Population genetics of Capercaillie (Tetrao urogallus) in the Jura and the Pyrenees: a non-invasive approach to avian conservation genetics

RÉSUMÉ Le Grand tétras est un galliforme de montagne apparenté au faisan et au tétras lyre. Il est distribué de manière continue à travers la toundra et les montagnes de moyenne altitude en Europe de l'ouest. Toutefois, les populations d'Europe de l'ouest ont subi un déclin constant au cours des derniers siècles. Les causes de ce déclin sont probablement liées à l'activité humaine, telle .que l'élevage ou le tourisme, qui ont engendré une modification et une fragmentation de l'habitat de l'espèce. Malheureusement, les populations soumises à de forts déclins démographiques peuvent subir des effets génétiques (augmentation de la consanguinité et perte de diversité génétique) pouvant diminuer leur potentiel de reproduction et conduire irrémédiablement à l'extinction. Cette thèse présente les analyses conduites dans le but d'estimer l'impact du déclin démographique des populations de Grand tétras sur l'étendue et la distribution de leur variabilité génétique dans le Jura et dans les Pyrénées. Du fait de la législation locale protégeant les tétraonidés en général, mais également en raison de la biologie très cryptique du Grand tétras, l'ensemble des analyses de cette étude a été réalisé à partir de matériel génétique extrait des fientes (ou échantillonnage génétique non invasif). Dans la première partie de l'étude, je détaille les protocoles d'extraction. d'ADN et d'amplification par PCR modifiés à partir des protocoles classiques utilisant des échantillons conventionnels, riches en ADN. L'utilisation d'ADN fécal impose des contraintes dues à la mauvaise qualité et à la faible quantité du matériel génétique à disposition dans les fientes. Ces contraintes ont pu être partiellement contournées en réalisant des répétitions multiples du génotypage afin d'obtenir un degré de fiabilité suffisante. J'ai également analysé les causes de la dégradation de l'ADN dans les excréments. Parmi les causes les plus communes, telles que l'activité bactérienne, l'hydrolyse spontanée et la dégradation enzymatique par les DNases libres, c'est ce dernier facteur qui apparaît comme étant la cause majeure et la plus rapide responsable de la dégradation de la qualité des échantillons. La rapidité de l'action enzymatique suggère que les plans d'échantillonnages de excréments sur le terrain pourraient être optimisés en les réalisant dans des conditions climatiques froides et sèches, favorisant ainsi l'inhibition des DNases. La seconde partie de la thèse est une étude par simulation visant à déterminer la capacité du logiciel Structure à identifier les structures génétiques complexes et hiérarchiques fréquemment rencontrées dans les populations naturelles, et ce en utilisant différents types de marqueurs génétiques. Les troisième et quatrième parties de cette thèse décrivent le statut génétique des populations résiduelles du Jura et des Pyrénées à partir de l'analyse de 11 loci microsatellites. Nous n'avons pas pu mettre en évidence dans les deux populations des effets liés à la consanguinité ou à la réduction de la diversité génétique. De plus, la différenciation génétique entre les patches d'habitats favorables reste modérée et corrélée à la distance géographique, ce qui suggère que la dispersion d'individus entre les patches a été importante au moins pendant ces dernières générations. La comparaison des paramètres de la diversité génétique avec ceux d'autres populations de Grand tétras, ou d'autres espèces proches, indique que la population du Jura a retenu une proportion importante de sa diversité originelle. Ces résultats suggèrent que le déclin récent des populations a jusqu'ici eu un impact modéré sur les facteurs génétiques et que ces populations semblent avoir conservé le potentiel génétique nécessaire à leur survie à long terme. Finalement, en cinquième partie, l'analyse de l'apparentement entre les mâles qui participent à la parade sur les places de chant (leks) indique que ces derniers sont distribués en agrégats de manière non aléatoire, préférentiellement entre individus apparentés. De plus, la corrélation entre les distances génétique et géographique entre les leks est en accord avec les motifs d'isolement par la distance mis en évidence à d'autres niveaux hiérarchiques (entre patches d'habitat et populations), ainsi qu'avec les études menées sur d'autres espèces ayant choisi ce même système de reproduction. En conclusion, cette première étude basée uniquement sur de l'ADN nucléaire aviaire extrait à partir de fèces a fourni des informations nouvelles qui n'auraient pas pu être obtenues par une méthode d'observation sur le terrain ou d'échantillonnage génétique classique. Aucun oiseau n'a été dérangé ou capturé, et les résultats sont comparables à d'autres études concernant des espèces proches. Néanmoins, la taille de ces populations approche des niveaux au-dessous desquels la survie à long terme est fortement incertaine. La persistance de la diversité génétique pour les prochaines générations reste en conséquence liée à la survie des adultes et à une reprise du succès de la reproduction. ABSTRACT Capercaillie (Tetrao urogallus) is a large grouse that is continuously distributed across the tundra and the mid-high mountains of Western Europe. However, the populations in Western Europe have been showing a constant decline during the last decades. The causes for this decline are possibly related to human activities, such as cattle breeding and tourism that have both led to habitat modification and fragmentation. Unfortunately, populations that have undergone drastic demographic bottlenecks often go through genetic processes of inbreeding and loss of diversity that decrease their fitness and eventually lead to extinction. This thesis presents the investigations conducted to estimate the impact of the demographic decline of capercaillie populations on the extent and distribution of their genetic variability in the Jura and in the Pyrenees mountains. Because grouse are protected by wildlife legislation, and also because of the cryptic behaviour of capercaillie, all DNA material used in this study was extracted from faeces (non-invasive genetic sampling). In the first part of my thesis, I detail the protocols of DNA extraction and PCR amplification adapted from classical methods using conventional DNA-rich samples. The use of faecal DNA imposes specific constraints due to the low quantity and the highly degraded genetic material available. These constraints are partially overcome by performing multiple genotyping repetitions to obtain sufficient reliability. I also investigate the causes of DNA degradation in faeces. Among the main degraders, namely bacterial activity, spontaneous hydrolysis, and free-¬DNase activities, the latter was pointed out as the most important according to our experiments. These enzymes degrade DNA very rapidly, and, as a consequence, faeces sampling schemes must be planned preferably in cold and dry weather conditions, allowing for enzyme activity inhibition. The second part of the thesis is a simulation study aiming to assess the capacity of the software Structure to detect population structure in hierarchical models relevant to situations encountered in wild populations, using several genetic markers. The methods implemented in Structure appear efficient in detecting the highest hierarchical structure. The third and fourth parts of the thesis describe the population genetics status of the remaining Jura and Pyrenees populations using 11 microsatellite loci. In either of these populations, no inbreeding nor reduced genetic diversity was detected. Furthermore, the genetic differentiation between patches defined by habitat suitability remains moderate and correlated with geographical distance, suggesting that significant dispersion between patches was at work at least until the last generations. The comparison of diversity indicators with other species or other populations of capercaillie indicate that population in the Jura has retained a large part of its original genetic diversity. These results suggest that the recent decline has had so forth a moderate impact on• genetic factors and that these populations might have retained the potential for long term survival, if the decline is stopped. Finally, in the fifth part, the analysis of relatedness between males participating in the reproduction parade, or lek, indicate that capercaillie males, like has been shown for some other grouse species, gather on leks• among individuals that are more related than the average of the population. This pattern appears to be due to both population structure and kin-association. As a conclusion, this first study relying exclusively on nuclear DNA extracted from faeces has provided novel information that was not available through field observation or classical genetic sampling. No bird has been captured or disturbed, and the results are consistent with other studies of closely related species. However, the size of these populations is approaching thresholds below which long-term survival is unlikely. The persistence of genetic diversity for the forthcoming generations remains therefore bond to adult survival and to the increase of reproduction success.

Supply chain integration: studies on linking customer responsiveness and operational efficiency in logistics policy planning

Abstract The research problem in the thesis deals with improving the responsiveness and efficiency of logistics service processes between a supplier and its customers. The improvement can be sought by customizing the services and increasing the coordination of activities between the different parties in the supply chain. It is argued that to achieve coordination the parties have to have connections on several levels. In the framework employed in this research, three contexts are conceptualized at which the linkages can be planned: 1) the service policy context, 2) the process coordination context, and 3) the relationship management context. The service policy context consists of the planning methods by which a supplier analyzes its customers' logistics requirements and matches them with its own operational environment and efficiency requirements. The main conclusion related to the service policy context is that it is important to have a balanced selection of both customer-related and supplier-related factors in the analysis. This way, while the operational efficiency is planned a sufficient level of service for the most important customers is assured. This kind of policy planning involves taking multiple variables into the analysis, and there is a need to develop better tools for this purpose. Some new approaches to deal with this are presented in the thesis.The process coordination context and the relationship management context deal with the issues of how the implementation of the planned service policies can be facilitated in an inter-organizational environment. Process coordination includes typically such mechanisms as control rules, standard procedures and programs, but inhighly demanding circumstances more integrative coordination mechanisms may be necessary. In the thesis the coordination problems in third-party logistics relationship are used as an example of such an environment. Relationship management deals with issues of how separate companies organize their relationships to improve the coordination of their common processes. The main implication related to logistics planning is that by integrating further at the relationship level, companies can facilitate the use of the most efficient coordination mechanisms and thereby improve the implementation of the selected logistics service policies. In the thesis, a case of a logistics outsourcing relationship is used to demonstrate the need to address the relationship issues between the service provider andthe service buyer before the outsourcing can be done.The dissertation consists of eight research articles and a summarizing report. The principal emphasis in the articles is on the service policy planning context, which is the main theme of six articles. Coordination and relationship issues are specifically addressed in two of the papers.

Effects of biofilm and refrigeration on acerola postharvest conservation

The objective of this work was to compare the effects of four different concentrations of cassava starch film and storage temperature on shelf life and the quality of a genotype of acerola from the Germplasm Active Bank (GAB) of Federal Rural University of Pernambuco, Brazil. Sound orange-reddish acerola fruits were washed with a chlorine solution (100 mg.L-1 active chlorine) and randomly distributed into different lots. The fruits were dipped for 3 min in a cassava starch suspension with concentrations of 1, 2, 3 and 4% (w/v) and the control without coating, stored at 10ºC (85% RH) and 22ºC (85% RH). The total soluble solids (TSS), pH, titratable acidity (TA) and ascorbic acid (AA) were determined at harvest and regular interval during storage. The use of cassava biofilm at 1% on acerola fruits maintained the highest ascorbic acid content and the temperature of 10ºC extended storage life. The fruits coated with 1 and 2% biofilm could be stored for a period up to 15 days at 10ºC, with acceptable quality characteristics.

Ideal and reality: do countries adopt and follow recommended procedures in comprehensive multiyear planning guidelines for national immunization programmes?

BACKGROUND: Meticulous steps and procedures are proposed in planning guidelines for the development of comprehensive multiyear plans for national immunization programmes. However, we know very little about whether the real-life experience of those who adopt these guidelines involves following these procedures as expected. Are these steps and procedures followed in practice? We examined the adoption and usage of the guidelines in planning national immunization programmes and assessed whether the recommendations in these guidelines are applied as consistently as intended. METHODS: We gathered information from the national comprehensive multiyear plans developed by 77 low-income countries. For each of the 11 components, we examined how each country applied the four recommended steps of situation analysis, problem prioritization, selection of interventions, and selection of indicators. We then conducted an analysis to determine the patterns of alignment of the comprehensive multiyear plans with those four recommended planning steps. RESULTS: Within the first 3 years following publication of the guidelines, 66 (86%) countries used the tool to develop their comprehensive multiyear plans. The funding conditions attached to the use of these guidelines appeared to influence their rapid adoption and usage. Overall, only 33 (43%) countries fully applied all four recommended planning steps of the guidelines. CONCLUSIONS: Adoption and usage of the guidelines for the development of comprehensive multiyear plans for national immunization programmes were rapid. However, our findings show substantial variation between the proposed planning ideals set out in the guidelines and actual use in practice. A better understanding of factors that influence how recommendations in public health guidelines are applied in practice could contribute to improvements in guidelines design. It could also help adjust strategies used to introduce them into public health programmes, with the ultimate goal of a greater health impact.

Consideraciones acerca de los límites de aplicación del método del número de Curva del Soil Conservation Service

En el presente artículo se revisan las limitaciones de aplicación del método del Número de Curva del Soil Conservation Service, modelo conceptual ampliamente difundido para el cálculo de la escorrentía originada por una tormenta. Si bien es cierto que el método posee una serie de capacidades y ventajas que han motivado su éxito en la modelación hidrológica, en particular su simplicidad de uso y la economía en la obtención de los datos físicos necesarios, no es menos cierto que deben contemplarse una serie de restricciones de aplicación. La amplia difusión de la que ha sido objeto ha propiciado la discusión y revisión crítica del modelo, acotando paulatinamente sus límites. Entre los más significativos de éstos, destacan la necesidad de regionalizar, a partir de campañas de aforos, ciertas hipótesis y parámetros del método, así como las precauciones que deben adoptarse si se aplica a cuencas forestales densas con suelos muy permeables.

Conservation and management of the Common Quail (Coturnix coturnix) in Europe: past, present and future.

En el presente estudio hacemos una revisión del estado de conservación y las tendencias poblacionales de la codorniz común (Coturnix coturnix) desde 1900 hasta nuestros días. Algunos de los datos de los que disponemos son contradictorios con respecto al estado de la especie, que presenta ciertas características que dificultan el poder proporcionar estimas poblacionales fiables. Datos recientes sugieren claramente, tanto a escala local como a escala transnacional, que las poblaciones atlánticas de codorniz común han permanecido estables en las dos últimas décadas y que la práctica de liberar codornices criadas en granjas (híbridas con la codorniz japonesa, Coturnix japonica) con finalidades cinegéticas, no afectan significativamente a nuestras estimas. Por otra parte, los complejos patrones de desplazamiento de esta especie requieren especial atención. En este sentido, el análisis de recuperaciones de anillas puede aportar información relevante, especialmente de los movimientos nomádicos de codornices a la búsqueda de hábitats adecuados, tras la destrucción de los cultivos invernales de cereales debido a la siega. Así, al desarrollar un modelo de distribución de cría para esta especie, se debe incorporar continuamente información actualizada de los cambios estacionales de hábitat y clima, con el fin de obtener unas predicciones óptimas. En este sentido, por ejemplo, la inclusión de datos quincenales de índices de vegetación en los modelos de distribución ha dado muy buenos resultados. La obtención de predicciones fiables de los cambios de la distribución de la especie y de sus desplazamientos durante la estación de cría puede ser muy útil para un mejor conocimiento del estado de conservación y las tendencias poblacionales de la especie, así como para el diseño de futuras medidas de gestión.

Sheeting efficiency improvement through production planning and control development.

Arkitus on kartongin jatkojalostusmuoto, jonka tehokkuus muodostuu monen tekijän vaikutuksesta. Tämän työn tavoitteena oli parantaa arkitustehokkuutta tutkitussa kahden folioleikkurin arkittamossa tuotannonsuunnittelun ja tuotannonohjauksen kehittämisellä. Kartonkitehtaan sisäisessä jalostusketjussa arkitus on viimeinen vaihe, mikä tekee siitä pitkälti riippuvaisen edeltävistä konevaiheista, eli kartonkikoneista ja PE-päällystyskoneista. Pelkkä arkituksen tuotannonsuunnittelun huomiointi ei siis vielä takaa hyvää lopputulosta arkitustehokkuuden kannalta. Folioarkitustoiminta on hyvin asiakassuuntautunutta. Arkkikoot määräytyvät asiakkaiden omien tarpeiden perusteella, jolloin eri arkkikokojen kokonaismäärä kasvaa huomattavan suureksi. Viime vuosien trendinä on ollut tilauseräkokojen pieneneminen. Näiden tekijöiden yhteisvaikutuksena arkituksen tuotantoprosessille on ominaista erilaisten asetusten aiheuttama katkonaisuus. Lisäksi pelkästään yhden millimetrin muutos arkin leveydessä voi usein vaikuttaa arkitustehokkuuteen hyvinkin merkittävästi. Näistä syistä arkituksen tuotannonsuunnittelun apuvälineeksi tarvitaan tarkkuuteen ja joustavuuteen kykenevää tietojärjestelmää. Tehokkaan tuotannonohjauksen tueksi tarvitaan lisäksi erilaisia leikkuri- ja kartonkilaatukohtaisia raportteja. Työn teoriaosassa käsitellään tarkemmin arkitustoiminnan ominaisuuksia ja sen tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi käsitellään tuotannonsuunnittelun ja tuotannonohjauksen periaatteita ja toimintoja.