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Local adaptation shapes functional traits and resource allocation in black spruce
Get PDFClimate change is rapidly altering weather patterns, resulting in shifts in climatic zones. The survival of trees in specific locations depends on their functional traits. Local populations exhibit trait adaptations that ensure their survival and accomplishment of growth and reproduction processes during the growing season. Studying these traits offers valuable insights into species responses to present and future environmental conditions, aiding the implementation of measures to ensure forest resilience and productivity. This study investigates the variability in functional traits among five black spruce (Picea mariana (Mill.) B.S.P.) provenances originating from a latitudinal gradient along the boreal forest, and planted in a common garden in Quebec, Canada. We examined differences in bud phenology, growth performance, lifetime first reproduction, and the impact of a late-frost event on tree growth and phenological adjustments. The findings revealed that trees from northern sites exhibit earlier budbreak, lower growth increments, and reach reproductive maturity earlier than those from southern sites. Late-frost damage affected growth performance, but no phenological adjustment was observed in the successive year. Local adaptation in the functional traits may lead to maladaptation of black spruce under future climate conditions or serve as a potent evolutionary force promoting rapid adaptation under changing environmental conditions
Le patrimoine côtier du Québec maritime: cartographie des principaux sites et exposition aux aléas côtiers
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L’album photo de la King and Wotherspoon Salvage, témoin exceptionnel d’un pan d’histoire maritime
Get PDFFonctions mitochondriales et profils lipidiques cardiaques chez l'épinoche à trois épines : un aperçu des limites physiologiques associées à la tolérance thermique
Get PDFRÉSUMÉ : Chez les ectothermes, le bon fonctionnement des processus biologiques est hautement dépendant de la température du milieu de vie. Des variations thermiques dépassant la gamme de température optimale propre à ces organismes risque ainsi d'engendrer des difficultés majeures chez certaines espèces, particulièrement en milieu aquatique. Selon les prédictions actuelles, les prochaines années verront la fréquence et l'intensité des vagues de chaleur augmenter, ce qui risque de modifier les dynamiques dans de nombreux écosystèmes. Dans ce contexte, il devient crucial de caractériser les déterminants physiologiques associés à la sensibilité thermique chez les ectothermes aquatiques. Des études sur le sujet ont démontré que chez les poissons, le cœur semble être l'un des premiers organes à défaillir en situation de stress thermique. Le présent mémoire se fonde sur l'hypothèse que les limites thermiques des ectothermes sont dictées par celles de leurs mitochondries cardiaques. Pour tester cette idée, la tolérance thermique de deux écotypes d'épinoches à trois épines (Gasterosteus aculeatus), l'un issu d'un milieu estuarien et l'autre d'un milieu lacustre, a été évaluée à l'aide du test du CTmax. La consommation d'oxygène des mitochondries cardiaques sous plusieurs stades respiratoires a ensuite été mesurée à l'aide de respiromètres à haute résolution, et ce à trois températures, soit 10°C, 20°C et 30°C. De manière à tester si la composition en acides gras des membranes cardiaques pourrait elle aussi influencer la tolérance thermique, les profils lipidiques des cœurs d'épinoches ont été dressés par chromatographie en phase gazeuse. La population estuarienne a démontré une meilleure performance lors du test de CTmax que celle du milieu lacustre, toutefois cette différence n'a pas pu être expliquée par des variations au niveau de la consommation d'oxygène des mitochondries cardiaques. De plus, malgré des différences significatives dans les profils d'acides gras entre les deux écotypes, la tolérance thermique des épinoches n'a pas démontré de corrélation forte avec la composition lipidique des membranes cardiaques. En revanche, la respiration mitochondriale était hautement dépendante de la température expérimentale et une chute de la respiration de stade 3 a été observée à 30°C. Nos résultats permettent d'avancer que le Complexe I du système de transport des électrons semble être un élément limitant majeur de la respiration mitochondriale à haute température, suggérant ainsi qu'il pourrait être un déterminant clé de la tolérance thermique chez l'épinoche. -- Mot(s) clé(s) en français : Limites thermiques, poissons, respiration mitochondriale, cœur, acides gras membranaires. --
ABSTRACT : In ectotherms, proper functioning of many key biological processes can be heavily influenced by the surrounding temperature. Thermal variations surpassing organism's optimal temperature range may therefore greatly affect the survival of many species, especially in aquatic environments. According to recent predictions, the future will bring heat waves of increasing frequency and intensity, which will surely impact ecosystem dynamics. Considering this, it is crucial for scientists to identify physiological determinants associated with ectotherms' thermal tolerance. Previous studies have shown that, in fish, heart failure often seems to be among the first major consequences of heat stress. The hypothesis behind the present master's thesis therefore suggests that ectotherm's thermal limits are dictated by that of their cardiac mitochondria. To test this hypothesis, thermal tolerance of two three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus) ecotypes, the first one originating from an estuarian environment and the second one from a lacustrine environment, was evaluated by CTmax performance tests. Cardiac mitochondrial oxygen consumption during standard respiratory states was then measured by high resolution respirometry at three assay temperatures, namely 10°C, 20°C and 30°C. We also tested whether sticklebacks' heart fatty acid composition could influence their thermal tolerance by analysing lipid profiles, which was performed by gas chromatography. Estuarine fish showed a better performance during CTmax tests than lacustrine fish, but this difference could not be explained by variations at the level of cardiac mitochondrial oxygen consumption. Furthermore, despite significant differences in lipid profiles between both ecotypes, stickleback's thermal tolerance did not strongly correlate with heart fatty acid composition. On the other hand, mitochondrial respiration was strongly dependant on experimental temperature, and we observed a significant drop of state 3 respiration at 30°C. Our results suggests that Complex I of the electron transport system is a major limiting factor of mitochondrial respiration at high temperatures, which would make it a key determinant in sticklebacks' thermal tolerance. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Thermal limits, fish, mitochondrial respiration, heart, membranes fatty acids
Effets des conditions météorologiques locales sur la sélection d'habitat du caribou des bois face aux perturbations anthropiques en forêt boréale
Get PDFRÉSUMÉ : Les changements climatiques représentent une menace grandissante pour la biodiversité mondiale puisqu'ils auront des impacts sévères sur plusieurs écosystèmes. La forêt boréale canadienne, déjà fortement perturbée par les activités d'exploitation des ressources, est un biome particulièrement à risque en raison de l'importante augmentation de température attendue au cours des prochaines décennies. Plusieurs espèces en subiront les effets, d'autant plus que certaines doivent déjà faire face à d'autres moteurs de déclin. C'est le cas de plusieurs populations boréales du caribou des bois (Rangifer tarandus caribou, ci-après caribou), dont l'autosuffisance est compromise par la perte et la fragmentation d'habitats naturels découlant de perturbations cumulées. Le présent mémoire visait à étudier l'effet des conditions météorologiques locales (température, précipitations, épaisseur et densité de neige) sur la sélection d'habitat du caribou face aux perturbations anthropiques. Je me suis intéressée à la réponse comportementale de dix populations de caribous distribuées au Québec et en Colombie-Britannique, couvrant un large gradient climatique et différents types de perturbations, au cours de six périodes biologiques distinctes. Mes résultats montrent certains patrons communs tels qu'une augmentation de la sélection des peuplements matures et de l'évitement des milieux ouverts avec des températures plus chaudes en été. Toutefois, j'ai également observé une grande variation de réponses entre les populations, suggérant l'existence d'une plasticité comportementale face aux interactions entre les conditions météorologiques et les perturbations anthropiques. Par exemple, l'épaisseur et la densité de neige modulaient la sélection des structures linéaires durant l'hiver de manière différente entre les populations à l'étude. Mes résultats laissent croire qu'une interaction entre les changements climatiques et la perte d'habitat est probable, et suggèrent que le comportement de thermorégulation, l'accès aux ressources et la capacité de mouvement du caribou pourraient en être affectés. De telles réponses comportementales pourraient altérer les stratégies d'utilisation de l'espace et de ségrégation spatiale du caribou face au risque de prédation, avec des conséquences possibles sur l'autosuffisance des populations. Ce mémoire souligne qu'il est nécessaire de prendre en compte les interactions potentielles entre divers facteurs de déclin et de s'attarder aux variations comportementales entre groupes d'individus pouvant indiquer la présence de plasticité comportementale. -- Mot(s) clé(s) en français : Caribou boréal, changements climatiques, fonction de sélection de ressources, plasticité comportementale, Rangifer tarandus caribou. --
ABSTRACT : Climate change represents a growing threat to biodiversity and will have great impacts on several ecosystems. Canada's boreal forest is especially at risk due to the relatively large increases in temperature expected over the next decades. In combination with the ongoing industrial development, climate change may lead to the continued decline or loss of a number of conservation-dependent species. It could affect the persistence of many boreal populations of woodland caribou (Rangifer tarandus caribou, hereafter caribou), whose current decline is largely caused by habitat change, loss, and fragmentation. However, the potential effects of climate change in combination with landscape change are not well understood. I investigated the interacting effect of anthropogenic disturbance and local weather conditions (temperature, precipitation, snow depth and density) on the habitat selection of 10 populations of boreal caribou distributed in Québec and British Columbia, over six distinct biological periods. My results show some common patterns such as an increasing selection of mature stands and an avoidance of open habitats with warmer temperature in summer. However, we also observed important variations in resource selection among populations, suggesting the presence of behavioural plasticity in responses to the interactions between weather conditions and anthropogenic disturbances. For example, I observed interpopulation differences in the effect of snow depth and density on the avoidance of linear features. My results suggest that the thermoregulatory behaviour, access to resources and movement capacity of caribou will most likely be affected by an interaction between climate change and habitat loss. Such behavioural responses could alter the space use and spatial segregation strategies of caribou in response to predation risk, with possible consequences for population sustainability. This thesis emphasizes the need to consider the potential interactions between different drivers of decline and to focus on behavioural variations between groups of individuals which may indicate the presence of behavioural plasticity. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Behavioural plasticity, boreal caribou, climate change, resource selection function, Rangifer tarandus caribou
Dynamique éco-évolutive de l'épinette blanche (Picea glauca) à sa limite altitudinale
Get PDFRÉSUMÉ : Comprendre les processus écologiques et évolutifs qui déterminent l'expansion de l'aire de répartition des espèces en réponse aux changements climatiques contemporains est essentiel pour réduire les risques d'extirpation et de perte de la biodiversité. Selon la théorie synthétique de l'évolution, la sélection naturelle agit en maximisant la valeur adaptative des individus au sein d'une population. Or, lors de l'expansion d'une aire de répartition, le modèle éco-évolutif du tri spatial (spatial sorting) prédit qu'une augmentation de la capacité de dispersion dans les populations situées au front d'expansion s'opère par l'accumulation locale de traits phénotypiques liés à la dissémination. Ceci pourrait même donner lieu à un compromis où la valeur adaptative est temporairement sacrifiée au profit de la dispersion pendant la phase d'expansion. Dans la présente étude, nous avons testé empiriquement le modèle théorique du tri spatial et le compromis que ce modèle implique sur la valeur adaptative. À cette fin, nous avons évalué la capacité de dispersion de 8138 graines ailées d'épinettes blanches (Picea glauca) et la viabilité de leurs semences le long de gradients altitudinaux de végétation (forêt fermée, limite des arbres et toundra alpine) dans deux massifs montagneux québécois (monts Uapishka et monts McGerrigle). Notre hypothèse postule que la capacité de dispersion varie le long du gradient altitudinal de végétation : i) la capacité de dispersion serait accrue (indiquée par une faible charge alaire) au front de colonisation à la limite des arbres et en toundra, alors que ii) la viabilité des graines (indiquée par la probabilité de germination) serait réduite dans les sites à haut potentiel de dispersion. Dans les monts Uapishka, nos résultats indiquent que la capacité de dispersion augmente au front de colonisation alors que le potentiel de germination diminue. Dans ce massif, soumis aux feux récurrents, le processus d'expansion après-feu est en cours et les populations exhibent un compromis maximisant la dispersion au détriment de la valeur adaptative, suivant les postulats du tri spatial. Ces résultats contrastent avec ceux des monts McGerrigle, où nos résultats invariables le long du gradient altitudinal suggèrent plutôt l'atteinte d'un optimum des traits soumis au compromis entre la capacité de dispersion et la viabilité des graines, qui se sont stabilisées à des valeurs intermédiaires. Dans ce massif où les feux sont absents, les peuplements sont à l'équilibre et le processus d'expansion des populations est terminé depuis plusieurs générations. Dans une placette témoin du cœur de l'aire de répartition (Parc national du Bic), la capacité de dispersion est minimale alors que le potentiel de germination est maximal, ce qui suggère l'absence de tri spatial, mais que la sélection naturelle est le principal processus évolutif qui opère pour accroître la valeur adaptative. Cette étude met en lumière la variabilité intraspécifique de traits liés à la capacité de dispersion des individus et son impact transitoire sur leur valeur adaptative dans les populations situées au front de colonisation des espèces en expansion. -- Mot(s) clé(s) en français : capacité de dispersion, charge alaire, épinette blanche, expansion, forêt fermée, limite des arbres, sélection naturelle, toundra alpine, tri spatial, valeur adaptative. --
ABSTRACT : Understanding ecological and evolutionary processes driving species' range expansion in response to contemporary climate changes is instrumental to reduce risks of extirpation and future biodiversity loss. According to the synthetic theory of evolution, natural selection maximizes fitness of individuals within natural populations. Yet, during range expansion, spatial sorting is an emerging eco-evolutionary model predicting enhanced migration rate in leading-edge populations through local accumulation of phenotypic traits related to dispersal. This process may even result in a trade-off, whereby fitness is temporarily sacrificed over dispersal during the expansion phase. Here, we empirically tested the theoretical model of spatial sorting and its putative fitness cost. We assessed dispersal ability of 8138 white spruce (Picea glauca) winged seeds and seed viability along altitudinal gradients (closed-crown montane forest, subalpine treeline, and alpine tundra) in two Quebec mountain ranges (Uapishka and McGerrigle). We expected differences in dispersal ability along altitudinal gradients with: i) increased dispersal ability (lower wing loading) in treeline and tundra leading-edge populations at the expansion front, and ii) reduced seed viability (germination probability) in populations displaying higher dispersal ability. In Uapishka mountains, our results indicate enhanced dispersal ability at the expansion front while germination potential decreases. Historical wildfires have opened the forest cover, which implies that a post-fire expansion process is still ongoing. Populations exhibit a trade-off maximizing dispersal over fitness, as expected from the spatial sorting model. These results contrast with those from McGerrigle mountains, where no trait variation was found along the altitudinal gradient, suggesting that an optimum was reached for the traits involved in the trade-off between dispersal ability and seed viability, which stabilized at intermediate values. In the absence of fire, the stands are in demographic equilibrium and the expansion process has been completed for several generations. In a control plot from the core of the range (Bic National Park), dispersal ability reaches its lowest values while germination potential is maximal, suggesting the absence of a spatial sorting mechanism, but natural selection as the primary evolutionary process operating to increase fitness. This study sheds light on the importance of intraspecific trait variation related to the dispersal ability of individuals and its transient impact on fitness in populations located at the leading edge of species migration. -- Mot(s) clé(s) en anglais : alpine tundra, dispersal ability, expansion, fitness, montane forest, natural selection, spatial sorting, subalpine treeline, white spruce, wing loading
Facteurs prédictifs de la santé psychologique au travail des gestionnaires du réseau de la santé et des services sociaux en contexte de gestion multisite
Get PDF« Cette étude s'intéresse à la situation des cadres du réseau de la santé et des services sociaux (RSSS) québécois ; corps d'emploi qui a été grandement affecté par les changements imposés par la mise en application de la Loi 10 (Loi modifiant l'organisation et la gouvernance du réseau de la santé et des services sociaux). Parmi ces changements figure l'augmentation importante de cadres exerçant en contexte de gestion multisite, c'est-à-dire avec des employés à charge répartis dans plusieurs installations. Cette recherche vise à déterminer les facteurs prédictifs de la (SPT) des cadres du secteur de la santé et des services sociaux qui exercent en contexte multisite. Les hypothèses de recherche soutiennent que chacune des variables indépendantes (le sens du travail, la justice organisationnelle et le soutien organisationnel perçu) entretiennent une relation positive et significative avec le bien-être psychologique au travail (BEPT) et inversement entretiennent une relation négative significative avec la détresse psychologique au travail (DPT). Pour répondre aux hypothèses émises, une recherche de nature quantitative a été privilégiée avec un devis de recherche corrélationnel confirmatoire utilisant les échelles de mesure de Gilbert et al. (2011), de Colquitt (2001), de Quenneville et al. (2010) ainsi que l'adaptation française de l'échelle de May et al. (2004). Au total, 241 participants ont répondu à un questionnaire électronique sécurisé, de façon confidentielle. Les données recueillies ont été analysées à l'aide du logiciel SPSS pour valider la présence de corrélations et effectuer des régressions linéaires multiples permettant d'identifier les facteurs prédictifs de la santé psychologique au travail. Ces analyses ont permis d'établir une relation positive significative entre le BEPT et chacune des variables indépendantes soit le sens du travail, la justice organisationnelle et le soutien organisationnel perçu. Ces mêmes relations étaient présentes, de façon négative, avec la DPT. À la lumière des analyses effectuées, le sens du travail et la justice distributive semblent être les facteurs les plus susceptibles de prédire le BEPT. De simples mesures comme : valoriser l'utilité sociale du travail, augmenter le ratio contribution/rétribution via des remerciements, etc. ; pourraient permettre aux dirigeants du RSSS d'agir positivement sur la SPT des cadres.-- Mot(s) clé(s) en français : santé psychologique au travail, bien-être psychologique au travail, détresse psychologique au travail, sens du travail, justice organisationnelle, soutien organisationnel perçu, gestionnaires, gestion multisite, réseau de la santé et des services sociaux. »--
« This study focuses on the situation of managers in Quebec's health and social services network (RSSS); a job category that has been greatly affected by the changes imposed by the application of Bill 10 (an Act to amend the organization and governance of the health and social services network). These changes include a significant increase in the number of managers working in multisite management, with dependent employees spread across several facilities. The aim of this research is to determine the predictive factors of the psychological health at work of managers in the health and social services sector who work in a multisite context. The research hypotheses support that each of the independent variables (meaning of work, organizational justice and perceived organizational support) have a positive and significant relationship with psychological well-being at work and conversely have a significant negative relationship with psychological distress at work. To respond to the hypotheses put forward, quantitative research was preferred with a confirmatory correlational research design using the measurement scales of Gilbert et al. (2011), Colquitt (2001), Quenneville et al. (2010) and the french adaptation of the May et al (2004) scale. A total of 241 participants completed a secure, confidential electronic questionnaire. The data collected was analyzed using SPSS software to validate the presence of correlations and to perform multiple linear regressions in order to identify the predictive factors of psychological health at work. These analyzes established a significant positive relationship between psychological well-being at work and each of the independent variables, meaning of work, organizational justice and perceived organizational support. These same relationships were present, negatively, with psychological distress at work. In light of the analyses performed, meaning of work and distributive justice appear to be the factors most likely to predict psychological well-being at work. Simple measures such as: enhancing the social usefulness of the work, increasing the contribution/retribution ratio through acknowledgements, etc., could enable RSSS managers to have a positive impact on the psychological health at work of managers.-- Mot(s) clé(s) en anglais : psychological health at work, psychological well-being at work, psychological distress at work, meaning of work, organizational justice, perceived organizational support, administrator, multisite management, health and social services network. »-
Étude transcriptomique de l'effet de la température sur le déterminisme du phénotype sexuel chez la plie rouge
Get PDF« La plie rouge (Pseudopleuronectes americanus) est un poisson plat de l'Atlantique Nord que l'on retrouve essentiellement sur la côte est du Canada et des États-Unis. C'est une espèce dont la détermination du phénotype sexuel semble être influencée par la température, on parle de TSD (« Temperature-dependent Sex Determination »). À cause du réchauffement climatique, il est important de déterminer si ce phénomène est présent ou non chez la plie rouge et à en comprendre les mécanismes sous-jacents. Nous avons émis l'hypothèse selon laquelle la température aurait un impact majeur au cours du développement larvaire et que le stade thermosensible se situerait juste avant la métamorphose en juvénile. De plus, nous avons supposé que la voie de la stéroïdogenèse, qui permet la synthèse des hormones sexuelles (testostérone, 11-cétotestostérone et estrogènes chez les poissons), était impliquée dans ce phénomène. Nous avons donc constitué trois cohortes à partir de pontes effectuées à trois reprises au cours du printemps. Les conditions de température et de salinité correspondaient aux conditions saisonnières du Saint-Laurent et chaque cohorte a ainsi été exposée à un régime de température différent durant tout le développement des œufs puis des larves. Une fois la métamorphose effectuée, tous les juvéniles ont été exposés à une température fixe de 10,7°C. Des larves ont été échantillonnées à 20, 30 et 40 jours post-éclosion et des juvéniles un mois après la métamorphose. L'ARN de ces individus a été extrait, séquencé et analysé afin d'obtenir les niveaux d'expression de l'ensemble des gènes impliqués dans la stéroïdogenèse. L'analyse transcriptomique a permis de bien séparer larves et juvéniles. Les patrons d'expression des gènes ont montré que la voie de la stéroïdogenèse semblait bel et bien être influencée par la température, mais nous n'avons pu mettre en évidence un déséquilibre du sexe-ratio ni une favorisation du phénotype mâle. Cependant, les juvéniles issus des larves élevées au régime de température le plus élevé montrent des différences marquées au niveau de l'expression des gènes de la stéroïdogenèse sans que nous puissions toutefois en déterminer les conséquences. Des analyses complémentaires sur le transcriptome pourraient donc permettre de mieux comprendre ces résultats.-- Mots clés en français : plie rouge, température, phénotype sexuel, TSD, stéroïdogenèse, transcriptome, développement larvaire, juvéniles. »--
« Winter flounder (Pseudopleuronectes americanus) is a North Atlantic flatfish found on the east coast of Canada and of the United States. It is a species in which the determination of the sexual phenotype seems to be influenced by temperature which is called the TSD phenomenon (Temperature-dependent Sex Determination). Considering the actual global warming, it is important to determine whether or not this phenomenon is present in winter flounder and to determine the underlying mechanisms. We hypothesized that temperature would have a major impact during larval development and that the temperature-sensitive stage would be just before metamorphosis into juveniles. Moreover, we assumed that the steroidogenesis pathway, which allows the synthesis of sex hormones (testosterone, 11-ketotosterone and estrogens in fishes), would be involved in this phenomenon. So, we surveyed three cohorts issued from three different spawns during spring time. Temperature and salinity conditions followed seasonal conditions in the St. Lawrence Estuary and each cohort was thus exposed to a different temperature regime during egg and larval development. Once metamorphosis occurred, all juveniles were exposed to a stable temperature of 10.7 °C. Larvae were sampled at 20, 30, and 40 days post-hatching and juveniles one month after metamorphosis. RNA was extracted from these individuals, sequenced, and analyzed to obtain expression levels of all genes involved in steroidogenesis. Transcriptome analysis allowed clear differentiation between larvae and juveniles. Gene expression patterns showed that the steroidogenesis pathway was influenced by temperature but we were not able to demonstrate a sex-ratio imbalance or a favoring of male phenotype. However, juveniles from larvae reared at the highest temperature regime showed strong differences in the expression of steroidogenesis-related genes, but we were not able to determine the outcome. Complementary analyses of the transcriptome could provide a better understanding of these results.-- Mots clés en anglais : winter flounder, temperature, sexual phenotype, TSD, steroidogenesis, transcriptome, larval development, juveniles. »-