Fagus on eroding dune, Saugatuck, Mich.:

[Negative by Fuller]

Around the fire Glen Haven, Mich.

[George Damon Fuller and students of a University of Chicago Department of Botany class.]

Equisetum hyemale North of Palidase Park, Mich.

[Negative by J.G. Brown, Slide by Geo. D. Fuller; Department of Botany, ]

Locomotor performance of closely related Tropidurus species: relationships with physiological parameters and ecological divergence

Tropidurid lizards have colonized a variety of Brazilian open environments without remarkable morphological variation, despite ecological and structural differences among habitats used. This study focuses on two Tropidurus sister-species that, despite systematic proximity and similar morphology, exhibit great ecological divergence and a third ecologically generalist congeneric species providing an outgroup comparison. We quantified jumping capacity and sprint speed of each species on sand and rock to test whether ecological divergence was also accompanied by differences in locomotor performance. Relevant physiological traits possibly associated with locomotor performance metabolic scopes and fiber type composition, power output and activity of the enzymes citrate synthase, pyruvate kinase and lactate dehydrogenase of the iliofibularis muscle - were also compared among the three Tropidurus species. We found that the two sister-species exhibited remarkable differences in jumping performance, while Tropidurus oreadicus, the more distantly related species, exhibited intermediate values. Tropidurus psamonastes, a species endemic to sand dunes, exhibited high absolute sprint speeds on sand, jumped rarely and possessed a high proportion of glycolytic fibers and low activity of citrate synthase. The sister-species Tropidurus itambere, endemic to rocky outcrops, performed a large number of jumps and achieved lower absolute sprint speed than T. psamonastes. This study provides evidence of rapid divergence of locomotor parameters between sister-species that use different substrates, which is only partially explained by variation in physiological parameters of the iliofibularis muscle.

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

Fluviatile und äolische Prozesse im Gebiet der unteren Elbe bei Neuhaus (Niedersachsen) seit dem Weichselspätglazial

The Late Glacial and Holocene landscape development in the vicinity of the River Elbe near Neuhaus, Lower Saxony, was studied during geological mapping of the area. The geological and geobotanical methods used in these investigations were chosen to cope with the difficulties which arise during research on Quaternary flood plains in low country. Paleochannel fill and areas of flood-plain sediments were drilled, the lithology examined, and the sediments dated on the basis of their pollen content. No evidence was found for the existence before the Middle Ages of paleo- channels the size of the present River Elbe. Before the first measures were made to regulate the Elbe River, it was an anastomosing river system with numerous small branches. The lower parts of the flood-plain profiles are predominantly sand and the upper parts silty-clayey loam. With the construction of effective levees over the last several centuries, the flow velocity of the Elbe has increased considerably during high water periods and instead of the deposition of meadow loam, sand was deposited as natural levees. The main belt of sand dunes on the east bank of the Elbe overlies Preboreal to Boreal lake mud and is, therefore, of Holocene age.

Modern sediments and Pleistocene reefs from isolated carbonate platforms (Iles Eparses, SW Indian Ocean): A preliminary study

Isolated carbonate platforms occur throughout the geologic record, from Archean to present. Although the respective roles of tectonics, sediment supply and sea-level changes in the stratigraphical architecture of these systems are relatively well constrained, the details of the nature and controls on the variability of sedimentological patterns between and within individual geomorphologic units on platforms have been barely investigated. This study aims at describing and comparing geomorphological and sedimentological features of surficial sediments and fossil reefs from three isolated carbonate platforms located in the SW Indian Ocean (Glorieuses, Juan de Nova and Europa). These carbonate platforms are relatively small and lack continuous reef margins, which have developed only on windward sides. Field observations, petrographic characterization and grain-size analyses are used to illustrate the spatial patterns of sediment accumulation on these platforms. The internal parts of both Glorieuses and Juan de Nova platforms are blanketed by sand dunes with medium to coarse sands with numerous reef pinnacles. Skeletal components including coral, green algae, and benthic foraminifera fragments prevail in these sediments. Europa platform exhibits a similar skeletal assemblage dominated by coral fragments, with the absence of wave-driven sedimentary bodies. Fossil reefs from the Last interglacial (125,000 years BP) occur on the three platforms. At Glorieuses, a succession of drowned terraces detected on seismic lines is interpreted as reflecting the last deglacial sea-level rise initiated 20,000 years ago. These findings highlight the high potential of these platforms to study past sea-level changes and the related reef response, which remain poorly documented in the SW Indian Ocean.

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

Successional dynamics in inland dune shrub communities drive changes in functional diversity

Communities can be defined as assemblages of species coexisting under particular environments. The relationship between environment and species are regulated by both environmental requirements –which ultimately determine the species capacity to establish and survive in a particular environment– and the ecological interactions occurring during assembly processes –which also determine community composition by conditioning species coexistence. In this context, plant functional traits are attributes that represent ecological strategies and determine how plants respond to environmental factors and interact with other species. Therefore, the analysis of how traits vary through the dynamics of communities, such as along successions, can give insights about how environmental requirements and species interactions may determine the composition and functional structure of these communities. The xerophytic shrub communities inhabiting inland sand dunes in SW Portugal are characterized by successional processes that are mainly driven by local (edaphic gradients and human disturbance) and regional (climate) processes. Therefore, they constitute an appropriate system for studying species interactions and environmentcommunity co-variations based on functional terms. Using these communities as a model, we evaluate the hypothesis that successional community changes in species composition of xerophytic shrub communities can result in concurrent changes in functional diversity

Estrutura da população de Coleodactylus natalensis Freire, 1999 (Squamata: Sphaerodactylidae) no Parque Estadual Dunas de Natal, Rio Grande do Norte, Brasil

Coleodactylus natalensis Freire, 1999, an endemic species of Atlantic Forest fragments around the Natal municipality, Rio Grande do Norte State, Brazil, has as type locality the Parque Estadual Dunas de Natal (05º48 S to 05º53 S and 35º09 W to 35º12 W), one of the largest restinga (herb and shrub association on sand dunes along the Brazilian coastline) associate fragment, surrounded by urban zone, placed on setentrional Atlantic Forest limits. We made estimates on populational density, spatial distribution, habitat and microhabitat preferences and feeding ecological aspects like sazonal and sexual variations on diet, prey electivities and niche breadth. We randomly sampled ninety-six 50m2 quadrants in each of the four habitats identified in the study area. Were collected 49 specimens and their stomach contents were analyzed; prey items found were correlated with leaf-litter invertebrates from habitat samples. We found a 98,5 ± 75,5 individuals/ha density, in grouped distribution pattern on densest habitats and random distribution on others habitats. This species lives mostly on leaf-litter in forest habitats, in higher humidity points, with lower temperatures, deeper leaf litter and lower sea level elevations than the randomly chosen points in the study area. Isopoda and Aranae were the most important prey categories in numeric, frequency and volumetric terms. Niche breadth has an intermediate value and was variable in sexual and in habitat terms. There was no correlation between morfometric measures and prey size on diet. The C. natalensis population studied seems to be diet opportunist, although selects larger prey items. The Parque Estadual das Dunas do Natal has several indications of anthropic pressure from the surrounding urban area that may affects the local C. natalensis population. Thus, the fragility of this species calls for urgent conservation efforts

The Namib Sand Sea digital database of aeolian dunes and key forcing variables

A new digital atlas of the geomorphology of the Namib Sand Sea in southern Africa has been developed. This atlas incorporates a number of databases including a digital elevation model (ASTER and SRTM) and other remote sensing databases that cover climate (ERA-40) and vegetation (PAL and GIMMS). A map of dune types in the Namib Sand Sea has been derived from Landsat and CNES/SPOT imagery. The atlas also includes a collation of geochronometric dates, largely derived from luminescence techniques, and a bibliographic survey of the research literature on the geomorphology of the Namib dune system. Together these databases provide valuable information that can be used as a starting point for tackling important questions about the development of the Namib and other sand seas in the past, present and future.

Plant species and habitat structure in a sand dune field in the brazilian Caatinga: a homogeneous habitat harbouring an endemic biota

One dune habitat in the semi-arid Caatinga Biome, rich in endemisms, is described based on plant species composition, woody plant density, mean height and phenology and a multivariate analysis of the micro-habitats generated by variables associated to plants and topography. The local flora is composed mainly by typically sand-dweller species of Caatinga, suggesting the existence of a phytogeographic unity related to the sandy areas in the Caatinga biome, which seems to be corroborated by faunal distribution. Moreover, some species are probably endemic from the dunes, a pattern also found in vertebrates. The plant distribution is patchy, there is no conspicuous herbaceous layer and almost 50% of the ground represents exposed sand. Phenology is not synchronized among species, occurring leaves budding and shedding, flowers development and anthesis, fruits production and dispersion both in rainy and dry seasons. Leaf shedding is low compared to the level usually observed in Caatinga areas and about 50% of the woody individuals were producing leaves in both seasons. Spectrum of dispersal syndromes shows an unexpected higher proportion of zoochorous species among the phanerophytes, accounting for 31.3% of the species, 78.7% of the total frequency and 78.6% of the total density. The habitat of the dunes is very simple and homogeneous in structure and most of environmental variance in the area is explained by one gradient of woody plants density and another of increase of Bromelia antiacantha Bertol. (Bromeliaceae) and Tacinga inamoena (K. Schum.) N.P. Taylor & Stuppy (Cactaceae) toward valleys, which seem to determine two kinds of protected micro-habitats for the small cursorial fauna.