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This thesis was awarded Cum Laude.

[French Abstract] L'étendue de la dispersion larvaire tient un rôle crucial dans la dynamique et l'évolution de la structure spatiale des populations marines. Elle détermine l'échelle à laquelle les espèces interagissent avec leur environnement, répondent aux perturbations et évoluent. La conception des stratégies de conservation efficaces telles que les réseaux de réserves marines dépend, dans une certaine mesure, de notre compréhension de la manière dont les populations marines sont reliées entre elles. Toutefois, étant donné la petite taille des larves de la plupart des espèces marines et de leur grande capacité de dispersion dans l'océan, mesurer l'échange entre différentes populations reste laborieux en raison de la difficulté à suivre les larves dans l'océan. En conséquence, le niveau de connaissances actuelles sur l’échelle de la connectivité démographique dans les environnements marins reste réduit, et l’identité des principaux facteurs responsables de la variabilité de la dispersion larvaire reste méconnue. L'objectif de cette thèse est de fournir de nouvelles informations de l'échelle de la dispersion larvaire dans un milieu côtier, et d’évaluer le rôle de l'environnement parental en tant que facteur de variation de recrutement de larves au niveau local. Le modèle d’étude choisi est une métapopulation côtière du poisson clown Amphiprion polymnus qui s’étend sur environ 30 km du littoral en Papouasie Nouvelle Guinée. Des analyses de parenté ont été utilisées pour retrouver les lieux de naissance des juvéniles de cette espèce, à l’aide des marqueurs génétiques hypervariables de type microsatellite. Cette méthode a permis ensuite d’estimer les taux d’autorecrutement et de connectivité entre sous-populations au sein de la métapopulation. Le première chapitre de ce travail a étudié certains problèmes méthodologiques liés à l’utilisation des analyses de parenté dans des populations naturelles, et a estimé l'effort d'échantillonnage minimal nécessaire (en termes de nombre de marqueurs génétiques) dans cette métapopulation en particulier, afin d’atteindre une précision des assignations parent-fils élevée (~ 94%). Dans un deuxième chapitre, l’autorecrutement et la connectivité entre souspopulations mentionnées précédemment ont été quantifiés sur deux années consécutives. Les résultats de ce chapitre indiquent que dans cette métapopulation côtière, l’autorecrutement à l’intérieur des sous-populations, est faible (~ 8% en moyenne) mais peut être très variable entre elles. Cependant, ces proportions semblent plutôt constantes dans le temps. Au niveau de la métapopulation, et à différence des études précédentes, la connectivité semble être le modèle dominant et non l’autorecrutement. Le troisième chapitre à permis de montrer pour la première fois dans une population marine, que les femelles plus grandes à l’intérieur de la metapopulation contribuent plus de deux fois au repeuplement local que les petites femelles. De même, cette approche à permit de montrer que la dégradation de l'habitat peut avoir des conséquences négatives sur la reproduction de cette espèce. Enfin, dans le dernier chapitre, des données empiriques, obtenus au cours des chapitres précédents, ont été utilisées pour estimer des paramètres démographiques de la population (survie, fécondité et fréquence de transition entre les différentes catégories de taille). En suite, ces paramètres ont été integers dans un modèle matriciel simple. Dans la suite, l’échelle spatiale à laquelle cette metapopulation devient équilibrée a été estimée à un minimum de 50 km de ligne de côte. De manière générale, les résultats de ce travail ont permis de renforcer la notion que dans des contextes géographiques où l’espacement entre populations est réduit, celles-ci fonctionnent comme des systèmes dynamiques ouverts, même à une échelle spatiale plutôt élevée. De même, la comparaison de ces résultats avec des études antérieures suggère que la dispersion larvaire chez les poissons de récifs coralliens pourrait être plus influencée par le context géographique que par la spécificité de certains traits d'histoire de vie. Enfin, dans une perspective de conservation, les résultats de cette thèse indiquent que protéger les femelles de grande taille est crucial pour le repeuplement des populations marines et sont un argument en faveur d’une mise en oeuvre de stratégies de gestion qui permettront de restaurer et de protéger la structure de taille/âge des populations marines. Cette approche a également mis en évidence que dans un habitat relativement continu, une AMP de petite taille ne pourrait pas être considéré comme autonome si les populations à l'extérieur de l’aire protégé sont épuisées.

Publications arising from this thesis are available from the Related URLs field. The publications are: Chapter 2: Saenz-Agudelo, P., G. P. Jones, S. R. Thorrold, and S. Planes. 2009. Estimating connectivity in marine populations: an empirical evaluation of assignment tests and parentage analysis under different gene flow scenarios. Molecular Ecology 18:1765-1776.