Functionally and phylogenetically diverse plant communities key to soil biota

Recent studies assessing the role of biological diversity for ecosystem functioning indicate that the diversity of functional traits and the evolutionary history of species in a community, not the number of taxonomic units, ultimately drives the biodiversity-ecosystem-function relationship. Here, we simultaneously assessed the importance of plant functional trait and phylogenetic diversity as predictors of major trophic groups of soil biota (abundance and diversity), six years from the onset of a grassland biodiversity experiment. Plant functional and phylogenetic diversity were generally better predictors of soil biota than the traditionally used species or functional group richness. Functional diversity was a reliable predictor for most biota, with the exception of soil microorganisms, which were better predicted by phylogenetic diversity. These results provide empirical support for the idea that the diversity of plant functional traits and the diversity of evolutionary lineages in a community are important for maintaining higher abundances and diversity of soil communities.

Plumage ornaments, bacterial colonisation and signalling in european starling, "Sturnus vulgaris"

Abstract Animal behaviours or structures are used by senders as signals to try to increase their fitness by altering the behaviour of receivers. A large fraction of studies on sexual selection have focussed on male ornaments and have demonstrated that these ornaments signal the quality of their owner and are used by female for mate choice. Although females can also exhibit conspicuous traits, studies on female ornaments are markedly lacking. In chapter 1, we show that female starlings are showier on chest whiteness than males and that females' whiteness may potentially indicate female condition at the start of breeding and provide fitness advantages to breeding birds. Furthermore we point out that feather density and abrasion are important factors shaping the expression of chest whiteness. This suggests that further understanding of the evolution of chest whiteness in Starlings requires to examine the environmental and physiological factors that shape feather condition. Plumage may suffer from damage through abrasion and bacterial activity. In chapter 2, we focus on factors that influence feather-degrading bacterial communities. Within the hypothesis that parental care can be trade-off against the demands of self-maintenance, we show that a brood size manipulation modifies the structure of feather-degrading bacterial communities and the density of free- living bacteria. Thus we have pointed out a potentially poorly known cost of reproduction. In the same context of a trade-off between reproductive activities and individual self-maintenance, chapter 3 shows that at a proximate level in females but not in males, the individual variation in time and/or energy allocated in reproductive activities is associated with prolactin hormone levels. Our study provides evidence for the existence of a sex related difference in the relationship between brood size and prolactin levels. Birds have evolved sanitation behaviours and preen gland secretions to preserve the condition of their plumage. In chapter 4, we describe a method that allows to measure preen gland in situ. Then we use this method to characterize a number of phenotypic and ecological factors that explain variation in preen gland size in free-living individuals. In parent-offspring interactions, parents use offspring signals to provision their brood. In chapter 5, we demonstrate that nestling flanges and body skin reflect in the ultra-violet (UV) wavelengths ant that parents use this UV reflectance in food allocation decisions. Résumé Certains comportements et structures chez les animaux agissent, pour ceux qui les émettent, comme des signaux permettant d'augmenter leur fitness en altérant les comportements de ceux qui les perçoivent. Une grande partie des études sur la sélection sexuelle s'est focalisée sur les ornements mâles. Ces études ont démontré que ces ornements pouvaient signaler la qualité de celui qui les porte et influencer le choix des femelles. Bien que les femelles puissent aussi présenter des traits voyants, les études sur leurs ornements font défaut. Dans le chapitre 1 de ce travail, nous montrons que les étourneaux femelles sont plus voyantes que les mâles sur la base de la blancheur de la poitrine. De plus la blancheur des femelles peut signaler leur condition au début de la saison de reproduction et ainsi être corrélée avec leur fitness. Nous mettons aussi en évidence que la densité et l'abrasion des plumes sont des facteurs importants, contrôlant l'expression de la blancheur de la poitrine. Ceci suggère que des études futures pourraient examiner le rôle des facteurs environnementaux et physiologiques qui influencent la condition des plumes pour mieux comprendre l'évolution de la blancheur chez les étourneaux. Le plumage subit des dommages à travers l'abrasion et probablement aussi par l'activité de dégradation de bactéries. Dans le chapitre 2 de ce travail, nous nous intéressons aux facteurs qui influencent les communautés de bactéries dégradant les plumes. Nous basant sur l'hypothèse selon laquelle il existe un compromis entre les soins parentaux et la maintenance corporelle, nous montrons qu'une manipulation de la taille de nichée modifie la structure des communautés de bactéries dégradant les plumes ainsi que les densités de bactéries libres présentes sur le plumage. Ainsi nous mettons en évidence un coût encore peu connu des activités de reproduction. Dans le même contexte, nous montrons, dans le chapitre 3, que des variations individuelles dans l'énergie et/ou le temps alloué dans les activités de reproduction sont associés, chez les femelles, à un niveau proximal à l'hormone prolactine. Cette relation n'est pas présente chez les mâles. Cette étude montre que la relation entre la taille de nichée et les niveaux de prolactine diffère avec le sexe des individus. Les oiseaux utilisent des comportements de nettoyage associés aux sécrétions de la glande uropygiale afin de préserver la condition de leurs plumes. Dans le chapitre 4 de ce travail, nous décrivons une méthode qui permet de mesurer la taille de la glande in situ. Puis nous caractérisons certains facteurs écologiques et physiologiques qui expliquent les variations de la taille de la glande chez des individus capturés dans leur environnement. Les parents nourrissent leur progéniture en réponse à des signaux émis par ceux-ci. Dans le chapitre 5 de ce travail, nous démontrons que les commissures et la peau sur le corps des oisillons reflètent la lumière dans l'ultraviolet. Nous montrons que les parents utilisent cette réflexion dans l'ultraviolet lors de l'allocation de nourriture pour leurs jeunes.

Spatial variation in the temporal change of male and female melanic ornamentation in the barn owl.

Because the magnitude of selection can vary between sexes and in space and time, sexually antagonistic selection is difficult to demonstrate. In a Swiss population of barn owls (Tyto alba), a heritable eumelanic colour trait (size of black spots on ventral feathers) was positively selected with respect to yearling survival only in females. It remains unclear whether the absence of negative selection in males is typical in this species. To tackle this issue indirectly, we measured the size of black spots in 1733 skin specimens collected by museums from 1816 to 2001 in seven European countries and in the Middle-East. The temporal change in spot size was sex- and country-specific. In males, spots became smaller particularly in three countries (Middle-East, Italy and Switzerland). In females, the size of spots increased significantly in two countries (UK and Spain) and decreased in two others (Germany and Switzerland). Because migration and phenotypic plasticity cannot explain these results, selection is the most likely cause. The weaker temporal change in spot size in females than males may be because of the combined effect of strong genetic correlation between the sexes and stronger negative selection in males than positive selection in females. We thus suggest that in the barn owl, spot size (or genetically correlated traits) is sexually antagonistically selected and that its pattern of selection may account for the maintenance of its variation and sexual dimorphism.

Arbuscular mycorrhizal fungal communities and soil aggregation as affected by cultivation of various crops during the sugarcane fallow period

Management systems involving crop rotation, ground cover species and reduced soil tillage can improve the soil physical and biological properties and reduce degradation. The primary purpose of this study was to assess the effect of various crops grown during the sugarcane fallow period on the production of glomalin and arbuscular mycorrhizal fungi in two Latosols, as well as their influence on soil aggregation. The experiment was conducted on an eutroferric Red Latosol with high-clay texture (680 g clay kg-1) and an acric Red Latosol with clayey texture (440 g kg-1 clay) in Jaboticabal (São Paulo State, Brazil). A randomized block design involving five blocks and four crops [soybean (S), soybean/fallow/soybean (SFS), soybean/millet/soybean (SMS) and soybean/sunn hemp/soybean (SHS)] was used to this end. Soil samples for analysis were collected in June 2011. No significant differences in total glomalin production were detected between the soils after the different crops. However, total external mycelium length was greater in the soils under SMS and SHS. Also, there were differences in easily extractable glomalin, total glomalin and aggregate stability, which were all greater in the eutroferric Red Latosol than in the acric Red Latosol. None of the cover crops planted in the fallow period of sugarcane improved aggregate stability in either Latosol.

Reentry: Communities and Corrections United, Presentation to 2008 Justice Appropriations Subcommittee, January 2008

An overview of offender reentry from institution to the community and the work that is done between corrections and the community.

Occurrence and Structure of Arbuscular Mycorrhizal Fungal Communities in Cassava after Cultivation of Cover Crops as Observed by the “PCR-DGGE” Technique

ABSTRACT Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a highly mycotrophic crop, and prior soil cover may affect the density of arbuscular mycorrhizal fungi (AMFs), as well as the composition of the AMFs community in the soil. The aim of this study was to evaluate the occurrence and the structure of AMFs communities in cassava grown after different cover crops, and the effect of the cover crop on mineral nutrition and cassava yield under an organic farming system. The occurrence and structure of the AMFs community was evaluated through polymerase chain reaction (PCR) and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). A randomized block experimental design was used with four replications. Six different cover crop management systems before cassava were evaluated: black oats, vetch, oilseed radish, intercropped oats + vetch, intercropped oats + vetch + oilseed radish, plus a control (fallow) treatment mowed every 15 days. Oats as a single crop or oats intercropped with vetch or with oilseed radish increased AMFs inoculum potential in soil with a low number of propagules, thus benefiting mycorrhizal colonization of cassava root. The treatments did not affect the structure of AMFs communities in the soil since the AMFs communities were similar in cassava roots in succession to different cover crops. AMFs colonization was high despite high P availability in the soil. The cassava crop yield was above the regional average, and P levels in the leaves were adequate, regardless of which cover crop treatments were used. One cover crop cycle prior to the cassava crop was not enough to observe a significant response in variables, P in plant tissue, crop yield, and occurrence and structure of AMFs communities in the soil. In the cassava roots in succession, the plant developmental stage affected the groupings of the structure of the AMF community.

Insulin modulation of luteinizing hormone secretion in normal female volunteers and lean polycystic ovary syndrome patients.

BACKGROUND/AIMS: Endocrine features of polycystic ovary syndrome (PCOS) include altered ovarian steroidogenesis, hyperinsulinemia and abnormal luteinizing hormone (LH) secretion. This study was undertaken to further evaluate the role of insulin to modulate LH secretion in lean PCOS patients with normal insulin sensitivity and normal volunteers. METHODS: The study was performed in five nonobese patients diagnosed with PCOS on the basis of amenorrhea and a polycystic morphology at ovarian ultrasound, and 5 normal controls in early to mid-follicular phase and matched for weight and age. All subjects were phenotyped, and then admitted for 12 h of frequent (q 10') blood sampling on two separate occasions, once for a baseline study and the other time for a hyperinsulinemic and euglycemic clamp study. LH was measured in samples obtained throughout each admission in order to perform LH pulse analysis. RESULTS: Baseline LH secretion in PCOS subjects was significantly different from controls: they had higher LH levels, higher LH/FSH ratios as well as a faster LH pulse frequency than normal women. Insulin administration did not affect the pattern of LH secretion of PCOS patients, whereas it significantly increased the LH pulse frequency while decreasing the LH interpulse intervals in the controls. CONCLUSIONS: These data confirm that an abnormal pattern of LH secretion characteristic of PCOS can be observed in lean patients, and appears independent of peripheral insulin levels. Furthermore, our results in lean controls provide the first direct evidence that peripheral insulin can modulate the activity of hypothalamic gonadotropin-releasing hormone (GnRH) neurons in the human.

Temporal and spatial dynamics of benthic invertebrate communities in an alpine glacier-fed alluvial system

Summary The present thesis work focused on the ecology of benthic invertebrates in the proglacial floodplain of the Rhone in the Swiss Alps. The main glacial Rhone River and a smaller glacial tributary, the Mutt River, joined and entered a braiding multi-thread area. A first part concentrated on the disruption of the longitudinal patterns of environmental conditions and benthic invertebrate fauna in the Rhone by its tributary the Mutt. The Mutt had less harsh environmental conditions, higher taxonomic richness and more abundant zoobenthos compared to the Rhone upstream of the confluence. Although the habitat conditions in the main stream were little modified by the tributary, the fauna was richer and more diverse below the confluence. Colonisation from the Mutt induced the occurrence of faunal elements uncommon of glacial streams in the upper Rhone, where water temperature remains below 4°C. Although the glacial Rhone dominated the system with regard to hydrology and certain environmental conditions, the Mutt tributary has to be seen as the faunal driver of the system. The second part of the study concerned the spatio-temporal differentiation of the habitats and the benthic communities along and across the flood plain. No longitudinal differentiation was found. The spatial transversal differentiation of three habitat types with different environmental characteristics was successfully reflected in the spatial variability of benthic assemblages. This typology separated marginal sites of the flood plain, left bank sites under the influence of the Mutt, and the right bank sites under the influence of the Rh6ne. Faunistic spatial differences were emphasized by the quantitative structure of the fauna, richness, abundances and Simpson index of diversity. Seasonal environmental variability was positively related with Simpson index of diversity and the total richness per site. Low flow conditions were the most favourable season for the fauna and November was characterized by low spatial environmental heterogeneity, high spatial heterogeneity of faunal assemblage, maximum taxonomic richness, a particular taxonomic composition, highest abundances, as well as the highest primary food resources. The third part studied the egg development of three species of Ephemeroptera in the laboratory at 1.5 to 7°C and the ecological implications in the field. Species revealed very contrasting development strategies. Baetis alpinus has a synchronous and efficient egg development, which is faster in warmer habitats, enabling it to exploit short periods of favourable conditions in the floodplain. Ecdyonurus picteti has a very long development time slightly decreasing in warmer conditions. The high degree of individual variation suggests a genetic determination of the degree-days demand. Combined with the glacial local conditions, this strategy leads to an extreme delay of hatching and allows it to develop in very unpredictable habitats. Rhithrogena nivata is the second cold adapted species in Ephemeroptera. The incubation duration is long and success largely depends on the timing of hatching and the discharge conditions. This species is able to exploit extremely unstable and cold habitats where other species are limited by low water temperatures. The fourth part dealt with larval development in different habitats of the floodplain. Addition of data on egg development allowed the description of the life histories of the species from oviposition until emergence. Rhithrogena nivata and loyolaea generally have a two-year development, with the first winter passed as eggs and the second one as larvae. Development of Ecdyonurus picteti is difficult to document but appears to be efficient in a harsh and unpredictable environment. Baetis alpinus was studied separately in four habitats of the floodplain system with contrasting thermal regimes. Differences in success and duration of larval development and in growth rates are emphasised. Subvention mechanisms between habitats by migration of young or grown larvae were demonstrated. Development success and persistence of the populations in the system were thus increased. Emergence was synchronised to the detriment of the optimisation of the adult's size and fecundity. These very different development strategies induce a spatial and temporal distribution in the use of food resources and ecological niches. The last part of this work aimed at the synthesis of the characteristics and the ecological features of three distinct compartments of the system that are the upper Rhone, the Mutt and the floodplain. Their particular role as well as their inter-dependence concerning the structure and the dynamics of the benthic communities was emphasised. Résumé Ce travail de thèse est consacré à l'écologie des invertébrés benthiques dans la zone alluviale proglaciaire du Rhône dans les Alpes suisses. Le Rhône, torrent glaciaire principal, reçoit les eaux de la Mutt, affluent glaciaire secondaire, puis pénètre dans une zone de tressage formée de plusieurs bras. La première partie de l'étude se concentre sur la disruption par la Mutt des processus longitudinaux, tant environnementaux que faunistiques, existants dans le Rhône. Les conditions environnementales régnant dans la Mutt sont moins rudes, la richesse taxonomique plus élevée et le zoobenthos plus abondant que dans le Rhône en amont de la confluence. Bien que les conditions environnementales dans le torrent principal soient peu modifiées par l'affluent, la faune s'avère être plus riche et plus diversifiée en aval de la confluence. La colonisation depuis la Mutt permet l'occurrence de taxons inhabituels dans le Rhône en amont de la confluence, où la température de l'eau se maintient en dessous de 4°C. Bien que le Rhône, torrent glaciaire principal, domine le système du point de vu de l'hydrologie et de certains paramètres environnementaux, l'affluent Mutt doit être considéré comme l'élément structurant la faune dans le système. La deuxième partie concerne la différentiation spatiale et temporelle des habitats et des communautés benthiques à travers la plaine alluviale. Aucune différentiation longitudinale n'a été mise en évidence. La différentiation transversale de trois types d'habitats sur la base des caractéristiques environnementales a été confirmée par la variabilité spatiale de la faune. Cette typologie sépare les sites marginaux de la plaine alluviale, ceux sous l'influence de la Mutt (en rive gauche) et ceux sous l'influence du Rhône amont (en rive droite). Les différences spatiales de la faune sont mises en évidence par la structure quantitative de la faune, la richesse, les abondances et l'indice de diversité de Simpson. La variabilité saisonnière du milieu est positivement liée avec l'indice de diversité de Simpson et la richesse totale par site. L'étiage correspond à la période la plus favorable pour la faune et novembre réunit des conditions de faible hétérogénéité spatiale du milieu, de forte hétérogénéité spatiale de la faune, une richesse taxonomique maximale, une composition faunistique particulière, les abondances ainsi que les ressources primaires les plus élevées. La troisième partie est consacrée à l'étude du développement des oeufs de trois espèces d'Ephémères au laboratoire à des températures de 1.5 à 7°C, ainsi qu'aux implications écologiques sur le terrain. Ces espèces présentent des stratégies de développement très contrastées. Baetis alpinus a un développement synchrone et efficace, plus rapide en milieu plus chaud et lui permettant d'exploiter les courtes périodes de conditions favorables. Ecdyonurus picteti présente une durée de développement très longue, diminuant légèrement dans des conditions plus chaudes. L'importante variation interindividuelle suggère un déterminisme génétique de la durée de développement. Cette stratégie, associée aux conditions locales, conduit à un décalage extrême des éclosions et permet à l'espèce de se développer dans des habitats imprévisibles. Rhithrogena nivata est la seconde espèce d'Ephémères présentant une adaptation au froid. L'incubation des oeufs est longue et son succès dépend de la période des éclosions et des conditions hydrologiques. Cette espèce est capable d'exploiter des habitats extrêmement instables et froids, où la température est facteur limitant pour d'autres espèces. La quatrième partie traite du développement larvaire dans différents habitats de la plaine alluviale. Le développement complet est décrit pour les espèces étudiées de la ponte jusqu'à l'émergence. Rhithrogena nivata et loyolaea atteignent généralement le stade adulte en deux ans, le premier hiver étant passé sous forme d'oeuf et le second sous forme de larve. Le développement de Ecdyonurus picteti est difficile à documenter, mais s'avère cependant efficace dans un environnement rude et imprévisible. Baetis alpinus a été étudié séparément dans quatre habitats de la plaine ayant des régimes thermiques contrastés. La réussite et la durée du développement embryonnaire ainsi que les taux de croissance y sont variables. Des mécanismes de subvention entre habitats sont possibles par la migration de larves juvéniles ou plus développées, augmentant ainsi la réussite du développement et le maintien des populations dans le système. L'émergence devient synchrone, au détriment de l'optimisation de la taille et de la fécondité des adultes. Ces stratégies très différentes induisent une distribution spatiale et temporelle dans l'usage des ressources et des niches écologiques. La dernière partie synthétise les caractéristiques écologiques des trois compartiments du système que sont le Rhône amont, la Mutt et la zone alluviale. Leurs rôles particuliers et leurs interdépendances du point de vue de la structure et de la dynamique des communautés benthiques sont mis en avant.

Female adolescents' views on a youth-friendly clinic

Rapport de synthèse : La satisfaction des patients concernant leur prise en charge fait maintenant partie intégrante de la qualité des soins. Elle a été évaluée à maintes reprises chez des patients adultes ou pédiatriques, mais rarement chez des patients adolescents. Les attentes des adolescents par rapport aux services de soins ont par contre été souvent étudiées et certains facteurs semblent particulièrement importants. Parmi ceux-ci, citons la confidentialité, le respect, l'honnêteté, l'écoute, l'accès aux soins ou le fait d'avoir des informations compréhensibles. L'Organisation Mondiale de la Santé a développé le concept de 'Youth-friendly health services' pour répondre aux besoins et attentes particuliers des adolescents. Il est basé sur sept principes : l'accessibilité, l'équité, l'efficience, l'efficacité, le fait d'être approprié et compréhensible. Notre objectif était d'évaluer la satisfaction des adolescentes consultant dans une clinique multidisciplinaire pour adolescents basée sur le modèle 'Youth-friendly health services' et de déterminer les facteurs qui y sont associés. Nous avons fait une enquête transversale dans une clinique pour adolescents à Lausanne entre mars et mai 2008 moyennant un questionnaire anonyme auto-administré. Tous les patients qui avaient consulté au moins une fois auparavant étaient éligibles. Nous avons ensuite éliminé les garçons, en très petit nombre et donc de faible valeur statistique. Trois cents onze patientes âgées de 12 à 22 ans ont été inclues dans l'étude. Nous avons effectué des analyses bivariées pour comparer les patientes satisfaites et non satisfaites puis avons construit un modèle log- linéaire afin de déterminer les facteurs directement ou indirectement liés à la satisfaction des patientes. Nonante-quatre pourcent des patientes étaient satisfaites. Les facteurs significativement associés à la satisfaction des adolescentes étaient les suivants : Les jeunes filles se sentaient plus écoutées en ce qui concerne leurs plaintes, et avaient plus l'impression que le soignant les comprenait. Elles avaient aussi moins changé de soignant durant le suivi, avaient plus l'impression d'avoir bénéficié du traitement adéquat et pensaient avoir plus suivi les conseils du soignant. Le modèle log-linéaire que nous avons effectué a mis en avant quatre facteurs directement liés à la satisfaction des patientes, qui sont la continuité des soins, le résultat de la prise en charge, l'adhérence au traitement et le sentiment d'être comprise par le soignant. Ces résultats mettent en avant l'importance de la relation interpersonnelle entre le soignant et le patient, mais rendent aussi attentif à des aspects qui pourraient être améliorés, en ce qui concerne par exemple la continuité des soins. En effet, une clinique comme la nôtre fait partie d'un hôpital de formation et le tournus fréquent des soignants est inévitable. Les changements de médecins et autres soignants devraient alors être préparés et expliqués aux patients avec la plus grande attention. L'adhérence au traitement semble être fortement liée à la satisfaction des patients, mais la nature de notre étude ne permet pas de conclure à une relation de cause à effet. Nous pouvons tout de même supposer qu'elle est une conséquence de la satisfaction des patients. Enfin, la confidentialité et l'accès aux soins souvent cités comme essentiels à la satisfaction des patients dans la littérature étaient secondaires dans notre étude. En conclusion, la satisfaction des adolescentes était principalement basée sur une relation de confiance de longue durée avec leurs soignants. Les pédiatres occupent une place privilégiée pour répondre à ces besoins parce qu'ils connaissent leurs patients depuis l'enfance. Ils devraient cependant garder à l'esprit que la relation avec le patient change au moment de l'adolescence et que les jeunes sont très sensibles à la relation de confiance interpersonnelle qu'ils ont avec leur médecin.

Prenatal detection of congenital renal malformations by fetal ultrasonographic examination: an analysis of 709,030 births in 12 European countries.

The study was performed to evaluate the prevalence of prenatal ultrasound diagnoses for renal anomalies in 20 registries of 12 European countries, and to compare the different prenatal scanning policies. Standardized data were acquired from 709,030 livebirths, stillbirths, and induced abortions during the study period of 2.5 years and transmitted for central analysis. At least one renal malformation was diagnosed in 1130 infants and fetuses. Prenatal diagnosis (PD) was given in 81.8% of all cases, 29% of these pregnancies were terminated. The highest detection rate was reported for unilateral multicystic dysplastic kidneys with 97% (102/105). An early diagnosis was documented for exstrophy of bladder at a mean gestational age of 18.5 weeks. Dilatations of the upper urinary tract were seen late in pregnancy at 28.3 weeks. Terminations of pregnancies (TOP) were performed in 67% (58/86) of the detected bilateral renal agenesis/dysgenesis, but only 4% of the unilateral multicystic dysplastic renal malformations (4/102). In about 1/3 of the cases, renal malformations are within the category of associated malformations, which include multiple non-syndromal malformations, chromosomal aberrations, and non-chromosomal syndromes. Renal malformations were detected in 2/3 of the associated category by the first prenatal ultrasound scan. Detection rates vary in the different countries of the European community due to diverse policies, ethical, and religious background. Countries with no routine ultrasound show the lowest rates in detection, and termination of pregnancy. Prenatally detected renal malformations should result in a careful examination for further anomalies. Prenatal ultrasound fulfills the needs of screening examinations and is a good tool in detecting lethal and severe renal malformations.