Organisms employ diverse adaptive strategies to ensure their protection against environmental microorganisms. Birds, in addition to other strategies common to vertebrates, stand out with two specific integumentary adaptations: feathers and the preen gland. Feathers, crucial for flight, insulation, camouflage and communication, not only benefit from structural protection but are also coated with preen wax, an oily substance produced by the preen gland, and host communities of beneficial (yet potentially pathogenic) microorganisms known as feather microbiota. Considering the negative impact of insufficient feather protection, our study combined lipidomic and proteomic analyses and high-throughput 16S rRNA gene sequencing to investigate the role of both preen gland and feather microbiota in protecting barn owl (Tyto alba) plumage during reproduction. In the first two chapters, we explored the influence of individual (sex, body condition, plumage coloration) and environmental (weather conditions, brood size) factors on preen gland and feather microbiota. Our results revealed that incubating females secreted more preen wax and exhibited lower feather bacterial diversity compared to rearing females and males. Increasing preen wax secretion may have indirectly reduced feather bacterial diversity in incubating females. However, no direct association was observed between preen wax amount and feather bacterial diversity or composition in the second chapter. In the third chapter, we explored the influence of preen wax’ lipid composition on feather microbiota, and contrary to the previous chapter, our results revealed a slight association between preen wax (lipid) composition and feather bacterial composition. This slight association prompted our exploration of preen wax’ proteomic composition in the fourth chapter, whose results revealed the presence of immune- related peptides and proteins in barn owl preen wax. This thesis enhances our understanding of preen gland’s complex functioning in birds. Not only does it partly support the protective function of preen gland but also suggests its involvement in other functions such as signaling and communication.
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Les organismes emploient diverses stratégies adaptatives pour se protéger contre les microorganismes environnementaux. Les oiseaux, en plus d’autres stratégies communes aux vertébrés, se distinguent par deux adaptations tégumentaires spécifiques : les plumes et la glande uropygienne. Les plumes, essentielles pour le vol, l’isolation thermique, le camouflage et la communication, bénéficient non seulement d’une protection structurelle mais sont également recouvertes de cire uropygienne, une substance huileuse produite par la glande uropygienne, et hébergent des communautés de microorganismes bénéfiques (mais aussi pathogènes) connues sous le nom de microbiote des plumes. Compte tenu de l’impact négatif d’une protection insuffisante du plumage sur les oiseaux, notre étude a combiné des analyses lipidomiques et protéomiques ainsi que du séquençage à haut débit de l’ARNr 16S pour étudier le rôle de la glande uropygienne et du microbiote des plumes dans la protection du plumage de l’Effraie des clochers (Tyto alba) pendant la reproduction. Dans les deux premiers chapitres, nous avons exploré l’influence de facteurs individuels (sexe, condition physique, coloration du plumage) et environnementaux (conditions météo, taille de la nichée) sur la glande uropygienne et le microbiote des plumes. Nos résultats ont révélé que les femelles incubatrices sécrétaient davantage de cire uropygienne et présentaient une diversité bactérienne du plumage moindre par rapport aux autres femelles et aux mâles. Cette sécrétion accrue de cire uropygienne pourrait avoir indirectement contribué à la réduction de la diversité bactérienne du plumage chez les femelles incubatrices. Cependant, nous n’avons pas observé d’association directe entre la quantité de cire uropygienne et la diversité ou la composition bactérienne du plumage dans le deuxième chapitre. Dans le troisième chapitre, nous avons exploré l’influence de la composition lipidique de la cire uropygienne sur le microbiote des plumes, et contrairement au chapitre précédent, nos résultats ont révélé une légère association entre la composition lipidique de la cire uropygienne et la composition bactérienne du plumage. Cette légère association nous a incités à explorer la composition protéomique de la cire uropygienne dans le quatrième chapitre, dont les résultats ont révélé la présence de peptides et protéines liés au système immunitaire dans la cire uropygienne de l’Effraie des clochers. Cette thèse améliore ainsi notre compréhension du fonctionnement complexe de la glande uropygienne chez les oiseaux. Elle soutient non seulement partiellement la fonction protectrice de la glande uropygienne, mais suggère également son implication dans d’autres fonctions telles que la communication.