Environmental and biological controls on the geochemistry (δ18O, δ13C, Mg/Ca, and Sr/Ca) of living ostracods from Lake Geneva

ABSTRACT : Ostracods are benthic microcrustaceans enclosed in low-Mg calcite bivalves. Stable isotope compositions, Mg/Ca, and Sr/Ca ratios of ostracod fossil valves have proven useful to reconstruct past environmental conditions. Yet, several discrepancies persist and the influence of many factors remains unclear. It is the aim of this study to improve the use of ostracod valve geochemistry as palaeoenvironmental proxies by examining the extent of isotope fractionation and trace element partitioning during valve calcification. To achieve this, the environmental parameters (pH, temperature) and chemical composition of water (C-and O-isotope composition and calcium, magnesium, and strontium content) were measured at sites where living ostracods were sampled. The sampling was on a monthly basis over the course of one year at five different water depths (2, 5, 13, 33, and 70 m) in Lake Geneva, Switzerland. The one-year sampling enabled collection of environmental data for bottom and interstitial pore water. In littoral to sublittoral zones, C-isotope composition of DIC and the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water are found to vary concomitantly with water temperature. This is due to the precipitation of calcite, which is induced by higher photosynthetic activity as temperature and/or solar radiation intensify in summer. In deeper zones, environmental parameters remain largely constant throughout the year. Variations of pH, DIC concentrations and C-isotope compositions in interstitial water result from aerobic as well as anaerobic respiration, calcite dissolution and methanogenesis. Bathymetric distribution, life cycles, and habitats were derived for 15 ostracod species and are predominantly related to water temperature and sediment texture. O-isotope compositions of ostracod valves in Lake Geneva reflect that of water and temperature. However, offsets of up to 3 permil are observed in comparison with proposed inorganic calcite precipitation equilibrium composition. Deprotonation of HCO3- and/or salt effect at crystallisation sites may explain the disequilibrium observed for O-isotopic compositions. C-isotope compositions of ostracod valves are not as well constrained and appear to be controlled by a complex interaction between habitat preferences and seasonal as well as spatial variations of the DIC isotope composition. For infaunal forms, C-isotope compositions reflect mainly the variation of DIC isotope composition in interstitial pore waters. For epifaunal forms, C-isotope compositions reflect the seasonal variation of DIC isotope compositions. C-isotope compositions of ostracod valves is at equilibrium with DIC except for a small number of species (L. inopinata, L. sanctipatricii and possibly C. ophtalmica, and I. beauchampi). Trace element uptake differs considerably from species to species. For most epifaunal forms, trace element content follows the seasonal cycle, recording temperature increases and/or variations of Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water. In contrast, infaunal forms are predominantly related to sediment pore water chemistry. RÉSUMÉ EN FRANÇAIS : Les ostracodes sont de petits crustacés benthiques qui possèdent une coquille faite de calcite à faible teneur en magnésium. La composition isotopique et les rapports Mg/Ca et Sr/Ca d'ostracodes fossiles ont été utilisés maintes fois avec succès pour effectuer des reconstructions paléoenvironnementales. Néanmoins, certains désaccords persistent sur l'interprétation de ces données. De plus, l'influence de certains facteurs pouvant biaiser le signal reste encore inconnue. Ainsi, le but de cette étude est de rendre plus performant l'emploi de la composition géochimique des ostracodes comme indicateur paléoenvironnemental. Pour réaliser cela, cinq sites situés dans le Léman à 2, 5, 13, 33 et 70 m de profondeur ont été choisis pour effectuer les échantillonnages. Chaque site a été visité une fois par mois durant une année. Les différents paramètres environnementaux (pH, température) ainsi que la composition géochimique de l'eau (composition isotopique de l'oxygène et du carbone ainsi que teneur en calcium, magnésium et strontium) ont été déterminés pour chaque campagne. Des ostracodes vivants ont été récoltés au cinq sites en même temps que les échantillons d'eau. Ce travail de terrain a permis de caractériser la géochimie de l'eau se trouvant juste au-dessus des sédiments ainsi que celle de l'eau se trouvant dans les interstices du sédiment. Dans les zones littorales à sublittorales, la composition isotopique du carbone inorganique dissout (CID) ainsi que les rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau varient linéairement avec la température. Ceci peut être expliqué par la précipitation de calcite qui est contrôlée par l'activité photosynthétique, variant elle même linéairement avec la température. Dans les zones plus profondes, les paramètres environnementaux restent relativement constants tout au long de l'année. Les variations du pH, de la concentration et de la composition isotopique du CID dans les sédiments résultent de la libération de carbone engendrée par la dégradation de la matière organique avec présence d'oxygène ou via réduction de nitrates et de sulfates, par la dissolution de carbonates, ainsi que par la méthanogenèse. La distribution bathymétrique, le cycle de vie ainsi que l'habitat de 15 espèces ont été déterminés. Ceux-ci sont principalement reliés à la température de l'eau et à la texture des sédiments. La composition isotopique de l'oxygène des valves d'ostracodes reflète celle de l'eau et la température qui régnait lors de la calcification. Néanmoins, des écarts pouvant aller jusqu'à 3 0/00 par rapport à l'équilibre théorique ont été obtenus. La déprotonation de HCO3 ou un 'effet de sel' pourrait être à l'origine du déséquilibre observé. La composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes n'est pas aussi bien cernée. Celle-ci semble être principalement contrôlée par une interaction complexe entre l'habitat des ostracodes et les variations saisonnières et spatiales de la composition isotopique du CID. Pour les espèces endofaunes, la composition isotopique du carbone reflète principalement la variation de la composition isotopique du CID à l'intérieur des sédiments. Pour les formes épifaunes, c'est la variation saisonnière de la composition du CID qui contrôle celle de la coquille des ostracodes. En général, la composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes est en équilibre avec celle de CID, hormis pour quelques rares espèces (L. inopinata, L. sanctipatricii et peut-être C. ophtalmica et I. beauchampi). L'incorporation des éléments traces diffère passablement d'une espèce à l'autre. Pour la plupart des espèces épifaunes, la teneur en éléments traces des coquilles reflète les variations saisonnières. Ces espèces semblent enregistrer les variations soit de la température soit des rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau. La teneur en élément traces des formes infaunales, au contraire, est principalement reliée à la chimie de l'eau interstitielle. RÉSUMÉ GRAND-PUBLIC : La connaissance de l'évolution du climat dans le futur est primordiale pour notre société, car elle permet de développer différentes stratégies pour faire face aux problèmes engendrés pas le changement climatique : stratégies environnementale, humanitaire, ou encore économique. Cette problématique est actuellement, à juste titre, sujet d'une vive préoccupation. La géologie peut-elle contribuer à l'effort communautaire entrepris? Naturellement, ce sont les climatologues qui sont sur le devant de la scène. Il n'empêche que ces derniers, pour pouvoir prédire l'avenir, doivent s'appuyer sur le passé. La géologie est alors d'un grand intérêt car c'est effectivement la seule science qui permette d'estimer les variations climatiques à grande échelle sur de longues périodes. Ainsi, voulant moi-même contribuer aux recherches menées dans ce domaine, je me suis tourné à la fin de mes études vers la paléoclimatologie, science qui a pour but de reconstruire le climat des temps anciens. Nous nous sommes rendu compte que l'évolution climatique de la région où nous habitons n'avait pas encore fait le sujet d'études approfondies. Il est pourtant important de connaître la variation locale des changements climatiques pour obtenir des modèles climatiques fiables. En conséquence, un vaste projet a vu le jour : reconstruire, à l'aide des sédiments du lac Léman, les variations paléoclimatiques et paléo-environnementales depuis le retrait du Glacier de Rhône, il y a environ 15'000 ans, jusqu'à nos jours. Pour ce genre de travail, la géochimie, qui est une forme de chimie, utilisée en science de la terre regroupant la chimie classique et la chimie isotopique, est une alliée particulièrement efficace. Elle permet en effet, via différentes mesures faites sur des archives géologiques (par exemple des fossiles ou des sédiments) d'obtenir des informations, souvent quantitatives, sur les conditions (le climat, la flore ou encore la bio productivité, etc...) qui régnaient il y a fort longtemps. Les coquilles d'ostracodes, qui sont de petits animaux vivant au fond des lacs, sont une des archives les plus prometteuses. Ces animaux sont des petits crustacés s'entourant d'une coquille calcaire qu'ils sécrètent eux-mêmes. A la mort de l'animal, la coquille est intégrée dans les sédiments et reste intacte à travers les âges. Des études ont montré qu'en analysant la géochimie de ces coquilles fossiles, il est possible de reconstruire les conditions environnementales qui régnaient à l'époque de vie de ces fossiles. Cette démarche nécessite qu'une condition bien précise soit remplie: la composition géochimique de la coquille doit enregistrer de manière fidèle la chimie de l'eau et/ou la température de l'eau présentes au moment de la sécrétion de la coquille. Le but spécifique de notre recherche a précisément été d'étudier la façon dont la chimie de l'eau ainsi que sa température sont enregistrées dans la coquillé des ostracodes. Une fois les relations entre ces divers paramètres dans l'étant actuel du système établies, il sera alors possible de les utiliser pour interpréter des données issues de coquilles fossiles. Pour ce faire, nous avons mesuré la température de l'eau de manière continue et récolté mensuellement des échantillons d'eau et des ostracodes vivants pendant une année. Cinq sites situés à 2, 5, 13, 33 et 70 mètres de profondeur ont été choisis pour effectuer ces échantillonnages dans le Léman. Le travail de terrain nous a amené à étudier la biologie de 15 espèces. Nous avons pu établir la profondeur à laquelle vivent ces animaux, leur période de développement ainsi que leur habitat respectifs. Ces résultats ont permis de mieux cerner la relation qu'il existe entre la chimie de l'eau, sa température et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes. Nous avons ainsi pu confirmer que les coquilles d'ostracodes enregistrent de manière fidèle la composition chimique et isotopique de l'eau. De même, nous avons pu établir de manière plus précise l'effet de la température sur la géochimie des coquilles. Néanmoins, les relations trouvées entre ces trois éléments sont plus complexes pour certaines espèces, cette complexité étant souvent liée à un caractère spécifique de leur écologie. Nous avons mis en lumière certains effets qui biaisent les résultats et défini précisément les conditions dans lesquelles on peut s'attendre à avoir des difficultés dans leur interprétation. Maintenant que nous avons établi les relations entre le climat actuel et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes actuels, nous pouvons, sur la base de ce modèle, reconstruire le climat depuis le retrait du Glacier du Rhône jusqu'à nos jours à l'aide d'ostracodes fossiles. Mais cela est une autre histoire et fera, je l'espère, le sujet de nos futures recherches.

Biological embedding of early life exposures and disease risk in humans: a role for DNA methylation.

BACKGROUND: Following wider acceptance of "the thrifty phenotype" hypothesis and the convincing evidence that early life exposures can influence adult health even decades after the exposure, much interest has been placed on the mechanisms through which early life exposures become biologically embedded. METHODS: In this review, we summarize the current literature regarding biological embedding of early life experiences. To this end we conducted a literature search to identify studies investigating early life exposures in relation to DNA methylation changes. In addition, we summarize the challenges faced in investigations of epigenetic effects, stemming from the peculiarities of this emergent and complex field. A proper systematic review and meta-analyses were not feasible given the nature of the evidence. RESULTS: We identified 7 studies on early life socioeconomic circumstances, 10 studies on childhood obesity, and 6 studies on early life nutrition all relating to DNA methylation changes that met the stipulated inclusion criteria. The pool of evidence gathered, albeit small, favours a role of epigenetics and DNA methylation in biological embedding, but replication of findings, multiple comparison corrections, publication bias, and causality are concerns remaining to be addressed in future investigations. CONCLUSIONS: Based on these results, we hypothesize that epigenetics, in particular DNA methylation, is a plausible mechanism through which early life exposures are biologically embedded. This review describes the current status of the field and acts as a stepping stone for future, better designed investigations on how early life exposures might become biologically embedded through epigenetic effects. This article is protected by copyright. All rights reserved.

Defining the role of common variation in the genomic and biological architecture of adult human height.

Using genome-wide data from 253,288 individuals, we identified 697 variants at genome-wide significance that together explained one-fifth of the heritability for adult height. By testing different numbers of variants in independent studies, we show that the most strongly associated ∼2,000, ∼3,700 and ∼9,500 SNPs explained ∼21%, ∼24% and ∼29% of phenotypic variance. Furthermore, all common variants together captured 60% of heritability. The 697 variants clustered in 423 loci were enriched for genes, pathways and tissue types known to be involved in growth and together implicated genes and pathways not highlighted in earlier efforts, such as signaling by fibroblast growth factors, WNT/β-catenin and chondroitin sulfate-related genes. We identified several genes and pathways not previously connected with human skeletal growth, including mTOR, osteoglycin and binding of hyaluronic acid. Our results indicate a genetic architecture for human height that is characterized by a very large but finite number (thousands) of causal variants.

A cell biological view of the siderophore pyochelin iron uptake pathway in Pseudomonas aeruginosa.

Pyochelin (PCH) is a siderophore produced and secreted by Pseudomonas aeruginosa for iron capture. Using (55) Fe uptake and binding assays, we showed that PCH-Fe uptake in P. aeruginosa involves, in addition to the highly studied outer membrane transporter FptA, the inner membrane permease FptX, which recognizes PCH-(55) Fe with an affinity of 0.6 ± 0.2 nM and transports the ferri-siderophore complex from the periplasm into the cytoplasm: fptX deletion inhibited (55) Fe accumulation in the bacterial cytoplasm. Chromosomal replacement was used to generate P. aeruginosa strains producing fluorescent fusions with FptX, PchR (an AraC regulator), PchA (the first enzyme involved in the PCH biosynthesis) and PchE (a non-ribosomic peptide-synthetase involved in a further step). Fluorescence imaging and cellular fractionation showed a uniform repartition of FptX in the inner membrane. PchA and PchE were found in the cytoplasm, associated to the inner membrane all over the bacteria and also concentrated at the bacterial poles. PchE clustering at the bacterial poles was dependent on PchA expression, but on the opposite PchA clustering and membrane association was PchE-independent. PchA and PchE cellular organization suggests the existence of a siderosome for PCH biosynthesis as previously proposed for pyoverdine biosynthesis (another siderophore produced by P. aeruginosa).

Robust regression in biological assay: application to the evaluation of alternative experimental techniques.

Robust Huber type regression and testing of linear hypotheses are adapted to statistical analysis of parallel line and slope ratio assays. They are applied in the evaluation of results of several experiments carried out in order to compare and validate alternatives to animal experimentation based on embryo and cell cultures. Computational procedures necessary for the application of robust methods of analysis used the conversational statistical package ROBSYS. Special commands for the analysis of parallel line and slope ratio assays have been added to ROBSYS.

A universal fluid cell for the imaging of biological specimens in the atomic force microscope.

Recently, atomic force microscope (AFM) manufacturers have begun producing instruments specifically designed to image biological specimens. In most instances, they are integrated with an inverted optical microscope, which permits concurrent optical and AFM imaging. An important component of the set-up is the imaging chamber, whose design determines the nature of the experiments that can be conducted. Many different imaging chamber designs are available, usually designed to optimize a single parameter, such as the dimensions of the substrate or the volume of fluid that can be used throughout the experiment. In this report, we present a universal fluid cell, which simultaneously optimizes all of the parameters that are important for the imaging of biological specimens in the AFM. This novel imaging chamber has been successfully tested using mammalian, plant, and microbial cells.

Identification of biologic markers of the premature rupture of fetal membranes: proteomic approach.

In obstetrics, premature rupture of the membranes (PROM) is a frequent observation which is responsible for many premature deliveries. PROM is also associated with an increased risk of fetal and maternal infections. Early diagnosis is mandatory in order to decrease such complications. Despite that current biological tests allowing the diagnosis of PROM are both sensitive and specific, contamination of the samples by maternal blood can induce false positive results. Therefore, in order to identify new potential markers of PROM (present only in amniotic blood, and absent in maternal blood), proteomic studies were undertaken on samples collected from six women at terms (pairs of maternal plasma and amniotic fluid) as well as on four samples of amniotic fluid collected from other women at the 17(th) week of gestation. All samples (N = 16) were analyzed by two-dimensional (2-D) high-resolution electrophoresis, followed by sensitive silver staining. The gel images were studied using bioinformatic tools. Analyses were focused on regions corresponding to pI between 4.5 and 7 and to molecular masses between 20 and 50 kDa. In this area, 646 +/- 113 spots were detected, and 27 spots appeared to be present on the gels of amniotic fluid, but were absent on those of maternal plasma. Nine out of these 27 spots were also observed on the gels of the four samples of amniotic fluids collected at the 17(th) week of pregnancy. Five of these 9 spots were unambiguously detected on preparative 2-D gels stained by Coomassie blue, and were identified by mass spectrometry analyses. Three spots corresponded to fragments of plasma proteins, and 2 appeared to be fragments of proteins not known to be present in plasma. These 2 proteins were agrin (SWISS-PROT: O00468) and perlecan (SWISS-PROT: P98160). Our results show that proteomics is a valuable approach to identify new potential biological markers for future PROM diagnosis.

Concerted action of ENaC, Nedd4-2, and Sgk1 in transepithelial Na(+) transport.

The epithelial Na(+) channel (ENaC), located in the apical membrane of renal aldosterone-responsive epithelia, plays an essential role in controlling the Na(+) balance of extracellular fluids and hence blood pressure. As of now, ENaC is the only Na(+) transport protein for which genetic evidence exists for its involvement in the genesis of both hypertension (Liddle's syndrome) and hypotension (pseudohypoaldosteronism type 1). The regulation of ENaC involves a variety of hormonal signals (aldosterone, vasopressin, insulin), but the molecular mechanisms behind this regulation are mostly unknown. Two regulatory proteins have gained interest in recent years: the ubiquitin-protein ligase neural precursor cell-expressed, developmentally downregulated gene 4 isoform Nedd4-2, which negatively controls ENaC cell surface expression, and serum glucocorticoid-inducible kinase 1 (Sgk1), which is an aldosterone- and insulin-dependent, positive regulator of ENaC density at the plasma membrane. Here, we summarize present ideas about Sgk1 and Nedd4-2 and the lines of experimental evidence, suggesting that they act sequentially in the regulatory pathways governed by aldosterone and insulin and regulate ENaC number at the plasma membrane.

When do we dare to stop biological or immunomodulatory therapy for Crohn's disease? Results of a multidisciplinary European expert panel.

BACKGROUND: Safety and economic issues have increasingly raised concerns about the long term use of immunomodulators or biologics as maintenance therapies for Crohn's disease (CD). Despite emerging evidence suggesting that stopping therapy might be an option for low risk patients, criteria identifying target groups for this strategy are missing, and there is a lack of recommendations regarding this question. METHODS: Multidisciplinary European expert panel (EPACT-II Update) rated the appropriateness of stopping therapy in CD patients in remission. We used the RAND/UCLA Appropriateness Method, and included the following variables: presence of clinical and/or endoscopic remission, CRP level, fecal calprotectin level, prior surgery for CD, and duration of remission (1, 2 or 4 years). RESULTS: Before considering withdrawing therapy, the prerequisites of a C-reactive protein (CRP) and fecal calprotectin measurement were rated as "appropriate" by the panellists, whereas a radiological evaluation was considered as being of "uncertain" appropriateness. Ileo-colonoscopy was considered appropriate 1 year after surgery or after 4 years in the absence of prior surgery. Stopping azathioprine, 6-mercaptopurine or methotrexate mono-therapy was judged appropriate after 4 years of clinical remission. Withdrawing anti-TNF mono-therapy was judged appropriate after 2 years in case of clinical and endoscopic remission, and after 4 years of clinical remission. In case of combined therapy, anti-TNF withdrawal, while continuing the immunomodulator, was considered appropriate after two years of clinical remission. CONCLUSION: A multidisciplinary European expert panel proposed for the first time treatment stopping rules for patients in clinical and/or endoscopic remission, with normal CRP and fecal calprotectin levels.

Geochemical evidence for mixing of magmatic fluids with seawater, Nisyros hydrothermal system, Greece

The chemical and isotopic compositions (deltaD(H2O), delta(18)O(H2O), delta(18)O(CO2), delta(13)C(CO2), delta(34)S, and He/N-2 and He/Ar ratios) of fumarolic gases from Nisyros, Greece, indicate that both arc-type magmatic water and local seawater feed the hydrothermal system. Isotopic composition of the deep fluid is estimated to be +4.9+/-0.5parts per thousand for delta(18)O and -11+/-5parts per thousand for deltaD corresponding to a magmatic water fraction of 0.7. Interpretation of the stable water isotopes was based on liquid-vapor separation conditions obtained through gas geothermometry. The H-2-Ar, H-2-N-2, and H-2-H2O geothermometers suggest reservoir temperatures of 345+/-15 degreesC, in agreement with temperatures measured in deep geothermal wells, whereas a vapor/liquid separation temperature of 260+/-30 degreesC is indicated by gas equilibria in the H2O-H-2-CO2-CO-CH4 system. The largest magmatic inputs seem to occur below the Stephanos-Polybotes Micros crater, whereas the marginal fumarolic areas of Phlegeton-Polybotes Megalos craters receive a smaller contribution of magmatic gases.

Using environmental niche modeling to understand biological invasions in a changing world

L'activité humaine affecte particulièrement la biodiversité, qui décline à une vitesse préoccupante. Parmi les facteurs réduisant la biodiversité, on trouve les espèces envahissantes. Symptomatiques d'un monde globalisé où l'échange se fait à l'échelle de la planète, certaines espèces, animales ou végétales, sont introduites, volontairement ou accidentellement par l'activité humaine (par exemple lors des échanges commerciaux ou par les voyageurs). Ainsi, ces espèces atteignent des régions qu'elles n'auraient jamais pu coloniser naturellement. Une fois introduites, l'absence de compétiteur peut les rendre particulièrement nuisibles. Ces nuisances sont plus ou moins directes, allant de problèmes sanitaires (p. ex. les piqûres très aigües des fourmis de feu, originaires d'Amérique du Sud et colonisant à une vitesse fulgurante les USA, l'Australie ou la Chine) à des nuisances sur la biodiversité (p. ex. les ravages de la perche du Nil sur la diversité unique des poissons Cichlidés du Lac Victoria). Il est donc important de pouvoir prévenir de telles introductions. De plus, pour le biologiste, ces espèces représentent une rare occasion de pouvoir comprendre les mécanismes évolutifs et écologiques qui expliquent le succès des envahissantes dans un monde où les équilibres sont bouleversés. Les modèles de niche environnementale sont un outil particulièrement utile dans le cadre de cette problématique. En reliant des observations d'espèces aux conditions environnementales où elles se trouvent, ils peuvent prédire la distribution potentielle des envahissantes, permettant d'anticiper et de mieux limiter leur impact. Toutefois, ils reposent sur des hypothèses pas évidentes à démontrer. L'une d'entre elle étant que la niche d'une espèce reste constante dans le temps, et dans l'espace. Le premier objectif de mon travail est de comparer si la niche d'une espèce envahissante diffère entre sa distribution d'origine native et celle d'origine introduite. En étudiant 50 espèces de plantes et 168 espèces de Mammifères, je démontre que c'est le cas et que par corolaire, il est possible de prédire leurs distributions. La deuxième partie de mon travail consiste à comprendre quelles seront les interactions entre le changement climatiques et les envahissantes, afin d'estimer leur impact sous un climat réchauffé. En étudiant la distribution de 49 espèces de plantes envahissantes, je démontre que les montagnes, régions relativement préservée par ce problème, deviendront bien plus exposées aux risques d'invasions biologiques. J'expose aussi comment les interactions entre l'activité humaine, le réchauffement climatique et les espèces envahissantes menacent la vigne sauvage en Europe et propose des zones géographiques particulièrement adaptée pour sa conservation. Enfin, à une échelle beaucoup plus locale, je montre qu'il est possible d'utiliser ces modèles de niches le long d'une rivière à une échelle extrêmement fine (1 mètre), potentiellement utile pour rationnaliser des mesures de conservations sur le terrain. - Biodiversity is significantly negatively affected by human activity. Invasive species are one of the most important factors causing biodiversity's decline. Intimately linked to the era of global trade, some plant or animal species can be accidentally or casually introduced with human activity (e.g. trade or travel). In this way, these species reach areas they could never reach through natural dispersal. Once naturalized, the lack of competitors can make these species highly noxious. Their effect is more or less direct, from sanitary problems (e.g. the harmful sting of Fire Ants, originating from South America and now spreading throughout USA, China and Australia) or can affect biodiversity (e.g. the Nile perch, devastating the one of the richest hotspot of Cichlid fishes diversity in Lake Victoria). It is thus important to prevent such harmful introductions. Moreover, invasive species represent for biologists one of the rare occasions to understand the evolutionary and ecological mechanisms behind the success of invaders in a world where natural equilibrium is already disturbed. Environmental niche models are particularly useful to tackle this problematic. By relating species observation to the environmental conditions where they occur, they can predict the potential distribution of invasive species, allowing a better anticipation and thus limiting their impact. However, they rely on strong assumption, one of the most important being that the modeled niche remains constant through space and time. The first aim of my thesis is to quantify the difference between the native and the invaded niche. By investigating 50 plant and 168 mammal species, I show that the niche is at least partially conserved, supporting for reliable predictions of invasive' s potential distributions. The second aim of my thesis is to understand the possible interactions between climate change and invasive species, such as to assess their impact under a warmer climate. By studying 49 invasive plant species, I show that mountain areas, which were relatively preserved, will become more suitable for biological invasions. Additionally, I show how interactions between human activity, global warming and invasive species are threatening the wild grapevine in Europe and propose geographical areas particularly adapted for conservation measures. Finally, at a much finer scale where conservation plannings ultimately take place, I show that it is possible to model the niche at very high resolution (1 meter) in an alluvial area allowing better prioritizations for conservation.