984 resultados para Curve of accumulation
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Canonical Correlation Analysis for Interpreting Airborne Laser Scanning Metrics along the Lorenz Curve of Tree Size Inequality
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Myo-inositol-1-phosphate (I[1]P) synthase (EC 5.5.1.4) catalyzes the reaction from glucose 6-phosphate to I(1)P, the first step of myo-inositol biosynthesis. Among the metabolites of I(1)P is inositol hexakisphosphate, which forms a mixed salt called phytin or phytate, a storage form of phosphate and cations in seeds. We have isolated a rice (Oryza sativa L.) cDNA clone, pRINO1, that is highly homologous to the I(1)P synthase from yeast and plants. Northern analysis of total RNA showed that the transcript accumulated to high levels in embryos but was undetectable in shoots, roots, and flowers. In situ hybridization of developing seeds showed that the transcript first appeared in the apical region of globular-stage embryos 2 d after anthesis (DAA). Strong signals were detected in the scutellum and aleurone layer after 4 DAA. The level of the transcript in these cells increased until 7 DAA, after which time it gradually decreased. Phytin-containing particles called globoids appeared 4 DAA in the scutellum and aleurone layer, coinciding with the localization of the RINO1 transcript. The temporal and spatial patterns of accumulation of the RINO1 transcript and globoids suggest that I(1)P synthase directs phytin biosynthesis in rice seeds.
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Growth curves of the foliose lichen Parmelia conspersa (Ehrh. Ex Ach.)Ach. Were obtained by plotting radial growth (RGR, mm yr-1) of the fastest measured lobe, the slowest measured lobe, a randomly selected lobe, and by averaging a sample of lobes from each thallus against thallus diameter. Growth curves derived from the fastest-growing lobe and by averaging lobes were asymptotic and could be fitted by the growth model of Aplin and Hill. Mean lobe width increased with thallus size, reaching a maximum at approx. 4.5 cm thallus diameter. In four out of six thalli, radial growth of lobes over four months was positively correlated with initial lobe width or area. The RGR of isolated lobes was unaffected until the base of the lobe was removed to within 1-2 mm of the tip. The concentration (micrograms mg-1 biomass) of ribitol, arabitol and mannitol was greater in the marginal lobes of large than in small thalli. The results suggested that the growth curve of P. conspersa is determined by processes that occur within individual marginal lobes and can be explained by the Aplin and Hill model. Changes in lobe width and in the productive capacity of individual lobes with thallus size are likely to be more important factors than the degree of translocation within the lobe in determining the growth curve.
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Data on the growth curve of the lichen Rhizocarpon geographicum were obtained by measuring the radial growth rates (mm per 1.5 years) of 39 thalli from 2 to 65 mm in diameter growing in the same environment. An Aplin and Hill plot (r2 – r1 against ln r2 – ln r1) of the data and regression analyses suggested an initial phase of growth (up to a diameter of about 7 mm) in which the relative growth rate increased rapidly. This was followed by a phase in which the relative growth rate fell but the radial growth rate continued to rise (7 to 20 mm in diameter). Radial growth was then relatively constant until about 45 mm diameter and then declined. The Aplin and Hill model did not fit the data as a whole but may apply for a transient period in thalli between about 7 and 16 mm in diameter. The curve shows some similarities to that suggested by lichenometric studies but differs in showing a less steep decline in growth rate after the ‘great’ period.
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The major and some of the minor constituents and the rate of accumulation of manganese nodules in the western North Pacific were determined. Manganese concentration in the nodules ranged from 20 to 30 per cent in the acid soluble fraction. As to the rare earth concentration, enrichment of cerium was observed in the manganese nodule as compared with that in shales or sea water. Thorium to uranium ratio in the nodule ranged from 9.4 to 14.3, which was very much higher than that in sea water. From the distribution of excess ionium, excess protactinium and Io/Th ratio, a rate of accumulation of 7 mm per million years was obtained with the surface layer of several mm in thickness of the JEDS-4-E4 nodule.
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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A monolith representing 5420 14C yr of peat accumulation was collected from a blanket bog at Myrarnar, Faroe Islands. The maximum Hg concentration (498 ng/g at a depth of 4.5 cm) coincides with the maximum concentration of anthropogenic Pb (111 μg/g). Age dating of recent peat accumulation using 210Pb (CRS model) shows that the maxima in Hg and Pb concentrations occur at AD 1954 ± 2. These results, combined with the isotopic composition of Pb in that sample (206Pb/207Pb = 1.1720 ± 0.0017), suggest that coal burning was the dominant source of both elements. From the onset of peat accumulation (ca. 4286 BC) until AD 1385, the ratios Hg/Br and Hg/Se were constant (2.2 ± 0.5 × 10-4 and 8.5 ± 1.8 × 10-3, respectively). Since then, Hg/Br and Hg/Se values have increased, also reaching their maxima in AD 1954. The age date of the maximum concentrations of anthropogenic Hg and Pb in the Faroe Islands is consistent with a previous study of peat cores from Greenland and Denmark (dated using the atmospheric bomb pulse curve of 14C), which showed maximum concentrations in AD 1953. The average rate of atmospheric Hg accumulation from 1520 BC to AD 1385 was 1.27 ± 0.38 μg/m2/yr. The Br and Se concentrations and the background Hg/Br and Hg/Se ratios were used to calculate the average rate of natural Hg accumulation for the same period, 1.32 ± 0.36 μg/m2/yr and 1.34 ± 0.29 μg/m2/yr, respectively. These fluxes are similar to the preanthropogenic rates obtained using peat cores from Switzerland, southern Greenland, southern Ontario, Canada, and the northeastern United States. Episodic volcanic emissions and the continual supply of marine aerosols to the Faroe Islands, therefore, have not contributed significantly to the Hg inventory or the Hg accumulation rates, relative to these other areas. The maximum rate of Hg accumulation was 34 μg/m2/yr. The greatest fluxes of anthropogenic Hg accumulation calculated using Br and Se, respectively, were 26 and 31 μg/m2/yr. The rate of atmospheric Hg accumulation in 1998 (16 μg/m2/yr) is comparable to the values recently obtained by atmospheric transport modeling for Denmark, the Faroe Islands, and Greenland.
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Most of the Pb isotope data for the Leg 92 metalliferous sediments (carbonate-free fraction) form approximately linear arrays in the conventional isotopic plots, extending from the middle of the field for mid-ocean ridge basalts (MORB) toward the field for Mn nodules. These arrays are directed closely to the average values of Mn nodules, the composition of which reflects the Pb isotope composition of seawater (Reynolds and Dasch, 1971). Since the Leg 92 samples are almost devoid of continentally derived detritus, it can be inferred that the more radiogenic end-member is seawater. The less radiogenic end-member lies in the very middle of the MORB field, and hence can be considered to reflect the Pb isotope composition of typical ocean-ridge basalt. The array of data lying between these two end-members is most readily interpreted in terms of simple linear mixing of Pb from the two different end-member sources. According to this model, eight samples from Sites 599 to 601 contain 50 to 100% basaltic Pb. Five of these samples have compositions that are identical within the uncertainty of the analyses. We use the average of these five values to define our unradiogenic end-member in the linear mixing model. The ratios used for this average are 206Pb/204Pb = 18.425 ± 0.010; 207Pb/204Pb = 15.495 ± 0.018; 208Pb/204Pb = 37.879 ± 0.068. These values should approximate the average Pb isotope composition of discharging hydrothermal solutions, and therefore also that of the basaltic crust, over the period of time represented by these samples ( 4 m.y., from 4 to 8 Ma). Sr isotope ratios show a significant range of values, from 0.7082 to 0.7091. The lower ratios are well outside the value of 0.70910 ± 6 for modern-day seawater (Burke et al., 1982). However, most values correspond very closely to the curve of 87Sr/86Sr versus age for seawater, with older samples having progressively lower 87Sr/86Sr ratios. The simplest explanation for this progressive reduction is that recrystallization of the abundant biogenic carbonate in the sediments released older seawater Sr which was incorporated into ferromanganiferous phases during diagenesis. Leg 92 metalliferous sediments have total rare earth element (REE) contents that range on a carbonate-free basis from 131 to 301 ppm, with a clustering between 167 and 222 ppm. The patterns have strong negative Ce anomalies. Samples from Sites 599 to 601 display a slight but distinct enrichment in the heavy REE relative to the light REE, whereas those from Sites 597 to 598 show almost no heavy REE enrichment. The former patterns (those for Sites 599 to 601) are interpreted as indicating moderate diagenetic alteration of metalliferous sediments originating at the EPR axis; the latter reflect more complete diagenetic modification.
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A new metabolite profiling approach combined with an ultrarapid sample preparation procedure was used to study the temporal and spatial dynamics of the wound-induced accumulation of jasmonic acid (JA) and its oxygenated derivatives in Arabidopsis thaliana. In addition to well known jasmonates, including hydroxyjasmonates (HOJAs), jasmonoyl-isoleucine (JA-Ile), and its 12-hydroxy derivative (12-HOJA-Ile), a new wound-induced dicarboxyjasmonate, 12-carboxyjasmonoyl-l-isoleucine (12-HOOCJA-Ile) was discovered. HOJAs and 12-HOOCJA-Ile were enriched in the midveins of wounded leaves, strongly differentiating them from the other jasmonate metabolites studied. The polarity of these oxylipins at physiological pH correlated with their appearance in midveins. When the time points of accumulation of different jasmonates were determined, JA levels were found to increase within 2-5 min of wounding. Remarkably, these changes occurred throughout the plant and were not restricted to wounded leaves. The speed of the stimulus leading to JA accumulation in leaves distal to a wound is at least 3 cm/min. The data give new insights into the spatial and temporal accumulation of jasmonates and have implications in the understanding of long-distance wound signaling in plants.
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Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management