaux qui maintiennent la marque épigénétique dans une forme inactive suite à la différentiation terminale. Ces changements incluent une réduction du nombre de points focaux de CENP-A, un réarrangement des points dans le noyau, ainsi qu'une réduction importante de la quantité de CENP-A. De plus, nous démontrons que lorsqu'une dédifférenciation cellulaire est induite puis le cycle cellulaire ré-entamé, le phénotype "différencié" décrit ci-haut est récupéré, et les centromères reprennent leur phénotype "prolifératif". En somme, cet oeuvre décrit la composition structurale sous-jacente à l'identité épigénétique des centromères de cellules humaines lors du cycle cellulaire, et met en lumière le rôle de CENP-A à l'extérieur du cycle cellulaire.

Assemblage moléculaire régi par la formation de bifluorènes : vers la formation de réseaux organiques covalents retenus par des liaisons carbone-carbone

Les réseaux organiques covalents (COFs) sont des réseaux bidimensionnels et tridimensionnels assemblés seulement par des atomes légers, c’est-à-dire de la première et deuxième rangée du tableau périodique. Ceux-ci ont montré des propriétés de porosité pouvant être exploitées dans le stockage, dans la catalyse et dans la séparation moléculaire. La plupart de ces matériaux ont été obtenus par une réaction finale de condensation, ce qui nuit à leurs cristallisations, donc à l’homogénéité et à la caractérisation détaillée de ces matériaux. Les p-xylylènes de Thiele et Tschitschibabin sont des molécules qui ont suscité l’intérêt pour leurs structures et leurs propriétés magnétiques. Subséquemment, Wittig a démontré que le remplacement des fragments diphénylméthylène par des fragments fluorénylidène sur le p-xylylène de Thiele donne des molécules pouvant s’oligomériser pour former un tétramère. Dans notre étude, nous avons examiné l’assemblage de dérivés fluorénylidène dans le but d’obtenir un COF. Tout d’abord, un dérivé linéaire similaire à ce que Wittig a obtenu a été synthétisé afin de vérifier l’assemblage à partir d’un cœur spirobifluorényle. Ces molécules se sont assemblées en tétramère, comme prévu, et en hexamère. Ces deux résultats ont pu être rationalisés par une étude à l’état solide par diffraction des rayons-X. L’empilement tridimensionnel a également été étudié pour ces deux molécules. Subséquemment, des dérivés tétraédriques ont été synthétisés afin d’étudier leurs assemblages. Un premier dérivé est resté sous sa forme quinoïdale et ne s’est pas assemblé, alors qu’un second dérivé a mené à un dimère partiellement assemblé. La structure de ce dernier suggère la formation d’un polymère linéaire pour ce composé dans le cas où il aurait été possible de l’assembler complètement.