Fire management, climate change and their interacting effects on birds in complex Mediterranean landscapes: dynamic distribution modelling of an early-successional species - the near-threatened Dartford Warbler (Sylvia undata)

The current challenge in a context of major environmental changes is to anticipate the responses of species to future landscape and climate scenarios. In the Mediterranean basin, climate change is one the most powerful driving forces of fire dynamics, with fire frequency and impact having markedly increased in recent years. Species distribution modelling plays a fundamental role in this challenge, but better integration of available ecological knowledge is needed to adequately guide conservation efforts. Here, we quantified changes in habitat suitability of an early-succession bird in Catalonia, the Dartford Warbler (Sylvia undata) ― globally evaluated as Near Threatened in the IUCN Red List. We assessed potential changes in species distributions between 2000 and 2050 under different fire management and climate change scenarios and described landscape dynamics using a spatially-explicit fire-succession model that simulates fire impacts in the landscape and post-fire regeneration (MEDFIRE model). Dartford Warbler occurrence data were acquired at two different spatial scales from: 1) the Atlas of European Breeding Birds (EBCC) and 2) Catalan Breeding Bird Atlas (CBBA). Habitat suitability was modelled using five widely-used modelling techniques in an ensemble forecasting framework. Our results indicated considerable habitat suitability losses (ranging between 47% and 57% in baseline scenarios), which were modulated to a large extent by fire regime changes derived from fire management policies and climate changes. Such result highlighted the need for taking the spatial interaction between climate changes, fire-mediated landscape dynamics and fire management policies into account for coherently anticipating habitat suitability changes of early succession bird species. We conclude that fire management programs need to be integrated into conservation plans to effectively preserve sparsely forested and early succession habitats and their associated species in the face of global environmental change.

New insights into the phylogenetics and biogeography of Arum (Araceae): unravelling its evolutionary history

The heat- and odour-producing genus Arum (Araceae) has interested scientists for centuries. This long-term interest has allowed a deep knowledge of some complex processes, such as the physiology and dynamics of its characteristic lure-and-trap pollination system, to be built up. However, mainly because of its large distributional range and high degree of morphological variation, species' limits and relationships are still under discussion. Today, the genus comprises 28 species subdivided into two subgenera, two sections and six subsections. In this study, the phylogeny of the genus is inferred on the basis of four plastid regions, and the evolution of several morphological characters is investigated. Our phylogenetic hypothesis is not in agreement with the current infrageneric classification of the genus and challenges the monophyly of several species. This demonstrates the need for a new infrageneric classification based on characters reflecting the evolution of this enigmatic genus. To investigate the biogeography of Arum deeply, further spatiotemporal analyses were performed, addressing the importance of the Mediterranean basin in the diversification of Arum. Our results suggest that its centre of origin was the European-Aegean region, and that major diversification happened during the last 10 Myr.

A new perspective on the zoogeography of the sibling mouse-eared bat species Myotis myotis and Myotis blythii: Morphological, genetical and ecological evidence

The actual geographic distribution of the two sibling mouse-eared bat species Myotis myotis and Myotis blythii, which occur widely sympatrically in the western Palaearctic region, remains largely controversial. This concerns particularly the specific attribution of marginal populations from the Mediterranean islands and from adjacent areas of North Africa and Asia, which are morphologically intermediate between continental M. myotis and M. blythii from Europe. This study attempts to clarify this question by using four different approaches: cranial morphology, external morphology, genetics and trophic ecology. The three latter methods show unambiguously that North Africa, Malta, Sardinia and Corsica are presently inhabited by monospecific populations of M. myotis. In contrast, cranial morphometrics do not yield conclusive results. These results contradict all recent studies, which attribute North African and Maltese mouse-eared bats to M. blythii and consider that Sardinia and Corsica harbour sympatric populations of the two species. As concerns south-eastern populations, doubts are also expressed about the attribution of the subspecific taxon omari which may actually refer to M. myotis instead of M. blythii. Protein electrophoresis is presently the only absolute method available for determining M. myotis and M. blythii throughout their distribution ranges. However, species identification may be approached by relying on less sophisticated morphometrical methods as presented in this study. Species-specific habitat specializations are probably responsible for the differences observed between the geographic distributions of M. myotis and M. blythii, as they provide a logical groundwork for a coherent model of speciation for these two bat species.

Morphological, ecological and genetic aspects associated with endemism in the Fly Orchid group.

The European genus Ophrys (Orchidaceae) is famous for its insect-like floral morphology, an adaptation for a pseudocopulatory pollination strategy involving Hymenoptera males. A large number of endemic Ophrys species have recently been described, especially within the Mediterranean Basin, which is one of the major species diversity hotspots. Subtle morphological variation and specific pollinator dependence are the two main perceptible criteria for describing numerous endemic taxa. However, the degree to which endemics differ genetically remains a challenging question. Additionally, knowledge regarding the factors underlying the emergence of such endemic entities is limited. To achieve new insights regarding speciation processes in Ophrys, we have investigated species boundaries in the Fly Orchid group (Ophrys insectifera sensu lato) by examining morphological, ecological and genetic evidence. Classically, authors have recognized one widespread taxon (O. insectifera) and two endemics (O. aymoninii from France and O. subinsectifera from Spain). Our research has identified clear morphological and ecological factors segregating among these taxa; however, genetic differences were more ambiguous. Insights from cpDNA sequencing and amplified fragment length polymorphisms genotyping indicated a recent diversification in the three extant Fly Orchid species, which may have been further obscured by active migration and admixture across the European continent. Our genetic results still indicate weak but noticeable phylogeographic clustering that partially correlates with the described species. Particularly, we report several isolated haplotypes and genetic clusters in central and southeastern Europe. With regard to the morphological, ecological and genetic aspects, we discuss the endemism status within the Fly Orchid group from evolutionary, taxonomical and conservation perspectives.

State-Society Relationships, Social Trust and the Development of Labour Market Policies in Italy and Sweden

The first decade of the twenty-first century may be remembered for the rebirth of consensus on labour market policy. After three decades of bitter political and ideological controversy between a neo-liberal and a traditional social democratic approach, a new model, often labelled flexicurity, has emerged. This model is promoted by numerous political organisations since it promises to put an end to the old trade-off between equality and efficiency. Several countries are embracing the flexicurity model as a blueprint for labour market reform, but others, mostly belonging to the 'Mediterranean Rim', are clearly lagging behind. Why is it so difficult for these countries to implement the flexicurity model? This paper argues that the application of a flexicurity strategy in these countries is complicated by the lack of social trust between social partners and the state as well as political economy traditions that highlight the role of labour market regulation as a source of social protection.

X-chromosome SNP analyses in 11 human Mediterranean populations show a high overall genetic homogeneity except in North-west Africans (Moroccans).

BACKGROUND: Due to its history, with a high number of migration events, the Mediterranean basin represents a challenging area for population genetic studies. A large number of genetic studies have been carried out in the Mediterranean area using different markers but no consensus has been reached on the genetic landscape of the Mediterranean populations. In order to further investigate the genetics of the human Mediterranean populations, we typed 894 individuals from 11 Mediterranean populations with 25 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) located on the X-chromosome. RESULTS: A high overall homogeneity was found among the Mediterranean populations except for the population from Morocco, which seemed to differ genetically from the rest of the populations in the Mediterranean area. A very low genetic distance was found between populations in the Middle East and most of the western part of the Mediterranean Sea.A higher migration rate in females versus males was observed by comparing data from X-chromosome, mt-DNA and Y-chromosome SNPs both in the Mediterranean and a wider geographic area.Multilocus association was observed among the 25 SNPs on the X-chromosome in the populations from Ibiza and Cosenza. CONCLUSION: Our results support both the hypothesis of (1) a reduced impact of the Neolithic Wave and more recent migration movements in NW-Africa, and (2) the importance of the Strait of Gibraltar as a geographic barrier. In contrast, the high genetic homogeneity observed in the Mediterranean area could be interpreted as the result of the Neolithic wave caused by a large demic diffusion and/or more recent migration events. A differentiated contribution of males and females to the genetic landscape of the Mediterranean area was observed with a higher migration rate in females than in males. A certain level of background linkage disequilibrium in populations in Ibiza and Cosenza could be attributed to their demographic background.

Application of low temperature thermochronology to understanding cooling and exhumation in the Central Swiss Alps

THESIS ABSTRACT : Low-temperature thermochronology relies on application of radioisotopic systems whose closure temperatures are below temperatures at which the dated phases are formed. In that sense, the results are interpreted as "cooling ages" in contrast to "formation ages". Owing to the low closure-temperatures, it is possible to reconstruct exhumation and cooling paths of rocks during their residence at shallow levels of the crust, i.e. within first ~10 km of depth. Processes occurring at these shallow depths such as final exhumation, faulting and relief formation are fundamental for evolution of the mountain belts. This thesis aims at reconstructing the tectono-thermal history of the Aar massif in the Central Swiss Alps by means of zircon (U-Th)/He, apatite (U-Th)/He and apatite fission track thermochronology. The strategy involved acquisition of a large number of samples from a wide range of elevations in the deeply incised Lötschen valley and a nearby NEAT tunnel. This unique location allowed to precisely constrain timing, amount and mechanisms of exhumation of the main orographic feature of the Central Alps, evaluate the role of topography on the thermochronological record and test the impact of hydrothermal activity. Samples were collected from altitudes ranging between 650 and 3930 m and were grouped into five vertical profiles on the surface and one horizontal in the tunnel. Where possible, all three radiometric systems were applied to each sample. Zircon (U-Th)/He ages range from 5.1 to 9.4 Ma and are generally positively correlated with altitude. Age-elevation plots reveal a distinct break in slope, which translates into exhumation rate increasing from ~0.4 to ~3 km/Ma at 6 Ma. This acceleration is independently confirmed by increased cooling rates on the order of 100°C/Ma constrained on the basis of age differences between the zircon (U-Th)/He and the remaining systems. Apatite fission track data also plot on a steep age-elevation curve indicating rapid exhumation until the end of the Miocene. The 6 Ma event is interpreted as reflecting tectonically driven uplift of the Aar massif. The late Miocene timing implies that the increase of precipitation in the Pliocene did not trigger rapid exhumation in the Aar massif. The Messinian salinity crisis in the Mediterranean could not directly intensify erosion of the Aar but associated erosional output from the entire Alps may have tapered the orogenic wedge and caused reactivation of thrusting in the Aar massif. The high exhumation rates in the Messinian were followed by a decrease to ~1.3 km/Ma as evidenced by ~8 km of exhumation during last 6 Ma. The slowing of exhumation is also apparent from apatite (U-Th)1He age-elevation data in the northern part of the Lötschen valley where they plot on a ~0.5km/Ma line and range from 2.4 to 6.4 Ma However, from the apatite (U-Th)/He and fission track data from the NEAT tunnel, there is an indication of a perturbation of the record. The apatite ages are youngest under the axis of the valley, in contrast to an expected pattern where they would be youngest in the deepest sections of the tunnel due to heat advection into ridges. The valley however, developed in relatively soft schists while the ridges are built of solid granitoids. In line with hydrological observations from the tunnel, we suggest that the relatively permeable rocks under the valley floor, served as conduits of geothermal fluids that caused reheating leading to partial Helium loss and fission track annealing in apatites. In consequence, apatite ages from the lowermost samples are too young and the calculated exhumation rates may underestimate true values. This study demonstrated that high-density sampling is indispensable to provide meaningful thermochronological data in the Alpine setting. The multi-system approach allows verifying plausibility of the data and highlighting sources of perturbation. RÉSUMÉ DE THÈSE : La thermochronologie de basse température dépend de l'utilisation de systèmes radiométriques dont la température de fermeture est nettement inférieure à la température de cristallisation du minéral. Les résultats obtenus sont par conséquent interprétés comme des âges de refroidissement qui diffèrent des âges de formation obtenus par le biais d'autres systèmes de datation. Grâce aux températures de refroidissement basses, il est aisé de reconstruire les chemins de refroidissement et d'exhumation des roches lors de leur résidence dans la croute superficielle (jusqu'à 10 km). Les processus qui entrent en jeu à ces faibles profondeurs tels que l'exhumation finale, la fracturation et le faillage ainsi que la formation du relief sont fondamentaux dans l'évolution des chaînes de montagne. Ces dernières années, il est devenu clair que l'enregistrement thermochronologique dans les orogènes peut être influencé par le relief et réinitialisé par l'advection de la chaleur liée à la circulation de fluides géothermaux après le refroidissement initial. L'objectif de cette thèse est de reconstruire l'histoire tectono-thermique du massif de l'Aar dans les Alpes suisses Centrales à l'aide de trois thermochronomètres; (U-Th)/He sur zircon, (U-Th)/He sur apatite et les traces de fission sur apatite. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons récolté un grand nombre d'échantillons provenant de différentes altitudes dans la vallée fortement incisée de Lötschental ainsi que du tunnel de NEAT. Cette stratégie d'échantillonnage nous a permis de contraindre de manière précise la chronologie, les quantités et les mécanismes d'exhumation de cette zone des Alpes Centrales, d'évaluer le rôle de la topographie sur l'enregistrement thermochronologique et de tester l'impact de l'hydrothermalisme sur les géochronomètres. Les échantillons ont été prélevés à des altitudes comprises entre 650 et 3930m selon 5 profils verticaux en surface et un dans le tunnel. Quand cela à été possible, les trois systèmes radiométriques ont été appliqués aux échantillons. Les âges (U-Th)\He obtenus sur zircons sont compris entre 5.l et 9.4 Ma et sont corrélés de manière positive avec l'altitude. Les graphiques représentant l'âge et l'élévation montrent une nette rupture de la pente qui traduisent un accroissement de la vitesse d'exhumation de 0.4 à 3 km\Ma il y a 6 Ma. Cette accélération de l'exhumation est confirmée par les vitesses de refroidissement de l'ordre de 100°C\Ma obtenus à partir des différents âges sur zircons et à partir des autres systèmes géochronologiques. Les données obtenues par traces de fission sur apatite nous indiquent également une exhumation rapide jusqu'à la fin du Miocène. Nous interprétons cet évènement à 6 Ma comme étant lié à l'uplift tectonique du massif de l'Aar. Le fait que cet évènement soit tardi-miocène implique qu'une augmentation des précipitations au Pliocène n'a pas engendré cette exhumation rapide du massif de l'Aar. La crise Messinienne de la mer méditerranée n'a pas pu avoir une incidence directe sur l'érosion du massif de l'Aar mais l'érosion associée à ce phénomène à pu réduire le coin orogénique alpin et causer la réactivation des chevauchements du massif de l'Aar. L'exhumation rapide Miocène a été suivie pas une diminution des taux d'exhumation lors des derniers 6 Ma (jusqu'à 1.3 km\Ma). Cependant, les âges (U-Th)\He sur apatite ainsi que les traces de fission sur apatite des échantillons du tunnel enregistrent une perturbation de l'enregistrement décrit ci-dessus. Les âges obtenus sur les apatites sont sensiblement plus jeunes sous l'axe de la vallée en comparaison du profil d'âges attendus. En effet, on attendrait des âges plus jeunes sous les parties les plus profondes du tunnel à cause de l'advection de la chaleur dans les flancs de la vallée. La vallée est creusée dans des schistes alors que les flancs de celle-ci sont constitués de granitoïdes plus durs. En accord avec les observations hydrologiques du tunnel, nous suggérons que la perméabilité élevée des roches sous l'axe de la vallée à permi l'infiltration de fluides géothermaux qui a généré un réchauffement des roches. Ce réchauffement aurait donc induit une perte d'Hélium et un recuit des traces de fission dans les apatites. Ceci résulterait en un rajeunissement des âges apatite et en une sous-estimation des vitesses d'exhumation sous l'axe de la vallée. Cette étude à servi à démontrer la nécessité d'un échantillonnage fin et précis afin d'apporter des données thermochronologiques de qualité dans le contexte alpin. Cette approche multi-système nous a permi de contrôler la pertinence des données acquises ainsi que d'identifier les sources possibles d'erreurs lors d'études thermochronologiques. RÉSUMÉ LARGE PUBLIC Lors d'une orogenèse, les roches subissent un cycle comprenant une subduction, de la déformation, du métamorphisme et, finalement, un retour à la surface (ou exhumation). L'exhumation résulte de la déformation au sein de la zone de collision, menant à un raccourcissement et un apaissessement de l'édifice rocheux, qui se traduit par une remontée des roches, création d'une topographie et érosion. Puisque l'érosion agit comme un racloir sur la partie supérieure de l'édifice, des tentatives de corrélation entre les épisodes d'exhumation rapide et les périodes d'érosion intensive, dues aux changements climatiques, ont été effectuées. La connaissance de la chronologie et du lieu précis est d'une importance capitale pour une quelconque reconstruction de l'évolution d'une chaîne de montagne. Ces critères sont donnés par un retraçage des changements de la température de la roche en fonction du temps, nous donnant le taux de refroidissement. L'instant auquel les roches ont refroidit, passant une certaine température, est contraint par l'application de techniques de datation par radiométrie. Ces méthodes reposent sur la désintégration des isotopes radiogéniques, tels que l'uranium et le potassium, tous deux abondants dans les roches de la croûte terrestre. Les produits de cette désintégration ne sont pas retenus dans les minéraux hôtes jusqu'au moment du refroidissement de la roche sous une température appelée 'de fermeture' , spécifique à chaque système de datation. Par exemple, la désintégration radioactive des atomes d'uranium et de thorium produit des atomes d'hélium qui s'échappent d'un cristal de zircon à des températures supérieures à 200°C. En mesurant la teneur en uranium-parent, l'hélium accumulé et en connaissant le taux de désintégration, il est possible de calculer à quel moment la roche échantillonnée est passée sous la température de 200°C. Si le gradient géothermal est connu, les températures de fermeture peuvent être converties en profondeurs actuelles (p. ex. 200°C ≈ 7km), et le taux de refroidissement en taux d'exhumation. De plus, en datant par système radiométrique des échantillons espacés verticalement, il est possible de contraindre directement le taux d'exhumation de la section échantillonnée en observant les différences d'âges entre des échantillons voisins. Dans les Alpes suisses, le massif de l'Aar forme une structure orographique majeure. Avec des altitudes supérieures à 4000m et un relief spectaculaire de plus de 2000m, le massif domine la partie centrale de la chaîne de montagne. Les roches aujourd'hui exposées à la surface ont été enfouies à plus de 10 km de profond il y a 20 Ma, mais la topographie actuelle du massif de l'Aar semble surtout s'être développée par un soulèvement actif depuis quelques millions d'années, c'est-à-dire depuis le Néogène supérieur. Cette période comprend un changement climatique soudain ayant touché l'Europe il y a environ 5 Ma et qui a occasionné de fortes précipitations, entraînant certainement une augmentation de l'érosion et accélérant l'exhumation des Alpes. Dans cette étude, nous avons employé le système de datation (U-TH)/He sur zircon, dont la température de fermeture de 200°C est suffisamment basse pour caractériser l'exhumation du Néogène sup. /Pliocène. Les échantillons proviennent du Lötschental et du tunnel ferroviaire le plus profond du monde (NEAT) situé dans la partie ouest du massif de l'Aar. Considérés dans l'ensemble, ces échantillons se répartissent sur un dénivelé de 3000m et des âges de 5.1 à 9.4 Ma. Les échantillons d'altitude supérieure (et donc plus vieux) documentent un taux d'exhumation de 0.4 km/Ma jusqu'à il y a 6 Ma, alors que les échantillons situés les plus bas ont des âges similaires allant de 6 à 5.4 Ma, donnant un taux jusqu'à 3km /Ma. Ces données montrent une accélération dramatique de l'exhumation du massif de l'Aar il y a 6 Ma. L'exhumation miocène sup. du massif prédate donc le changement climatique Pliocène. Cependant, lors de la crise de salinité d'il y a 6-5.3 Ma (Messinien), le niveau de la mer Méditerranée est descendu de 3km. Un tel abaissement de la surface d'érosion peut avoir accéléré l'exhumation des Alpes, mais le bassin sud alpin était trop loin du massif de l'Aar pour influencer son érosion. Nous arrivons à la conclusion que la datation (U-Th)/He permet de contraindre précisément la chronologie et l'exhumation du massif de l'Aar. Concernant la dualité tectonique-érosion, nous suggérons que, dans le cas du massif de l'Aar, la tectonique prédomine.

The application of NMR and MS methods for detection of adulteration of wine, fruit juices, and olive oil. A review

This review covers two important techniques, high resolution nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and mass spectrometry (MS), used to characterize food products and detect possible adulteration of wine, fruit juices, and olive oil, all important products of the Mediterranean Basin. Emphasis is placed on the complementary use of SNIF-NMR (site-specific natural isotopic fractionation nuclear magnetic resonance) and IRMS (isotope-ratio mass spectrometry) in association with chemometric methods for detecting the adulteration.

The 19th Ion Channel Meeting. September 2008, France.

The annual meeting of the French Ion Channels Society, held on the Mediterranean coast of France, is aimed at gathering the international scientific community working on various aspects of ion channels. In this report of the 19th edition of the meeting, held in September 2008, we summarize selected symposia on aspects of the ion channel field from fundamental to clinical research. The meeting is an opportunity for leading investigators as well as young researchers to present and discuss their recent advances and future challenges in the ion channel field.

Circum-Alpine marine circulation and paleoenvironmental conditions during the Miocene

Trace element and isotopic compositions of marine fossils and sediment were analyzed from several Miocene deposits in the circum-Alpine region in order to reconstruct the paleoceanographic and paleoclimatic changes related to sea level changes, basin evolution and Alpine orogeny. To the north and the east the Alps were border by an epicontinental sea, the Paratethys, while to the south the Mediterranean surrounded the uplifting mountains during the Miocene. The thesis mainly focused on sediments and fossils sampled from Miocene beds of these two oceanic provinces. The north Alpine Molasse, the Vienna and Pannonian Basins were located in the Western and Central Paratethys. O-isotope compositions of well-preserved phosphatic fossils in these sediments support deposition under sub-tropical to warm-temperate climate with water temperatures between 14 to 28 °C for the Miocene. δ18O values of fossil shark teeth from different horizons vary similarly to those of the global trend until the end of the Badenian, however the δ18O values show wider range, which indicates local effects iii the sub-basins. The trend of 87Sr/86Sr in the samples roughly agrees with an open ocean environment for the Miocene. Yet a number of samples deviate from typical open ocean compositions with higher ratios suggesting modification of seawater by local and old terrestrial sources. In contrast, two exceptional teeth from the locality of La Moliere have extremely low δ18O values and low 87Sr/86Sr. However, the REE patterns of their enameloid are similar to those of teeth having O and Sr isotopic compositions typical of a marine setting at this site. Collectively, this suggests that the two teeth formed while the sharks frequented a freshwater environment with very low 18O-content and 87Sr/86Sr controlled by Mesozoic calcareous rocks. This is consistent with a paleogeography of high-elevation (~2300m) Miocene Alps adjacent to a marginal sea. The local effects are also reflected in the εNd values of the Paratethyan fossils, which is compatible with input from ancient crystalline rocks and Mesozoic sediments, while other samples with elevated εNd values indicate an influence of Neogene volcanism on the water budget. Excluding samples whose isotopic compositions reflect a local influence on the water column, an average εNd value of -7.9 ± 0.5 may be inferred for the Paratethys seawater. This value is indistinguishable from the Miocene value of the Indian Ocean, supporting a dominant role of ludo-Pacific water masses in the Paratethys. Regarding the Mediterranean, stable C-and O-isotope compositions of benthic and planktonic foraminifera from the Umbria-Marche region (UMC) have an offset typical for their habitats and the changes in composition mimic global changes, suggesting that the regional conditions of climate and the carbon cycle were controlled by global changes. The radiogenic isotope compositions of the fossil assemblages allow for distinction of periods. From 25 to 19 Ma, high εNd values and low 87Sr/86Sr of sediments and fossils support intense tectonism and volcanism, related to the opening of the western Mediterranean. Between 19 and 13 Ma the Mediterranean has εNd values that are largely controlled by incursion of Indian Ocean water. Brief periods of local hinterland control on seawater compositions are indicated by spikes in the εNd record, coinciding with volcanic events and a short sea-level decrease at about 15.2 Ma. Lower 87Sr/86Sr compared to the open ocean is compatible with rapid uplift of the hinterland and intense influx of Sr from Mesozoic carbonates of the western Apennines, while higher 87Sr/86Sr for other sites indicates erosion of old crustal silicate rocks. Finally, from 13 to 7 Ma the fossils have 87Sr/86Sr similar to those of Miocene seawater and their εNd values indicates fluctuating influence of Atlantic, and Indian Ocean or Paratethys sources of seawater entering the Mediterranean, driven by global sealevel changes and local tectonism. RÉSUMÉ DE LA THÈSE Les compositions en éléments traces et isotopiques de fossiles marins et de sédiments on été analysées à partir de nombreux dépôts marins dans la région circum Alpine dans le but de reconstruire les changements paléocéanographiques et paléoclimatiques liés aux changements du niveau marin, à l'évolution en bassins et à l'orogénie alpine. Au nord et à l'est des Alpes, une mer épicontinentale appelée Paratéthys s'est ouverte, alors que plus au sud la mer Méditerranée bordait au Miocène les Alpes naissantes. Le but de cette recherche est de se concentrer sur les sédiments et les fossiles provenant des couches du Miocènes de ces deux provinces marines. Les bassins de la Molasse Alpine du nord, de Vienne et Pannonien étaient situés au niveau de la Paratéthys Occidentale et Centrale. Les compositions isotopiques de l'oxygène de fossiles phosphatés bien préservés dans ces sédiments étayent la théorie d'un dépôt sous un climat subtropical à tempéré chaud avec des températures entre 14 et 28°C pendant le Miocène. Les valeurs δ18O des fossiles sont similaires à la tendance globale jusqu'à la fin du Badénien. Cependant les larges fluctuations en δ18O indiquent des effets locaux au niveau des sous bassins. En outre, deux dents de requin exceptionnelles présentent des valeurs extrêmement basses de δ18O. Ces données suggèrent que ces deux dents se sont formées alors que les requins fréquentaient un environnement d'eau douce avec de faibles valeurs de 18O. Le calcul de la composition isotopique de l'oxygène de cette eau douce permet d'obtenir une estimation de la paléoélévatian moyenne des Alpes du Miocène (~2300m). La tendance 87Sr/86Sr pour ces échantillons concorde approximativement avec un environnement d'océan ouvert au cours du Miocène. Toutefois un nombre d'échantillons dévie des compositions d'océan ouvert typiques, avec des rapports élevés suggérant des modifications de l'eau de mer par des sources locales et terrestres. Les effets locaux sont aussi reflétés au niveau des valeurs en εNd des fossiles paratéthysiens. Ceci est cohérent avec un apport d'anciennes roches cristallines et de sédiments mésozoïques, tandis que d'autres échantillons avec des valeurs hautes de εNd indiquent une influence d'un volcanisme néogène dans le budget marin. En excluant les échantillons dont les compositions isotopiques confirment une influence locale, une valeur moyenne de εNd de 7.9 t 0.5 peut être déduite pour l'eau de la Parathétys. Cette valeur est semblable à la valeur correspondant à l'Océan Indien durant le Miocène, confirmant un rôle dominant de cet océan dans la Paratéthys. Au niveau de la Méditerranée, les compositions en isotopes stables du Carbone et de l'Oxygène de foraminifères planctoniques et benthique de la région Umbria-Marche présentent un offset typique à leurs habitats. De plus les changements dans leurs compositions suivent les changements globaux, suggérant ainsi que les conditions climatiques régionales et le cycle du carbone étaient contrôlés par des phénomènes globaux. La composition en isotopes radiogéniques d'assemblages fossiles permet une reconnaissance sur trois périodes distinctes. De 25 à 19 millions d'années (Ma), des valeurs élevées de εNd et un faible rapport 87Sr/86Sr dans les sédiments soutiennent l'idée d'une activité tectonique et volcanique intense, liée à l'ouverture de la Méditerranée occidentale. Entre 19 et 13 Ma, la Méditerranée montre des valeurs de εNd qui sont largement contrôlées par une incursion d'eau provenant de l'Océan Indien. En effet, aux alentours de 15,2 Ma, des pics dans l'enregistrement des valeurs de εNd, coïncidant avec des événements volcaniques et de brèves diminutions du niveau marin. Enfin, de 13 à 7 Ma, les fossiles ont des rapports ß7Sr/8fiSr similaires à ceux de l'eau de mer au Miocène. Leurs valeurs de εNd indiquent une influence changeante de l'océan Atlantique, et de l'océan Indien ou des sources d'eau de merde la Parathétys qui entrent dans les bassins méditerranéens. Ce changement est guidé par des modifications globales du niveau marin et par la tectonique locale. RÉSUMÉ DE LA THÈSE (POUR LE GRAND PUBLIC) Les analyses des compositions en éléments traces et isotopiques des fossiles marins sont un outil très utile pour reconstruire les conditions océaniques et climatiques anciennes. Ce travail de thèse se concentre sur les sédiments déposés dans un environnement marin proches des Alpes au cours du Miocène, entre 23 et 7 millions d'années (Ma). Cette période est caractérisée par une tectonique alpine active, ainsi que par des changements climatiques et océanographiques globaux importants. Dans le but de tracer ces changements, les compositions isotopiques du Strontium, du Néodyme, de l'Oxygène et du Carbone ont été analysées dans des fossiles bien préservés ainsi que les sédiments contemporains. Les échantillons proviennent de deux provinces océaniques distinctes, la première est la Mer Méditerranée, et l'autre est une mer épicontinentale appelée Parathétys, qui existait au nord et à l'est des Alpes durant le Miocène. Au niveau de la Parathétys Occidentale et Orientale, les compositions isotopiques d'oxygène de dents de requins confirment un dépôt sous un climat subtropical à tempéré chaud avec des températures d'eau entre 14 et 28°C au Miocène. En outre, deux dents de requins exceptionnelles ont enregistré des compositions isotopiques d'oxygène extrêmement basses. Cela suggère que ces deux dents se sont formées alors que les requins entraient dans un système d'eau douce. Le calcul de la composition isotopique de l'oxygène de cette eau douce permet d'obtenir une estimation de la paléoélévation des Alpes au Miocène qui est aussi élevée que celle d'aujourd'hui. La tendance isotopique du Strontium pour ces échantillons concorde approximativement avec un environnement d'océan ouvert. Cependant un certain nombre d'échantillons indique des modifications de l'eau de mer par des sources terrestres locales. Les effets locaux sont aussi visibles au niveau des compositions isotopiques du Néodyme, qui sont en accord avec un apport provenant de roches cristallines anciennes et de sédiments du Mésozoïque, alors que d'autres échantillons indiquent une influence volcanique néogène dans le budget marin. A l'exclusion des échantillons dont les compositions correspondent à une influence locale, les compositions isotopiques du Néodyme de la Parathétys sont très similaires aux valeurs de l'Océan Indien, montrant ainsi un rôle important des masses d'eau IndoPacifiques dans cette région. Au niveau de la Méditerranée, les compositions en isotopes stables du Carbone et de l'Oxygène de foraminifères planctoniques et benthique de la région Umbria-Marche présentent un offset typique à leurs habitats. De plus, les changements dans leurs compositions suivent les changements globaux, suggérant ainsi que les conditions climatiques régionales et le cycle du carbone étaient contrôlés par des phénomènes globaux. La composition en isotopes radiogéniques d'assemblages fossiles permet une reconnaissance sur trois périodes distinctes. De 25 à 19 Ma, des rapport isotopiques élevés pour le Néodyme et faibles pour le Strontium dans les sédiments et les fossiles soutiennent l'idée d'une activité tectonique et volcanique intense, liée à l'ouverture de la Méditerranée occidentale. Entre 19 et 13 Ma, la Méditerranée présente des rapports isotopiques du Néodyme qui sont largement contrôlés par une incursion d'eau provenant de l'Océan Indien. En effet, aux alentours de 15,2 Ma, des pics dans l'enregistrement des valeurs des isotopes du Néodyme coïncident avec des événements volcaniques et de brèves diminutions du niveau marin. Finalement, de 13 à 7 Ma, les fossiles ont des rapports isotope Strontium similaires à ceux de l'eau de mer au Miocène. Les rapports isotopiques du Néodyme indiquent une influence changeante de l'océan Atlantique, et de l'océan Indien ou des sources d'eau de mer de la Parathétys qui entrent dans les bassins méditerranéens. Ce changement est guidé par des modifications globales du niveau marin et par la tectonique locale.

Phylogeography and Pleistocene refugia of the adder (Vipera berus) as inferred from mitochondrial DNA sequence data.

In order to contribute to the debate about southern glacial refugia used by temperate species and more northern refugia used by boreal or cold-temperate species, we examined the phylogeography of a widespread snake species (Vipera berus) inhabiting Europe up to the Arctic Circle. The analysis of the mitochondrial DNA (mtDNA) sequence variation in 1043 bp of the cytochrome b gene and in 918 bp of the noncoding control region was performed with phylogenetic approaches. Our results suggest that both the duplicated control region and cytochrome b evolve at a similar rate in this species. Phylogenetic analysis showed that V. berus is divided into three major mitochondrial lineages, probably resulting from an Italian, a Balkan and a Northern (from France to Russia) refugial area in Eastern Europe, near the Carpathian Mountains. In addition, the Northern clade presents an important substructure, suggesting two sequential colonization events in Europe. First, the continent was colonized from the three main refugial areas mentioned above during the Lower-Mid Pleistocene. Second, recolonization of most of Europe most likely originated from several refugia located outside of the Mediterranean peninsulas (Carpathian region, east of the Carpathians, France and possibly Hungary) during the Mid-Late Pleistocene, while populations within the Italian and Balkan Peninsulas fluctuated only slightly in distribution range, with larger lowland populations during glacial times and with refugial mountain populations during interglacials, as in the present time. The phylogeographical structure revealed in our study suggests complex recolonization dynamics of the European continent by V. berus, characterized by latitudinal as well as altitudinal range shifts, driven by both climatic changes and competition with related species.

Variation in the proportion of flower visitors of Arum maculatum along its distributional range in relation with community‐based climatic niche analyses

Here, we investigate the geographical constancy in the specificity level of the specialized lure-and-trap pollination antagonism involving the widespread European Arum maculatum and its associated Psychodid pollinators. Until now, studies concurred in demonstrating that one single insect species, Psychoda phalaenoides, efficiently cross-pollinated plants; researches were, however, performed locally in western Europe. In this study we characterize for the first time the flower visitors' composition at the scale of the distribution range of A. maculatum by intensively collecting plants and insects throughout the European continent. We further correlate local climatic characteristics with the community composition of visiting arthropods.Our results show that flowers are generally visited by P. phalaenoides females, but not over the whole distribution range of the plant. In some regions this fly species is less frequent or even absent and another species, Psycha grisescens, becomes the prevailing visitor. This variability is geographically structured and can be explained by climatic factors: the proportion of P. grisescens increases with higher annual precipitations and lower precipitations in the warmest trimester, two characteristics typical of the Mediterranean zone. Climate thus seems driving the specificity of this interaction, by potentially affecting the phenology of one or both interacting species, or even of volatile and heat production in the plant. This result therefore challenges the specificity of other presumably one-to-one interactions covering wide distribution ranges, and provides an example of the direct effect that the abiotic environment can have on the fate of plant-insect interactions.

Palaeotectonic and palaeogeographic evolution of the western Tethys and PeriTethyan domain (IGCP Project 369)

Project No. 369 (''Comparative Evolution of PeriTethyan Rift Basins'') of the International Geological Correlation Program produced a new palaeotectonic-palaeo-geographic atlas of the western PeriTethyan domain. The atlas contains more than two hundred new maps and documents grouped in nine regional sets (Iberia, Polish Trough, Eastern European and Scythian Platforms, Moesian Platform, Levant, Arabian Platform,, Northern Africa, NE Africa-NW Arabia, Libya-Pelagian Shelf plus a set of reconstructions for the whole western Tethys. The area, considered in the atlas stretches. from west to east, from the eastern Atlantic shores to the Urals and, from north to south, from the Baltic shield to equatorial Africa; the time span covered extends from the Late. Carboniferous to the Present. The dataset, resulting from an extensive cooperation between industrial and academic sources, is accessible interactively on a CD-ROM (Stampfli et al., 2001a) and includes legend, timetable, short explanatory notes, full references and additional supporting data. This dataset provides information on the development of the Tethyan realm in space and time. In particular, the relation between the Variscan and Cimmerian cycles in the Mediterranean realm is illustrated by numerous palaeogeographic and palaeotectonic maps.

How a haemosporidian parasite of bats gets around: the genetic structure of a parasite, vector and host compared.

Parasite population structure is often thought to be largely shaped by that of its host. In the case of a parasite with a complex life cycle, two host species, each with their own patterns of demography and migration, spread the parasite. However, the population structure of the parasite is predicted to resemble only that of the most vagile host species. In this study, we tested this prediction in the context of a vector-transmitted parasite. We sampled the haemosporidian parasite Polychromophilus melanipherus across its European range, together with its bat fly vector Nycteribia schmidlii and its host, the bent-winged bat Miniopterus schreibersii. Based on microsatellite analyses, the wingless vector, and not the bat host, was identified as the least structured population and should therefore be considered the most vagile host. Genetic distance matrices were compared for all three species based on a mitochondrial DNA fragment. Both host and vector populations followed an isolation-by-distance pattern across the Mediterranean, but not the parasite. Mantel tests found no correlation between the parasite and either the host or vector populations. We therefore found no support for our hypothesis; the parasite population structure matched neither vector nor host. Instead, we propose a model where the parasite's gene flow is represented by the added effects of host and vector dispersal patterns.