How is the invasive gorse Ulex europaeus pollinated during winter? A lesson from its native range

Many examples of plant-insect interactions have shown that selection from herbivores can act on flowering and fruiting phenology. In Ulex europaeus (Fabaceae), escaping seed predation resulted in extended, but variable flowering periods, with some plants flowering from autumn until spring and others flowering only in spring. The present study aims at understanding how gorses can have a high reproductive success during winter despite harsh climatic conditions and low number of pollinators. We measured pollen production, flower size and seed production in spring and winter, and compared the different seasons. The pollination success of flowers was high in both seasons. The flowers produced as much pollen, and were of comparable size in spring and winter, but they stayed open twice as long in winter than in spring. The high pollination rate we observed was thus due to the longer opening period of flowers and the high attractiveness of flowers during winter. However, pod abortion was higher in winter, with 43% of the flowers in winter and 75% in spring producing ripe pods. Antagonistic selective pressures exerted by biotic and abiotic interactions may, therefore, have lead to the observed flowering polymorphism, and allow U.europaeus to thrive in various climates, thus, increasing its invasiveness in different countrie

Seed predation in Ulex europaeus: a geographic and temporal mosaic of interactions

The interactions between plants and their parasites usually involve several species and present high level of variation in space and time. According to the geographic mosaic theory of coevolution, this may lead to population differentiation, large polymorphism and local maladaptation. Here we explore whether the temporal and spatial variation of the interaction between gorse (Ulex europaeus) and its seed predators can explain the polymorphism observed within and among populations of its native range. Indeed, gorse individuals present a polymorphism of flowering and fruiting phenology, and large variability for their susceptibility to seed predation. We performed a regular monitoring of five populations localised in Brittany (France) over five consecutive years. We observed the flowering and fruiting phenology of the gorses, and measured pods infestation rates by their two main seed predators, the weevil Exapion ulicis and the moth Cydia succedana. Flowering phenotypes and between year evolution of parasitism rates were conserved from year to year. Parasitism rates by weevils and moths increased over the fruiting period, and were negatively correlated one to another. Long flowering plants were more attacked by weevils, while short-flowering plants were more attacked by moths. However, the majority of the weevil larvae did not develop into adults, either because they were still at an immature stage at pod maturity, or because they were attacked by a parasitoid wasp. Year-to-year variations in the infestation rates by the two seed predators were very high, and depended on the population but not on the microclimatic conditions. These variations can thus explain the maintenance of the within populations polymorphism of gorse phenology and susceptibility to seed predation

EVOLUTION DES USAGES DES AJONCS DANS LES ZONES D'ORIGINE ET ENVAHIES : QUELS IMPACTS SUR LA DYNAMIQUE ET LA GESTION ?

Version traduite en français de l'article publié en anglais dans la Revue d'Ecologie (Terre et Vie), Vol. 70, 2015 « Evolution of the uses of gorse in native and invaded regions : What are the impacts on its dynamics and management ? »L'introduction et l'expansion géographique des espèces invasives, comme leur régression, suivent souvent des processus où le rôle de l'Homme est central. C'est le cas de l'Ajonc d'Europe (Ulex europaeus) qui a été introduit volontairement dans plus de 30 pays différents, et est considéré comme l'une des « 100 of the world's worst invasive species » par l'UICN. Dans sa zone d'origine (principalement Grande-Bretagne, Bretagne, et Galice), il n'est pas perçu comme problématique car il fait l'objet d'une gestion régulière et efficace. L'ajonc y a longtemps servi d'auxiliaire agricole, fournissant notamment du fourrage, et les pratiques de gestion se sont développées parallèlement à ces usages. Cependant, la plupart de ces pratiques et usages n'ont pas été transposés dans les zones introduites. Notre étude a pour but de décrire l'évolution des usages et pratiques de gestion traditionnels et contemporains des ajoncs dans les zones d'origine comme dans les zones envahies, afin d'une part de retracer l'histoire et les motivations de son introduction de par le monde, d'autre part de proposer des pratiques de gestion novatrices et durables. Pour cela, nous avons été amenés à reparcourir les représentations et usages de la plante en zones d'origine comme en zones envahies. Les données historiques et contemporaines ont été recueillies par des recherches bibliographiques et documentaires. Nous avons également effectué un focus sur une zone d'origine (la Bretagne), et une zone envahie (l'île de La Réunion), à l'aide d'enquêtes par entretiens. Nous avons ainsi pu retracer le panorama des usages agricoles des ajoncs, les motivations de son introduction dans l'empire colonial européen, la perte progressive de ces usages, et les techniques contemporaines de contrôle. Nous avons également montré que les usages traditionnels de la plante et ses vertus demeurent connus dans la zone d'origine : les agriculteurs témoignent d'un intérêt pour tenter de recycler ses qualités fourragères, et les partenaires institutionnels et industriels pour en faire une ressource commercialisable (combustible, fourrage, fertilisant). On observe également des essais pour des innovations de gestion, dans les espaces naturels, comme dans les espaces agricoles. Ces travaux suggèrent des innovations possibles, ainsi que leurs limites, pour les zones envahies

Evolution of the uses of gorse in native and invaded regions: what are the impact on its dynamics and management?

International audienceThe introduction and geographic expansion of invasive species, as well as their possible decline, often follow processes in which humans play a central role. This is the case for gorse (Ulex europaeus), which was intentionally introduced into more than 30 countries and is considered as one of the " 100 of the world's worst invasive species " by the IUCN. Within its native range (Western Europe), it is very widespread in Great Britain, Brittany and Galicia, but it is not seen as a problem there as it is routinely and effectively managed. Gorse has long been used for agricultural purposes, and management practices have been developed in parallel to these uses. However, these practices and uses have not always been transferred to the introduced regions. The aim of our study was to investigate the changes in the use of gorse, as well as the traditional and contemporary management practices in its native and invaded ranges; partly to trace the history and motivations behind its introduction around the world, and partly to propose innovative and sustainable management practices. We retraced the history of the uses and perceptions of this plant in its native and invaded ranges by focusing on one native region (Brittany) and one invaded region (Reunion Island). Historical and contemporary data were collected using bibliographic and document searches as well as survey interviews. Thus, we were able to retrace the wide range of agricultural uses of gorse, the motivations behind its introduction into the European colonial empire, the gradual decline of these uses, and modern control techniques. We also show that the traditional uses of the plant and its virtues are still well-known in the native range: farmers are showing an interest in reemploying it for its fodder qualities, and institutional and industrial partners are interested in making use of it as a marketable resource (fuel, fodder and fertilizer). We also looked at tests for innovative management tools, in both natural and agricultural regions. These works suggest possible innovations, but also their limitations, for the invaded regions.Évolution des usages de l'ajonc dans ses régions d'origine ou envahies : quels impacts sur sa dynamique et sa gestion ?— L'introduction et l'expansion géographique des espèces invasives, comme leur régression, suivent souvent des processus où le rôle de l'Homme est central. C'est le cas de l'Ajonc d'Europe (Ulex europaeus) qui a été introduit volontairement dans plus de 30 pays différents, et est considéré comme l'une des « 100 of the world's worst invasive species » par l'UICN. Dans sa zone d'origine (principalement Grande-Bretagne, Bretagne, et Galice), il n'est pas perçu comme problématique car il fait l'objet d'une gestion régulière et efficace. L'ajonc y a longtemps servi d'auxiliaire agricole, fournissant notamment du fourrage, et les pratiques de gestion se sont développées parallèlement à ces usages. Cependant, la plupart de ces pratiques et usages n'ont pas été transposés dans les zones introduites. Notre étude a pour but de décrire l'évolution des usages et pratiques de gestion traditionnels et contemporains des ajoncs dans les zones d'origine comme dans les zones envahies, afin d'une part de retracer l'histoire et les motivations de son introduction de par le monde, d'autre part de proposer des pratiques de gestion novatrices et durables. Pour cela, nous avons été amenés à reparcourir les représentations et usages de la plante en zones d'origine comme en zones envahies. Les données historiques et contemporaines ont été recueillies par des recherches bibliographiques et documentaires. Nous avons également effectué un focus sur une zone d'origine (la Bretagne), et une zone envahie (l'île de La Réunion), à l'aide d'enquêtes par entretiens. Nous avons ainsi pu retracer le panorama des usages agricoles des ajoncs, les motivations de son introduction dans l'empire colonial européen, la perte progressive de ces usages, et les techniques contemporaines de contrôle. Nous avons également montré que les usages traditionnels de la plante et ses vertus demeurent connus dans la zone d'origine : les agriculteurs témoignent d'un intérêt pour tenter de recycler ses qualités fourragères, et les partenaires institutionnels et industriels pour en faire une ressource commercialisable (combustible, fourrage, fertilisant). On observe également des essais pour des innovations de gestion, dans les espaces naturels, comme dans les espaces agricoles. Ces travaux suggèrent des innovations possibles, ainsi que leurs limites, pour les zones envahies

Les invasions biologiques entre écologie et sciences sociales: Quelles spécificités pour l'outre-mer français?

International audienceLes invasions biologiques sont l'un des principaux facteurs de l'érosion de la biodiversité de l'Outre-Mer français. Or la prise en compte des facteurs humains est indispensable à une compréhension globale de la dynamique de ces espèces et de l'élaboration de stratégies de gestion efficaces. Outre-mer, cette interaction entre sciences de la nature et sciences de l'homme dans l'étude des invasions biologiques doit intégrer les spécificités écologiques et sociétales de ces territoires. L'insularité, la distance géographique, les relations avec la métropole et le rattachement à un espace économique occidental, sont autant de facteurs qui influencent aussi bien l'évolution des écosystèmes que celle des sociétés

Les ajoncs autour du Monde

International audienc

Invasive species between biology and social sciences: what distinctive features for French overseas territories?

Invasive species are a major factor in the decline of biodiversity in the French overseas territories. Taking into account human factors is essential to a comprehensive understanding of the dynamics of these species and to develop effective management methods. This interaction between biological sciences and human sciences for the management of biological invasions should take into account the specificities of overseas territories. The insularity, the geographical distance, the relationship with the homeland and the attachment to a Western economic region, are all factors that influence both the evolution of ecosystems and societies. Mainly composed of tropical oceanic islands, French overseas territories belong to biodiversity hot-spots, and are particularly rich in endemic species, but also particularly susceptible to invasions by alien species. The balance between natural heritage and ecosystem services in the public policies of biodiversity conservation shows important differences between the homeland and overseas territories, with the value of the natural heritage being more important overseas. This can result from ecological or economic constraints, but can also reveal differences in the perception of environmental ethics. These features make the French overseas territories a laboratory for interdisciplinary studies between human and environmental sciences. Interdisciplinary studies focusing on common issues based on the management of invasive species overseas are a potential source of methodological and conceptual innovations in each discipline, and can help developing innovative solutions for their sustainable managementLes invasions biologiques sont l’un des principaux facteurs de l’érosion de la biodiversité de l’Outre-Mer français. Or la prise en compte des facteurs humains est indispensable à une compréhension globale de la dynamique de ces espèces et de l’élaboration de stratégies de gestion efficaces. Outre-Mer, cette interaction entre sciences de la nature et sciences de l’homme dans l’étude des invasions biologiques doit intégrer les spécificités écologiques et sociétales de ces territoires. L’insularité, la distance géographique, les relations avec la métropole et le rattachement à un espace économique occidental, sont autant de facteurs qui influencent aussi bien l’évolution des écosystèmes que celle des sociétés. Constitué majoritairement d’îles océaniques de la zone intertropicale, l’Outre-Mer français comprend plusieurs territoires situés dans des « hot-spots » de biodiversité particulièrement riches en espèces endémiques, mais aussi particulièrement sensibles aux invasions par des espèces introduites. Dans les politiques publiques de conservation de la biodiversité ultramarine, la notion de patrimoine naturel est prépondérante sur celle de services écosystémiques. Cette différence peut être interprétée au niveau biologique et économique, mais peut également provenir de perceptions éthiques différentes. Ces particularités font de l’Outre-Mer français un laboratoire pour les études interdisciplinaires des invasions biologiques. Focaliser ces études sur des questions communes basées sur la gestion des espèces invasives est potentiellement source d’innovations conceptuelles et méthodologiques au sein de chacune des disciplines, et peut permettre l’élaboration de solutions innovantes pour une gestion durable de ces espèce

Invasive Plants and Enemy Release: Evolution of Trait Means and Trait Correlations in Ulex europaeus

Several hypotheses that attempt to explain invasive processes are based on the fact that plants have been introduced without their natural enemies. Among them, the EICA (Evolution of Increased Competitive Ability) hypothesis is the most influential. It states that, due to enemy release, exotic plants evolve a shift in resource allocation from defence to reproduction or growth. In the native range of the invasive species Ulex europaeus, traits involved in reproduction and growth have been shown to be highly variable and genetically correlated. Thus, in order to explore the joint evolution of life history traits and susceptibility to seed predation in this species, we investigated changes in both trait means and trait correlations. To do so, we compared plants from native and invaded regions grown in a common garden. According to the expectations of the EICA hypothesis, we observed an increase in seedling height. However, there was little change in other trait means. By contrast, correlations exhibited a clear pattern: the correlations between life history traits and infestation rate by seed predators were always weaker in the invaded range than in the native range. In U. europaeus, the role of enemy release in shaping life history traits thus appeared to imply trait correlations rather than trait means. In the invaded regions studied, the correlations involving infestation rates and key life history traits such as flowering phenology, growth and pod density were reduced, enabling more independent evolution of these key traits and potentially facilitating local adaptation to a wide range of environments. These results led us to hypothesise that a relaxation of genetic correlations may be implied in the expansion of invasive species

The TolC Protein of Legionella pneumophila Plays a Major Role in Multi-Drug Resistance and the Early Steps of Host Invasion

Pneumonia associated with Iegionnaires's disease is initiated in humans after inhalation of contaminated aerosols. In the environment, Legionella pneumophila is thought to survive and multiply as an intracellular parasite within free-living amoeba. In the genome of L. pneumophila Lens, we identified a unique gene, tolC, encoding a protein that is highly homologous to the outer membrane protein TolC of Escherichia coli. Deletion of tolC by allelic exchange in L. pneumophila caused increased sensitivity to various drugs. The complementation of the tolC mutation in trans restored drug resistance, indicating that TolC is involved in multi-drug efflux machinery. In addition, deletion of tolC caused a significant attenuation of virulence towards both amoebae and macrophages. Thus, the TolC protein appears to play a crucial role in virulence which could be mediated by its involvement in efflux pump mechanisms. These findings will be helpful in unraveling the pathogenic mechanisms of L. pneumophila as well as in developing new therapeutic agents affecting the efflux of toxic compounds