Etude neurophysiologique du traitement parallèle de l'information olfactive chez l'abeille Apis mellifera

Les systèmes sensoriels utilisent des voies parallèles pour détecter et traiter les différentes caractéristiques des stimuli environnementaux. Le traitement parallèle a été étudié dans les systèmes auditif, visuel et somatosensoriel, mais les recherches sur la modalité olfactive ont montré peu de progrès. Un modèle invertébré comme l'abeille est très utilisé pour ce type d'étude, car son cerveau est relativement simple et adapté à la réalisation d'enregistrements fonctionnels, et des protocoles comportementaux robustes ont été développés chez cet animal. Chez les abeilles, les odeurs sont détectées au niveau des antennes par des neurones récepteurs olfactifs, qui se projettent vers un premier centre de traitement, le lobe antennaire. Ensuite, l'information est acheminée par des neurones de projection jusqu'aux centres supérieurs, les corps pédonculés et la corne latérale. L'existence de voies parallèles de traitement de l'information olfactive chez l'abeille a été suggérée par la présence de deux tractus de neurones de projection (tractus antenno-protocérébraux médian et latéral, TAPm et TAPl), avec une nette dichotomie sous-tendue par ces tractus, depuis la périphérie jusqu'aux centres supérieurs. La fonction de ce système olfactif double est cependant encore inconnue. Nous avons réalisé une étude fonctionnelle détaillée du codage olfactif au sein de ces deux sous-systèmes, en utilisant l'imagerie calcique in vivo pour enregistrer l'activité neuronale en réponse à des odeurs. Les réponses olfactives dans un des sous-systèmes (TAPm) n'ayant jamais été enregistrées, nous avons développé une nouvelle préparation d'imagerie. Un panel d'odeurs aliphatiques à différentes concentrations a été utilisé pour définir si des caractéristiques telles que la qualité de l'odeur ou sa quantité étaient traitées séparément dans ces deux voies parallèles. Les enregistrements à l'entrée du lobe antennaire ont montré une sensibilité similaire des récepteurs olfactifs appartenant aux deux sous-systèmes, mais ont également mis en évidence des spécificités pour détecter le groupe fonctionnel et la longueur de chaîne carbonée de l'odeur. Les enregistrements des neurones de projection du TAPm et du TAPl à la sortie du lobe antennaire ont montré une nette dichotomie de ces deux voies parallèles : le TAPm procure aux centres supérieurs l'information du groupe fonctionnel de l'odeur alors que le TAPl indique plutôt la longueur de chaîne carbonée de l'odeur. D'autres enregistrements de ces deux types de neurones ont également permis de montrer un traitement séparé des phéromones émises par la reine et par le couvain et un traitement parallèle (redondant) des phéromones émises par les ouvrières. Cependant, tous les types de phéromones testés sont traités de manière combinatoire, chacun étant représenté par une combinaison différente de glomérules du lobe antennaire. Enfin, des enregistrements des terminaisons des neurones du TAPl dans la corne latérale ont mis en évidence un codage olfactif dans cette structure et une conservation des intensités de réponse et des relations de similarité entre odeurs entre le lobe antennaire et la corne latérale. Aucune région spécifique de la corne latérale ne semble impliquée dans le traitement des phéromones. Cependant, les cartes spatiales d'activité de la corne latérale, comme celles du lobe antennaire, permettent de séparer les différents types phéromonaux. Cet ensemble de données démontre l'existence d'un traitement partiellement parallèle et partiellement séparé de l'information olfactive dans le cerveau de l'abeille.Sensory systems use parallel processing to extract and process different features of environmental stimuli. Parallel processing has been studied in the auditory, visual and somatosensory systems, but research in the olfactory modality has shown little progress. An invertebrate model like the honeybee is well-suited for such research, as it provides relative neuronal simplicity with good experimental access to the brain and robust behavioral paradigms. In honey bees, odors are detected by olfactory receptor neurons on the antennae, which project to a primary processing centre, the antennal lobe. Then information is conveyed by projection neurons to higher brain centers, the mushroom bodies and the lateral horn. Strikingly, the honey bee brain contains a dual olfactory system, with a clear dichotomy from the periphery up to higher-order centers, subtended by two main tracts of projection neurons (median and lateral Antenno-Protocerebral Tract, m and l-APT). The function of this dual system is still unknown. We have thus performed a detailed functional study of olfactory coding in both subsystems, using in vivo calcium imaging to reveal neuronal activity. As one of the subsystems (m-APT) has never been imaged before, a novel imaging preparation was developed. Responses to a panel of aliphatic odorants at different concentrations were compared in both subsystems, to investigate whether attributes like odor quality and odor quantity may be separately encoded in these subsystems. Recordings at the input of the antennal lobe revealed a redundant olfactory sensitivity of the olfactory receptors belonging to the two subsystems, but unraveled some specificities of each receptor type for encoding the chemical group and carbon chain length of odor molecules. Specific recordings of m-APT and l-APT projection neurons at the output of the antennal lobe showed a striking dichotomy of these two pathways: m-APT neurons mostly provide higher-order brain centers with information about odorant's functional group, whereas l-APT neurons bring more information about odorant's chain length. Recordings from these two neuron types further, demonstrate segregated processing of the queen-emitted and brood-emitted pheromones, but parallel (redundant) processing of worker-emitted pheromones. However, all types of pheromones are processed using an across-fiber pattern in the worker antennal lobe, each inducing activity in a different combination of glomeruli. Finally, recordings of l-APT terminals in the lateral horn showed the existence of an olfactory code in this structure, and conservation of response intensities and of similarity relationships among odors between the antennal lobe and the lateral horn. We did not find any specific area involved in pheromone processing in the lateral horn of the honey bee. However, spatial activity patterns in the lateral horn, like in the antennal lobe, allow segregating the bees' different pheromone types. This ensemble of new data provides evidence for partly parallel and partly segregated processing of odor information in the bees' dual olfactory pathway

Les paléochenaux : étude géomorphologique et micromorphologique

Résumé de l\u27ouvrage : Quarante hectares de gravière sondés, des vestiges reconnus sur 15 hectares : une fenêtre d\u27une surface exceptionnellement vaste s’est ouverte entre 1989 et 1994 sur l’histoire ancienne de la vallée de la Moselle, près de Crévéchamps. Avec 7 000 structures relevées, Marie-Pierre Koenig et son équipe ont dû respecter une méthodologie rigoureuse pour établir comment, en deux millénaires, les hommes ont colonisé ce fond de vallée soumis aux divagations de la rivière. Grâce au regroupement des structures par ensembles fonctionnels, à leur examen typologique, à leur intégration dans un paysage reconstitué par l’analyse environnementale, grâce aussi à une remarquable étude de la céramique des âges du Bronze et du Fer étayée par la comparaison avec de nombreux sites en Europe du Nord, les auteurs proposent un schéma d’évolution de l’occupation qui fait d’ores et déjà référence. Les défrichements débutent au Néolithique. Durant la protohistoire l’habitat va se densifiant : palissades, chemins et fossés suivent les délimitations naturelles formées par les anciens chenaux tandis que sur les dômes gravillonneux des exploitations se déplacent cycliquement. Par le suite, les Gallo-Romains drainent et cadastrent le terroir. Des fermes y perdurent, héritières des traditions gauloises, mais l’activité se diversifie avec l’ouverture d’une vaste argilière. Jusqu’à ce qu’au IIe s. ap. J.-C. une inondation conduise les hommes à délaisser cette zone trop humide

Nouvelle histoire pour la loire entre nature et société

Revue GeosciencesNew history for the Loire River between Nature and Society Large hydrosystems constitute a major societal challenge, as has been underlined in the various directives that have come out of international conferences on the environment (Stockholm, 1972; the Brundtland report, 1987; Rio, 1992; Kyoto, 2005). The research programme entitled “Zone Atelier Loire” (Loire workshop zone) has emerged from a federation of scientific teams working in human and social sciences, earth sciences and biological sciences. The multidisciplinary research already achieved has provided proof of the substantial impact human societies have had on the geosphere over a span of approximately 5,000 years (i.e., since the Neolithic), with the activities of societies that have been intensifying and accelerating notably during the past two millennia. This research has also demonstrated that land development and activities conducted by societies of the past represent a legacy for modern societies that partially conditions the river's current dynamics. The cumulated effects of all these processes have caused the river bed to settle and modified the flooding hazard, particularly in the middle Loire River zone. The results obtained confirm the usefulness and the contribution of a multi-disciplinary approach in research concerning the environment.La complexité dynamique de la Loire, premier fleuve français par la superficie de son bassin versant (115 000 km2, soit 1/5 du territoire), n'avait jamais été l'objet de recherches interdisciplinaires coordonnées. C'est pourquoi, à partir de 1995, des chercheurs issus des sciences humaines et sociales en région Centre, puis sur l'ensemble du bassin versant de la Loire, se sont organisés pour réfléchir sur l'histoire des relations sociétés-milieux dans cet espace à forts enjeux. Leur projet se place dans la perspective du changement global

Rive droite rive gauche : la Loire et Tours (XIIe-XVe siècles)

From the acquirement of the harbor of Saint-Cyr-on-Loire by canons of Saint - Martin of Tours in the beginning of the XIIe century, it is possible to lead a reflection on the relation left-right banks in Tours in the Middle Ages. Thanks to a regressive and crossing survey of the planimetric and written sources, whose global features must have been noted, we propose hypotheses concerning the configuration of the bed of the Loire in Tours in the beginning of the XVIIe century and at the end of the Middle Ages, while taking account of islands and amenities of societies, as groyne of current derivation. Then, we can make the assumption that the choice of the Saint-Cyr harbor explains itself in part by the game of currents, what makes of the Loire a hydrological restraint socialized by canons, that had integrated in their spatial practices hydromorphological dimension of their environment.A partir de l'acquisition du port de Saint-Cyr-sur-Loire par les chanoines de Saint-Martin de Tours, au début du XIIe siècle, il est possible de mener une réflexion sur la relation rive droite/rive gauche à Tours au Moyen Age. Grâce à une étude régressive et croisée des sources planimétriques et diplomatiques, dont il convient de poser au préalable les caractéristiques générales, afin de bien mesurer les effets de source, nous proposons des hypothèses concernant la configuration du lit de la Loire à Tours au début du XVIIe siècle et à la fin du Moyen Age, en tenant compte des îles et des aménagements des sociétés, comme les épis de dérivation des courants. Nous pouvons ensuite poser comme hypothèse que le choix du port de Saint-Cyr s'explique en partie par le jeu des courants, ce qui fait de la Loire une contrainte hydrologique socialisée par les chanoines, qui avaient intégré dans leurs pratiques spatiales la dimension hydromorphologique de leur environnement

Analyse des trajectoires paysagères de deux hydrosystèmes secondaires ligériens

Les hydrosystèmes secondaires, notamment dans l’Ouest de la France, sont en mutation depuis de nombreuses décennies. Leur gestion, confiée aux services de l’Etat (Ingénieurs des Ponts et Chaussées) jusqu’au milieu du XXe siècle, était orientée vers le besoin de ressource en eau, tout en cherchant à prévenir le risque d’inondation. A partir du début des années 1960, et avec la première loi sur l’eau, la gestion a été confiée aux Syndicats de travaux (anciens Syndicats de rivières) avec comme priorité d’aménager ces objets en lien avec les remembrements parcellaires en cours et d’« assainir » les terres agricoles qui les bordent. D’importants travaux hydrauliques ont alors été menés. Depuis le début du XXIe siècle, les Syndicats de rivières ont entrepris des actions de suppression des différents ouvrages et de diversification d’écoulement des cours d’eau dans un objectif de restauration des continuités écologiques et de préservation de la biodiversité, préconisées par la Directive Cadre sur l’Eau. Ce dernier paradigme remettant en cause les aménagements passés. Ces modes de gestion, aux visées bien distinctes, ont entrainé des modifications morphologiques importantes. Il nous parait pertinent d’étudier ces dynamiques paysagères, notamment dans le but de comprendre les enjeux contemporains et futurs (quantité d’eau, continuités écologiques et biodiversité, pêche, cadre de vie…) liés à ces petites vallées. Cette analyse s’attachera à caractériser les changements, à les quantifier (par le biais d’indicateurs morphologiques) et à les spatialiser afin d’identifier les différents  facteurs de contrôle intervenant dans ces dynamiques et ainsi de dégager des typologies de trajectoires paysagères. La thèse dans laquelle cette étude s’insère s’intéresse à deux hydrosystèmes secondaires tributaires de la Loire, l’Aubance et le Couasnon. L’analyse comparative permettra d’étudier les évolutions morphologiques dans des contextes agricoles et géomorphologiques distincts. La méthodologie employée comprend la comparaison de données anciennes et actuelles, la vérification de terrain et un travail d’analyse spatiale par le biais des outils et méthodes empruntés à la géomatique.  Ce projet de recherche a pour ambition d’analyser les changements morphologiques des hydrosystèmes dont le développement des boisements de fonds de vallées, révélateur des pratiques de gestion que les enjeux génèrent

Quel tableau géographique des paysages ligériens ?

Les paysages de la vallée de la Loire sont fortement marqués par la dynamique du fleuve et de ses affluents qui ont créé une mosaïque de terroirs avec les châteaux, les jardins, une diversité du bâti, des espaces agraires calqués sur les conditions pédoclimatiques. Ces paysages ont subi plusieurs révolutions, industrielles et agricoles, qui les ont profondément transformés. Nous vivons aujourd\u27hui une nouvelle révolution marquée par l\u27extension et la densification urbaine et par l\u27émergence de paysages-vitrines modelés par l\u27écologie et des usages essentiellement touristiques

Rivers groins along the Armoricain Loire : river responses and local resident reactions. A sociogeographical landscape reading as a complement for ecological engineering

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Impacts des héritages sur un hydrosystème : l'exemple des levées en Loire moyenne et océanique

9 p., 2 fig., 1 Tab.Depuis plus de trente ans l'érosion du lit de la Loire moyenne et océanique a fait l'objet d'études qui ont pris uniquement en compte les facteurs liés au développement des activités des sociétés du XXème siècle. Or il apparaît, suite à nos recherches, que la cause première de cette incision du lit de la Loire est la réponse de l'hydrosystème à la construction des levées depuis 500 ans. Cette réponse n'apparaît clairement qu'aujourd'hui du fait de la résilience de l'hydrosystème et de son temps de latence. Cette incision correspond à un processus d'adaptation du fleuve aux contraintes imposées qui à l'échelle de temps des sociétés est lent et donc « invisible ». Ce processus d'incision engendré par l'édification des levées a par ailleurs été amplifié par deux autres types d'intervention humaine qui sont venus s'y surimposer : - les ouvrages de navigation dont l'objectif était de canaliser et de concentrer les écoulements afin de permettre aux bateaux de circuler plus facilement notamment en période d'étiage. Indirectement, la contrainte hydraulique exercée aboutit à la chenalisation, à l'augmentation des vitesses de courant puis à l'incision sur l'axe concerné. - Les extractions excessives de granulats dans le lit mineur qui ont contribué à abaisser le plancher alluvial. La question essentielle qui reste posée est la suivante : les effets de l'arrêt depuis quelques années des extractions de granulats dans le lit mineur (processus réversible) seront ils perceptibles et quand ? alors que les fortes implantations humaines dans le lit majeur ne permettent pas de supprimer la cause initiale de l'incision (les levées) et de rendre au fleuve son espace de divagation naturelle. La réponse à une telle question ne sera envisageable qu'une fois que l'ensemble des processus intervenant dans l'évolution du lit seront finement connus et décrits qu'il s'agisse de processus à long terme (variations climatiques) ou à court terme (occupation du sol, aménagements et autres actions anthropiques). Elle nécessitera alors une approche par modélisation prospective basée sur l'application de scénarios sur l'évolution des conditions du système (hypothèses sur l'évolution climatique future, hypothèses sur les choix des sociétés etc.) Concernant le risque d'inondations, les sociétés contemporaines doivent assumer un héritage. Les sociétés passées ont enclenché un processus de vulnérabilisation lors de l'édification des turcies puis des levées dès le Haut Moyen-Age modifiant ainsi les conditions d'écoulement. La Loire est dès lors un hydrosystème contraint et fragilisé qui, par la vulnérabilité croissante des sociétés, conduit à l'augmentation des risques. Ceux-ci se sont pleinement exprimés au XVIIIème siècle puis au XIXème siècle lors des grandes inondations historiques. Depuis, l'absence de crues majeures à permis d'occulter dans les esprits la notion d'aléa et de risques. Nos interprétations démontrent la nécessaire prise en compte des approches rétrospectives et interdisciplinaires à l'échelle de l'Holocène pour comprendre et expliquer l'état actuel du système, ces dernières permettront de définir des clés pertinentes pour la réalisation d'approches prospectives