Impact of prolonged antihypertensive duration of action on predicted clinical outcomes in imperfectly adherent patients: comparison of aliskiren, irbesartan and ramipril.

Background: Most patients miss occasional doses of antihypertensives. The use of 'forgiving' drugs (i.e. drugs with duration of action longer than the 24-h dosing interval) may allow an adequate blood pressure (BP) reduction to be maintained despite missed doses. Aim:To quantify the effects of adherence level and duration of action on estimated mean systolic BP (SBP) reduction and cardiovascular disease (CVD) risk. Method:For 1250 patients, we simulated 256-day dosing histories with realistically distributed drug holidays based on a study of electronically monitored dosing records. Adherence was set to the desired level by altering the proportion of doses missed. Mean office SBP-lowering effect (aliskiren 300 mg, -14.1 mmHg; irbesartan 300 mg, -13.3; ramipril 10 mg, -10.1 mmHg) and the rate of SBP increase after stopping treatment (off-rate; aliskiren, 1.0 mmHg/day; irbesartan, 3.6 mmHg/day; ramipril, 4.0 mmHg/day) were taken from the results of a randomised, double-blind trial. SBP was averaged over time and patient to estimate mean reductions in SBP and 10-year CVD risk (Framingham risk equation, baseline absolute 10-year CVD risk: 27%). Results:Predicted reductions in SBP and CVD risk with aliskiren were larger and less affected by imperfect adherence than the reductions with irbesartan or ramipril. For aliskiren, reducing adherence from 90% to 60% led to a predicted rise in SBP of 1.0 mmHg and three additional CVD events per 1000 treated patients; larger predicted differences were observed for irbesartan (2.5 mmHg; 7.5 events/1000 treated patients) and ramipril (2.2 mmHg; 6.7 events/1000 treated patients). Conclusion:To offset the effects of imperfect adherence, a common challenge with antihypertensives, for better BP management it may be prudent to prescribe 'forgiving' drugs.

Precise U-Pb age constraints for end-Triassic mass extinction, its correlation to volcanism and Hettangian post-extinction recovery

New precise zircon U-Pb ages are proposed for the Triassic-Jurassic (Rhetian-Hettangian) and the Hettangian-Sinemurian boundaries, The ages were obtained by ID-TIMS dating of single chemical-abraded zircons from volcanic ash layers within the Pucara Group, Aramachay Formation in the Utcubamba valley, northern Peru. Ash layers situated between last and first occurrences of boundary-defining ammonites yielded Pb-206/U-238 ages of 201.58 +/- 0.17/0.28 Ma (95% c.l., uncertainties without/with decay constant errors, respectively) for the Triassic-Jurassic and of 199.53 +/- 0.19/0.29 Ma for the Hettangian-Sinemurian boundaries. The former is established on a tuff located 1 m above the last local occurrence of the topmost Triassic genus Choristoceras, and 5 m below the Hettangian genus Psiloceras. The latter sample was obtained from a tuff collected within the Badouxia canadensis beds. Our new ages document total duration of the Hettagian of no more than c. 2 m.y., which has fundamental implications for the interpretation and significance of the ammonite recovery after the topmost Triassic extinction. The U-Pb age is about 0.8 +/- 0.5% older than Ar-40-Ar-39 dates determined on flood basalts of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Given the widely accepted hypothesis that inaccuracies in the K-40 decay constants or physical constants create a similar bias between the two dating methods, our new U-Pb zircon age determination for the T/J boundary corroborates the hypothesis that the CAMP was emplaced at the same time and may be responsible for a major climatic turnover and mass extinction. The zircon Pb-206/U-238 age for the T/J boundary is marginally older than the North Mountain Basalt (Newark Supergroup, Nova Scotia, Canada), which has been dated at 201.27 +/- 0.06 Ma [Schoene et al., 2006. Geochim. Cosmochim. Acta 70, 426-445]. It will be important to look for older eruptions of the CAMP and date them precisely by U-Pb techniques while addressing all sources of systematic uncertainty to further test the hypothesis of volcanic induced climate change leading to extinction. Such high-precision, high-accuracy data will be instrumental for constraining the contemporaneity of geological events at a 100 kyr level. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

BIO-INSPIRED COMPUTATIONAL TECHNIQUES APPLIED TO THE CLUSTERING AND VISUALIZATION OF SPATIO-TEMPORAL GEOSPATIAL DATA

The coverage and volume of geo-referenced datasets are extensive and incessantly¦growing. The systematic capture of geo-referenced information generates large volumes¦of spatio-temporal data to be analyzed. Clustering and visualization play a key¦role in the exploratory data analysis and the extraction of knowledge embedded in¦these data. However, new challenges in visualization and clustering are posed when¦dealing with the special characteristics of this data. For instance, its complex structures,¦large quantity of samples, variables involved in a temporal context, high dimensionality¦and large variability in cluster shapes.¦The central aim of my thesis is to propose new algorithms and methodologies for¦clustering and visualization, in order to assist the knowledge extraction from spatiotemporal¦geo-referenced data, thus improving making decision processes.¦I present two original algorithms, one for clustering: the Fuzzy Growing Hierarchical¦Self-Organizing Networks (FGHSON), and the second for exploratory visual data analysis:¦the Tree-structured Self-organizing Maps Component Planes. In addition, I present¦methodologies that combined with FGHSON and the Tree-structured SOM Component¦Planes allow the integration of space and time seamlessly and simultaneously in¦order to extract knowledge embedded in a temporal context.¦The originality of the FGHSON lies in its capability to reflect the underlying structure¦of a dataset in a hierarchical fuzzy way. A hierarchical fuzzy representation of¦clusters is crucial when data include complex structures with large variability of cluster¦shapes, variances, densities and number of clusters. The most important characteristics¦of the FGHSON include: (1) It does not require an a-priori setup of the number¦of clusters. (2) The algorithm executes several self-organizing processes in parallel.¦Hence, when dealing with large datasets the processes can be distributed reducing the¦computational cost. (3) Only three parameters are necessary to set up the algorithm.¦In the case of the Tree-structured SOM Component Planes, the novelty of this algorithm¦lies in its ability to create a structure that allows the visual exploratory data analysis¦of large high-dimensional datasets. This algorithm creates a hierarchical structure¦of Self-Organizing Map Component Planes, arranging similar variables' projections in¦the same branches of the tree. Hence, similarities on variables' behavior can be easily¦detected (e.g. local correlations, maximal and minimal values and outliers).¦Both FGHSON and the Tree-structured SOM Component Planes were applied in¦several agroecological problems proving to be very efficient in the exploratory analysis¦and clustering of spatio-temporal datasets.¦In this thesis I also tested three soft competitive learning algorithms. Two of them¦well-known non supervised soft competitive algorithms, namely the Self-Organizing¦Maps (SOMs) and the Growing Hierarchical Self-Organizing Maps (GHSOMs); and the¦third was our original contribution, the FGHSON. Although the algorithms presented¦here have been used in several areas, to my knowledge there is not any work applying¦and comparing the performance of those techniques when dealing with spatiotemporal¦geospatial data, as it is presented in this thesis.¦I propose original methodologies to explore spatio-temporal geo-referenced datasets¦through time. Our approach uses time windows to capture temporal similarities and¦variations by using the FGHSON clustering algorithm. The developed methodologies¦are used in two case studies. In the first, the objective was to find similar agroecozones¦through time and in the second one it was to find similar environmental patterns¦shifted in time.¦Several results presented in this thesis have led to new contributions to agroecological¦knowledge, for instance, in sugar cane, and blackberry production.¦Finally, in the framework of this thesis we developed several software tools: (1)¦a Matlab toolbox that implements the FGHSON algorithm, and (2) a program called¦BIS (Bio-inspired Identification of Similar agroecozones) an interactive graphical user¦interface tool which integrates the FGHSON algorithm with Google Earth in order to¦show zones with similar agroecological characteristics.

Triathlon event distance specialization: training and injury effects.

We conducted a preliminary, questionnaire-based, retrospective analysis of training and injury in British National Squad Olympic distance (OD) and Ironman distance (IR) triathletes. The main outcome measures were training duration and training frequency and injury frequency and severity. The number of overuse injuries sustained over a 5-year period did not differ between OD and IR. However, the proportions of OD and IR athletes who were affected by injury to particular anatomical sites differed (p < 0.05). Also, fewer OD athletes (16.7 vs. 36.8%, p < 0.05) reported that their injury recurred. Although OD sustained fewer running injuries than IR (1.6 +/- 0.5 vs. 1.9 +/- 0.3, p < 0.05), more subsequently stopped running (41.7 vs. 15.8%) and for longer (33.5 +/- 43.0 vs. 16.7 +/- 16.6 days, p < 0.01). In OD, the number of overuse injuries sustained inversely correlated with percentage training time, and number of sessions, doing bike hill repetitions (r = -0.44 and -0.39, respectively, both p < 0.05). The IR overuse injury number correlated with the amount of intensive sessions done (r = 0.67, p < 0.01 and r = 0.56, p < 0.05 for duration of "speed run" and "speed bike" sessions). Coaches should note that training differences between triathletes who specialize in OD or IR competition may lead to their exhibiting differential risk for injury to specific anatomical sites. It is also important to note that cycle and run training may have a "cumulative stress" influence on injury risk. Therefore, the tendency of some triathletes to modify rather than stop training when injured-usually by increasing load in another discipline from that in which the injury first occurred-may increase both their risk of injury recurrence and time to full rehabilitation.

Labile and stable fractions of soil organic matter under management systems and native cerrado

Soil organic matter can be analyzed on the basis of the different fractions. Changes in the levels of organic matter, caused by land use, can be better understood by alterations in the different compartments. The aim of this study was to evaluate the effect of different management systems on the labile and stable organic matter of a dystrophic Red Latosol (Oxisol). The following properties were determined: total organic C and total N (TOC and TN), particulate organic C and particulate N (POC and PN), organic C and N mineral-associated (MOC and NM) and particulate organic C associated with aggregate classes (POCA). Eight treatments were used: seven with soil management systems and one with native Cerrado as a reference. The experiment was designed to study the dynamics of systems of tillage and crop rotation, alternating in time and space. The experimental design was a randomized block design with three replications. The soil samples were collected from five depths: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm. Changes in organic C by land use occurred mainly in the fraction of particulate organic matter (> 53 mm). Proper management of grazing promoted increased levels of particulate organic matter by association with larger aggregates (2-8 mm), demonstrating the importance of the formation of this aggregate class for C protection in pasture.

Attributes of irrigated rice and soil solution as affected by salinity levels of the water layer

In the State of Rio Grande do Sul, Brazil, flooded rice fields using Patos Lagoon as the source of water for irrigation are subject to be damaged by salinity, since this source is bound to the sea on its southern end. The sensitivity of rice is variable during plant development, being higher in the seedling and reproductive periods. However, there is not enough information about the behavior of plants under salt stress during the course of its development, especially in the vegetative stage. This study evaluated the effect of different levels of salinity of irrigation water on the salinity of soil solution over time and on some plant attributes, during the vegetative stage of rice. The study was conducted in a greenhouse, where seeds of the variety IRGA 424 were sown in pots and irrigated with water with electrical conductivity (ECi) levels of: 0.3, 0.75, 1.5, 3.0 and 4.5 dS m-1; from the tillering initiation (V4) until the panicle initiation (PI). The evaluations made were the electrical conductiviy of soil solution (ECe), the dry biomass of plants and stems, tillering, height and the transpiration of plants. The ECe increased with the ECi over time, and was determined by water transpiration flux in pots. The ECe values at the end of the experiment were high and, in most cases, higher than the critical values for flooded rice. The growth attributes of rice were negatively affected from ECi of 2.0 dS m-1 and ECe of 4.0 dS m-1.

Emission of nitrous oxide and carbon dioxide from semi-arid tropical soils in Chiapas México

The semi-arid region of Chiapas is dominated by N2 -fixing shrubs, e.g., Acacia angustissima. Urea-fertilized soil samples under maize were collected from areas covered and uncovered by A. angustissima in different seasons and N2O and CO2 emissions were monitored. The objective of this study was to determine the effects of urea and of the rainy and dry season on gas emissions from semi-arid soil under laboratory conditions. Urea and soil use had no effect on CO2 production. Nitrons oxide emission from soil was three times higher in the dry than in the rainy season, while urea fertilization doubled emissions. Emissions were twice as high from soil sampled under A. angustissima canopy than from arable land, but 1.2 lower than from soil sampled outside the canopy, and five times higher from soil incubated at 40 % of the water-holding capacity (WHC) than at soil moisture content, but 15 times lower than from soil incubated at 100 WHC. It was found that the soil sampling time and water content had a significant effect on N2O emissions, while N fertilizer and sampling location were less influent.

Fluoroscopy-guided procedures in cardiology: is patient exposure being reduced over time?

The number of fluoroscopy-guided procedures in cardiology is increasing over time and it is appropriate to wonder whether technological progress or change of techniques is influencing patient exposure. The aim of this study is to examine whether patient dose has been decreasing over the years. Patient dose data of more than 7700 procedures were collected from two cardiology centres. A steady increase in the patient dose over the years was observed in both the centres for the two cardiological procedures included in this study. Significant increase in dose was also observed after the installation of a flat-panel detector. The increasing use of radial access may lead to an increase in the patient exposure. The monitoring of dose data over time showed a considerable increase in the patient exposure over time. Actions have to be taken towards dose reduction in both the centres.

Fructose and glucose co-ingestion during prolonged exercise increases lactate and glucose fluxes and oxidation compared with an equimolar intake of glucose

BACKGROUND: When fructose is ingested together with glucose (GLUFRU) during exercise, plasma lactate and exogenous carbohydrate oxidation rates are higher than with glucose alone. OBJECTIVE: The objective was to investigate to what extent GLUFRU increased lactate kinetics and oxidation rate and gluconeogenesis from lactate (GNG(L)) and from fructose (GNG(F)). DESIGN: Seven endurance-trained men performed 120 min of exercise at approximately 60% VOmax (maximal oxygen consumption) while ingesting 1.2 g glucose/min + 0.8 g of either glucose or fructose/min (GLUFRU). In 2 trials, the effects of glucose and GLUFRU on lactate and glucose kinetics were investigated with glucose and lactate tracers. In a third trial, labeled fructose was added to GLUFRU to assess fructose disposal. RESULTS: In GLUFRU, lactate appearance (120 +/- 6 mumol . kg(1) . min(1)), lactate disappearance (121 +/- 7 mumol . kg(1) . min(1)), and oxidation (127 +/- 12 mumol . kg(1) . min(1)) rates increased significantly (P < 0.001) in comparison with glucose alone (94 +/- 16, 95 +/- 16, and 97 +/- 16 mumol . kg(1) . min(1), respectively). GNG(L) was negligible in both conditions. In GLUFRU, GNG(F) and exogenous fructose oxidation increased with time and leveled off at 18.8 +/- 3.7 and 38 +/- 4 mumol . kg(1) . min(1), respectively, at 100 min. Plasma glucose appearance rate was significantly higher (P < 0.01) in GLUFRU (91 +/- 6 mumol . kg(1) . min(1)) than in glucose alone (82 +/- 9 mumol . kg(1) . min(1)). Carbohydrate oxidation rate was higher (P < 0.05) in GLUFRU. CONCLUSIONS: Fructose increased total carbohydrate oxidation, lactate production and oxidation, and GNG(F). Fructose oxidation was explained equally by fructose-derived lactate and glucose oxidation, most likely in skeletal and cardiac muscle. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT01128647.

Turn-on-time statistics of modulated lasers subjected to resonant weak optical feedback

We present analytical calculations of the turn-on-time probability distribution of intensity-modulated lasers under resonant weak optical feedback. Under resonant conditions, the external cavity round-trip time is taken to be equal to the modulation period. The probability distribution of the solitary laser results are modified to give reduced values of the mean turn-on-time and its variance. Numerical simulations have been carried out showing good agreement with the analytical results.

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.

Population differentiation and its consequences in the white campion "Silene latifolia" (Caryophyllaceae): a functional analysis

Summary In his theory On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859), Darwin describes evolution as a gradual change in population over time and that natural selection is a process that caused evolution. Because quantitative variation in species is partly influenced by several genes and thus heritable, association between levels of genetic variation at neutral markers and at quantitative traits and their partitioning within and among populations are important to study mechanisms that drive evolution in populations. Most studies addressing quantitative variation in plants focused on morphological and life history traits but not in traits affecting reproductive success. The aim of this thesis is to better understand how patterns of variation for neutral molecular markers and phenotypic traits drive the evolution of reproduction and defensive mechanisms in six European populations of Silene latifolia, a dioecious plant species. We found evidence for extremely high within and between population variation at six microsatellite loci and at most quantitative traits studied in plants grown under standardized conditions (morphology, life history and reproductive traits). Interestingly, there was clinal variation between age at first flowering and latitude. This pattern is likely due to natural selection since differentiation of this trait was high, heritable and probably higher than differentiation at neutral markers. Our study focused on sex specific selective pressures: mechanisms of intersexual coadaptation and defence mechanism against the seed predator Hadena bicruris. To address divergence at reproductive traits, we studied male and female population of origin effects and in particular pollen competitive ability on male post-pollination success in the study populations with within and between populations crosses. We crossed the same female plant with pollen from a male within the same population of origin and pollen from two males from two distinct populations, using a fixed tester male as a competitor. Additionally, we conducted control crosses with pollen from each male as a single donor. We analysed paternity success of each competitor with two microsatellite loci, seed set and offspring fitness. Male population of origin showed significant among-population variation for siring success at pollen competition. In vitro pollen germination rate showed heritable variation among populations and was positively correlated to siring success. Local or foreign pollen did not have a consistent advantage. Furthermore, female population of origin affected the outcome of pollen competition in some populations. There was no difference of seed set or offspring fitness in within/ between population crosses. This suggests that reproductive divergence may occur via pollen competition in Silene latifolia. The specialist seed predator Hadena bicruris may also induce divergence between populations. We tested potential constitutive and induced defence mechanisms against the specialist predator Hadena bicruris. Because fruit wall thickness is smaller in the invasive range (Northern America) were the moth is absent, this suggests that a thicker fruit wall is a potentially defensive trait against larval attack, and that relaxed selection in the absence of the seed predator has resulted in an evolutionary loss of this defence in the invasive range. Fruit wall thickness was different among three populations. Experimental exposure to moth eggs increased fruit abortion. Fruits built after attack on exposed plants did not have thicker fruit walls compared to fruits on non-exposed plants. Furthermore, fruits with thicker fruit walls were not less profitable, nor did they require longer handling time when exposed to larvae, suggesting no defensive role of fruit wall thickness. Our results show that there is high molecular and phenotypic variation in Silene latifolia and that traits potentially involved in reproductive success both for intra-specific (between sexes) and inter-specific interactions are heritable. Different selective forces may thus interact and cause differential evolution of geographically separated Silene latifolia populations in Europe, leading to the observed differentiation. Résumé Dans sa théorie de l'évolution, L'origine des espèces, ch. 4 (1859), Darwin décrit l'évolution comme un processus continu au cours du temps à l'intérieur de populations et que la sélection naturelle en est le moteur. La variation quantitative est en partie déterminée par plusieurs gènes, donc transmissible à la descendance. Associer le niveau de variation génétique à des marqueurs neutres au niveau de la variation à des traits quantitatifs, ainsi que la répartition à l'intérieur et entre les populations d'une espèce donnée de cette variation, sont importants dans la compréhension des forces évolutives. La plupart des études scientifiques sur la variation quantitative chez les plantes se sont intéressées à la morphologie et à la phénologie mais pas aux caractères impliqués dans le succès reproducteur. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre comment la répartition de la variation à des marqueurs neutres et des caractères quantitatifs influence l'évolution de la reproduction et des mécanismes de défense dans six populations Européennes de l'espèce dioïque Silene latifolia. Nous avons mis en évidence une grande diversité intra et inter-population à six loci microsatellites ainsi qu'à la plupart des caractères quantitatifs mesurés (morphologie, phénologie et traits reproducteurs) sur des plantes cultivées dans des conditions standardisées. Un résultat intéressant est la présence d'un cline latitudinal pour l'âge à la floraison. Ceci est probablement une conséquence de la sélection naturelle, puisque ce caractère est différencié entre les populations étudiées, héritable et que la différenciation de ce trait est supérieure à la différenciation des marqueurs neutres étudiés. Notre étude a ensuite porté plus précisément sur les pressions de sélection spécifiques aux sexes : la coadaptation entre les sexes et les mécanismes de défense contre l'insecte granivore Hadena bicruris. Afin d'évaluer la divergence sur les traits reproducteurs, nous avons étudié les effets des populations d'origine des mâles et des femelles et en particulier le succès reproducteur des mâles après pollinisation à l'aide de croisements inter et intra-population. Nous avons pollinisé la même femelle avec du pollen provenant d'un mâle de la même population ainsi qu'avec le pollen de deux mâles provenant de deux autres populations en situation de compétition avec un pollen provenant d'une population test. Des croisements contrôle ont été réalisés avec les mêmes mâles en pollinisation pure. Nous avons évalué le succès reproducteur de chaque mâle à l'aide d'analyses de paternité ainsi que la production de graines et la fitness de la descendance. L'origine du mâle avait un effet sur la paternité. Le taux de croissance in vitro du pollen est un caractère héritable et a eu un effet positif sur le succès reproducteur. De plus, l'origine de la femelle avait un effet sur le succès des mâles en compétition dans certaines populations. Nos résultats suggèrent qu'une divergence reproductive chez Silene latifolia pourrait apparaître suite à la compétition pollinique. Nous avons ensuite testé des mécanismes potentiels de défense constitutive et induite contre l'herbivore spécialiste Hadena bicruris, un papillon nocturne qui pourrait aussi jouer un rôle dans la différenciation des populations. L'épaisseur des fruits étant plus faible dans les régions où la plante est invasive (Amérique du Nord) et où l'insecte est absent, ce trait pourrait jouer un rôle défensif. Une pression de sélection plus faible causée par l'absence de l'herbivore aurait abouti à une perte de cette défense dans ces régions. Nous avons montré que l'épaisseur du fruit est variable selon les populations. L'infestation artificielle de fruit par l'insecte induit l'abscission sélective des fruits. Les fruits produits après une infestation n'étaient pas plus épais que les fruits issus de plantes non infestées. De plus, les fruits épais n'étaient pas moins nutritifs et ne causaient pas de perte de temps pour la prédation pour les larves, ce qui suggère que l'épaisseur des fruits ne joue pas un rôle défensif. Nos résultats montrent que plusieurs pressions de sélection interviennent et interagissent dans l'évolution de populations distantes, provoquant la divergence des populations Européennes de l'espèce Silene latifolia.

Use of lights and siren: is there room for improvement?

OBJECTIVE: The objective of this study was to analyse the use of lights and siren (L&S) during transport to the hospital by the prehospital severity status of the patient and the time saved by the time of day of the mission. METHODS: We searched the Public Health Services data of a Swiss state from 1 January 2010 to 31 December 2010. All primary patient transports within the state were included (24 718). The data collected were on the use of L&S, patient demographics, the time and duration of transport, the type of mission (trauma vs. nontrauma) and the severity of the condition according to the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) score assigned by the paramedics and/or emergency physician. We excluded 212 transports because of missing data. RESULTS: A total of 24 506 ambulance transports met the inclusion criteria. L&S were used 4066 times, or in 16.6% of all missions. Of these, 40% were graded NACA less than 4. Overall, the mean total transport time to return to the hospital was 11.09 min (confidence interval 10.84-11.34) with L&S and 12.84 min (confidence interval 12.72-12.96) without. The difference was 1.75 min (105 s; P<0.001). For night-time runs alone, the mean time saved using L&S was 0.17 min (10.2 s; P=0.27). CONCLUSION: At present, the use of L&S seems questionable given the severity status or NACA score of transported patients. Our results should prompt the implementation of more specific regulations for L&S use during transport to the hospital, taking into consideration certain physiological criteria of the victim as well as time of day of transport.

Silicate fertilization of tropical soils: silicon availability and recovery index of sugarcane

Sugarcane is considered a Si-accumulating plant, but in Brazil, where several soil types are used for cultivation, there is little information about silicon (Si) fertilization. The objectives of this study were to evaluate the silicon availability, uptake and recovery index of Si from the applied silicate on tropical soils with and without silicate fertilization, in three crops. The experiments in pots (100 L) were performed with specific Si rates (0, 185, 370 and 555 kg ha-1 Si), three soils (Quartzipsamment-Q, 6 % clay; Rhodic Hapludox-RH, 22 % clay; and Rhodic Acrudox-RA, 68 % clay), with four replications. The silicon source was Ca-Mg silicate. The same Ca and Mg quantities were applied to all pots, with lime and/or MgCl2, when necessary. Sugarcane was harvested in the plant cane and first- and second-ratoon crops. The silicon rates increased soil Si availability and Si uptake by sugarcane and had a strong residual effect. The contents of soluble Si were reduced by harvesting and increased with silicate application in the following decreasing order: Q>RH>RA. The silicate rates promoted an increase in soluble Si-acetic acid at harvest for all crops and in all soils, except RA. The amounts of Si-CaCl2 were not influenced by silicate in the ratoon crops. The plant Si uptake increased according to the Si rates and was highest in RA at all harvests. The recovery index of applied Si (RI) of sugarcane increased over time, and was highest in RA.

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

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