Measuring ecological niche overlap from occurrence and spatial environmental data

1. Aim - Concerns over how global change will influence species distributions, in conjunction with increased emphasis on understanding niche dynamics in evolutionary and community contexts, highlight the growing need for robust methods to quantify niche differences between or within taxa. We propose a statistical framework to describe and compare environmental niches from occurrence and spatial environmental data.¦2. Location - Europe, North America, South America¦3. Methods - The framework applies kernel smoothers to densities of species occurrence in gridded environmental space to calculate metrics of niche overlap and test hypotheses regarding niche conservatism. We use this framework and simulated species with predefined distributions and amounts of niche overlap to evaluate several ordination and species distribution modeling techniques for quantifying niche overlap. We illustrate the approach with data on two well-studied invasive species.¦4. Results - We show that niche overlap can be accurately detected with the framework when variables driving the distributions are known. The method is robust to known and previously undocumented biases related to the dependence of species occurrences on the frequency of environmental conditions that occur across geographic space. The use of a kernel smoother makes the process of moving from geographical space to multivariate environmental space independent of both sampling effort and arbitrary choice of resolution in environmental space. However, the use of ordination and species distribution model techniques for selecting, combining and weighting variables on which niche overlap is calculated provide contrasting results.¦5. Main conclusions - The framework meets the increasing need for robust methods to quantify niche differences. It is appropriate to study niche differences between species, subspecies or intraspecific lineages that differ in their geographical distributions. Alternatively, it can be used to measure the degree to which the environmental niche of a species or intraspecific lineage has changed over time.

Genomewide association study using a high-density single nucleotide polymorphism array and case-control design identifies a novel essential hypertension susceptibility locus in the promoter region of endothelial NO synthase.

Essential hypertension is a multifactorial disorder and is the main risk factor for renal and cardiovascular complications. The research on the genetics of hypertension has been frustrated by the small predictive value of the discovered genetic variants. The HYPERGENES Project investigated associations between genetic variants and essential hypertension pursuing a 2-stage study by recruiting cases and controls from extensively characterized cohorts recruited over many years in different European regions. The discovery phase consisted of 1865 cases and 1750 controls genotyped with 1M Illumina array. Best hits were followed up in a validation panel of 1385 cases and 1246 controls that were genotyped with a custom array of 14 055 markers. We identified a new hypertension susceptibility locus (rs3918226) in the promoter region of the endothelial NO synthase gene (odds ratio: 1.54 [95% CI: 1.37-1.73]; combined P=2.58 · 10(-13)). A meta-analysis, using other in silico/de novo genotyping data for a total of 21 714 subjects, resulted in an overall odds ratio of 1.34 (95% CI: 1.25-1.44; P=1.032 · 10(-14)). The quantitative analysis on a population-based sample revealed an effect size of 1.91 (95% CI: 0.16-3.66) for systolic and 1.40 (95% CI: 0.25-2.55) for diastolic blood pressure. We identified in silico a potential binding site for ETS transcription factors directly next to rs3918226, suggesting a potential modulation of endothelial NO synthase expression. Biological evidence links endothelial NO synthase with hypertension, because it is a critical mediator of cardiovascular homeostasis and blood pressure control via vascular tone regulation. This finding supports the hypothesis that there may be a causal genetic variation at this locus.

Scale-dependent adaptive evolution and morphological convergence to climatic niche in Californian eriogonoids (Polygonaceae)

Aim Macroevolutionary patterns and processes change substantially depending on levels of taxonomic and ecological organization, and the resolution of environmental and spatial variability. In comparative methods, the resolution of environmental and spatial variability often defines the number of selective regimes used to test whether phenotypic characteristics are adaptively correlated with the environment. Here, we examine how investigator choice of the number of selective regimes, determined by varying the resolution of among-species variability in the species climatic niche (hereafter called ecological scale'), influences trait morphological diversification among Eriogonoideae species. We assess whether adaptive or neutral processes drive the evolution of several morphological traits in these species. Location South-western North America. Methods We applied a phylogenetic framework of three evolutionary models to four morphological traits and the climatic niches of Eriogonoideae (in the buckwheat family, Polygonaceae). We tested whether morphological traits evolve in relation to climate by adaptive or neutral process, and whether the resulting patterns of morphological variability are conserved or convergent across the clade. We inspected adaptive models of evolution under different levels of resolution of among-species variability of the climatic niche. Results We show that morphological traits and climate niches of Eriogonoideae species are not phylogenetically conserved. Further, adaptive evolution of phenotypic traits is specific to climatic niche occupancy across this clade. Finally, the likely evolutionary process and the level of detectable niche conservatism change depending on the resolution of environmental variability of the climatic niche. Main conclusions Our study demonstrates the need to consider both the resolution of environmental variability and alternative evolutionary models to understand the morphological diversification that accompanies divergent adaptive evolution of lineages to climatic conditions.

A adubação nitrogenada e o sintoma de nematóides no algodoeiro

Em dois ensaios de campo de adubação nitrogenada, desenvolvidos com o cultivar IAC 20 de algodão em solos infestados por nematóides, nos municípios de Mococa e Tatuí (SP), em 1988/89, observou-se que a incidência de sintomas na parte aérea das plantas ocorreu de forma diferenciada em função dos tratamentos (0, 25, 50 e 75 kg ha-1 de N-cobertura). Efetuou-se, então, levantamento de sintomas, por parcela experimental, atribuindo às plantas notas crescentes de acordo com a intensidade do ataque: nota 1, para plantas com porte normal e isentas de manchas amareladas e/ou avermelhadas, salpicadas no limbo foliar ("carijó"); 2, com "carijó" (sintoma típico de mosqueamento foliar) nas folhas da base da copa ("baixeiro"); 3, com "carijó" no "baixeiro" e em folhas esparsas; 4, com "carijó" incluindo folhas do ponteiro, e nota 5, para plantas com "carijó" generalizado e deficiente desenvolvimento. A capacidade produtiva do algodoeiro, avaliada nas parcelas sem N, caiu, gradativamente, com a intensidade do "carijó", em especial após nota 3,0, que, em média, representa o deslocamento do sintoma para o ponteiro das plantas. A adubação nitrogenada, por contribuir, significativamente, para diminuir o "carijó" e para aumentar a concentração de N-foliar e a produtividade, pode representar uma alternativa viável no complemento da resistência varietal.

Isoquantas de produtividade de soja e sorgo para níveis de calagem e molibdênio

A calagem tem sido considerada uma prática suficiente para o suprimento de molibdênio (Mo) para as culturas, pelo aumento do pH que o torna mais disponível no solo. A cultura da soja exige doses elevadas de calcário para a otimização da produtividade, o que também está relacionado com a demanda adicional de Mo para o complexo da nitrogenase, atuante na fixação do nitrogênio. Assim, o presente trabalho foi planejado para estudar as interações entre calagem e Mo, nas culturas de soja e sorgo, em um Podzólico Vermelho-Amarelo da Estação Experimental de Mococa (IAC), de 1985 a 1989. Os tratamentos foram arranjados no delineamento experimental de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. Nas parcelas principais, foram aplicadas as doses de calcário 0, 2, 4, 6, e 8 t ha-1 (PRNT = 126%) e, nas subparcelas, as doses de Mo de 0, 50 e 100 g ha-1, aplicadas às sementes, na forma de molibdato de amônio. Foram realizados três cultivos de soja, cultivar IAC 11, e um de sorgo granífero, híbrido DK 64. Em todos os cultivos, as respostas à calagem foram acentuadas, porém reduzidas com a aplicação de molibdênio, tanto para a soja como para o sorgo. Tais resultados demonstraram a relação de substituição de calcário por Mo. A resposta da soja ao Mo foi mais acentuada na ausência do calcário, enquanto a do sorgo, mais sensível à acidez do solo, foi mais acentuada nas doses intermediárias de calcário. De modo geral, as respostas ao Mo ocorreram até o valor de pH (CaCl2 ) do solo igual a 5,2. Concluiu-se que altas produtividades de soja exigem níveis mais elevados de correção de acidez de solo, e que é possível reduzir a necessidade de calagem, para atingir a produtividade máxima, mediante a aplicação de Mo nas sementes, para ambas as culturas, principalmente num solo ácido com pouco alumínio e manganês trocáveis.

Caracterização de substâncias húmicas extraídas de solos e de lodo orgânico

No presente trabalho, foi estudada a extração de substâncias húmicas (SH) de horizontes A de dois solos do Rio Grande do Sul (Latossolo Roxo (LR), e Brunizém vértico (B)) e de um lodo orgânico (LO), oriundo da fabricação de celulose, empregando-se dois métodos: (1) as SH foram extraídas com solução de NaOH 0,5 mol L-1, após tratamento prévio com HCl 0,5 mol L-1; (2) foi introduzida a extração com solução de pirofosfato de sódio 0,15 mol L-1 (pH 7) antes da etapa alcalina. Em cada etapa, os teores de SH, de ácidos fúlvicos (AF) e de ácidos húmicos (AH) foram determinados por métodos espectroscópicos e gravimétricos e, no método 2, os teores de Fe, Al, Si e Ca foram medidos nos extratos por absorção atômica. A composição elementar de ácidos húmicos foi determinada, e sua estrutura e características químicas foram avaliadas a partir de razões C/N, (atômicas) H/C e O/C e a partir de dados de espectroscopia Ultravioleta/Visível (UV/Vis). No LR, o método 1 extraiu maior quantidade de SH, enquanto, no método 2, a etapa com pirofosfato extraiu apenas AF. Em contrapartida, no solo B, o método 2 foi mais eficiente, verificando-se maior rendimento na etapa com pirofosfato. A partir desses resultados, infere-se que as SH, no LR, interagem principalmente por meio de reação de trocas de ligantes e de pontes de hidrogênio e, no solo B, a interação por meio de pontes de cátions é um mecanismo importante. Os AH extraídos com NaOH apresentaram valores mais elevados para a razão H/C e valores inferiores para a razão O/C do que os extraídos com pirofosfato, indicando que o extrator neutro solubilizou SH de caráter aromático e grau de oxigenação superiores.

Sinopsis biológico-pesquera de la marucha Donax obesulus Reeve, 1854 en el litoral de Áncash (bahía Samanco), 2001-2009

Se analizó información biológica y pesquera de Donax obesulus procedente de bahía Samanco, Región Áncash obtenida entre el 2001 y 2009. Se procesaron muestras de capturas de la pesca comercial, prospecciones y evaluaciones poblacionales; se estimaron parámetros de crecimiento y poblacionales. La talla en las capturas comerciales varió de 6 a 34 mm en prospecciones y evaluaciones de 2 a 34 mm. Los parámetros de crecimiento estacional estimados en el 2009 fueron L∞ = 35,7 K = 1,00 y t0 = -0,30; registrando elevada tasa instantánea de mortalidad Z = 3,20 y tasa de renovación anual P/B = 3,22. El peso anual varió de 2,5 a 3,1 g; las densidades variaron de 111 a 3728 ind./ m2. El reclutamiento es anual con mayor intensidad en abril y mayo. La temperatura anual fue >19,0 °C, el oxígeno fue >4,81 mL/L, la salinidad varió de 35,061 a 35,198 ups.

Calagem e adubação fosfatada para o arroz em solos inundados: II. disponibilidade de fósforo

A dinâmica do P e sua disponibilidade para as plantas em solos inundados envolve processos complexos que diferem substancialmente daqueles observados em solos bem drenados. Com o objetivo de estudar a disponibilidade de P para o arroz em solos inundados, foi realizado um experimento, em casa de vegetação, com amostras de nove solos de várzea de Minas Gerais. Os tratamentos constaram de combinações de seis doses de P e duas doses de calcário. As plantas foram cultivadas por 60 dias , sendo avaliados a produção de matéria seca e os teores de P na parte aérea. Os resultados revelaram efeitos divergentes da calagem sobre a disponibilidade de P, dependendo das características dos solos: (a) Em solos de baixa capacidade de retenção de P e com óxidos de Fe instáveis frente a condições de inundação, a calagem limitou a disponibilidade de P. (b) Em solos de alta capacidade de retenção de P e com óxidos de Fe mais estáveis, verificou-se o contrário. Além dos fatores quantidade e capacidade tampão, os teores de Fe ativo (extraível por acetato de amônio) nos solos parecem influenciar a disponibilidade de P para o arroz em solos inundados.

The role of climatic tolerances and seed traits in reduced extinction rates of temperate polygonaceae.

The latitudinal diversity gradient (LDG) is one of the most striking and consistent biodiversity patterns across taxonomic groups. We investigate the species richness gradient in the buckwheat family, Polygonaceae, which exhibits a reverse LDG and is, thus, decoupled from dominant gradients of energy and environmental stability that increase toward the tropics and confound mechanistic interpretations. We test competing age and evolutionary diversification hypotheses, which may explain the diversification of this plant family over the past 70 million years. Our analyses show that the age hypothesis, which posits that clade richness is positively correlated with the ecological and evolutionary time since clade origin, fails to explain the richness gradient observed in Polygonaceae. However, an evolutionary diversification hypothesis is highly supported, with diversification rates being 3.5 times higher in temperate clades compared to tropical clades. We demonstrate that differences in rates of speciation, migration, and molecular evolution insufficiently explain the observed patterns of differential diversification rates. We suggest that reduced extinction rates in temperate clades may be associated with adaptive responses to selection, through which seed morphology and climatic tolerances potentially act to minimize risk in temporally variable environments. Further study is needed to understand causal pathways among these traits and factors correlated with latitude.

Evolução do processo erosivo na margem direita do rio São Francisco (Perímetro Irrigado Cotinguiba/Pindoba - SE)

A erosão das margens de um rio causa a destruição das áreas ribeirinhas, contribui para a degradação de grandes áreas e produz efeitos catastróficos para o ambiente, ocorrendo a ruptura do equilíbrio ambiental. Este trabalho teve como objetivo quantificar as taxas de recuo da margem direita do rio São Francisco em três seções localizadas no Perímetro Irrigado Cotinguiba/Pindoba - Baixo São Francisco Sergipano - no período de fevereiro de 1999 a julho de 2000 e estudar as possíveis causas do processo. Para quantificar as taxas erosivas, foram utilizados os métodos dos pinos e das estacas e para descrever o processo erosivo foi utilizado o método das perfilagens sucessivas. As taxas anuais de erosão (recuo da margem), obtidas nas três seções da margem estudada, foram de 8,30m na seção A; 47,30m na seçãoB e 4,45m na seçãoC. A variação das taxas de erosão foi influenciada, principalmente, pela composição granulométrica das camadas que compõem a face da margem e altura do barranco, como também pela associação dos dados climáticos e hidrológicos - velocidade do vento, amplitude mensal da cota, cota máxima mensal e velocidade do fluxo próxima à margem.

Intervalo hídrico ótimo na avaliação de sistemas de pastejo contínuo e rotacionado

A qualidade física do solo sob sistemas de pastejo contínuo e rotacionado foi avaliada pelo Intervalo Hídrico Ótimo (IHO). A amostragem foi realizada na área experimental da Embrapa Gado de Corte. Foi estudado um Latossolo Vermelho distrófico. Foram avaliados quatro piquetes, sendo dois no sistema de pastejo contínuo e dois no sistema de pastejo rotacionado. No sistema de pastejo contínuo, implementado com a espécie Brachiaria decumbens cv. Basilisk, foram retiradas 30 amostras por piquete, não tendo um dos piquetes recebido adubação de manutenção (Cs), enquanto o outro havia recebido adubação bianual de manutenção (Cc). No sistema de pastejo rotacionado, implementado com a espécie Panicum maximum cv. Tanzânia, foram retiradas 30 amostras por piquete; em um dos piquetes, o resíduo pós-pastejo era mantido entre 2,0 e 2,5 t ha-1 de matéria seca total (MST) (R1), enquanto no outro era mantido entre 3,0 e 3,5 t ha-1 MST (R2). As amostras foram submetidas a um gradiente de tensão de água e, posteriormente, utilizadas nas determinações da densidade do solo (Ds), resistência do solo à penetração (RP), umidade volumétrica (tetav) e do IHO. O sistema de pastejo rotacionado apresentou piores condições físicas do solo para o crescimento vegetal, avaliadas pelo critério do IHO. Os maiores valores de Ds e menor IHO foram observados no R1, o que foi atribuído às taxas de lotação mais elevadas aplicadas neste piquete.

Peanut response to lime and molybdenum application in low pH soils

Liming acid soils is considered to assure the availability of Mo in crops. Additionally, in peanuts (Arachis hypogaea L.) the positive response to liming is associated to a better supply of Ca+2, Mo for the nitrogenase-complex activity, and other non-nitrogen fixing activities of the crop. This study was thus undertaken to assess the effect of lime, Mo, and the lime-Mo interaction on peanut crop, on an acid Ultisol at the Mococa Experimental Station, Instituto Agronômico, São Paulo State, Brazil, from 1987 to 1990. A randomized complete block design with four replications, in a 4 x 4 factorial arrangement, was used in the study. The factors included four lime rates (0, 2, 4, and 6 t ha-1) broadcast and incorporated into the soil, and Mo (0, 100, 200, and 300 g ha-1) as (NH4)2MoO4 applied as seed dressing. Lime was applied once at the beginning of the study while Mo was applied at every planting. Peanut seed cv 'tatu' was used. Significant increase in peanut kernel yield with liming was only evident in the absence of Mo, whereas the peanut response to Mo was observed in two out of the three harvests. A higher yield response (28 % increase) was found when Mo was applied without liming. Soil molybdenum availability, as indicated by plant leaf analysis, increased significantly when lime was applied. Molybdenum fertilization led to higher leaf N content, which in turn increased peanut yield in treatments with smaller lime doses.

Reliure de : Heures nouvelles à l'usage des laïcs , suivant le nouveau Breviaire

[Bréviaire romain (Extraits). Heures. Français]