Cartographie prédictive de la distribution de la diversité en bryophyte associée aux forêts matures dans un paysage fortement aménagé à l'aide des indices dérivés de liDAR

L’exploitation sylvicole affecte les conditions de l’habitat en augmentant les niveaux de luminosité, en diminuant les taux d’humidité, en homogénéisant la microtopographie et en réduisant l’apport en débris ligneux et leur niveau de décomposition. Ces changements affectent particulièrement les bryophytes associées aux forêts matures qui nécessitent des conditions d’humidité élevée et de luminosité basse et qui requière des substrats spécifiques. La composition en bryophyte se trouve fortement restreinte à la suite de traitements sylvicoles, étant composée d’un sous-ensemble des espèces auparavant présentes et d’espèces communes tolérantes aux activités anthropiques. Le retour à des compositions semblables à celles retrouvées dans les forêts matures dépendra du retour des conditions du microhabitat et du microclimat. Cependant, même avec des conditions d’habitat favorable à la germination et l’établissement, sans sources de propagules (structure permettant la reproduction) au sein du paysage, la recolonisation restera limitée. Afin d’assurer une diversité élevée en bryophyte au sein du paysage, il est donc primordial de déterminer la répartition des zones hautement diversifiées en bryophyte pouvant agir comme sources de propagules pour la recolonisation. Grâce à la relation existante entre la disponibilité des gradients de ressources et l’adaptation des espèces à exploiter ces ressources, il est possible de faire la cartographie prédictive de la biodiversité. Il s’agit en fait de recenser cartographiquement les ressources disponibles dans le paysage pouvant être consommé et qui assurent la survie et le maintien des espèces visées afin de prédire leur présence. Puisque les indices dérivés du nuage de points obtenu par balayage aéroporté (LiDAR; Light Detection and Ranging) permettent la cartographie et la caractérisation des ressources disponibles dans l’habitat à diverse échelle et de manière fiable, leur utilisation dans la modélisation de la distribution spatiale d’espèces a été réalisé avec succès dans de nombreuse études. L’objectif de cette étude était d’évaluer la capacité des indices dérivés du nuage de point obtenu par balayage aéroporté (LiDAR) et des Modèles numériques de Terrain (MNT) à prédire des zones hautement diversifiées en bryophyte à l’échelle du peuplement dans un paysage fortement aménagé. Pour ce faire, nous avons échantillonné huit types de peuplements matures dans le district de Black Brook au nord-ouest du Nouveau-Brunswick. Plus spécifiquement nous avons; 1) Évalué la richesse et la composition retrouvée dans les huit types de peuplements, 2) déterminé et caractérisé les variables terrains associées aux microhabitats expliquant la diversité, 3) développé des indices dérivés du MNT et du nuage de points associés à la diversité et la distribution spatiale en bryophyte. Ceci nous a permis de développer un modèle prédictif de la diversité et la distribution spatiale en bryophyte à l’échelle du paysage aux fins de gestion de la biodiversité en bryophyte. Les résultats démontrent qu’il y a une forte hétérogénéité dans la composition en bryophyte entre les types de peuplement. La richesse et la composition sont reliées au gradient d’humidité, de luminosité, à la microtopographie et à la qualité et la diversité en microhabitat. Spécifiquement, les peuplements à proximité de cours d’eau, n’ayant pas subi de traitement sylvicole, avec une microtopographie hétérogène et un nombre élevé de microhabitats différents et de qualité étaient plus riches en bryophytes. Les indices retenus pour la modélisation de la composition en bryophyte sont la distance la plus proche d’un cours d’eau, la rugosité, le ratio de la densité de la canopée et la fermeture de la canopée à 18 mètres au-dessus du sol. Ces indices expliquent environ 45% de la composition en bryophyte, mais sont faiblement reliés à la richesse. Les modèles construits à partir de ces indices permettent de prédire la composition avec une certitude jouant entre 82% et 87%. La distance la plus proche à un cours d’eau est la variable la plus importante dans la détermination de la composition à l’échelle du paysage (P<0.05, r2= 0.65). Ceci met en relief l’importance des bandes riveraines comme habitat diversifié en bryophyte pouvant agir comme sources de propagules dans un paysage aménagé. Les modèles développés démontrent qu’il est possible d’utiliser des indices dérivés du MNT et du nuage de points (LiDAR) comme substitut aux données recueillies sur le terrain dans l’estimation de la distribution de la composition en bryophyte au sein du paysage aménagé

Genome-wide organellar analyses from the hornwort <i>Leiosporoceros dussii</i> show low frequency of RNA editing

<div><p>Because hornworts occupy a pivotal position in early land colonization as sister to other bryophytes, sister to tracheophytes, or sister to all other land plants, a renewed interest has arisen in their phylogenetic diversity, morphology, and genomes. To date, only five organellar genome sequences are available for hornworts. We sequenced the plastome (155,956 bp) and mitogenome (212,153 bp) of the hornwort <i>Leiosporoceros dussii</i>, the sister taxon to all hornworts. The <i>Leiosporoceros</i> organellar genomes show conserved gene structure and order with respect to the other hornworts and other bryophytes. Additionally, using RNA-seq data we quantified the frequency of RNA-editing events (the canonical C-to-U and the reverse editing U-to-C) in both organellar genomes. In total, 109 sites were found in the plastome and 108 in the mitogenome, respectively. The proportion of edited sites corresponds to 0.06% of the plastome and 0.05% of the mitogenome (in reference to the total genome size), in contrast to 0.58% of edited sites in the plastome of <i>Anthoceros angustus</i> (161,162 bp). All edited sites in the plastome and 88 of 108 sites in the mitogenome are C-to-U conversions. Twenty reverse edited sites (U-to-C conversions) were found in the mitogenome (17.8%) and none in the plastome. The low frequency of RNA editing in <i>Leiosporoceros</i>, which is nearly 88% less than in the plastome of <i>Anthoceros</i> and the mitogenome of <i>Nothoceros</i>, indicates that the frequency of RNA editing has fluctuated during hornwort diversification. Hornworts are a pivotal land plant group to unravel the genomic implications of RNA editing and its maintenance despite the evident evolutionary disadvantages.</p></div

Summary table of the genes present in hornwort mitogenomes, + gene presence, ψ pseudogene.

<p>Summary table of the genes present in hornwort mitogenomes, + gene presence, ψ pseudogene.</p

Nature and density of RNA edited sites in the organellar genomes of <i>Leiosporoceros</i> and other hornworts.

<p>Nature and density of RNA edited sites in the organellar genomes of <i>Leiosporoceros</i> and other hornworts.</p

Summary table of the genes present in hornwort plastomes, + gene presence, ψ pseudogene.

<p>Summary table of the genes present in hornwort plastomes, + gene presence, ψ pseudogene.</p

Conversion of amino acids resulting from RNA editing in the plastome and mitogenome of <i>L</i>. <i>dussii</i>.

<p>Conversion of amino acids resulting from RNA editing in the plastome and mitogenome of <i>L</i>. <i>dussii</i>.</p

Map of the <i>L</i>. <i>dussii</i> plastome.

<p>Genes (exons are denoted as closed boxes) on the outside of the outermost circle are transcribed in the counter clockwise direction, while genes on the inside of this circle are transcribed in the clockwise direction. Structural components are labeled on the inner circle as LSC and SSC regions, IR_A and IR_B. Inner graph charts % GC content across the genome. A color-coded scale classifies the genes into functional categories.</p

Functional consequence and efficiency of RNA editing in the protein-coding regions of <i>L</i>. <i>dussii</i> plastid and mitochondrial transcripts.

<p>The edited sites were classified into three categories: conservative (when the editing events improved sequence conservation to orthologous proteins from green algae or other land plants), non-conservative (when they reduced sequence conservation), and synonymous or silent sites (when the amino acids corresponding to these sites were not altered).</p

Map of the <i>L</i>. <i>dussii</i> mitogenome.

<p>Genes (exons indicated as closed boxes) on the outside of the circle are transcribed in the clockwise direction, and genes on the inside of the circle are transcribed in the counter clockwise direction. Pseudogenes are marked with a ψ. A color-coded scale classifies the genes into functional categories.</p