Quels sont les facteurs naturels et humains conduisant au statut invasif ? Le cas de l'ajonc (Ulex europaeus) sur l'île de La Réunion

For over twenty years, invasive species have been raised to the rank of major public problems because of their effects on the environment, economy and health. The main objective of this PhD thesis is to identify natural and human factors leading to attribute over time the public status of invasive species to certain species and in certain contexts, through the case of gorse (Ulex europaeus) on the island of La Réunion (Indian Ocean). This work have a three-part structure: (i) a comparison of biological characteristics of gorse between La Reunion, where it is called / declared invasive, and France, its native range, (ii) a historical analysis of its geographic expansion through natural and human factors, (iii) a study of the construction of public status attributed to gorse since its introduction on the island. The results showed a biological evolution between gorse populations of France and La Reunion related to germination rate and velocity, and seed dispersal. Coupled with a faster growth of individuals previously demonstrated, this suggest that colonization capacities of gorse are more important in the invasive region than in its native region. These capacities have favoured its geographic expansion in agricultural and natural environments, in interaction with the uses, agricultural practices and land uses, which themselves result from the overall socio-economic context from European scale to family farming scale. The construction and publicizing of the invasive status of gorse on this island is a combination between these ecological features and sociological elements: a new ecological vision of the world on a global scale, and, on a regional scale, social interactions between stakeholders about the management of protected natural areas. These results demonstrate one more time the importance of interdisciplinary approaches to understand the fundamentally hybrid object, product of nature and culture.Depuis plus d'une vingtaine d'années, les espèces invasives ont été hissées au rang des problèmes publics majeurs en raison de leurs effets sur l'environnement, l'économie ou la santé. L'objectif général de cette thèse est d'identifier les facteurs naturels et humains conduisant à attribuer au cours du temps le statut public d'espèce invasive à certaines espèces et dans certains contextes, à travers le cas de l'ajonc d'Europe (Ulex europaeus) sur l'île de La Réunion (Océan Indien). Ce travail se structure en trois parties : (i) une comparaison des caractéristiques biologiques de l'ajonc entre La Réunion, où il est déclaré invasif, et la France métropolitaine, d'où est-il originaire, (ii) une analyse historique de sa dynamique d'expansion géographique et des facteurs naturels et humains qui l'ont favorisée, et (iii) une étude de la construction des statuts publics qui lui ont été attribués depuis son introduction. Les résultats ont révélé une évolution biologique entre des populations d'ajonc de France et de La Réunion sur le taux et la vitesse de germination, et la production et dispersion des graines. Couplée à une croissance des individus plus rapide précédemment démontrée, ceci suggère que les capacités de colonisation de l'ajonc sont plus importantes dans l'île que dans sa zone d'origine. Ces capacités ont favorisé son expansion géographique dans les milieux agricoles et naturels, en interaction avec les usages du sol, les pratiques agricoles et les savoir-faire liés à l'ajonc. Ces éléments découlent eux-mêmes du contexte socio-économique global à l'œuvre, de l'échelle européenne à l'échelle de l'exploitation agricole familiale. La construction et publicisation du statut invasif de l'ajonc dans l'île résulte d'une combinaison entre ces éléments écologiques et les éléments sociologiques suivants : une nouvelle lecture scientifique écologique du monde à l'échelle globale, et, à l'échelle régionale, des jeux d'acteurs complexes autour de la gestion des milieux naturels protégés. Ces résultats mettent une fois de plus en évidence l'importance des approches interdisciplinaires pour appréhender les objets foncièrement hybrides, produits de nature et de culture

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 ajoncs autour du Monde

International audienc

The pan-genome of Lactobacillus reuteri strains originating from the pig gastrointestinal tract

Background Lactobacillus reuteri is a gut symbiont of a wide variety of vertebrate species that has diversified into distinct phylogenetic clades which are to a large degree host-specific. Previous work demonstrated host specificity in mice and begun to determine the mechanisms by which gut colonisation and host restriction is achieved. However, how L. reuteri strains colonise the gastrointestinal (GI) tract of pigs is unknown. Results To gain insight into the ecology of L. reuteri in the pig gut, the genome sequence of the porcine small intestinal isolate L. reuteri ATCC 53608 was completed and consisted of a chromosome of 1.94 Mbp and two plasmids of 138.5 kbp and 9.09 kbp, respectively. Furthermore, we generated draft genomes of four additional L. reuteri strains isolated from pig faeces or lower GI tract, lp167-67, pg-3b, 20-2 and 3c6, and subjected all five genomes to a comparative genomic analysis together with the previously completed genome of strain I5007. A phylogenetic analysis based on whole genomes showed that porcine L. reuteri strains fall into two distinct clades, as previously suggested by multi-locus sequence analysis. These six pig L. reuteri genomes contained a core set of 1364 orthologous gene clusters, as determined by OrthoMCL analysis, that contributed to a pan-genome totalling 3373 gene clusters. Genome comparisons of the six pig L. reuteri strains with 14 L. reuteri strains from other host origins gave a total pan-genome of 5225 gene clusters that included a core genome of 851 gene clusters but revealed that there were no pig-specific genes per se. However, genes specific for and conserved among strains of the two pig phylogenetic lineages were detected, some of which encoded cell surface proteins that could contribute to the diversification of the two lineages and their observed host specificity. Conclusions This study extends the phylogenetic analysis of L. reuteri strains at a genome-wide level, pointing to distinct evolutionary trajectories of porcine L. reuteri lineages, and providing new insights into the genomic events in L. reuteri that occurred during specialisation to their hosts. The occurrence of two distinct pig-derived clades may reflect differences in host genotype, environmental factors such as dietary components or to evolution from ancestral strains of human and rodent origin following contact with pig populations

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.The 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 region

The role of eye movements in a contour detection task

Vision combines local feature integration with active viewing processes, such as eye movements, to perceive complex visual scenes. However, it is still unclear how these processes interact and support each other. Here, we investigated how the dynamics of saccadic eye movements interact with contour integration, focusing on situations in which contours are difficult to find or even absent. We recorded observers' eye movements while they searched for a contour embedded in a background of randomly oriented elements. Task difficulty was manipulated by varying the contour's path angle. An association field model of contour integration was employed to predict potential saccade targets by identifying stimulus locations with high contour salience. We found that the number and duration of fixations increased with the increasing path angle of the contour. In addition, fixation duration increased over the course of a trial, and the time course of saccade amplitude depended on the percept of observers. Model fitting revealed that saccades fully compensate for the reduced saliency of peripheral contour targets. Importantly, our model predicted fixation locations to a considerable degree, indicating that observers fixated collinear elements. These results show that contour integration actively guides eye movements and determines their spatial and temporal parameters

Serine-Rich Repeat Protein adhesins from Lactobacillus reuteri display strain specific glycosylation profiles

Lactobacillus reuteri is a gut symbiont inhabiting the gastrointestinal tract of numerous vertebrates. The surface-exposed Serine-Rich Repeat Protein (SRRP) is a major adhesin in Gram-positive bacteria. Using lectin and sugar nucleotide profiling of wild-type or L. reuteri isogenic mutants, MALDI-ToF-MS, LC-MS and GC-MS analyses of SRRPs, we showed that L. reuteri strains 100-23C (from rodent) and ATCC 53608 (from pig) can perform protein O-glycosylation and modify SRRP100-23 and SRRP53608 with Hex-Glc-GlcNAc and di-GlcNAc moieties, respectively. Furthermore, in vivo glycoengineering in E. coli led to glycosylation of SRRP53608 variants with α-GlcNAc and GlcNAcβ(1→6)GlcNAcα moieties. The glycosyltransferases involved in the modification of these adhesins were identified within the SecA2/Y2 accessory secretion system and their sugar nucleotide preference determined by saturation transfer difference NMR spectroscopy and differential scanning fluorimetry. Together, these findings provide novel insights into the cellular O-protein glycosylation pathways of gut commensal bacteria and potential routes for glycoengineering applications

Mutations in KEOPS-Complex Genes Cause Nephrotic Syndrome with Primary Microcephaly

Galloway-Mowat syndrome (GAMOS) is an autosomal-recessive disease characterized by the combination of early-onset nephrotic syndrome (SRNS) and microcephaly with brain anomalies. Here we identified recessive mutations in OSGEP, TP53RK, TPRKB, and LAGE3, genes encoding the four subunits of the KEOPS complex, in 37 individuals from 32 families with GAMOS. CRISPR-Cas9 knockout in zebrafish and mice recapitulated the human phenotype of primary microcephaly and resulted in early lethality. Knockdown of OSGEP, TP53RK, or TPRKB inhibited cell proliferation, which human mutations did not rescue. Furthermore, knockdown of these genes impaired protein translation, caused endoplasmic reticulum stress, activated DNA-damage-response signaling, and ultimately induced apoptosis. Knockdown of OSGEP or TP53RK induced defects in the actin cytoskeleton and decreased the migration rate of human podocytes, an established intermediate phenotype of SRNS. We thus identified four new monogenic causes of GAMOS, describe a link between KEOPS function and human disease, and delineate potential pathogenic mechanisms

Human subcortical brain asymmetries in 15,847 people worldwide reveal effects of age and sex

The two hemispheres of the human brain differ functionally and structurally. Despite over a century of research, the extent to which brain asymmetry is influenced by sex, handedness, age, and genetic factors is still controversial. Here we present the largest ever analysis of subcortical brain asymmetries, in a harmonized multi-site study using meta-analysis methods. Volumetric asymmetry of seven subcortical structures was assessed in 15,847 MRI scans from 52 datasets worldwide. There were sex differences in the asymmetry of the globus pallidus and putamen. Heritability estimates, derived from 1170 subjects belonging to 71 extended pedigrees, revealed that additive genetic factors influenced the asymmetry of these two structures and that of the hippocampus and thalamus. Handedness had no detectable effect on subcortical asymmetries, even in this unprecedented sample size, but the asymmetry of the putamen varied with age. Genetic drivers of asymmetry in the hippocampus, thalamus and basal ganglia may affect variability in human cognition, including susceptibility to psychiatric disorders