Energetic constraints on avian incubation : studies of three passerine species.

Field studies were conducted with "three species of passerine, in order to investigate the possibility that an energetic constraint limits reproduction during incubation. Swallows (Hirundo rustiea), Dippers (Cinelus einelus) and Great Tits (Parus nlajor) were studied at sites in Central Scotland. All three species exhibit gynelateral intermittent incubation, so time and energy must be allocated between the conflicting demands of reproduction and selfmaintenance. An assessment of incubation ability in the Swallow was conducted by the manipulation of clutch size during incubation. There was evidence of a clutch size dependent cost, as the duration of the incubation period was prolonged for enlarged (15.6d) compared to reduced (14.8d) clutches. The proportion of eggs hatching successfully was also lower in enlarged (81 %) than in reduced (92%) clutches, though enlarged clutches still produced the greatest number of hatched young. Clutch manipulation did not influence patterns of nest attendance, or female body condition. No effects of incubation effort were detected posthatch on either parents or offspring. The effects of clutch size on field metabolism during incubation were investigated in the Dipper. Clutch size was manipulated and energy use measured by means of the doubly labelled water technique. The results were combined with previous data collected for incubating Dippers. The field metabolic rate of 33 incubating females averaged 5.41 ± 1.34 cm3 CO2 g-l h-1 , equivalent to a daily energy expenditure of 211.52" ± 51.25kJ ind-1 d-1 , e.3 times the basal metabolic rate. Clutch enlargement resulted in an increase in energy use to 4-6 times basal metabolism for some birds," but not for others. While the mean energy use did not differ between groups, the variation amongst birds was significantly greater for enlarged than control clutches. Energy use was also influenced by river flow rates, the duration of incubation sessions and behaviour during incubation recesses. Manipulation of the energy budget of incubating Great Tits was achieved by the reduction of thermoregulatory demands. Treated nest boxes were supplied with additional heat during the hours of darkness, resulting in an elevation of nest air temperature of e.4°C above the corresponding temperature for a control group, lasting for a period of 9 hours. This produced an estimated energetic saving of 10kJ per night. Heated birds increased the duration of both the ~period of continuous incubation overnight and of incubation sessions throughout the following day, resulting in an additional 51 minutes per day spent incubating compared to the control group. The metabolic rate of22 incubating Great Tits was 7.79 ± 2.43 cm3 C02 g-1 h- 1 , or 106.4 ± 32.2 kJ ind-1 d- 1 , equivalent to e.3 times basal metabolism. Energy use escalated for control, but not for heated birds at low ambient temperatures. The importance of reserve storage and utilisation, and of provisioning by the mate were evaluated in each species. A combined hypothesis was proposed to account for body condition during incubation, incorporating elements of programmed reserve utilisation, mass adjustment, maintenance of an insurance reserve and reproductive stress. In summary, the study found "evidence of an energetic constraint acting during incubation in these species." Energy use increased in a probabilistic manner with increasing clutch size, such that birds with large clutches increased their risk of being unable to incubate the entire clutch successfully. It was suggested that such a constraint could contribute to the determination of an upper limit for avian clutch size

Construction participative d’un modèle régional pour l’évaluation de la demande en eau agricole: un exemple dans le bassin de la Drôme

International audienceLa " gestion intégrée des ressources en eau " tente de rendre compte du fonctionnement d’" hydro-systèmes " qui rassemblent un ensemble de ressources et d’usages de l’eau en interaction au sein d’un territoire, qui lui-même recouvre diverses unités administratives ou politiques. Pour mettre en place cette gestion intégrée, certains pays ont opté pour une décentralisation : la gestion de l’eau est alors confiée à des organisations de bassin au sein desquels siègent des porte-parole des différents intérêts en jeu. Ces organisations soulignent le peu de support pour favoriser la concertation. Les outils disponibles mettent l’accent sur les processus biophysiques, mais proposent une représentation très simplifiée des usages notamment agricoles. Ces usages sont non seulement liés aux disponibilités en eau et à ses conditions d’accès, mais aussi au contexte technologique, économique, et institutionnel dans lequel les agriculteurs évoluent. Pour favoriser la concertation, nous proposons de construire avec les acteurs locaux une représentation du système dans lequel ils agissent, touchant à la fois aux aspects techniques, et économiques. L’objectif est de représenter les interactions entre ressource et usages (notamment agricoles), et d’évaluer les conséquences de scénarios imaginés à l’échelle du territoire. Ce modèle régional comprend donc (i) une caractérisation hydrologique simplifiée qui permet d’évaluer en entrée les disponibilités initiales de la ressource et de mesurer les impacts des prélèvements, (ii) un modèle bio-physique PILOT qui permet d’évaluer les consommations d’eau, et les rendements selon les pratiques agricoles et les conditions agroclimatiques, et (iii) un modèle technico-économique qui rend compte des choix techniques des agriculteurs et de leurs conséquences en termes économiques. Le modèle technicoéconomique des activités agricoles à l’échelle régionale s’appuie sur une typologie des exploitations et des ateliers de productions agricoles. Dans ce modèle, (i) les activités agricoles à l’échelle régionale sont la somme pondérée des activités des exploitations types (les pondérations correspondent aux effectifs d’exploitations), et (ii) les activités d’une exploitation type sont la somme pondérée d’ateliers de production types (les pondérations correspondent aux dimensions des ateliers). Cette structure permet d’agréger à l’échelle régionale les impacts des activités et de désagréger à l’échelle des exploitations et de leurs activités les conséquences de mesures globales. La construction participative du modèle régional s’appuie sur la mise en place dès le démarrage de l’étude d’un " groupe de pilotage ", composé des représentants des acteurs locaux. Ce groupe de pilotage participe à la modélisation en fournissant les données nécessaires et en validant chaque étape de la construction. Le modèle, construit et validé par Colloque - 13th IWRA World water congress, 1-4 september 2008, Montpellier tous les acteurs, peut alors contribuer à aider les décideurs locaux ou régionaux à élaborer des scénarios raisonnés pour définir des stratégies de gestion intégrée et durable de l’eau. Nous avons mis en oeuvre cette démarche dans le bassin de la Drôme dans le cadre du programme APPEAU financé par l’Agence Nationale de la Recherche (programme " Agriculture et Développement Durable "), et en nous appuyant sur les travaux du programme MIPAIS financé par l’Union Européenne (programme Interreg III Medoc). / The "integrated management of water resources" tries to convey the functioning of the "hydro-systems" which brings together a group of resources and uses of water. This group of resources and uses interacts within a territory, which itself includes various administrative or political units. In order to develop this integrated management, some countries have chosen decentralization: water management is then given to basin institutions within which representatives of the various key interests sit. These institutions emphasize the poor support they get to encourage the dialogue. Available tools emphasize biophysical process but provide a very simplified representation of uses, and particularly of farm uses. These uses are not only linked to water availabilities and to its conditions of access, but also to the technological, economic, and institutional background in which the farmers operate. With the local stakeholders, we suggest to build a model of the system in which they act. At the same time, this model includes the technical, economic, and environmental sides. Therefore, this regional model includes (i) a hydrological model, which enables to assess as input the initial resource availabilities and to measure the impacts of withdrawals, (ii) a biophysical model which enables to assess crop water needs, yields and environmental impacts according to agricultural practices and agro-climatic conditions, and (iii) a technical and economic model which conveys the technical choices of farmers and theirs economic consequences. The construction of the hydrological and biophysical models can be limited to the parameterization of pre-existing models. The technical and economic model of farm activities at the regional scale relies on a typology of farms and of farm production units; its structure has been designed to enable an aggregation and a desegregation of the results between various scales, which provides a detailed analysis of the studied scenarios. The participative construction of the regional model relies on the creation, from the start of the study, of a “steering group” compound of the representatives of local stakeholders. This steering group takes part in the modelling by supplying the necessary data and by validating each stage of the model construction. The model, build and validated by all the stakeholders, can then contribute to help the local or regional decision-makers to develop reasoned scenarios in order to define strategies of integrated and sustainable water management. We have implemented this approach in the Drôme basin within the framework of the APPEAU project funded by the "Agriculture et Développement Durable" program of the French National Research Agency, and by relying on the works of the MIPAIS project funded by the Programme Interreg III Medoc of the European Union. This paper presents the first results obtained

Oxidative phosphorylation flexibility in the liver of mice resistant to high-fat diet-induced hepatic steatosis.

OBJECTIVE To identify metabolic pathways that may underlie susceptibility or resistance to high-fat diet-induced hepatic steatosis. RESEARCH DESIGN AND METHODS We performed comparative transcriptomic analysis of the livers of A/J and C57Bl/6 mice, which are, respectively, resistant and susceptible to high-fat diet-induced hepatosteatosis and obesity. Mice from both strains were fed a normal chow or a high-fat diet for 2, 10, and 30 days, and transcriptomic data were analyzed by time-dependent gene set enrichment analysis. Biochemical analysis of mitochondrial respiration was performed to confirm the transcriptomic analysis. RESULTS Time-dependent gene set enrichment analysis revealed a rapid, transient, and coordinate upregulation of 13 oxidative phosphorylation genes after initiation of high-fat diet feeding in the A/J, but not in the C57Bl/6, mouse livers. Biochemical analysis using liver mitochondria from both strains of mice confirmed a rapid increase by high-fat diet feeding of the respiration rate in A/J but not C57Bl/6 mice. Importantly, ATP production was the same in both types of mitochondria, indicating increased uncoupling of the A/J mitochondria. CONCLUSIONS Together with previous data showing increased expression of mitochondrial β-oxidation genes in C57Bl/6 but not A/J mouse livers, our present study suggests that an important aspect of the adaptation of livers to high-fat diet feeding is to increase the activity of the oxidative phosphorylation chain and its uncoupling to dissipate the excess of incoming metabolic energy and to reduce the production of reactive oxygen species. The flexibility in oxidative phosphorylation activity may thus participate in the protection of A/J mouse livers against the initial damages induced by high-fat diet feeding that may lead to hepatosteatosis

Oscillation of linear ordinary differential equations: on a theorem by A. Grigoriev

We give a simplified proof and an improvement of a recent theorem by A. Grigoriev, placing an upper bound for the number of roots of linear combinations of solutions to systems of linear equations with polynomial or rational coefficients.Comment: 16 page

Close to Uniform Prime Number Generation With Fewer Random Bits

In this paper, we analyze several variants of a simple method for generating prime numbers with fewer random bits. To generate a prime $p$ less than $x$, the basic idea is to fix a constant $q\propto x^{1-\varepsilon}$, pick a uniformly random $a<q$ coprime to $q$, and choose $p$ of the form $a+t\cdot q$, where only $t$ is updated if the primality test fails. We prove that variants of this approach provide prime generation algorithms requiring few random bits and whose output distribution is close to uniform, under less and less expensive assumptions: first a relatively strong conjecture by H.L. Montgomery, made precise by Friedlander and Granville; then the Extended Riemann Hypothesis; and finally fully unconditionally using the Barban-Davenport-Halberstam theorem. We argue that this approach has a number of desirable properties compared to previous algorithms.Comment: Full version of ICALP 2014 paper. Alternate version of IACR ePrint Report 2011/48

Sharpenings of Li's criterion for the Riemann Hypothesis

Exact and asymptotic formulae are displayed for the coefficients $\lambda_n$ used in Li's criterion for the Riemann Hypothesis. For $n \to \infty$ we obtain that if (and only if) the Hypothesis is true, $\lambda_n \sim n(A \log n +B)$ (with $A>0$ and $B$ explicitly given, also for the case of more general zeta or $L$-functions); whereas in the opposite case, $\lambda_n$ has a non-tempered oscillatory form.Comment: 10 pages, Math. Phys. Anal. Geom (2006, at press). V2: minor text corrections and updated reference

Le SIG, un outil de gestion de l'eau dans un périmètre irrigué: cas du secteur S7 au Gharb, Maroc

International audienceDepuis un siècle, la création de réseaux collectifs d'irrigation a été un moyen au service de la puissance publique pour atteindre ses objectifs de politique agricole et d'aménagement du territoire. En 1961, l'office national des irrigations s'est fixé une doctrine de l'intervention en matière de développement hydro agricole : priorité à la grande hydraulique, création de grands périmètres irrigués, mise au point d'un modèle d'aménagement, introduction des cultures sucrières et du contrat de cultures entre l'Etat et les agriculteurs, création de structures locales d'intervention plus proches des agriculteurs (les centres de mise en valeur). Ce modèle technique de l'aménagement hydro-agricole, notamment dans le périmètre irrigué du Gharb, résolvait, avec élégance, le problème majeur de l'articulation et de la gestion de nombreuses données dans un aménagement intégré : satisfaction des besoins en eau, disposition des cultures et des propriétés de façon à permettre le respect de l'assolement préconisé et la distribution des doses d'eau appropriées aux besoins des cultures. Le début des années1990 a été marqué par le désengagement de l'Etat du suivi de la gestion des périmètres irrigués et la libéralisation des assolements. Ainsi, libres dans leurs choix de production, les agriculteurs ont transformé leur système de production pour faire face à la nouvelle conjoncture économique (signature des accords de libre échange avec l'Europe et les USA, etc.). Dans ce nouveau contexte, le rôle des offices régionaux de mise en valeur agricole (Ormva) s'est limité à la prestation du service de vente de l'eau d'irrigation, de la gestion du réseau d'irrigation et de l'encadrement des agriculteurs. Les Ormva, se sont trouvés incapables de suivre la quasi-totalité des agriculteurs faisant partie de leur zone d'action. Cela est dû d'une part, à l'immensité des périmètres irrigués et, d'autre part, au manque de moyens humains et logistiques mis à la disposition des Ormva. La représentation cartographique reste le meilleur outil de la présentation de l'espace, mais pour la rendre dynamique, et en faire un outil de la création de dialogue entre les acteurs il faut lui donner un caractère dynamique. Une première analyse du système d'information de l'Ormva du Gharb a montré l'existence de nombreuses informations sur les cultures pratiquées, les consommations en eau qui peuvent générer de la connaissance sur ce qui se passe réellement sur le périmètre, mais ces informations sont dispersées dans les différents services, entre lesquels la circulation de ces données est presque inexistante. Ces données ne sont pas exploitées, ni vérifiées à cause de la difficulté de l'outil de gestion des données mis en place par l'Ormva et de l'immensité de l'effectif des détenteurs de codes (agriculteurs). Pour faire face à cette situation, la mise en place d'un dispositif d'observation territorial demeure une démarche indispensable pour la gestion des périmètres irrigués. Pour surmonter le problème d'accès à l'information, il est préconisé de mettre en place une cellule d'observation, qui sera formée des agents de plusieurs départements de l'Ormva, ce qui facilitera la disponibilité, la fluidité, le traitement des données et la circulation de l'information