• Energy Research
• 15. Life on land close
• CN close
• AU close
• DE close
• FR close
• PLoS ONE close

Dans les latitudes tempérées élevées, les ongulés donnent généralement naissance dans une fenêtre temporelle étroite lorsque les conditions sont optimales pour la survie de la progéniture au printemps ou au début de l'été, et utilisent une photopériode changeante pour les conceptions temporelles afin d'anticiper ces conditions. Cependant, dans les basses latitudes tropicales, la variation de la durée du jour est minime et la variation des précipitations rend le cycle saisonnier moins prévisible. Néanmoins, plusieurs espèces d'ongulés conservent des pics de naissance étroits dans de telles conditions, tandis que d'autres montrent que les naissances se propagent assez largement tout au long de l'année. Nous avons étudié comment la variation des précipitations d'une année à l'autre et d'une année à l'autre a influencé le moment de la reproduction de quatre espèces d'ongulés montrant ces modèles contrastés dans la région de Masai Mara au Kenya. Les quatre espèces présentaient des pics de naissance au cours de la période optimale putative au début de la saison humide. Pour le hartebeest et l'impala, le pic de naissance est diffus et la progéniture naît tout au long de l'année. En revanche, le topi et le phacochère ont montré une concentration saisonnière étroite de naissances, avec des conceptions supprimées une fois que les précipitations mensuelles sont tombées en dessous d'un seuil. Les fortes précipitations de la saison précédente et les fortes pluies précoces de l'année en cours ont amélioré la survie au stade juvénile de toutes les espèces, à l'exception de l'impala. Nos résultats révèlent comment la variation des précipitations affectant la croissance des graminées et donc la nutrition des herbivores peut régir la phénologie reproductive des ongulés dans les latitudes tropicales où la variation de la longueur du jour est minime. Le mécanisme sous-jacent semble être la suppression des conceptions une fois que les gains nutritionnels deviennent insuffisants. En réagissant de manière proximale à la variation des précipitations au cours de l'année, les ongulés de la savane tropicale sont moins susceptibles d'être affectés négativement par les conséquences du réchauffement climatique sur la phénologie de la végétation que les ongulés du Nord montrant un contrôle photopériodique plus rigide sur le moment de la reproduction. En latitudes templadas altas, los ungulados generalmente dan a luz dentro de una ventana de tiempo estrecha cuando las condiciones son óptimas para la supervivencia de la descendencia en primavera o principios del verano, y utilizan conceptos cambiantes de fotoperíodo a tiempo para anticipar estas condiciones. Sin embargo, en latitudes tropicales bajas, la variación de la duración del día es mínima, y la variación de las precipitaciones hace que el ciclo estacional sea menos predecible. Sin embargo, varias especies de ungulados conservan picos de nacimiento estrechos en tales condiciones, mientras que otras muestran nacimientos muy extendidos a lo largo del año. Investigamos cómo la variación interanual de las precipitaciones influyó en el tiempo reproductivo de cuatro especies de ungulados que muestran estos patrones contrastantes en la región de Masai Mara en Kenia. Las cuatro especies exhibieron picos de nacimiento durante el periodo óptimo putativo en la estación húmeda temprana. Para hartebeest e impala, el pico de nacimiento era difuso y las crías nacían durante todo el año. Por el contrario, topi y jabalí mostraron una estrecha concentración estacional de nacimientos, con concepciones suprimidas una vez que las precipitaciones mensuales cayeron por debajo de un nivel umbral. Las altas precipitaciones en la temporada anterior y las altas lluvias tempranas en el año en curso mejoraron la supervivencia en la etapa juvenil para todas las especies, excepto los impalas. Nuestros hallazgos revelan cómo la variación de la precipitación que afecta el crecimiento de la hierba y, por lo tanto, la nutrición de los herbívoros, puede gobernar la fenología reproductiva de los ungulados en latitudes tropicales donde la variación de la duración del día es mínima. El mecanismo subyacente parece ser la supresión de las concepciones una vez que las ganancias nutricionales se vuelven insuficientes. Al responder proximalmente a la variación de las precipitaciones dentro del año, es menos probable que los ungulados de la sabana tropical se vean afectados negativamente por las consecuencias del calentamiento global para la fenología de la vegetación que los ungulados del norte que muestran un control fotoperiódico más rígido sobre el tiempo reproductivo. In high temperate latitudes, ungulates generally give birth within a narrow time window when conditions are optimal for offspring survival in spring or early summer, and use changing photoperiod to time conceptions so as to anticipate these conditions. However, in low tropical latitudes day length variation is minimal, and rainfall variation makes the seasonal cycle less predictable. Nevertheless, several ungulate species retain narrow birth peaks under such conditions, while others show births spread quite widely through the year. We investigated how within-year and between-year variation in rainfall influenced the reproductive timing of four ungulate species showing these contrasting patterns in the Masai Mara region of Kenya. All four species exhibited birth peaks during the putative optimal period in the early wet season. For hartebeest and impala, the birth peak was diffuse and offspring were born throughout the year. In contrast, topi and warthog showed a narrow seasonal concentration of births, with conceptions suppressed once monthly rainfall fell below a threshold level. High rainfall in the previous season and high early rains in the current year enhanced survival into the juvenile stage for all the species except impala. Our findings reveal how rainfall variation affecting grass growth and hence herbivore nutrition can govern the reproductive phenology of ungulates in tropical latitudes where day length variation is minimal. The underlying mechanism seems to be the suppression of conceptions once nutritional gains become insufficient. Through responding proximally to within-year variation in rainfall, tropical savanna ungulates are less likely to be affected adversely by the consequences of global warming for vegetation phenology than northern ungulates showing more rigid photoperiodic control over reproductive timing. في خطوط العرض المعتدلة العالية، تلد ذوات الحوافر عمومًا في غضون فترة زمنية ضيقة عندما تكون الظروف مثالية لبقاء النسل في الربيع أو أوائل الصيف، وتستخدم تغيير الفترة الضوئية إلى مفاهيم زمنية لتوقع هذه الظروف. ومع ذلك، في خطوط العرض الاستوائية المنخفضة، يكون تباين طول اليوم ضئيلًا، ويجعل تباين هطول الأمطار الدورة الموسمية أقل قابلية للتنبؤ. ومع ذلك، فإن العديد من الأنواع ذوات الحوافر تحتفظ بقمم ولادة ضيقة في ظل هذه الظروف، في حين أن البعض الآخر يظهر أن الولادات تنتشر على نطاق واسع خلال العام. لقد حققنا في كيفية تأثير التباين في هطول الأمطار خلال العام وبين الأعوام على التوقيت التكاثري لأربعة أنواع من ذوات الحوافر تظهر هذه الأنماط المتناقضة في منطقة ماساي مارا في كينيا. أظهرت جميع الأنواع الأربعة قمم ولادة خلال الفترة المثلى المفترضة في موسم الأمطار المبكر. بالنسبة لحيوان النحل والامبالا، كانت ذروة الولادة منتشرة وولدت ذرية على مدار العام. على النقيض من ذلك، أظهر التوبي والخنزير الحربي تركيزًا موسميًا ضيقًا للولادات، مع قمع المفاهيم بمجرد انخفاض هطول الأمطار الشهري إلى ما دون مستوى العتبة. عزز ارتفاع هطول الأمطار في الموسم السابق وارتفاع الأمطار المبكرة في العام الحالي البقاء على قيد الحياة في مرحلة الشباب لجميع الأنواع باستثناء الإمبالا. تكشف النتائج التي توصلنا إليها كيف أن تباين هطول الأمطار الذي يؤثر على نمو العشب وبالتالي تغذية الحيوانات العاشبة يمكن أن يحكم الفينولوجيا الإنجابية لذوات الحوافر في خطوط العرض الاستوائية حيث يكون تباين طول اليوم ضئيلًا. يبدو أن الآلية الأساسية هي قمع المفاهيم بمجرد أن تصبح المكاسب الغذائية غير كافية. من خلال الاستجابة القريبة من التباين في هطول الأمطار خلال العام، فإن ذوات الحوافر في السافانا الاستوائية أقل عرضة للتأثر سلبًا بعواقب الاحترار العالمي على فينولوجيا الغطاء النباتي من ذوات الحوافر الشمالية التي تظهر تحكمًا دوريًا ضوئيًا أكثر صرامة في توقيت التكاثر.

Our aim was to model the current and future potential global distribution of Chloris truncata (windmill grass) based on the plant's biology, soil requirements and colonisation success. The growth response of C. truncata to constant temperatures and soil moisture levels were measured and estimated respectively, to develop parameters for a CLIMEX bioclimatic model of potential distribution. The native distribution in eastern Australia and naturalised distribution in Western Australia was also used to inform the model. Associations with soil types were assessed within the suitable bioclimatic region in Australia. The global projection of the model was tested against the distribution of soil types and the known successful and failed global introductions. The verified model was then projected to future conditions due to climate change. Optimal temperature for plant development was 28°C and the plant required 970 degree-days above a threshold of 10°C. Early collection records indicate that the species is native to Queensland, New South Wales and Victoria. The plant has been introduced elsewhere in Australia and throughout the world as a wool contaminant and as a potential pasture species, but some of the recorded establishments have failed to persist. The CLIMEX model projected to the world reflected effectively both the successful and failed distributions. The inclusion of soil associations improved the explanation of the observed distribution in Australia, but did not improve the ability to determine the potential distribution elsewhere, due to lack of similarity of soil types between continents. The addition of a climate change projection showed decreased suitability for this species in Australia, but increased suitability for other parts of the world, including regions where the plant previously failed to establish.

Lionfish (Pterois volitans/miles) have invaded the majority of the Caribbean region within five years. As voracious predators of native fishes with a broad habitat distribution, lionfish are poised to cause an unprecedented disruption to coral reef diversity and function. Controls of lionfish densities within its native range are poorly understood, but they have been recorded in the stomachs of large-bodied Caribbean groupers. Whether grouper predation of lionfish is sufficient to act as a biocontrol of the invasive species is unknown, but pest biocontrol by predatory fishes has been reported in other ecosystems. Groupers were surveyed along a chain of Bahamian reefs, including one of the region's most successful marine reserves which supports the top one percentile of Caribbean grouper biomass. Lionfish biomass exhibited a 7-fold and non-linear reduction in relation to the biomass of grouper. While Caribbean grouper appear to be a biocontrol of invasive lionfish, the overexploitation of their populations by fishers, means that their median biomass on Caribbean reefs is an order of magnitude less than in our study. Thus, chronic overfishing will probably prevent natural biocontrol of lionfishes in the Caribbean.

Agricultural management methods, such as cultivation or fallowing, have led to significant changes in soil fertility and hence, crop yield. Such changes may have stemmed from changes in soil microbial communities and associated biogeochemical processes. This phenomenon is particularly true in organic-poor soil in the Loess Plateau of China. In this study, we examined three existing soil management regimes as part of a 10-year field experiment and evaluated their effects on fungal and bacterial community structures by performing high-throughput 454 pyrosequencing. These management regimes were (i) fertilized winter wheat (Triticum aestivum L.) (FW), (ii) continuous natural fallow with weeds but without crop grown (NF), and (iii) continuous bare fallow without weeds or crop grown (BF). After 10 years, soil organic carbon (SOC), microbial biomass carbon (MBC), and available potassium (K) concentrations were highest in NF. Soil N behaved differently, with BF obtaining the highest nitrate nitrogen (N). Meanwhile, slight differences in total N (TN) were observed among FW, NF, and BF. Available phosphorus (P) was highest and available K was lowest in FW. Microbial communities were dominated by Ascomycota (59.1% of fungal sequences), and Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, and Proteobacteria (75.7% of bacterial sequences) in FW, NF and BF at the phylum level. Soil management regimes did not affect the fungal and bacterial richness and diversity but significantly modified their community compositions. Compared with FW, the abundances of Ascomycota (fungi phylum) and Alternaria, Gibberella, and Emericella (fungi genus) were increased by NF, whereas the values of Chaetomium, Humicola, and Cryptococcus (fungi genus) were decreased by BF. The abundances of Verrucomicrobia (bacteria phylum), and Steroidobacter (bacteria genus) were increased by NF, and Bacteroides (bacteria genus) was increased by BF. Canonical correspondence analysis showed that SOC, available P, and TN might be the key factors in community formation. Therefore, the decadal absence of plants (BF) affected soil fertility by increased available K and nitrate N, whileas natural fallow (NF) affected soil fertility by increased SOC, available K, and MBC, and they all changed fungal and bacterial community compositions.

Climate change affects the phenology of many species. As temperature and precipitation are thought to control autumn color change in temperate deciduous trees, it is possible that climate change might also affect the phenology of autumn colors. Using long-term data for eight tree species in a New England hardwood forest, we show that the timing and cumulative amount of autumn color are correlated with variation in temperature and precipitation at specific times of the year. A phenological model driven by accumulated cold degree-days and photoperiod reproduces most of the interspecific and interannual variability in the timing of autumn colors. We use this process-oriented model to predict changes in the phenology of autumn colors to 2099, showing that, while responses vary among species, climate change under standard IPCC projections will lead to an overall increase in the amount of autumn colors for most species.

L'agriculture subsaharienne a été identifiée comme vulnérable au changement climatique en cours. L'adaptation de l'agriculture a été suggérée comme un moyen de maintenir la productivité. Une meilleure connaissance de la diversité intra-spécifique des variétés est une condition préalable à la bonne gestion de cette adaptation. Parmi les cultures, les racines et les tubercules jouent un rôle important dans la sécurité alimentaire et la croissance économique des populations les plus vulnérables d'Afrique. Ici, nous nous concentrons sur la patate douce. La patate douce (Ipomoea batatas) a été domestiquée en Amérique centrale et en Amérique du Sud et a ensuite été introduite en Afrique et est maintenant cultivée dans toute l'Afrique tropicale. Nous avons évalué sa diversité en Afrique de l'Ouest en échantillonnant une région s'étendant de la zone côtière du Togo à la région septentrionale sahélienne du Sénégal qui représente une gamme de conditions climatiques. À l'aide de 12 marqueurs microsatellites, nous avons évalué 132 variétés le long de ce gradient. Des données phénotypiques issues d'essais sur le terrain menés en trois saisons ont également été obtenues. La diversité génétique en Afrique de l'Ouest s'est avérée inférieure de 18 % à celle des États-Unis. La diversité génétique en Afrique de l'Ouest est structurée en cinq groupes, certains groupes se trouvant dans des zones climatiques très spécifiques, par exemple sous un climat tropical humide ou sous un climat sahélien. Nous avons également observé des groupes génétiques qui se produisent dans un plus large éventail de climats. Les groupes génétiques ont également été associés à la différenciation morphologique, principalement la forme des feuilles et la couleur de la tige ou de la racine. Cette structure particulière de la diversité le long d'un gradient climatique avec association à la variabilité phénotypique peut être utilisée pour des stratégies de conservation. S'il s'avère qu'une telle structure est associée à une adaptation climatique spécifique, elle permettra également de développer des stratégies pour adapter l'agriculture aux variations climatiques en cours en Afrique de l'Ouest. La agricultura subsahariana ha sido identificada como vulnerable al cambio climático en curso. Se ha sugerido la adaptación de la agricultura como una forma de mantener la productividad. Un mejor conocimiento de la diversidad intraespecífica de variedades es un requisito previo para el manejo exitoso de dicha adaptación. Entre los cultivos, la raíz y los tubérculos desempeñan un papel importante en la seguridad alimentaria y el crecimiento económico de las poblaciones más vulnerables de África. Aquí, nos centramos en la batata. La batata (Ipomoea batatas) se domesticó en América Central y del Sur y más tarde se introdujo en África y ahora se cultiva en toda el África tropical. Evaluamos su diversidad en África Occidental mediante el muestreo de una región que se extiende desde la zona costera de Togo hasta la región septentrional del Sahel en Senegal y que representa una variedad de condiciones climáticas. Utilizando 12 marcadores de microsatélites, evaluamos 132 variedades a lo largo de este gradiente. También se obtuvieron datos fenotípicos de ensayos de campo realizados en tres temporadas. Se encontró que la diversidad genética en África Occidental era un 18% menor que en América. La diversidad genética en África Occidental se estructura en cinco grupos, y algunos grupos se encuentran en áreas climáticas muy específicas, por ejemplo, en un clima tropical húmedo o en un clima saheliano. También observamos grupos genéticos que se producen en una gama más amplia de climas. Los grupos genéticos también se asociaron con la diferenciación morfológica, principalmente la forma de las hojas y el color del tallo o raíz. Esta estructura particular de diversidad a lo largo de un gradiente climático con asociación a la variabilidad fenotípica se puede utilizar para estrategias de conservación. Si se demuestra que dicha estructura está asociada con una adaptación climática específica, también permitirá desarrollar estrategias para adaptar la agricultura a la variación climática en curso en África Occidental. Sub-Saharan agriculture has been identified as vulnerable to ongoing climate change. Adaptation of agriculture has been suggested as a way to maintain productivity. Better knowledge of intra-specific diversity of varieties is prerequisites for the successful management of such adaptation. Among crops, root and tubers play important roles in food security and economic growth for the most vulnerable populations in Africa. Here, we focus on the sweet potato. The Sweet potato (Ipomoea batatas) was domesticated in Central and South America and was later introduced into Africa and is now cultivated throughout tropical Africa. We evaluated its diversity in West Africa by sampling a region extending from the coastal area of Togo to the northern Sahelian region of Senegal that represents a range of climatic conditions. Using 12 microsatellite markers, we evaluated 132 varieties along this gradient. Phenotypic data from field trials conducted in three seasons was also obtained. Genetic diversity in West Africa was found to be 18% lower than in America. Genetic diversity in West Africa is structured into five groups, with some groups found in very specific climatic areas, e.g. under a tropical humid climate, or under a Sahelian climate. We also observed genetic groups that occur in a wider range of climates. The genetic groups were also associated with morphological differentiation, mainly the shape of the leaves and the color of the stem or root. This particular structure of diversity along a climatic gradient with association to phenotypic variability can be used for conservation strategies. If such structure is proved to be associated with specific climatic adaptation, it will also allow developing strategies to adapt agriculture to ongoing climate variation in West Africa. تم تحديد الزراعة في جنوب الصحراء على أنها عرضة لتغير المناخ المستمر. تم اقتراح تكييف الزراعة كوسيلة للحفاظ على الإنتاجية. إن المعرفة الأفضل بتنوع الأصناف داخل الأنواع هو شرط أساسي للإدارة الناجحة لهذا التكيف. من بين المحاصيل، تلعب الجذور والدرنات أدوارًا مهمة في الأمن الغذائي والنمو الاقتصادي للفئات السكانية الأكثر ضعفًا في أفريقيا. هنا، نركز على البطاطا الحلوة. تم تدجين البطاطا الحلوة (إيبومويا باتاتاس) في أمريكا الوسطى والجنوبية وتم إدخالها لاحقًا إلى إفريقيا ويتم زراعتها الآن في جميع أنحاء إفريقيا الاستوائية. قمنا بتقييم تنوعها في غرب إفريقيا من خلال أخذ عينات من منطقة تمتد من المنطقة الساحلية لتوغو إلى منطقة الساحل الشمالي للسنغال التي تمثل مجموعة من الظروف المناخية. باستخدام 12 علامة للأقمار الصناعية الصغيرة، قمنا بتقييم 132 نوعًا على طول هذا التدرج. كما تم الحصول على بيانات النمط الظاهري من التجارب الميدانية التي أجريت في ثلاثة مواسم. وجد أن التنوع الوراثي في غرب إفريقيا أقل بنسبة 18 ٪ منه في أمريكا. ينقسم التنوع الوراثي في غرب أفريقيا إلى خمس مجموعات، حيث توجد بعض المجموعات في مناطق مناخية محددة للغاية، على سبيل المثال في ظل مناخ استوائي رطب، أو في ظل مناخ الساحل. لاحظنا أيضًا المجموعات الوراثية التي تحدث في مجموعة واسعة من المناخات. ارتبطت المجموعات الوراثية أيضًا بالتمايز المورفولوجي، بشكل أساسي شكل الأوراق ولون الجذع أو الجذر. يمكن استخدام هذا الهيكل الخاص للتنوع على طول التدرج المناخي مع الارتباط بالتغير الظاهري لاستراتيجيات الحفظ. إذا ثبت أن هذا الهيكل مرتبط بتكيف مناخي محدد، فسيسمح أيضًا بتطوير استراتيجيات لتكييف الزراعة مع التقلبات المناخية المستمرة في غرب إفريقيا.