Evolutionary Consequences of Altered Atmospheric Oxygen in Drosophila melanogaster

Twelve replicate populations of Drosophila melanogaster, all derived from a common ancestor, were independently evolved for 34+ generations in one of three treatment environments of varying PO2: hypoxia (5.0–10.1 kPa), normoxia (21.3 kPa), and hyperoxia (40.5 kPa). Several traits related to whole animal performance and metabolism were assayed at various stages via “common garden” and reciprocal transplant assays to directly compare evolved and acclimatory differences among treatments. Results clearly demonstrate the evolution of a greater tolerance to acute hypoxia in the hypoxia-evolved populations, consistent with adaptation to this environment. Greater hypoxia tolerance was associated with an increase in citrate synthase activity in fly homogenate when compared to normoxic (control) populations, suggesting an increase in mitochondrial volume density in these populations. In contrast, no direct evidence of increased performance of the hyperoxia-evolved populations was detected, although a significant decrease in the tolerance of these populations to acute hypoxia suggests a cost to adaptation to hyperoxia. Hyperoxia-evolved populations had lower productivity overall (i.e., across treatment environments) and there was no evidence that hypoxia or hyperoxia-evolved populations had greatest productivity or longevity in their respective treatment environments, suggesting that these assays failed to capture the components of fitness relevant to adaptation

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Gestion hydraulique et flux hydro-sédimentaires dans l’Ile de Camargue

L’« Ile de Camargue », partie centrale du delta du Rhône est caractérisée par un hydrosystème complexe. Cet hydrosystème inclut des bassins de drainage agricole à faible gradient altimétrique, des marais et des lagunes saumâtres peu profondes (le système lagunaire du Vaccarès dont la connexion avec la mer est gérée). Les inondations d’octobre 1993 et de janvier 1994, outre un fort dessalement du système, ont conduit à l’importation d’une grande quantité de sédiments sous forme de matière en suspension (MES) charriées par le fleuve en crues. A l’aide de données météorologiques (direction et vitesse du vent), hydrologiques (débit), et de qualité physique de l’eau (concentration en MES) enregistrées et/ou mesurées depuis 1993, nous avons tenté de quantifier le bilan de ces flux de MES sur le système d’étangs du Vaccarès. A l’aide des mesures de MES de l’eau du Rhône pendant les deux périodes de crues, la quantité de MES entrante durant ces deux événements extrêmes a pu être estimée égale à six fois le flux annuel moyen soit environs 18000 tonnes de sédiments importés dans le système Vaccarès. Ces évènements ou les épisodes pluvieux exceptionnels, entrainent de hauts niveaux d’eau dans les étangs induisant un fort débit vers la mer lorsque le mistral souffle. Les périodes de mistral soutenu entraînent également une forte remobilisation des sédiments dans le système conduisant à de fortes concentrations en MES ; dans ces conditions, 9000 tonnes ont ainsi été transférées vers la mer durant l’hiver 93-94. Grâce à des relations empiriques et à un suivi hydrométrique continu, il a pu être établi un bilan d’apport et d’export de MES au système lagunaire. On constate une forte exportation de ces sédiments lors d’années pluvieuses (plus de 7000 tonnes en 2003). Au contraire lors d’années sèches, l’évacuation de l’eau des étangs vers la mer étant peu fréquente, l’essentiel des MES en provenance du bassin versant restent stockées dans la lagune (2000 tonnes de sédiments excédentaires en 2007). L’export de MES vers la mer est étroitement lié à la gestion de la connexion entre les étangs et la mer, laquelle s’effectue prioritairement avec un objectif de prévention du risque d’inondation. L’augmentation de fréquence des évènements extrêmes (sécheresses, crues, tempêtes) associée au changement climatique aura un fort impact sur les contraintes de gestion du delta. Dans ce contexte, il apparait important de considérer l’importation de sédiments dans le delta comme un facteur naturel de résistance à l’augmentation du niveau de la mer

Gestion hydraulique et flux hydro-sédimentaires dans l’Ile de Camargue

Water management and hydro-sedimentary fluxes in the Ile de Camargue The " Ile de Camargue", the central part of the Rhône delta is characterized by a complex hydrosystem. This hydrosystem includes agricultural drainage with low elevation gradient, marshes and brackish shallow lagoons (the lagoon system of Vaccarès whose connection with the sea is managed). The floods of October 1993 and January 1994, in addition to a strong desalination of the system, led to the importation of large quantities of sediment in the form of total suspended solids (TSS) carried by the river in flood. With the help of meteorological (wind direction and speed), hydrological (flow), and physical quality of water (concentration in TSS) data recorded and / or measured since 1993, we attempted to quantify the balance of these TSS fluxes on the Vaccarès lagoon system. With the TSS measures in the Rhone water during the two flood events, the quantity of TSS inbound during both extreme events has been estimated to be equal to six times the average annual flux, t.i.t.s 17,000 tonnes imported in the Vaccarès system. These events or exceptional rainy years imply high water levels in lagoons causing a strong flow into the sea when the northern wind (“ mistral”) blows. The periods of mistral also lead to a strong remobilization of sediment in the system leading to high concentrations of TSS. Under these conditions, 9000 tonnes were transferred to sea during the winter 93-94. Using empirical relationships, we could establish a balance of input and export of TSS to the lagoon system. There is a strong export of these sediments during rainy years (more than 7000 tonnes in 2003). On the contrary during dry years, water outflow from lagoon to the sea is uncommon, most TSS from catchment remain stocked in the lagoon (2000 tonnes of sediment surplus in 2007). The export of TSS to the sea is closely related to the management of the connection between the lagoons and the sea, which is done primarily with a view to prevent the risk of flooding. The increased frequency of extreme events (droughts, floods, storms) associated with climate change will have a strong impact on the management of the delta. In this context, it appears important to consider the import of sediment into the delta as a natural resistance to sea level rise.L’ « Ile de Camargue », partie centrale du delta du Rhône est caractérisée par un hydrosystème complexe. Cet hydrosystème inclut des bassins de drainage agricole à faible gradient altimétrique, des marais et des lagunes saumâtres peu profondes (le système lagunaire du Vaccarès dont la connexion avec la mer est gérée). Les inondations d'octobre 1993 et de janvier 1994, outre un fort dessalement du système, ont conduit à l'importation d'une grande quantité de sédiments sous forme de matière en suspension (MES) charriées par le fleuve en crues. A l'aide de données météorologiques (direction et vitesse du vent), hydrologiques (débit), et de qualité physique de l’eau (concentration en MES) enregistrées et/ou mesurées depuis 1993, nous avons tenté de quantifier le bilan de ces flux de MES sur le système d'étangs du Vaccarès. A l'aide des mesures de MES de l’eau du Rhône pendant les deux périodes de crues, la quantité de MES entrante durant ces deux événements extrêmes a pu être estimée égale à six fois le flux annuel moyen soit environs 17000 tonnes de sédiments importés dans le système Vaccarès. Ces évènements ou les épisodes pluvieux exceptionnels, entrainent de hauts niveaux d'eau dans les étangs induisant un fort débit vers la mer lorsque le mistral souffle. Les périodes de mistral soutenu entraînent également une forte remobilisation des sédiments dans le système conduisant à de fortes concentrations en MES ; dans ces conditions, 9000 tonnes ont ainsi été transférées vers la mer durant l'hiver 93-94. Grâce à des relations empiriques et à un suivi hydrométrique continu, il a pu être établi un bilan d'apport et d'export de MES au système lagunaire. On constate une forte exportation de ces sédiments lors d'années pluvieuses (plus de 7000 tonnes en 2003). Au contraire lors d'années sèches, l'évacuation de l’eau des étangs vers la mer étant peu fréquente, l’essentiel des MES en provenance du bassin versant restent stockées dans la lagune (2000 tonnes de sédiments excédentaires en 2007). L'export de MES vers la mer est étroitement lié à la gestion de la connexion entre les étangs et la mer, laquelle s’effectue prioritairement avec un objectif de prévention du risque d’inondation. L'augmentation de fréquence des évènements extrêmes (sécheresses, crues, tempêtes) associée au changement climatique aura un fort impact sur les contraintes de gestion du delta. Dans ce contexte, il apparait important de considérer l'importation de sédiments dans le delta comme un facteur naturel de résistance à l'augmentation du niveau de la mer.Loubet Aurelien, Pichaud Marc, Chauvelon Philippe. Gestion hydraulique et flux hydro-sédimentaires dans l’Ile de Camargue. In: 31èmes Journées de l’Hydraulique de la Société Hydrotechnique de France. Morphodynamique et gestion des sédiments dans les estuaires, les baies et les deltas. 22 et 23 SEPTEMBRE 2009. 2009

Pan-derived isotopic composition of atmospheric vapour in a Mediterranean wetland (Rhone River Delta, France)

A continuous record of atmospheric vapour isotopic composition (δA) can be derived from the isotope mass balance of a water body submitted to natural evaporation. In this paper, we present preliminary results of the application of this method to a drying evaporation pan, located in a Mediterranean wetland, during a two-month summer period. Results seem consistent with few atmospheric vapour data based on the assumption of isotopic equilibrium with precipitation, but we observed a shift between pan-derived δA and the composition of vapour samples collected by cold trapping. These results suggest that further investigations are necessary to evaluate the effect of diurnal variations of atmospheric conditions on the applicability of the pan-evaporation method, and on the representative of grab atmospheric samples. We also propose a sensitivity analysis for evaluating the impact of the different measured components on δA calculation, and show an improvement in the method efficiency as the pan is drying

Runoff of pesticides from rice fields in the Ile de Camargue (Rhône river delta, France): Field study and modeling

International audienceno abstrac

Delta de Camargue et cycle de l'eau: principaux résultats de l'ORE Resyst

National audienc

Delta de Camargue et cycle de l'eau: principaux résultats de l'ORE Resyst

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Delta de Camargue et cycle de l'eau: principaux résultats de l'ORE Resyst

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