Stichelia pelotensis (Lepidoptera, Riodinidae): conservation, notes, and rediscovery of an endangered butterfly from southern Brazil

ABSTRACT Stichelia pelotensis (Lepidoptera, Riodinidae) is an endemic and threatened butterfly from the Pampa biome in southern Brazil, and has not been recorded in its type locality in the last 56 years. Recently, a population was found in two sites from extreme south Brazil, Pelotas, Rio Grande do Sul state. These records are an important find given the conservation status of S. pelotensis, since all the information gathered is new and involve the natural history of this species. The information obtained is useful for the management, monitoring and conservation priorities of this species and its associated habitats, since its known distribution is restricted to a narrow area in the Rio Grande do Sul Coastal Plain inside this threatened biome in southern Brazil.

Plant-associated microorganisms: a view from the scope of microbiology

Microorganisms interact with plants because plants offer a wide diversity of habitats including the phyllosphere (aerial plant part), the rhizosphere (zone of influence of the root system), and the endosphere (internal transport system). Interactions of epiphytes, rhizophytes or endophytes may be detrimental or beneficial for either the microorganism or the plant and may be classified as neutralism, commensalism, synergism, mutualism, amensalism, competition or parasitism

Changing landscapes of Switzerland: assessing effects of historic and future land uses and land covers on the occurrence of selected butterfly species

Summary Landscapes are continuously changing. Natural forces of change such as heavy rainfall and fires can exert lasting influences on their physical form. However, changes related to human activities have often shaped landscapes more distinctly. In Western Europe, especially modern agricultural practices and the expanse of overbuilt land have left their marks in the landscapes since the middle of the 20th century. In the recent years men realised that mare and more changes that were formerly attributed to natural forces might indirectly be the result of their own action. Perhaps the most striking landscape change indirectly driven by human activity we can witness in these days is the large withdrawal of Alpine glaciers. Together with the landscapes also habitats of animal and plant species have undergone vast and sometimes rapid changes that have been hold responsible for the ongoing loss of biodiversity. Thereby, still little knowledge is available about probable effects of the rate of landscape change on species persistence and disappearance. Therefore, the development and speed of land use/land cover in the Swiss communes between the 1950s and 1990s were reconstructed using 10 parameters from agriculture and housing censuses, and were further correlated with changes in butterfly species occurrences. Cluster analyses were used to detect spatial patterns of change on broad spatial scales. Thereby, clusters of communes showing similar changes or transformation rates were identified for single decades and put into a temporally dynamic sequence. The obtained picture on the changes showed a prevalent replacement of non-intensive agriculture by intensive practices, a strong spreading of urban communes around city centres, and transitions towards larger farm sizes in the mountainous areas. Increasing transformation rates toward more intensive agricultural managements were especially found until the 1970s, whereas afterwards the trends were commonly negative. However, transformation rates representing the development of residential buildings showed positive courses at any time. The analyses concerning the butterfly species showed that grassland species reacted sensitively to the density of livestock in the communes. This might indicate the augmented use of dry grasslands as cattle pastures that show altered plant species compositions. Furthermore, these species also decreased in communes where farms with an agricultural area >5ha have disappeared. The species of the wetland habitats were favoured in communes with smaller fractions of agricultural areas and lower densities of large farms (>10ha) but did not show any correlation to transformation rates. It was concluded from these analyses that transformation rates might influence species disappearance to a certain extent but that states of the environmental predictors might generally outweigh the importance of the corresponding rates. Information on the current distribution of species is evident for nature conservation. Planning authorities that define priority areas for species protection or examine and authorise construction projects need to know about the spatial distribution of species. Hence, models that simulate the potential spatial distribution of species have become important decision tools. The underlying statistical analyses such as the widely used generalised linear models (GLM) often rely on binary species presence-absence data. However, often only species presence data have been colleted, especially for vagrant, rare or cryptic species such as butterflies or reptiles. Modellers have thus introduced randomly selected absence data to design distribution models. Yet, selecting false absence data might bias the model results. Therefore, we investigated several strategies to select more reliable absence data to model the distribution of butterfly species based on historical distribution data. The results showed that better models were obtained when historical data from longer time periods were considered. Furthermore, model performance was additionally increased when long-term data of species that show similar habitat requirements as the modelled species were used. This successful methodological approach was further applied to assess consequences of future landscape changes on the occurrence of butterfly species inhabiting dry grasslands or wetlands. These habitat types have been subjected to strong deterioration in the recent decades, what makes their protection a future mission. Four spatially explicit scenarios that described (i) ongoing land use changes as observed between 1985 and 1997, (ii) liberalised agricultural markets, and (iii) slightly and (iv) strongly lowered agricultural production provided probable directions of landscape change. Current species-environment relationships were derived from a statistical model and used to predict future occurrence probabilities in six major biogeographical regions in Switzerland, comprising the Jura Mountains, the Plateau, the Northern and Southern Alps, as well as the Western and Eastern Central Alps. The main results were that dry grasslands species profited from lowered agricultural production, whereas overgrowth of open areas in the liberalisation scenario might impair species occurrence. The wetland species mostly responded with decreases in their occurrence probabilities in the scenarios, due to a loss of their preferred habitat. Further analyses about factors currently influencing species occurrences confirmed anthropogenic causes such as urbanisation, abandonment of open land, and agricultural intensification. Hence, landscape planning should pay more attention to these forces in areas currently inhabited by these butterfly species to enable sustainable species persistence. In this thesis historical data were intensively used to reconstruct past developments and to make them useful for current investigations. Yet, the availability of historical data and the analyses on broader spatial scales has often limited the explanatory power of the conducted analyses. Meaningful descriptors of former habitat characteristics and abundant species distribution data are generally sparse, especially for fine scale analyses. However, this situation can be ameliorated by broadening the extent of the study site and the used grain size, as was done in this thesis by considering the whole of Switzerland with its communes. Nevertheless, current monitoring projects and data recording techniques are promising data sources that might allow more detailed analyses about effects of long-term species reactions on landscape changes in the near future. This work, however, also showed the value of historical species distribution data as for example their potential to locate still unknown species occurrences. The results might therefore contribute to further research activities that investigate current and future species distributions considering the immense richness of historical distribution data. Résumé Les paysages changent continuellement. Des farces naturelles comme des pluies violentes ou des feux peuvent avoir une influence durable sur la forme du paysage. Cependant, les changements attribués aux activités humaines ont souvent modelé les paysages plus profondément. Depuis les années 1950 surtout, les pratiques agricoles modernes ou l'expansion des surfaces d'habitat et d'infrastructure ont caractérisé le développement du paysage en Europe de l'Ouest. Ces dernières années, l'homme a commencé à réaliser que beaucoup de changements «naturels » pourraient indirectement résulter de ses propres activités. Le changement de paysage le plus apparent dont nous sommes témoins de nos jours est probablement l'immense retraite des glaciers alpins. Avec les paysages, les habitats des animaux et des plantes ont aussi été exposés à des changements vastes et quelquefois rapides, tenus pour coresponsable de la continuelle diminution de la biodiversité. Cependant, nous savons peu des effets probables de la rapidité des changements du paysage sur la persistance et la disparition des espèces. Le développement et la rapidité du changement de l'utilisation et de la couverture du sol dans les communes suisses entre les années 50 et 90 ont donc été reconstruits au moyen de 10 variables issues des recensements agricoles et résidentiels et ont été corrélés avec des changements de présence des papillons diurnes. Des analyses de groupes (Cluster analyses) ont été utilisées pour détecter des arrangements spatiaux de changements à l'échelle de la Suisse. Des communes avec des changements ou rapidités comparables ont été délimitées pour des décennies séparées et ont été placées en séquence temporelle, en rendrent une certaine dynamique du changement. Les résultats ont montré un remplacement répandu d'une agriculture extensive des pratiques intensives, une forte expansion des faubourgs urbains autour des grandes cités et des transitions vers de plus grandes surfaces d'exploitation dans les Alpes. Dans le cas des exploitations agricoles, des taux de changement croissants ont été observés jusqu'aux années 70, alors que la tendance a généralement été inversée dans les années suivantes. Par contre, la vitesse de construction des nouvelles maisons a montré des courbes positives pendant les 50 années. Les analyses sur la réaction des papillons diurnes ont montré que les espèces des prairies sèches supportaient une grande densité de bétail. Il est possible que dans ces communes beaucoup des prairies sèches aient été fertilisées et utilisées comme pâturages, qui ont une autre composition floristique. De plus, les espèces ont diminué dans les communes caractérisées par une rapide perte des fermes avec une surface cultivable supérieure à 5 ha. Les espèces des marais ont été favorisées dans des communes avec peu de surface cultivable et peu de grandes fermes, mais n'ont pas réagi aux taux de changement. Il en a donc été conclu que la rapidité des changements pourrait expliquer les disparitions d'espèces dans certains cas, mais que les variables prédictives qui expriment des états pourraient être des descripteurs plus importants. Des informations sur la distribution récente des espèces sont importantes par rapport aux mesures pour la conservation de la nature. Pour des autorités occupées à définir des zones de protection prioritaires ou à autoriser des projets de construction, ces informations sont indispensables. Les modèles de distribution spatiale d'espèces sont donc devenus des moyens de décision importants. Les méthodes statistiques courantes comme les modèles linéaires généralisés (GLM) demandent des données de présence et d'absence des espèces. Cependant, souvent seules les données de présence sont disponibles, surtout pour les animaux migrants, rares ou cryptiques comme des papillons ou des reptiles. C'est pourquoi certains modélisateurs ont choisi des absences au hasard, avec le risque d'influencer le résultat en choisissant des fausses absences. Nous avons établi plusieurs stratégies, basées sur des données de distribution historique des papillons diurnes, pour sélectionner des absences plus fiables. Les résultats ont démontré que de meilleurs modèles pouvaient être obtenus lorsque les données proviennent des périodes de temps plus longues. En plus, la performance des modèles a pu être augmentée en considérant des données de distribution à long terme d'espèces qui occupent des habitats similaires à ceux de l'espèce cible. Vu le succès de cette stratégie, elle a été utilisée pour évaluer les effets potentiels des changements de paysage futurs sur la distribution des papillons des prairies sèches et marais, deux habitats qui ont souffert de graves détériorations. Quatre scénarios spatialement explicites, décrivant (i) l'extrapolation des changements de l'utilisation de sol tels qu'observés entre 1985 et 1997, (ii) la libéralisation des marchés agricoles, et une production agricole (iii) légèrement amoindrie et (iv) fortement diminuée, ont été utilisés pour générer des directions de changement probables. Les relations actuelles entre la distribution des espèces et l'environnement ont été déterminées par le biais des modèles statistiques et ont été utilisées pour calculer des probabilités de présence selon les scénarios dans six régions biogéographiques majeures de la Suisse, comportant le Jura, le Plateau, les Alpes du Nord, du Sud, centrales orientales et centrales occidentales. Les résultats principaux ont montré que les espèces des prairies sèches pourraient profiter d'une diminution de la production agricole, mais qu'elles pourraient aussi disparaître à cause de l'embroussaillement des terres ouvertes dû à la libéralisation des marchés agricoles. La probabilité de présence des espèces de marais a décrû à cause d'une perte générale des habitats favorables. De plus, les analyses ont confirmé que des causes humaines comme l'urbanisation, l'abandon des terres ouvertes et l'intensification de l'agriculture affectent actuellement ces espèces. Ainsi ces forces devraient être mieux prises en compte lors de planifications paysagères, pour que ces papillons diurnes puissent survivre dans leurs habitats actuels. Dans ce travail de thèse, des données historiques ont été intensivement utilisées pour reconstruire des développements anciens et pour les rendre utiles à des recherches contemporaines. Cependant, la disponibilité des données historiques et les analyses à grande échelle ont souvent limité le pouvoir explicatif des analyses. Des descripteurs pertinents pour caractériser les habitats anciens et des données suffisantes sur la distribution des espèces sont généralement rares, spécialement pour des analyses à des échelles fores. Cette situation peut être améliorée en augmentant l'étendue du site d'étude et la résolution, comme il a été fait dans cette thèse en considérant toute la Suisse avec ses communes. Cependant, les récents projets de surveillance et les techniques de collecte de données sont des sources prometteuses, qui pourraient permettre des analyses plus détaillés sur les réactions à long terme des espèces aux changements de paysage dans le futur. Ce travail a aussi montré la valeur des anciennes données de distribution, par exemple leur potentiel pour aider à localiser des' présences d'espèces encore inconnues. Les résultats peuvent contribuer à des activités de recherche à venir, qui étudieraient les distributions récentes ou futures d'espèces en considérant l'immense richesse des données de distribution historiques.

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L'analyse globale (tab. 1) révèle qu'à quelques rares exceptions, la biodiversité s'est notablement appauvrie entre 1900 et 1990. Durant les vingt dernières années, le recul des effectifs de nombreuses espèces et l'érosion de la surface de certains habitats ont pu être ralentis. Dans de rares cas une évolution positive a même été constatée. Ces développements, encourageants en soi, ne se sont toutefois opérés qu'à partir d'un très faible niveau de biodiversité. Sur le Plateau suisse notamment, son état est très préoccupant.Dans l'ensemble, il n'a pas été possible d'enrayer le déclin de la biodiversité; nous n'avons pas encore touché le fond. Selon nos prévisions pour 2020 une tendance générale à la hausse, voire un véritable inversement de tendance, n'est pas possible dans les conditions actuelles (lois, instruments et mesures, respectivement mise en oeuvre de ces outils). La persistance de cet appauvrissement est notamment imputable à l'intensification de l'exploitation agricole des régions de montagne, à l'extension du milieu urbain et à l'accroissement des activités de tourisme et de loisir. A cela s'ajoutent de nouveaux facteurs de menace, tels que l'expansion des espèces invasives et les répercussions directes et indirectes des changements climatiques qui augmenteront encore la pression sur les espèces et les écosystèmes déjà menacés.

Molecular evolution of the Drosophila olfactory system

The olfactory system is an attractive model to study the genetic mechanisms underlying evolution of the nervous system. This sensory system mediates the detection and behavioural responses to an enormous diversity of volatile chemicals in the environment and displays rapid evolution, as species acquire, modify and discard olfactory receptors and circuits to adapt to new olfactory stimuli. Drosophilids provide an attractive model to study these processes. The availability of 12 sequenced genomes of Drosophila species occupying diverse ecological niches provides a rich resource for genomic analyses. Moreover, one of these species, Drosophila melanogaster, is amenable to a powerful combination of genetic and electrophysiological analyses. D. melanogaster has two distinct families of olfactory receptors to detect odours, the well-characterised Odorant Receptors (ORs) and the recently identified lonotropic Receptors (IRs). In my thesis, I have provided new insights into the genetic mechanisms underlying olfactory system evolution through three distinct, but interrelated projects. First, I performed a comparative genomic analysis of the IR repertoire in 12 sequenced Drosophila species, which has revealed that the olfactory IRs are highly conserved across species. By contrast, a large fraction of IRs that are not expressed in the olfactory system - and which may be gustatory receptors - are much more variable in sequence and gene copy number. Second, to identify ligands for IR expressing olfactory sensory neurons, I have performed an electrophysiological screen in D. melanogaster using a panel of over 160 odours. I found that the IRs respond to a number of amines, aldehydes and acids, contrasting with the chemical specificity of the OR repertoire, which is mainly tuned to esters, alcohols and ketones. Finally, the identification of ligands for IRs in this species allowed me to investigate in detail the molecular and functional evolution of a tandem array of IRs, IR75a/IR75b/IR75c, in D. sechellia. This species is endemic to the Seychelles archipelago and highly specialised to breed on the fruits of Morinda citrifolia, which is repulsive and toxic for other Drosophila species. These studies led me to discover that receptor loss, changes in receptor specificity and changes in receptor expression have likely played an important role during the evolution of these IRs in D. sechellia. These changes may explain, in part, the unique chemical ecology of this species. - Le système olfactif est un excellent modèle pour étudier les mécanismes génétiques impliqués dans l'étude de l'évolution du système nerveux. Ce système sensoriel permet la détection de nombreux composés volatils présents dans l'environnement et est à la base des réponses comportementales. Il est propre à chaque espèce et évolue rapidement en modifiant ou en éliminant des récepteurs et leurs circuits olfactifs correspondants pour s'adapter à de nouvelles odeurs. Pour étudier le système olfactif et son évolution, nous avons décidé d'utiliser la drosophile comme modèle. Le séquençage complet de 12 souches de drosophiles habitant différentes niches écologiques permet une analyse génomique conséquente. De plus, l'une de ces espèces Drosophila melanogaster permet la combinaison d'analyses génétiques et électrophysiologiques. En effet, D. melanogaster possède 2 familles distinctes de récepteurs olfactifs qui permettent la détection d'odeurs: les récepteurs olfactifs (ORs) étant les mieux caractérisés et les récepteurs ionotropiques (IRs), plus récemment identifiés. Au cours de ma thèse, j'ai apporté des nouvelles connaissances qui m'ont permis de mieux comprendre les mécanismes génétiques à la base de l'évolution du système olfactif au travers de trois projets différents, mais interdépendants. Premièrement, j'ai réalisé une analyse génomique comparative de l'ensemble des IRs dans les 12 souches de drosophiles séquencées jusqu'à présent. Ceci a montré que les récepteurs olfactifs IRs sont hautement conservés parmi l'ensemble de ces espèces. Au contraire, une grande partie des IRs qui ne sont pas exprimés dans le système olfactif, et qui semblent être des récepteurs gustatifs, sont beaucoup plus variables dans leur séquence et dans le nombre de copie de gènes. Deuxièmement, pour identifier les ligands des récepteurs IRs exprimés par les neurones sensoriels olfactifs, j'ai réalisé une étude électrophysiologique chez D. melanogaster e η testant l'effet de plus de 160 composés chimiques sur les IRs. J'ai trouvé que les IRs répondent à un nombre d'amines, d'aldéhydes et d'acides, contrairement aux récepteurs olfactifs ORs qui eux répondent principalement aux esthers, alcools et cétones. Finalement, l'identification de ligands pour les IRs dans ces espèces m'a permis d'étudier en détail l'évolution fonctionnelle et moléculaire des IR75a/IR75b/IR75c dans D. sechellia. Cette espèce est endémique de l'archipel des Seychelles et se nourrit spécifiquement du fruit Morinda citrifolia qui est répulsif et toxique pour d'autres souches de drosophiles. Ces études m'ont poussé à découvrir que, la perte de IR75a, le changement dans la spécificité de IR75b ainsi que le changement dans l'expression de IR75c ont probablement joué un rôle important dans l'évolution des IRs chez D. sechellia. Ces changements peuvent expliquer, en partie, l'écologie chimique propre à cette espèce. Résumé français large public Le système olfactif permet aux animaux de détecter des milliers de molécules odorantes, les aidant ainsi à trouver de la nourriture, à distinguer si elle est fraîche ou avariée, à trouver des partenaires sexuels, ainsi qu'à éviter les prédateurs. Selon l'environnement et le mode de vie des espèces, le système olfactif doit détecter des odeurs très diverses ; en effet, un moustique qui recherche du sang humain pour se nourrir doit détecter des odeurs bien différentes d'une abeille qui recherche des fleurs. Dans ma thèse, j'ai essayé de comprendre comment les systèmes olfactifs d'une espèce évoluent pour s'adapter aux exigences induites par son environnement. Un très bon modèle pour étudier cela est la drosophile dont les différentes espèces se nichent dans des habitats très divers. Pour ce faire, j'ai étudié les récepteurs olfactifs de différentes espèces de la drosophile. Ces récepteurs sont des protéines qui se lient à des odeurs spécifiques. Lorsqu'ils se lient, ils activent un neurone qui envoie un signal électrique au cerveau. Ce signal est ensuite traité par ce dernier qui indique à la mouche si l'odeur est attractive ou répulsive. J'ai identifié les récepteurs olfactifs de plusieurs espèces de drosophile et étudié s'il y avait des différences entre elles. La plupart des récepteurs sont similaires entre les espèces, cependant dans l'une d'entre elles, certains récepteurs sont différents. Ce fait est particulièrement intéressant car cette espèce de drosophile se nourrit de fruits que les autres espèces n'apprécient pas. Comme nous ne savons pas quels récepteurs se lient à quelles odeurs, j'ai testé un grand nombre de composants odorants. Ceci m'a permis de constater que, effectivement, certains changements produits dans ces récepteurs expliquent pourquoi cette espèce aime particulièrement ces fruits. En outre, mes résultats contribuent à mieux comprendre les changements génétiques qui sont impliqués dans l'évolution du système olfactif.

Integrating detection probabilities in species distribution models of amphibians breeding in Mediterranean temporary ponds

Aim  The imperfect detection of species may lead to erroneous conclusions about species-environment relationships. Accuracy in species detection usually requires temporal replication at sampling sites, a time-consuming and costly monitoring scheme. Here, we applied a lower-cost alternative based on a double-sampling approach to incorporate the reliability of species detection into regression-based species distribution modelling.Location  Doñana National Park (south-western Spain).Methods  Using species-specific monthly detection probabilities, we estimated the detection reliability as the probability of having detected the species given the species-specific survey time. Such reliability estimates were used to account explicitly for data uncertainty by weighting each absence. We illustrated how this novel framework can be used to evaluate four competing hypotheses as to what constitutes primary environmental control of amphibian distribution: breeding habitat, aestivating habitat, spatial distribution of surrounding habitats and/or major ecosystems zonation. The study was conducted on six pond-breeding amphibian species during a 4-year period.Results  Non-detections should not be considered equivalent to real absences, as their reliability varied considerably. The occurrence of Hyla meridionalis and Triturus pygmaeus was related to a particular major ecosystem of the study area, where suitable habitat for these species seemed to be widely available. Characteristics of the breeding habitat (area and hydroperiod) were of high importance for the occurrence of Pelobates cultripes and Pleurodeles waltl. Terrestrial characteristics were the most important predictors of the occurrence of Discoglossus galganoi and Lissotriton boscai, along with spatial distribution of breeding habitats for the last species.Main conclusions  We did not find a single best supported hypothesis valid for all species, which stresses the importance of multiscale and multifactor approaches. More importantly, this study shows that estimating the reliability of non-detection records, an exercise that had been previously seen as a naïve goal in species distribution modelling, is feasible and could be promoted in future studies, at least in comparable systems.

Sampling and TDR probe insertion in the determination of the volumetric soil water content

Volumetric soil water content (theta) can be evaluated in the field by direct or indirect methods. Among the direct, the gravimetric method is regarded as highly reliable and thus often preferred. Its main disadvantages are that sampling and laboratory procedures are labor intensive, and that the method is destructive, which makes resampling of a same point impossible. Recently, the time domain reflectometry (TDR) technique has become a widely used indirect, non-destructive method to evaluate theta. In this study, evaluations of the apparent dielectric number of soils (epsilon) and samplings for the gravimetrical determination of the volumetric soil water content (thetaGrav) were carried out at four sites of a Xanthic Ferralsol in Manaus - Brazil. With the obtained epsilon values, theta was estimated using empirical equations (thetaTDR), and compared with thetaGrav derived from disturbed and undisturbed samples. The main objective of this study was the comparison of thetaTDR estimates of horizontally as well as vertically inserted probes with the thetaGrav values determined by disturbed and undisturbed samples. Results showed that thetaTDR estimates of vertically inserted probes and the average of horizontally measured layers were only slightly and insignificantly different. However, significant differences were found between the thetaTDR estimates of different equations and between disturbed and undisturbed samples in the thetaGrav determinations. The use of the theoretical Knight et al. model, which permits an evaluation of the soil volume assessed by TDR probes, is also discussed. It was concluded that the TDR technique, when properly calibrated, permits in situ, nondestructive measurements of q in Xanthic Ferralsols of similar accuracy as the gravimetric method.

Development of bioreporter assays for the detection of bioavailability of long-chain alkanes based on the marine bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2.

Long-chain alkanes are a major component of crude oil and therefore potentially good indicators of hydrocarbon spills. Here we present a set of new bacterial bioreporters and assays that allow to detect long-chain alkanes. These reporters are based on the regulatory protein AlkS and the alkB1 promoter from Alcanivorax borkumensis SK2, a widespread alkane degrader in marine habitats. Escherichia coli cells with the reporter construct reacted strongly to octane in short-term (6 h) aqueous suspension assays but very slightly only to tetradecane, in line with what is expected from its low water solubility. In contrast, long-term assays (up to 5 days) with A. borkumensis bioreporters showed strong induction with tetradecane and crude oil. Gel-immobilized A. borkumensis reporter cells were used to demonstrate tetradecane and crude oil bioavailability at a distance from a source. Alcanivorax borkumensis bioreporters induced fivefold more rapid and more strongly when allowed physical contact with the oil phase in standing flask assays, suggesting a major contribution of adhered cells to the overall reporter signal. Using the flask assays we further demonstrated the effect of oleophilic nutrients and biosurfactants on oil availability and degradation by A. borkumensis. The fluorescence signal from flask assays could easily be captured with a normal digital camera, making such tests feasible to be carried out on, e.g. marine oil responder vessels in case of oil accidents.

Limited genetic diversity and high differentiation among the remnant adder (Vipera berus) populations in the Swiss and French Jura Mountains

Although the adder (Vipera berus) has a large distribution area, this species is particularly threatened in Western Europe due to high habitat fragmentation and human persecution. We developed 13 new microsatellite markers in order to evaluate population structure and genetic diversity in the Swiss and French Jura Mountains, where the species is limited to only a few scattered populations. We found that V. berus exhibits a considerable genetic differentiation among populations (global F-ST = 0.269), even if these are not geographically isolated. Moreover, the genetic diversity within populations in the Jura Mountains and in the less perturbed Swiss Alps is significantly lower than in other French populations, possibly due to post-glacial recolonisation processes. Finally, in order to minimize losses of genetic diversities within isolated populations, suggestions for the conservation of this species in fragmented habitats are proposed.

Tough adults, frail babies: an analysis of stress sensitivity across early life-history stages of widely introduced marine invertebrates

All ontogenetic stages of a life cycle are exposed to environmental conditions so that population persistence depends on the performance of both adults and offspring. Most studies analysing the influence of abiotic conditions on species performance have focussed on adults, while studies covering early life-history stages remain rare. We investigated the responses of early stages of two widely introduced ascidians, Styela plicata and Microcosmus squamiger, to different abiotic conditions. Stressors mimicked conditions in the habitats where both species can be found in their distributional ranges and responses were related to the selection potential of their populations by analysing their genetic diversity. Four developmental stages (egg fertilisation, larval development, settlement, metamorphosis) were studied after exposure to high temperature (30°C), low salinities (26 and 22 ) and high copper concentrations (25, 50 and 100 µg/L). Although most stressors effectively led to failure of complete development (fertilisation through metamorphosis), fertilisation and larval development were the most sensitive stages. All the studied stressors affected the development of both species, though responses differed with stage and stressor. S. plicata was overall more resistant to copper, and some stages of M. squamiger to low salinities. No relationship was found between parental genetic composition and responses to stressors. We conclude that successful development can be prevented at several life-history stages, and therefore, it is essential to consider multiple stages when assessing species' abilities to tolerate stress. Moreover, we found that early development of these species cannot be completed under conditions prevailing where adults live. These populations must therefore recruit from elsewhere or reproduce during temporal windows of more benign conditions. Alternatively, novel strategies or behaviours that increase overall reproductive success might be responsible for ensuring population survival.

The tomato genome sequence providies insights into fleshy fruit evolution

Tomato (Solanum lycopersicum) is a major crop plant and a model system for fruit development. Solanum is one of the largest angiosperm genera1 and includes annual and perennial plants from diverse habitats. Here we present a high-quality genome sequence of domesticated tomato, a draft sequence of its closest wild relative, Solanum pimpinellifolium2, and compare them to each other and to the potato genome (Solanum tuberosum). The two tomato genomes show only 0.6% nucleotide divergence and signs of recent admixture, but show more than 8% divergence from potato, with nine large and several smaller inversions. In contrast to Arabidopsis, but similar to soybean, tomato and potato small RNAs map predominantly to gene-rich chromosomal regions, including gene promoters. The Solanum lineage has experienced two consecutive genome triplications: one that is ancient and shared with rosids, and a more recent one. These triplications set the stage for the neofunctionalization of genes controlling fruit characteristics, such as colour and fleshiness.

The red island and the seven dwarfs: body size reduction in Cheirogaleidae

AimSmall body size in Madagascar's dwarf and mouse lemurs (Cheirogaleidae) is generally viewed as primitive. We investigated the evolution of body size in this family and in its sister-taxon, the Lepilemuridae, from phylogenetic, ontogenetic and adaptive perspectives. LocationMadagascar. MethodsWe used a phylogenetic method to reconstruct the evolution of body size in lemurs, and allometric regression models of gestation periods and static and growth allometries in Cheirogaleidae and Lepilemuridae to test the hypothesis that dwarfing occurred as a result of truncated ontogeny (progenesis). We also examined adaptive hypotheses relating body size to environmental variability, life history, seasonality of reproduction, hypothermy (use of torpor), and a diet rich in plant exudates. ResultsOur results indicated that cheirogaleids experienced at least four independent events of body size reduction from an ancestor as large as living Lepilemuridae, by means of progenesis. Our interpretation is supported by the paedomorphic appearance and parallel ontogenetic trajectories of the dwarf taxa, as well as their very short gestation periods and increased fecundity. Lepilemur species that occupy more predictable environments are significantly larger than those occupying unpredictable habitats. Main conclusionsCheirogaleidae appear to be paedomorphic dwarfs, a consequence of progenesis, probably as an adaptation to high environmental unpredictability. Although the capacity to use hypothermy is related to small body size, this advantage is unlikely to have driven dwarfing in cheirogaleids. We propose that gummmivory/exudativory co-evolved with body size reduction in this clade, probably from a folivorous ancestor. Their small size is derived, and their suitability as models for the ancestral primate' is therefore dubious.

Les fortifications du territoire d'Érétrie : étude sur la défense de la Chôra aux époques classique et hellénistique

La présente thèse se propose d'étudier les fortifications connues dans le territoire d'Erétrie (île d'Eubée, Grèce), essentiellement aux époques classique et hellénistique (Ve-IIe siècles av. J.-C.). La plupart de ces constructions (forteresses de grand appareil, habitats fortifiés, enceintes de pierres sèches et tours) sont connues depuis le 19e siècle, mais ce travail constitue la première étude archéologique et historique d'ensemble qui leur est consacrée exclusivement. Bien que décrites depuis longtemps, les fortifications des campagnes grecques ont surtout été étudiées d'un point de vue architectural et historique. Cette approche a privilégié une interprétation militaire et stratégique, reliant les fortifications au sein de réseaux défensifs conçus à grande échelle et destinés à bloquer les accès et les frontières du territoire. Notre perspective est différente, puisqu'elle s'efforce de replacer chaque fortification dans la géographie antique en étudiant son interaction avec les plaines et les reliefs, les frontières, l'habitat, les voies de communication, les terres cultivables et la répartition de la population. Pour ce faire, nous avons établi une carte archéologique de l'Erétriade, conduit des prospections extensives autour des fortifications, ainsi que dans de nombreuses régions du territoire. Cette méthode permet d'aborder l'étude des fortifications rurales en adoptant des angles d'analyse différents : le premier, macro-géographique, met ainsi en valeur des caractéristiques générales, telles que la relation entre les fortifications et la capitale d'une part, les fortifications et les terres cultivables de l'autre ; au plan régional, ou micro-géographique, elle analyse la répartition des fortifications au sein de chaque district de l'Erétriade, voire des vallées ou des cantons, mettant en évidence le rôle local des ouvrages fortifiés. Au terme de cette recherche, il est apparu qu'une approche purement stratégique ou militaire ne permettait pas d'expliquer la répartition géographique des fortifications, puisque ces dernières se trouvent pour la plupart à l'intérieur du territoire et non à ses frontières. Elles ne sont pas non plus disposées de manière à pouvoir exercer une surveillance étroite sur les routes pénétrant dans la chôra ; aussi leur fonctionnement au sein d'un «réseau défensif frontalier ne peut pas être démontré. Dans l'Erétriade, la colonne vertébrale de la sécurité publique est formée par les habitats fortifiés, dèmes et kômai, complétée par l'existence de deux forteresses militaires ayant accueilli des garnisons. Placés toujours à bonne distance de la ville, puis à intervalles plus ou moins réguliers au sein du territoire, les habitats fortifiés jouent sur le plan régional le rôle de la ville : en cas d'invasion ou de danger, la population du dème ou des dèmes environnants pouvait y trouver refuge, mettant ainsi à l'abri récoltes, biens et animaux. L'apparition des fortifications territoriales correspond à l'extension maximale de l'occupation humaine, agricole et économique du territoire. Les communautés rurales qui en avaient la possibilité se dotèrent alors de fortifications, souvent sommaires, pour faire face à des menaces variées, mais surtout pour assurer leur propre sécurité et protéger un équilibre autarcique fragile. Il ne faut donc pas nécessairement attribuer la construction de fortifications à un événement historique précis, interprétation abusive courante dans l'étude des fortifications, en Grèce comme ailleurs. La fortification des habitats ruraux s'est réalisée de manière progressive, en réponse aux sentiments d'insécurité d'une population rurale toujours plus nombreuse. Faute de références littéraires et d'inscriptions, en particulier de décrets honorifiques, les forteresses et les habitats fortifiés de l'Erétriade constituent les derniers témoins de l'insécurité publique et des violences auxquelles fut confronté le territoire d'Erétrie aux époques classique et hellénistique.

Climate oscillations and species interactions: large-scale congruence but regional differences in the phylogeographic structures of an alpine plant and its monophagous insect

Aim. To predict the fate of alpine interactions involving specialized species, using a monophagous beetle and its host-plant as a case study. Location. The Alps. Methods. We investigated genetic structuring of the herbivorous beetle Oreina gloriosa and its specific host-plant Peucedanum ostruthium. We used genome fingerprinting (in the insect and the plant) and sequence data (in the insect) to compare the distribution of the main gene pools in the two associated species and to estimate divergence time in the insect, a proxy for the temporal origin of the interaction. We quantified the similarity in spatial genetic structures by performing a Procrustes analysis, a tool from the shape theory. Finally, we simulated recolonization of an empty space analogous to the deglaciated Alps just after ice retreat by two lineages from two species showing unbalanced dependence, to examine how timing of the recolonization process, as well as dispersal capacities of associated species, could explain the observed pattern. Results. Contrasting with expectations based on their asymmetrical dependence, patterns in the beetle and plant were congruent at a large scale. Exceptions occurred at a regional scale in areas of admixture, matching known suture zones in Alpine plants. Simulations using a lattice-based model suggested these empirical patterns arose during or soon after recolonization, long after the estimated origin of the interaction c. 0.5 million years ago. Main conclusions. Species-specific interactions are scarce in alpine habitats because glacial cycles have limited opportunities for coevolution. Their fate, however, remains uncertain under climate change. Here we show that whereas most dispersal routes are paralleled at large scale, regional incongruence implies that the destinies of the species might differ under changing climate. This may be a consequence of the host-dependence of the beetle that locally limits the establishment of dispersing insects.