Conséquences des changements globaux sur les populations de Calotriton des Pyrénées (Calotriton asper)

Global change of Anthropocene exposes organisms to increasing biotic and abiotic stresses. While global warming is a threat to biodiversity, the introduction of species can also modify the functioning of ecosystems. These two components of global change are major issues in mountain areas and can lead to changes in the distribution and sustainability of local species. A vulnerable endemic urodele, the Pyrenean brook newt (Calotriton asper; Dugès, 1852) is present throughout the mountainous massif over a wide altitudinal gradient. Like all amphibians, this species is threatened by global change and is a bioindicator of the health of mountain aquatic ecosystems. The study of its ecology is crucial for management adapted to the species and the territory. Although its life-history traits have been documented, few studies have focused on the impact of global change on its ecophysiology, which is a determining factor in understanding the mechanisms of population survival. This thesis is in line with this objective by studying the impact of temperature and the presence of introduced Salmonidae on C. asper from laboratory experiments and in situ monitoring. I first measured the impact of temperature on the physiology of C. asper along an altitudinal gradient. Measurement of standard metabolic rate by respirometry across a broad thermal gradient showed a greater physiological response to elevated temperatures in high altitude individuals than in low altitude ones. These results suggest greater sensitivity to rising temperatures in populations at the high range margin and question their sustainability in the face of global warming. Second, I demonstrated the value of molecular tools for the management of C. asper. The presence of the species could be confirmed or denied via environmental DNA analysis on favorable sites that are difficult to survey. Then, the analysis of fecal DNA made it possible to estimate the predation of C. asper by a Salmonid species: the brown trout (Salmo trutta L. 1758). These results demonstrate the relevance of molecular tools for monitoring a discrete species and suggest predation pressure that may be affecting small C. asper populations. Finally, I studied these two components of global change simultaneously to estimate their combined effects on C. asper physiology. Standard metabolic rate was measured by respirometry in the presence and absence of S. trutta at different temperatures. Although the presence of trout induced no direct effect, it did result in a decrease in metabolic activity under warm conditions, showing disruption of the normal physiological response to temperature. In addition, C. asper populations in sympatry with S. trutta showed a higher metabolic rate than allopatric populations. These results suggest a long-term deleterious physiological impact on sympatric populations. This work provides managers a non-invasive genetic method of monitoring in situ and shows that introduced salmonids act directly by predation on the dynamics of C. asper, and indirectly with global warming by disrupting the physiology of the species. These components of global change seem to have different impacts depending on the ecosystem of the populations. This confirms the biological differences historically observed within the species and likely reflects the variability of the evolutionary legacy of C. asper. The implementation of locally adapted management measures integrating the fishing activities and their actors is essential to take into account the specificities of each population.Les changements globaux de l'Anthropocène exposent les organismes à des stress biotiques et abiotiques croissants. Si le réchauffement climatique constitue une menace pour la biodiversité, l'introduction d'espèces peut aussi modifier le fonctionnement des écosystèmes. Ces deux composantes du changement global constituent des enjeux majeurs au sein des territoires montagnards et peuvent entraîner des modifications sur la répartition et la pérennité des espèces locales. Urodèle endémique vulnérable, le Calotriton des Pyrénées (Calotriton asper ; Dugès, 1852) est présent sur tout le massif montagneux sur un gradient altitudinal large. Comme tout amphibien, cette espèce est menacée par les changements globaux et constitue un bioindicateur de la santé des écosystèmes aquatiques montagnards. L'étude de son écologie est cruciale pour une gestion adaptée à l'espèce et au territoire. Bien que ses traits d'histoire de vie soient documentés, peu d'études se sont concentrées sur l'impact des changements globaux sur son écophysiologie, pourtant déterminant pour la compréhension des mécanismes de survie des populations. Cette thèse s'inscrit donc dans cet objectif en étudiant l'impact des températures et de la présence de Salmonidés introduits sur C. asper à partir d'expérimentations en laboratoire et de suivi in situ. J'ai d'abord mesurer l'impact de la température sur la physiologie de C. asper le long d'un gradient altitudinal. La mesure du taux métabolique standard par respirométrie sur un gradient thermique large a montré une réaction physiologique aux températures élevées plus importante chez les Calotritons de haute altitude que ceux de basse altitude. Ces résultats suggèrent une sensibilité plus grande à l'élévation des températures chez les populations en marge haute de l'aire de répartition et questionnent leur pérennité face au réchauffement climatique. Ensuite, j'ai démontré l'intérêt des outils moléculaires pour la gestion de C. asper. La présence de l'espèce a pu être confirmée ou infirmée via l'analyse d'ADN environnemental sur des sites favorables difficiles à prospecter. Ensuite, l'analyse de l'ADN fécal a permis d'estimer la prédation du Calotriton par une espèce de Salmonidé : la truite fario (Salmo trutta L. 1758). Ces résultats démontrent la pertinence des outils moléculaires pour le suivi d'une espèce discrète et suggèrent une pression de prédation qui pourrait nuire aux petites populations de Calotritons. Enfin, j'ai étudié simultanément ces deux composantes du changement global afin d'estimer leurs effets combinés sur la physiologie de C. asper. Le taux métabolique standard a été mesuré par respirométrie en présence et en absence de S. trutta, à différentes températures. Bien que la présence de truites n'a induit aucun effet direct, elle a entraîné une diminution de l'activité métabolique en condition chaude, montrant une perturbation de la réponse physiologique normale à la température. De plus, les populations de Calotriton en sympatrie avec S. trutta ont présenté un taux métabolique plus important que les populations allopatriques. Ces résultats suggèrent un impact physiologique délétère sur le long terme pour les populations sympatriques. Ce travail met à disposition des gestionnaires une méthode génétique non invasive de suivi in situ, et montre que les salmonidés introduits agissent directement par prédation sur la dynamique du Calotriton, et indirectement avec le réchauffement climatique en perturbant la physiologie de l'espèce. Ces composantes du changement global semblent avoir des impacts différents suivant l'écosystème des populations. Cela confirme les différences biologiques historiquement observées au sein de l'espèce et traduit probablement la variabilité de l'héritage évolutif de C. asper. La mise en place de mesures de gestion adaptées localement intégrant les activités de pêche et ses acteurs est indispensable pour tenir compte des spécificités propres à chaque population