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.

Design of potent inhibitors of human RAD51 recombinase based on BRC motifs of BRCA2 protein: modeling and experimental validation of a chimera peptide.

We have previously shown that a 28-amino acid peptide derived from the BRC4 motif of BRCA2 tumor suppressor inhibits selectively human RAD51 recombinase (HsRad51). With the aim of designing better inhibitors for cancer treatment, we combined an in silico docking approach with in vitro biochemical testing to construct a highly efficient chimera peptide from eight existing human BRC motifs. We built a molecular model of all BRC motifs complexed with HsRad51 based on the crystal structure of the BRC4 motif-HsRad51 complex, computed the interaction energy of each residue in each BRC motif, and selected the best amino acid residue at each binding position. This analysis enabled us to propose four amino acid substitutions in the BRC4 motif. Three of these increased the inhibitory effect in vitro, and this effect was found to be additive. We thus obtained a peptide that is about 10 times more efficient in inhibiting HsRad51-ssDNA complex formation than the original peptide.

Detailed 3D seismic imaging of a fault zone beneath Lake Geneva, Switzerland

An efficient high-resolution (HR) three-dimensional (3D) seismic reflection system for small-scale targets in lacustrine settings was developed. In Lake Geneva, near the city of Lausanne, Switzerland, the offshore extension of a complex fault zone well mapped on land was chosen for testing our system. A preliminary two-dimensional seismic survey indicated structures that include a thin (<40 m) layer of subhorizontal Quaternary sediments that unconformably overlie south-east-dipping Tertiary Molasse beds and a major fault zone (Paudeze Fault Zone) that separates Plateau and Subalpine Molasse (SM) units. A 3D survey was conducted over this test site using a newly developed three-streamer system. It provided high-quality data with a penetration to depths of 300 m below the water bottom of non-aliased signal for dips up to 30degrees and with a maximum vertical resolution of 1.1 m. The data were subjected to a conventional 3D processing sequence that included post-stack time migration. Tests with 3D pre-stack depth migration showed that such techniques can be applied to HR seismic surveys. Delineation of several horizons and fault surfaces reveals the potential for small-scale geologic and tectonic interpretation in three dimensions. Five major seismic facies and their detailed 3D geometries can be distinguished. Three fault surfaces and the top of a molasse surface were mapped in 3D. Analysis of the geometry of these surfaces and their relative orientation suggests that pre-existing structures within the Plateau Molasse (PM) unit influenced later faulting between the Plateau and SM. In particular, a change in strike of the PM bed dip may indicate a fold formed by a regional stress regime, the orientation of which was different from the one responsible for the creation of the Paudeze Fault Zone. This structure might have later influenced the local stress regime and caused the curved shape of the Paudeze Fault in our surveyed area.

Influence of hip-flexion angle on hamstrings isokinetic activity in sprinters.

CONTEXT: Hamstrings strains are common and debilitating injuries in many sports. Most hamstrings exercises are performed at an inadequately low hip-flexion angle because this angle surpasses 70° at the end of the sprinting leg's swing phase, when most injuries occur. OBJECTIVE: To evaluate the influence of various hip-flexion angles on peak torques of knee flexors in isometric, concentric, and eccentric contractions and on the hamstrings-to-quadriceps ratio. DESIGN: Descriptive laboratory study. SETTING: Research laboratory. Patients and Other Participants: Ten national-level sprinters (5 men, 5 women; age = 21.2 ± 3.6 years, height = 175 ± 6 cm, mass = 63.8 ± 9.9 kg). Intervention(s): For each hip position (0°, 30°, 60°, and 90° of flexion), participants used the right leg to perform (1) 5 seconds of maximal isometric hamstrings contraction at 45° of knee flexion, (2) 5 maximal concentric knee flexion-extensions at 60° per second, (3) 5 maximal eccentric knee flexion-extensions at 60° per second, and (4) 5 maximal eccentric knee flexionextensions at 150° per second. Main Outcome Measure(s): Hamstrings and quadriceps peak torque, hamstrings-to-quadriceps ratio, lateral and medial hamstrings root mean square. RESULTS: We found no difference in quadriceps peak torque for any condition across all hip-flexion angles, whereas hamstrings peak torque was lower at 0° of hip flexion than at any other angle (P < .001) and greater at 90° of hip flexion than at 30° and 60° (P < .05), especially in eccentric conditions. As hip flexion increased, the hamstrings-to-quadriceps ratio increased. No difference in lateral or medial hamstrings root mean square was found for any condition across all hip-flexion angles (P > .05). CONCLUSIONS: Hip-flexion angle influenced hamstrings peak torque in all muscular contraction types; as hip flexion increased, hamstrings peak torque increased. Researchers should investigate further whether an eccentric resistance training program at sprint-specific hip-flexion angles (70° to 80°) could help prevent hamstrings injuries in sprinters. Moreover, hamstrings-to-quadriceps ratio assessment should be standardized at 80° of hip flexion.

Robust synchronization of coupled circadian and cell cycle oscillators in single mammalian cells.

Circadian cycles and cell cycles are two fundamental periodic processes with a period in the range of 1 day. Consequently, coupling between such cycles can lead to synchronization. Here, we estimated the mutual interactions between the two oscillators by time-lapse imaging of single mammalian NIH3T3 fibroblasts during several days. The analysis of thousands of circadian cycles in dividing cells clearly indicated that both oscillators tick in a 1:1 mode-locked state, with cell divisions occurring tightly 5 h before the peak in circadian Rev-Erbα-YFP reporter expression. In principle, such synchrony may be caused by either unidirectional or bidirectional coupling. While gating of cell division by the circadian cycle has been most studied, our data combined with stochastic modeling unambiguously show that the reverse coupling is predominant in NIH3T3 cells. Moreover, temperature, genetic, and pharmacological perturbations showed that the two interacting cellular oscillators adopt a synchronized state that is highly robust over a wide range of parameters. These findings have implications for circadian function in proliferative tissues, including epidermis, immune cells, and cancer.

Genetic relationships between suicide attempts, suicidal ideation and major psychiatric disorders: A genome-wide association and polygenic scoring study.

Epidemiological studies have recognized a genetic diathesis for suicidal behavior, which is independent of other psychiatric disorders. Genome-wide association studies (GWAS) on suicide attempt (SA) and ideation have failed to identify specific genetic variants. Here, we conduct further GWAS and for the first time, use polygenic score analysis in cohorts of patients with mood disorders, to test for common genetic variants for mood disorders and suicide phenotypes. Genome-wide studies for SA were conducted in the RADIANT and GSK-Munich recurrent depression samples and London Bipolar Affective Disorder Case-Control Study (BACCs) then meta-analysis was performed. A GWAS on suicidal ideation during antidepressant treatment had previously been conducted in the Genome Based Therapeutic Drugs for Depression (GENDEP) study. We derived polygenic scores from each sample and tested their ability to predict SA in the mood disorder cohorts or ideation status in the GENDEP study. Polygenic scores for major depressive disorder, bipolar disorder and schizophrenia from the Psychiatric Genomics Consortium were used to investigate pleiotropy between psychiatric disorders and suicide phenotypes. No significant evidence for association was detected at any SNP in GWAS or meta-analysis. Polygenic scores for major depressive disorder significantly predicted suicidal ideation in the GENDEP pharmacogenetics study and also predicted SA in a combined validation dataset. Polygenic scores for SA showed no predictive ability for suicidal ideation. Polygenic score analysis suggests pleiotropy between psychiatric disorders and suicidal ideation whereas the tendency to act on such thoughts may have a partially independent genetic diathesis. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.

Argon-laser iridoplasty in the management of uveitis-induced acute angle-closure glaucoma.

PURPOSE: To report the use of argon laser iridoplasty in the management of uveitic acute angle-closure glaucoma. METHODS: Interventional case report. RESULTS: A 46-year-old man developed uveitic acute angle-closure glaucoma with an intraocular pressure (IOP) of 65 mmHg. After unsuccessful attempts with medical treatment and two laser peripheral iridotomies, iridoplasty allowed to break posterior synechiae, open the angle, and reduce the IOP within a few hours. CONCLUSIONS: Argon laser iridoplasty allowed rapid reduction of IOP and prevented the need for emergency surgery. Therefore, the authors stipulate that it is a viable management option in active uveitic acute angle-closure glaucoma.

Contribution of genome-wide significant single-nucleotide polymorphisms and antiretroviral therapy to dyslipidemia in HIV-infected individuals : a longitudinal study

Rapport de synthèse :Les individus HIV-positifs constituent une population à risque pour les maladies cardiovasculaires telles que |'infarctus cardiaque ou cérébrale. Celles-ci découlent d'une formation accélérée d'athéroscIérose. Ces pathologies s'expliquent en grande partie par une dyslipidémie observée au sein de cette population et qui sont dues à des facteurs externes tels que : l'immunosuppression avancée, la virémie non-contrôlée, et les effets de la thérapie antirétrovirale. Récemment, des polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) associés à la dyslipidémie ont été mis en évidence d'une manière globale par des Genome-Wide Association Studies (GWAS). Le but principal de cette étude est d'éva|uer et de valider |'effet cumulatif des SNP identifiés dans ces GWAS pour la dyslipidémie chez des patients HIV-positifs. De plus, |'identification des facteurs non-génétiques qui contribuent à la dyslipidémie démontrent |'importance des facteurs externes, tels que mentionnés ci- dessus, et en particulier à ceux de la thérapie antirétrovirale.Les participants de l'étude proviennent de trois groupes: 426 personnes sélectionnées pour une étude précédente, 222 personnes sélectionnées de façon arbitraire dans la "Cohorte HIV Suisse" et 103 personnes sélectionnées avec un "New-Onset Diabetes mellitus" identifiées lors d'études précédentes. Ces individus ont contribué à plus de 34'000 mesures de lipides sur une durée moyenne supérieure à 7 ans. Pour l'étude, 33 SNP identifiés dans des GWAS et 9 SNP identifiés dans d'autres études publiées dans la littérature non-couverte par des GWAS ont été repris. Le génotypage a été complété pour 745 (99.2%) des 751 participants. Pour les analyses statistiques, les thérapies antirétrovirales ont été divisées en trois groupes (favorisant peu, moyennement et fortement la dyslipidémie), et trois scores génétiques ont été créés (profil favorable, moyennement favorable, non favorable/favorisant la dyslipidémie). Dans un premier temps, l'effet sur la valeur des lipides d'un ou deux allèles variants a été analysé au moyen d'un modèle de régression pour chaque SNP en ajustant le modèle pour les variables non- génétiques. Dans un deuxième temps, les SNP ayant une valeur p >= à 0.2 ont été repris dans un model Multi-SNP, ce modèle est également ajusté pour les variables non-génétiques. Puisque cette étude se base sur des SNP précédemment identifiés, celle-ci évalue uniquement l'association établie entre chaque SNP et les critères qui ont été établis au préalable, tels que : Cholestérol totale, HDL Cholestérol, non-HDL Cholestérol ou Triglycérides. Les résultats trouvés lors de |'étude confirment les résultats de la littérature. Cette étude montre que les SNP associés à la dyslipidémie doivent être analysés dans le contexte d'une thérapie antirétrovirale en tenant compte de la démographie et en considérant les valeurs du HIV (CD4+, virémie). Ces SNP montrent une tendance à prédire une dyslipidémie prolongée chez l'individu. En effet, un patient avec une thérapie antirétrovirale favorisant la dyslipidémie et un patrimoine génétique non-favorable a un risque qui est 3-f0is plus important d'avoir un Non-HDL- Cholestérol élevé, 5-fois plus important d'avoir un HDL-Cholestérol abaissé, et 4 à 5-fois plus important d'avoir une hypertriglycéridémie qu'un patient qui suit une thérapie antirétrovirale favorisant peu la dyslipidémie qui a un patrimoine génétique favorable. Vu la corrélation entre les SNP et la thérapie antirétrovirale, les cliniciens devraient intégrer les informations génétiques afin de choisir une thérapie antirétrovirale en fonction du patrimoine génétique.

Seismic attenuation and velocity dispersion in heterogeneous partially saturated porous rocks

Using a numerical approach, we explore wave-induced fluid flow effects in partially saturated porous rocks in which the gas-water saturation patterns are governed by mesoscopic heterogeneities associated with the dry frame properties. The link between the dry frame properties and the gas saturation is defined by the assumption of capillary pressure equilibrium, which in the presence of heterogeneity implies that neighbouring regions can exhibit different levels of saturation. To determine the equivalent attenuation and phase velocity of the synthetic rock samples considered in this study, we apply a numerical upscaling procedure, which permits to take into account mesoscopic heterogeneities associated with the dry frame properties as well as spatially continuous variations of the pore fluid properties. The multiscale nature of the fluid saturation is taken into account by locally computing the physical properties of an effective fluid, which are then used for the larger-scale simulations. We consider two sets of numerical experiments to analyse such effects in heterogeneous partially saturated porous media, where the saturation field is determined by variations in porosity and clay content, respectively. In both cases we also evaluate the seismic responses of corresponding binary, patchy-type saturation patterns. Our results indicate that significant attenuation and modest velocity dispersion effects take place in this kind of media for both binary patchy-type and spatially continuous gas saturation patterns and in particular in the presence of relatively small amounts of gas. The numerical experiments also show that the nature of the gas distribution patterns is a critical parameter controlling the seismic responses of these environments, since attenuation and velocity dispersion effects are much more significant and occur over a broader saturation range for binary patchy-type gas-water distributions. This analysis therefore suggests that the physical mechanisms governing partial saturation should be accounted for when analysing seismic data in a poroelastic framework. In this context, heterogeneities associated with the dry frame properties, which do not play important roles in wave-induced fluid flow processes per se, should be taken into account since they may determine the kind of gas distribution pattern taking place in the porous rock.

Genome-wide analysis of cancer/testis gene expression.

Cancer/Testis (CT) genes, normally expressed in germ line cells but also activated in a wide range of cancer types, often encode antigens that are immunogenic in cancer patients, and present potential for use as biomarkers and targets for immunotherapy. Using multiple in silico gene expression analysis technologies, including twice the number of expressed sequence tags used in previous studies, we have performed a comprehensive genome-wide survey of expression for a set of 153 previously described CT genes in normal and cancer expression libraries. We find that although they are generally highly expressed in testis, these genes exhibit heterogeneous gene expression profiles, allowing their classification into testis-restricted (39), testis/brain-restricted (14), and a testis-selective (85) group of genes that show additional expression in somatic tissues. The chromosomal distribution of these genes confirmed the previously observed dominance of X chromosome location, with CT-X genes being significantly more testis-restricted than non-X CT. Applying this core classification in a genome-wide survey we identified >30 CT candidate genes; 3 of them, PEPP-2, OTOA, and AKAP4, were confirmed as testis-restricted or testis-selective using RT-PCR, with variable expression frequencies observed in a panel of cancer cell lines. Our classification provides an objective ranking for potential CT genes, which is useful in guiding further identification and characterization of these potentially important diagnostic and therapeutic targets.

Kinetics of crystal growth and equilibrium domains in eclogite of the Sesia Zone, Western Alps

Kinetics of crystal growth and equilibrium domains in eclogite of the Sesia Zone, Western Alps Darbellay Bastien Institut de Minéralogie et Géochimie Résumé grand public Comme toute matière, la roche est sensible à son environnement et cherche à s'adapter pour acquérir un état stable (état d'équilibre). Les changements des conditions physiques (température et pression) vont ainsi impliquer des modifications dans la roche. Le métamorphisme est l'étude de ces changements. Les minéraux qui constituent la roche peuvent modifier, leur structure, leur chimie ou être remplacer par d'autres minéraux plus stables. Il est ainsi crucial de déterminer les processus responsables et limitant de la croissance minérale. Trois processus permettent la croissance ; (1) la dissolution des éléments du réactant, (2) le transport de ces éléments vers le site de croissance, (3) l'incorporation de ces éléments dans la nouvelle structure. Cette thèse se focalise sur les structures des minéraux de haute pression (forme, zonation chimique, structure interne) pour essayer de déterminer les facteurs importants à l'origine de leur état final. Les zones d'étude se situent dans la zone de Sésia. La première partie traite de la problématique liée à l'incorporation d'un élément dans une structure minérale. A l'image de la croissance humaine, les irrégularités minéralogiques permettent de mettre en lumière un dysfonctionnement de la croissance due à un excès ou à une carence d'un élément. Bien dosé, cet élément est cependant essentiel à la croissance. Les zoisites (épidotes) des métabasites de la région de Cima di Bonze montrent une zonation chimique en sablier. Dans cette zonation la teneur en fer excède la capacité maximum que peut contenir la structure orthorhombique de la zoisite. Des défauts de structure permettent l'accommodation de cet excès. La zoisite peut ainsi adapter sa structure pour permettre l'incorporation d'une relativement grande quantité de fer. Les études précédentes montraient, pour des conditions similaires, la formation de deux épidotes distinctes. La deuxième partie se penche sur la compétition entre le minéral qui fait sa croissance et les minéraux (réactants) qui l'entourent. Les métapélites de la région du Monte Mucrone contiennent des grenats atollaires. Des études détaillées de la texture et de la zonation chimique du grenat ainsi qu'une modélisation thermodynamique ont permis de mieux cerner les facteurs importants responsables de la forme atollaire. Cette structure est obtenue par un changement du comportement de la croissance du grenat le long d'un chemin P-T hercynien. Dans un premier stade, le grenat croît rapidement et consume peu le quartz de la matrice. La croissance se fait ainsi le long des jointures des grains de quartz. Dans un second temps, les changements de conditions PT donnent une croissance lente du grenat et une forte consommation du quartz. Le grenat peut ainsi développer sa forme dodécaédrale classique. La troisième partie s'intéresse aux distances de transport par diffusion d'un élément (ici l'argon) durant la haute pression. Pour ce faire, un profile d'âges 40Ar/39Ar sur biotite a été mesuré depuis un veine de haute pression riche en argon jusque dans son encaissant (granitoïd du Monte Mucrone). Le profile montre une répartition des âges suivant une courbe de diffusion. Le transport se fait sur une longueur de deux centimètre avec l'aide d'un fluide. Il est réduit à une échelle millimétrique quand la phase fluide disparaît. Cette étude montre ainsi les difficultés de transport des éléments durant la haute pression ne permettant pas un rééquilibrage de la roche à grande échelle. Kinetics of crystal growth and equilibrium domains in eclogite of the Sesia Zone, Western Alps Darbellay Bastien Institut de Minéralogie et Géochimie Résumé de thèse Les processus de croissance (diffusion des éléments et les réactions d'interface) et les conditions dans lesquelles les minéraux grandissent (température, pression, fluide, composition chimique de la roche), déterminent la texture ainsi que la zonation des minéraux. Cette thèse se focalise, par le biais de textures peu communes, sur trois différents processus impliqués dans la croissance minérale à haute pression (Zone de Sésia, Alpes de l'Ouest, Italie). L'incorporation d'un élément dans une structure minérale ne peut se faire que dans des sites en accord avec la taille et la charge ionique de l'élément. De plus, la balance de charge doit être maintenue dans le minéral. La régularité de la structure cristalline fixe ainsi une limite maximum de concentration d'un élément donné. Les zoisites provenant des métabasites de la région de Cima di Bonze montrent des zonations en sablier caractérisées par une concentration anormale en fer. La zonation se marque par une différente teinte de biréfringence et par un plus grand angle d'extinction que le reste de la zoisite. Une inter-croissance de clinozoisite à l'intérieur de la structure orthorhombique de la zoisite peut ainsi être suspectée. Les analyses XRD (diffraction des rayons x) ainsi que les analyses Raman ne confirment pas cette suspicion. Seules les analyses TEM (microscope à électrons transmis) montrent des défauts de structure pouvant être interprétés comme des modules de clinozoisite. Ils ne peuvent cependant pas être considérés comme une phase thermodynamique. Un nouveau trou d'immiscibilité entre deux zoisite (X ep= 0.1 and Xep = 0.15) a ainsi pu être établi. Dans les métapélites la région du Monte Mucrone, des grenats fortement zonés montrent une évolution texturale singulière. Ils présentent une forme initiale de `champignon' qui se développe pour former une structure atollaire finale. L'étude conjuguée de la structure 3D et des zonations, ainsi que l'établissement d'un model thermodynamique, indiquent que ces structures proviennent de deux épisodes de croissances : (1) La croissance du grenat durant un chemin prograde hercynien (de 525 °C et 6.2 kbar à 640 °C et 9 kbar) permet la formation des textures atollaires. Elles sont le résultat d'une croissance poecilitique initiale suivie d'une croissance idiomorphique du grenat. (2) La structure est rendue plus complexe par la cristallisation d'un grenat homogène tout autour ainsi qu'à l'intérieur du grenat hercynien durant la haute pression alpine (550 °C and 20 kbar). L'arrivée de l'eau durant la haute pression facilite le transport d'éléments et permet une cristallisation rapide du grenat. La diffusion peut être un facteur limitant de la croissance minéralogique. Elle a aussi une grande importance pour la géochronologie. Une veine de haute pression à l'intérieur du granitoïde du Monte Mucrone a été étudiée dans le but de déterminer la distance de diffusion de l'argon. Le profile d'âges 40Ar/39Ar sur biotites, établi de la veine vers le métagranitoïde, suit une courbe de diffusion. Les âges sont élevés proche de la veine (800 Ma) puis décroissent jusqu'à des âges homogènes (170-150 Ma) à deux centimètres de la veine. La présence de fluide, marqué par de hautes concentrations en chlore, permet une diffusion centimétrique. Cependant, la distance est réduite à une échelle millimétrique quand le fluide est absent. Les très faibles distances de diffusion préservent les âges pré-alpins et impliquent un événement géologique pour les âges de 170-150 Ma. Kinetics of crystal growth and equilibrium domains in eclogite of the Sesia Zone, Western Alps Darbellay Bastien Institut de Minéralogie et Géochimie Thesis abstract Rock textures and zonings are the consequence of growth processes (element diffusion and interface reaction) steered by the environment in which they grew (pressure, differential stress, temperature, fluid and rock composition). The thesis presented here focuses on three different topics, each of it dealing with aspects of mineral growth processes during subduction, in a high-pressure environment. All studies were conducted in the Sesia Zone of the Western European Alps, Italy. The first study addresses the crystallography and geochemistry of element incorporation in zoisite, one of the major hydrous minerals found in subduction zone rocks. Elements can be incorporated into a mineral structure only on crystallographic sites that offer enough space for the ion and the overall charge balance has to be maintained. Element concentrations are hence limited. Incorporation of some elements produces complex zoning, including hourglass like patterns, which are the focus of the first contribution. Zoisites from Cima di Bonze (Sesia Zone) show spectacular hourglass zoning defined by Fe-content variations. The hourglass zones have a distinct birefringence and a different extinction angle than the regular part of the zoisite. We show by detailed XRD (X-ray diffraction) and confocal Raman analyses that the high Fe-zones are nevertheless zoisite, and not clinozoisite as one might expect. High resolution TEM (transmission electron microscopy) analyses show planar defects on (100) that can be interpreted as small-scale clinozoisite modules. However, these clinozoisites cannot be interpreted as a distinctive thermodynamic phase and the entire mineral has to be considered as zoisite. The miscibility gap between two zoisites (Xep = 0.1 and Xep = 0.15) can be then definite at 550 ± 50°C and 14 to 20 Kbar. Strongly zoned garnets in quartz rich metapelite from the Monte Mucrone area (Sesia Zone) show evolution form 3D mushroom to atoll structure. The second contribution presents textural investigations, garnet zoning and thermodynamic modeling that demonstrate that atoll garnets are the result of two distinctive growth events. (1) Garnet atoll structure is already formed during a prograde Hercynian path from 525 °C and 6.2 kbar to 640 °C and 9 kbar. It results in an initial poikilitic growth followed by a final idiomorphic growth event. (2) Alpine HP garnet are homogenous (550 °C and 20 kbar) and grew around and also inside the Hercynian garnet. Lack of prograde Alpine garnet and fast growth of the HP garnet is explained by the absence of water during much of the prograde path. Water saturation was only observed towards the end, close towards the peak metamorphic conditions. Diffusion could be a limiting factor for crystal growth. It has also a great importance in geochronology. HP vein inside the metagranitoide of the Monte Mucrone (~300 Ma) was investigated to determine argon diffusion scales during high-pressure metamorphism. 40Ar/39Ar biotite ages profile from the vein toward the metagranodiorite show a diffusion curve: old ages (800 Ma) located close to the vein decrease until homogenous 170-150 Ma ages are obtained, two centimeter away from the vein. Centimeter-scale diffusion occurs with help of a fluid phase marked by high chlorine concentrations. Argon diffusion is reduced to a millimeter scale when free fluid is absent. Very short diffusion distance permits to preserve pre-Alpine ages. The 170-150 Ma ages are considered to be geologic meaningful, probably resulting from the extensional tectonics linked to opening of the Tethian ocean.

Genome-wide association study of co-occurring anxiety in major depression.

OBJECTIVES: Co-morbidity between depression and anxiety disorders is common. In this study we define a quantitative measure of anxiety by summating four anxiety items from the SCAN interview in a large collection of major depression (MDD) cases to identify genes contributing to this complex phenotype. METHODS: A total of 1522 MDD cases dichotomised according to those with at least one anxiety item scored (n = 1080) and those without anxiety (n = 442) were analysed, and also compared to 1588 healthy controls at a genome-wide level, to identify genes that may contribute to anxiety in MDD. RESULTS: For the quantitative trait, suggestive evidence of association was detected for two SNPs, and for the dichotomous anxiety present/absent ratings for three SNPs at genome-wide level. In the genome-wide analysis of MDD cases with co-morbid anxiety and healthy controls, two SNPs attained P values of < 5 × 10⁻⁶. Analysing candidate genes, P values ≤ 0.0005 were found with three SNPs for the quantitative trait and three SNPs for the dichotomous trait. CONCLUSIONS: This study provides an initial genome-wide assessment of possible genetic contribution to anxiety in MDD. Although suggestive evidence of association was found for several SNPs, our findings suggest that there are no common variants strongly associated with anxious depression.

Predicting global change impacts on plant species' distributions: Future challenges

Given the rate of projected environmental change for the 21st century, urgent adaptation and mitigation measures are required to slow down the on-going erosion of biodiversity. Even though increasing evidence shows that recent human-induced environmental changes have already triggered species' range shifts, changes in phenology and species' extinctions, accurate projections of species' responses to future environmental changes are more difficult to ascertain. This is problematic, since there is a growing awareness of the need to adopt proactive conservation planning measures using forecasts of species' responses to future environmental changes. There is a substantial body of literature describing and assessing the impacts of various scenarios of climate and land-use change on species' distributions. Model predictions include a wide range of assumptions and limitations that are widely acknowledged but compromise their use for developing reliable adaptation and mitigation strategies for biodiversity. Indeed, amongst the most used models, few, if any, explicitly deal with migration processes, the dynamics of population at the "trailing edge" of shifting populations, species' interactions and the interaction between the effects of climate and land-use. In this review, we propose two main avenues to progress the understanding and prediction of the different processes A occurring on the leading and trailing edge of the species' distribution in response to any global change phenomena. Deliberately focusing on plant species, we first explore the different ways to incorporate species' migration in the existing modelling approaches, given data and knowledge limitations and the dual effects of climate and land-use factors. Secondly, we explore the mechanisms and processes happening at the trailing edge of a shifting species' distribution and how to implement them into a modelling approach. We finally conclude this review with clear guidelines on how such modelling improvements will benefit conservation strategies in a changing world. (c) 2007 Rubel Foundation, ETH Zurich. Published by Elsevier GrnbH. All rights reserved.