Littérature scientifique sur le sujet « Résistance à la chaleur – Régions tropicales »

La température ambiante est l’un des principaux facteurs climatiques affectant les performances des porcs en période estivale dans les régions tempérées et toute l’année dans les régions tropicales. Les températures ambiantes élevées ont des effets directs principalement sur les fonctions de reproduction du mâle ou de la femelle ou indirectement via une réduction de l’ingestion alimentaire sur les performances de lactation et de croissance. Après avoir brièvement rappelé les principes de la thermorégulation chez le porc et les effets de la chaleur sur leurs performances en fonction du stade physiologique, cet article fait le point sur les solutions utilisables pour atténuer les effets négatifs du climat chaud, en particulier, sur la possibilité de sélectionner des animaux thermotolérants. Cette approche consiste à produire des animaux moins sensibles au stress thermique et/ou ayant une thermorégulation plus efficace. Une des principales difficultés est de comprendre les mécanismes physiologiques impliqués dans l’adaptation à la chaleur et la nature des antagonismes entre les caractères de production et d’adaptation. Cette étape préliminaire conditionne le choix des critères mais également de la meilleure méthode de sélection. Comparativement aux autres espèces (volaille et ruminant), la variabilité génétique de la tolérance à la chaleur et les critères physiologiques ou zootechniques utilisables dans une démarche de sélection chez le porc sont assez peu connus. Cependant, des indicateurs de la sensibilité à la chaleur (Heat Shock Protein), de la thermogenèse (consommation résiduelle, protéines découplantes) ou de la thermolyse (rythme respiratoire, conductivité thermique cutanée) pourraient être des bons critères à considérer pour l’obtention d’une lignée thermotolérante.

Un coup de chaleur pendant la dernière semaine d’élevage provoque une hyperthermie et tue un nombre important de poulets. La température corporelle peut être considérée comme un indicateur utile du confort thermique du poulet de chair exposé à la chaleur et de ses capacités d’adaptation. L’acclimatation précoce par exposition des poussins de chair pendant 24 h à 36-40°C, réduit de manière limitée (de 0,12 à 0,30°C) mais significative et durable, la température moyenne corporelle mesurée dans le côlon terminal et diminue la mortalité lors d’un coup de chaleur en période de finition sans réduire la croissance. Plusieurs essais suggèrent au contraire une stimulation de la synthèse musculaire. Ces résultats de recherche sont reproduits dans des conditions tropicales de laboratoire et d’élevage réel au Venezuela. Les mécanismes d’acquisition d’une résistance durable à un stress thermique ne sont pas complètement connus. L’acclimatation précoce réduit l’hématocrite, la viscosité du sang, le taux circulant de T3, sans changer significativement les taux plasmatiques de glucose et de protéines. Aucun résultat ne confirme une implication des protéines de choc thermique (HSP) dans l’acclimatation précoce. Il semble que l’acclimatation précoce agisse en initiant chez le jeune poussin, au moment où il devient homéotherme, un ensemble de mécanismes qui favorisent la thermolyse (circulation sanguine périphérique et hyperventilation) et qui réduisent la thermogenèse au chaud (métabolisme thyroïdien et découplage mitochondrial). Il existe suffisamment de résultats positifs aujourd’hui pour affirmer que la capacité de survie des poulets à un coup de chaleur est augmentée par une exposition à une température élevée pendant 24 h à l’âge de 5 jours.

Le manioc (Manihot esculenta Crantz) est une plante pluriannuelle cultivée dans les régions tropicales de la plupart des pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique Latine. Il contribue fortement à la sécurité alimentaire. L’objectif de cette étude est d’analyser le comportement des polyphénoloxydases (PPO), de la peroxydase (POX) et des composés phénoliques chez trois variétés de manioc au cours de leur induction au Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester (BTH) vis-à-vis de C. gloeosporioides. L’induction de résistance a été évaluée par des PPO , de la POX et de la teneur en composés phénoliques totaux solubles accumulés avant et après l’inoculation (I) par C. gloeosporioides, la stimulation (St) par BTH et de la stimulation suivie de l’inoculation (St+I). Avec les différents traitements, on note une augmentation progressive et significative (p<0,05) de l’activité de ces enzymes et des teneurs en phénols dans les feuilles et les tiges chez les trois variétés. Ces résultats montrent bien que le BTH stimule les mécanismes de défenses des plantes de manioc, bien que ces mécanismes diffèrent en fonction des variétés. English title: Evaluation of polyphenoloxidase and peroxidase activities and accumulation of phenolic compounds in the resistance of stimulated cassava to Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester against Colletotrichum gloeosporioides Penz. Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a perennia plant cultivated in the tropical regions of most countries in Africa, Asia and Latin America. It contributes strongly to food security. The aim of this study was to analyze the behavior of polyphenoloxidases (PPO), peroxidase (POX) and phenolic compounds in three cassava varieties during their induction to Benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carbothionic acid-s-methyl ester (BTH) against C. gloeosporioides. Resistance induction was evaluated by PPO, POX and total soluble phenolic compounds content accumulated before and after inoculation (I) with C. gloeosporioides, stimulation (St) with BTH and stimulation followed by inoculation (St+I). With the different treatments, there was a progressive and significant (p<0.05) increase in the activity of these enzymes and in the phenol contents in the leaves and stems of the three varieties. These results show that BTH stimulates the defense mechanisms of cassava plants, although these mechanisms differ according to the varieties.

Heat stress is a situation in which the animal body has problems dissipating excess heat due to breakdown in maintaining homeostatic body core temperature which resulting to inadequate heat dissipation and discomfort. In this study, Spondias mombin leaf meal (SMLM) rich in ascorbic acid was supplemented in feed aimed at determining effect on selected physiological responses of growing pigs. Sixteen growing female pigs weighing 10.5 to14.0kg were randomly allotted to four treatment supplemented maize feed ingredient with 0, 2.5, 5 and 7.5% SMLM w/w in a completely randomized design with four animals and two replicates per treatment as shown in table1. Results confirmed diurnal variation in temperature-humidity index THI (morning and evening). This variation affects respiratory rate, animal thermal stability and heartbeat rate. There was positive and strong relationship in ameliorating temperature changes in housing environment as animals cope better in diet supplemented with SMLM than control. Respiratory rates were similar across all treatments both morning and evening measurements. However, from table 2, there was significant difference (p<0.05) between control and other treatments with T2 and T3 been similar. Highest values of heart rates were observed in T3 indicating some contribution to involuntary physiological actives in pigs which may be effect of some biocomponents of Spondias sp to cerebella actions in animal brain controlling such involuntary muscle activities. Supplementation of SMLM up to 5% maize in growing female pigs diet have potential to confer thermal stability on animals during high temperature periods notable in humid tropics. Le stress thermique est une condition dans laquelle le corps de l'animal a des problèmes pour dissiper l'excès de chaleur en raison de la dégradation du maintien de la température interne du corps homéostatique, ce qui entraîne une dissipation thermique et une gêne insuffisantes. Dans cette étude, la farine de feuilles de Spondias mombin (SMLM) riche en acide ascorbique a été complétée dans des aliments destinés à déterminer l'effet sur certaines réponses physiologiques des porcs en croissance. Seize porcs femelles en croissance pesant de 10.5 à 14.0 kg ont été attribués au hasard à quatre ingrédients alimentaires de maïs supplémentés par traitement avec 0, 2.5, 5 et 7.5% de SMLM p / p dans une conception complètement randomisée avec quatre animaux et deux répétitions par traitement, comme indiqué dans le tableau 1. Les résultats ont confirmé la variation diurne de l'indice température-humidité THI (matin et soir). Cette variation affecte la fréquence respiratoire, la stabilité thermique de l'animal et la fréquence cardiaque. Il y avait une relation positive et forte dans l'amélioration des changements de température dans l'environnement de logement, car les animaux réagissent mieux avec un régime alimentaire complété avec du SMLM que le témoin. Les fréquences respiratoires étaient similaires pour tous les traitements, les mesures du matin et du soir. Cependant, à partir du tableau 2, il y avait une différence significative (p <0.05) entre le contrôle et les autres traitements avec T2 et T3 étaient similaires. Les valeurs les plus élevées de fréquence cardiaque ont été observées dans T3 indiquant une certaine contribution aux actifs physiologiques involontaires chez les porcs qui peuvent être l'effet de certains biocomposants de Spondias sp sur les actions cérébrales dans le cerveau animal contrôlant ces activités musculaires involontaires. La supplémentation en SMLM jusqu'à 5% de maïs dans le régime alimentaire des porcs femelles en croissance peut conférer une stabilité thermique aux animaux pendant les périodes de températures élevées notables dans les régions tropicales humides.

Le travail de thèse est centré sur la technologie de la semence des taureaux borgou, race prédominante au benin, dans le but d'instaurer l'insémination artificielle dans ce pays. Dans ce travail plusieurs aspects ont été étudiés: (1) les caractéristiques du sperme de taureau en fonction du rythme de récolte pour établir une norme de référence sur laquelle on peut s'appuyer pour juger la semence, (2) les dilueurs pour la conservation du sperme à 5c, (3) la mise au point d'une technique efficace et simple pour la congélation du sperme des taureaux de race africaine qui pourra etre mise en oeuvre localement en pays tropical, et (4) les tests in vitro de qualité de la semence (tests de thermorésistance). Le dilueur à base de citrate/jaune d'uf et celui à base de lait écrémé/jaune d'oeuf protégent convenablement les spermatozoïdes. Dans ces conditions, la longévité des spermatozoïdes n'est pas augmentée par l'addition de fructose et de glycérol au dilueur. En ce qui concerne les paramètres susceptibles d'améliorer les résultats de congélation, trois facteurs ont été étudiés: (1) la durée du refroidissement (le temps 60 mn donne les meilleurs résultats), (2) le temps d'équilibration (pour 3h d'équilibration les taux de spermatozoïdes réanimés sont supérieurs aux autres conditions testées), et (3) le volume de la paillette sur la survie des spermatozoïdes après dégel. Des paillettes dites fines de 0,25 ml permettent un moindre coût du stockage de la semence dans l'azote liquide. Ce travail débouche sur une application technique immédiate: la mise en oeuvre de l'insémination artificielle bovine dans la république du Bénin. Les potentialités d'utilisation pour l'insémination artificielle d'un taureau de race borgou pourrait produire suffisamment de semence pour inséminer au moins 2000 vaches par mois avec de la semence fraiche ou 600 avec de la semence congelée

Les Coccinellidae, dont le régime alimentaire polyphage inclut la prédation d'insectes Hémiptères phytophages ont suscité de multiples tentatives d'acclimatation pour réguler divers ravageurs. Les psylles, bien qu'étant des proies alternatives ou essentielles, est un régime alimentaire beaucoup plus rare et donc bien moins étudié, Obrycki & Kring (1998) ont rapporté que seulement 10% des introductions intentionnelles ont conduit à un succès d’invasion. Ce faible taux d'acclimatation, conjugué aux risques écologiques associés à l'introduction d'espèces exotiques souligne la nécessité d'une évaluation rigoureuse avant toute introduction planifiée pour le contrôle biologique.L’objectif de cette thèse est d'examiner le processus d'acclimatation des coccinelles sur des îles tropicales, en se concentrant spécifiquement sur les espèces psylliphages.Le premier axe est consacré à une méta-analyse des données historiques relatives aux espèces de coccinelles dans des environnements insulaires tropicaux. Cette étude a pour but de délimiter les traits spécifiques des espèces et les caractéristiques des îles qui influencent la présence et l’établissement des espèces de coccinelles, indigènes ou introduites, dans le contexte de la lutte biologique. Une analyse des données de présence sur 86 îles tropicales réparties dans 11 archipels, ainsi que des données morphologiques et écologiques de 250 espèces de coccinelles, a révélé que les espèces indigènes des îles sont principalement aphidiphages et coccidiphages, mais de petite taille. Cela implique souvent l’introduction délibérée d’espèces plus grandes et donc plus voraces pour la lutte biologique. Toutefois, les espèces de plus petite taille présentent un taux de succès d’établissement significativement supérieur. Le deuxième axe se focalise sur la composition et la structuration des communautés de coccinelles psylliphages en milieu insulaire tropical, La Réunion. Il cherche à identifier les espèces qui se regroupent autour des psylles et celles qui utilisent ces insectes comme ressource alimentaire primaire. Cet axe permet de déterminer les facteurs paysagers, climatiques et de disponibilité des proies qui influencent ces assemblages. Un échantillonnage de 11 sites, deux plantes hôte, Leucaena leucocephala et Acacia heterophylla, de deux espèces de psylles, respectivement Heteropsylla cubana et Acizzia uncatoides a été mené sur deux saisons estivales. A La Réunion, 14 des 28 espèces de coccinelles présentes exploitent la ressource en psylles mais seulement trois l’utilise comme ressource essentielle ou alternative : une polyphage indigène : Exochomus laeviusculus ; une aphidiphage exotique : Coccinella septempunctata et une psylliphage exotique : Olla v-nigrum. Le troisième axe analyse les interactions de prédation intraguildes au sein des communautés de coccinelles psylliphages, avec une attention portée à Harmonia conformis et aux trois autres espèces utilisant les psylles comme ressource essentielle ou alternative déterminées dans le deuxième axe. Cette étude vise à caractériser la symétrie, la direction et l'intensité des interactions de prédation intraguildes parmi ces taxons. Des adultes de Harmonia conformis ont été confrontés à des œufs des trois espèces psylliphages présentes à La Réunion et des adultes de ces trois espèces ont été confrontés à des œufs de Harmonia conformis. Les 4 espèces sont des prédateurs intraguildes seules les espèces de taille équivalente ont une relation symétrique d’intensité modérée. Harmonia conformis montre une relation de prédation intraguilde asymétrique envers la Exochomus laeviusculus. Les conclusions tirées de ces trois axes de recherche sur l'évaluation du potentiel invasif et les interactions intraguildes au sein des communautés psylliphages fourniront des indicateurs clés pour évaluer la faisabilité de la lutte biologique par coccinelles en milieu insulaire tropical
The Coccinellidae, whose polyphagous diet includes preying on phytophagous Hemiptera insects, have prompted numerous attempts at acclimatization to regulate various pests. Psyllids, though serving as alternative or essential prey, represent a much rarer diet and thus are less studied; Obrycki & Kring (1998) reported that only 10% of intentional introductions led to successful invasions. This low acclimatization rate, coupled with the ecological risks associated with the introduction of exotic species, underscores the necessity for a rigorous evaluation before any planned introduction for biological control.The objective of this thesis is to examine the acclimatization process of ladybugs on tropical islands, focusing specifically on psyllid-eating species.The first part is dedicated to a meta-analysis of historical data related to ladybug species in tropical island environments. This study aims to delineate the specific traits of the species and the characteristics of the islands that influence the presence and establishment of both indigenous and introduced ladybug species in the context of biological control. An analysis of presence data from 86 tropical islands across 11 archipelagos, as well as morphological and ecological data from 250 ladybug species, revealed that native island species are mainly aphidophagous and coccidophagous but small in size. This often necessitates the deliberate introduction of larger, more voracious species for biological control. However, smaller species show a significantly higher establishment success rate.The second part focuses on the composition and structure of psyllid-eating ladybug communities in a tropical island environment, Réunion Island. It seeks to identify the species that cluster around psyllids and those that use these insects as a primary food resource. This section helps determine the landscape, climatic, and prey availability factors influencing these assemblies. Sampling at 11 sites, involving two host plants, Leucaena leucocephala and Acacia heterophylla, and two psyllid species, respectively Heteropsylla cubana and Acizzia uncatoides, was conducted over two summer seasons. On Réunion Island, 14 out of 28 ladybug species exploit the psyllid resource, but only three use it as an essential or alternative resource: a native polyphage, Exochomus laeviusculus; an exotic aphidophagous, Coccinella septempunctata; and an exotic psyllidophagous, Olla v-nigrum.The third part analyzes the intraguild predation interactions within the psyllid-eating ladybug communities, with a focus on Harmonia conformis and the three other species determined in the second part that use psyllids as an essential or alternative resource. This study aims to characterize the symmetry, direction, and intensity of intraguild predation interactions among these taxa. Adults of Harmonia conformis were confronted with eggs from the three present psyllid-eating species on Réunion Island, and adults from these three species were confronted with eggs of Harmonia conformis. The four species are intraguild predators; only species of equivalent size have a symmetric relationship of moderate intensity. Harmonia conformis shows an asymmetric intraguild predation relationship towards Exochomus laeviusculus.The conclusions drawn from these three research areas on evaluating invasive potential and intraguild interactions within psyllidophagous communities will provide key indicators for assessing the feasibility of biological control by ladybugs in a tropical island environment

La turbidité liée à la présence de chlorophylle controle l'absorption des radiations solaires et donc le stockage de chaleur dans la couche euphotique de l'océan. Dans une première partie, nous avons étudié l'impact du Maximum Profond de Chlorophylle (MPC) fréquemment localisé au niveau de la thermocline. Une version 1D haute résolution d'un Modèle Océanique de Circulation Genérale (MOCG) a été utilisé dans le Dôme de Guinée. Le MPC renforce la stratification de la colonne d'eau et augmente saisonièrement la température Superficielle de la Mer Un enrichissement de la Couche Mélangée (CM) en nitrate a lieu. Dans une deuxième partie, la même méthodologie a été répetée en utilisant un MOCG 3D. Un réchauffement de la TSM peut avoir lieu par diffusion/entrainement de la couche chauffée par le MPC ou par effet optique direct et un refroidissement par résurgence d'eau profonde, refroidies par l'ombrage crée par la chlorophylle. Liée à ces modulations thermiques, les flux de CO2 sont impactés.

Le sous-courant équatorial (EUC), les cellules de circulation méridienne l'alimentant, et leur rôle primordial dans le Pacifique équatorial sur El Niño et sa variabilité décennale, sont étudiés en combinant données in situ et modélisation. Les trajectoires des masses d'eaux dans un modèle numérique réaliste révèlent des recharges/décharges complexes et asymétriques associées à l'El Niño-La Niña de 1997-1998. A partir des données des mouillages TAO méthodiquement bouchées, des séries continues du débit, de la température et de la profondeur de l'EUC sont construites sur 1980-2002 et analysées. Sur 1951-1999 dans le modèle validé, l'EUC, la convergence dans la thermocline, la divergence en surface et l'upwelling équatorial ont les même variations en débit, toutes causées par la tension de vent zonale intégrée zonalement, en accord avec des théories linéaires. Les forts impacts de ces variations de débit et de celles de température sur les bilans de masse et de chaleur sont quantifiés
The equatorial undercurrent (EUC), the shallow meridional overturnings cells feeding it, and their essential role in the equatorial Pacific for El Niño and decadal variability, are studied using both in situ data and model. Trajectories of water masses in a realistic numerical model reveal complex and asymmetric recharges/discharges associated with the 1997-1998 El Niño-La Niña events. Using TAO/TRITON moored data of current and temperature at the equator, with their gaps carefully filled, continuous time series of mass transport, temperature, depth and kinetic energy of the EUC are constructed over 1980-2002 and analysed. Over 1951-1999 in the validated model, EUC, pycnocline convergence, surface divergence and equatorial upwelling have the same variations in mass transport, all caused by zonal wind stretch integrated zonally, in agreement with linear theories. The strong impacts of these variations in mass transport and of those in temperature on mass and heat budgets are quantified

Nos connaissances sur la résilience (résistance à la dégradation et capacité de rétablissement) des pelouses tropicales anciennes restent limitées par rapport à nos connaissances sur les pelouses tempérées. Bien que très résilientes aux perturbations endogènes telles que le feu, la dynamique de la végétation dans les pelouses tropicales sujette au feu semble être freinée par les perturbations anthropiques, en particulier la dégradation du sol. Après la perturbation du sol, le pool interne d’espèces (i.e. la végétation restante et la banque de graines) est souvent réduit et parfois absent, et le rétablissement naturel dépend principalement de la dispersion des graines à partir des sites alentours via la pluie de graines. Cependant, les communautés végétales des zones dont le sol a été perturbé peuvent rester très différentes des sites de référence de nombreuses années après la dégradation, avec pratiquement aucun rétablissement de la végétation naturelle. Bien qu’extrêmement pertinente, la dynamique de dispersion des graines et la résilience des pelouses tropicales anciennes après la perturbation du sol restent très peu étudiées. Dans cette thèse, j'ai effectué une synthèse bibliographique et trois études expérimentales sur la dynamique de la pluie de graines et sur l'enlèvement des diaspores dans les pelouses. J'ai d'abord effectué une revue systématique de la littérature sur les études de pluie de graines dans les pelouses du monde. J'ai (1) évalué où, comment et pourquoi des recherches sur la pluie de graines ont été menées ; (2) examiné la manière dont la conception méthodologique et les résultats ont été rapportés ; et (3) fourni des lignes directrices pour les recherches futures sur la pluie de graines dans les pelouses. J'ai trouvé un déséquilibre remarquable dans le nombre d'études entre les types de pelouses, qui devient encore plus dissemblable d'une plage climatique à l'autre lorsque le domaine couvert par chaque type de pelouse est pris en compte. J'ai identifié d'importantes lacunes dans les connaissances dans la recherche sur la pluie de graines des pelouses. J'ai également constaté une grande disparité entre les méthodes et les données présentées dans les différentes études. De plus, j’ai constaté que seules quelques tentatives avaient été faites pour évaluer l’efficacité des pièges à graines et qu’aucune étude à ce jour n’a proposé de protocole pour évaluer l’efficacité des méthodes de tri des graines. Ensuite, je mène une expérience sur le terrain pour proposer un protocole standard simple permettant d’évaluer l’efficacité de deux types de pièges à graines (pièges collants et entonnoirs) et une méthode de tri des graines permettant d’évaluer l’efficacité des méthodes avant les études de pluie de graines. Les deux derniers chapitres concernent la dynamique de la pluie de graines et de l’enlèvement secondaire des diaspores dans des zones préservées et dégradées par l’exploitation de gravier pour la construction de routes dans la végétation de campo rupestre, une pelouse édaphique mégadiverse du sud-est du Brésil. Le petit nombre de graines récoltées à partir de la pluie de graines indique la limitation des graines et suggère une relation de cause à effet étroite entre la limitation de la dispersion des graines et la faible résilience après perturbation du sol. L’identification de quelques espèces relativement abondantes dans la pluie de graines place ces espèces en tant que bonnes cibles pour la réintroduction dans futurs projets de restauration. Les perturbations ont modifié l'identité des fourmis en interaction avec les diaspores, ce qui a entraîné des résultats contrastés des interactions fourmis - diaspores
Our knowledge of tropical old-growth grassland resilience (i.e. resistance to degradation and capacity for recovery) remains limited relative to our knowledge of temperate grasslands. Although highly resilient to endogenous disturbances such fires, the vegetation dynamics in old-growth fire-prone tropical grasslands seems hampered by anthropogenic disturbances, especially topsoil degradation. After topsoil disturbance, the internal species pool (i.e. remaining vegetation and the seed bank) is often depleted or even absent, and natural regeneration depends mainly on seed dispersal from surrounding sites via the seed rain. However, plant communities on areas disturbed by soil removal can remain very different from preserved sites many years after degradation, with almost no recovery of the natural vegetation. Despite extremely relevant, seed dispersal dynamics and resilience of tropical old-growth grasslands after soil disturbance remains much overlooked. In this thesis, I carried out a review and three experimental studies about seed rain and diaspore removal dynamics in grasslands. In CHAPTER1, I did a systematic literature survey about seed rain studies in global grasslands. I (1) assessed where, how and why research on seed rain has been carried out; (2) examined how methodological design and results have been reported; and (3) provided guidelines for future research on seed rain in grasslands. I found a remarkable unbalance in the numbers of studies between grassland types, which becomes even more dissimilar across global climatic ranges when the area covered by each grassland type is take into consideration. I identified significant knowledge gaps in grassland seed rain research. I also found a great disparity of methods and data being reported across studies. Additionally, I found that only a few attempts have been made to assess the seed trap efficiency and no studies to date have proposed any protocol to evaluate the effectiveness of seed sorting methods. Then, in CHAPTER 2, I ran a field experiment to propose a simple standard protocol to evaluate the efficiency of two seed trap types (sticky and funnel traps) and of a seed sorting method to assess the efficient of the methods prior to seed rain studies. As a case of study, in CHAPTER 3 and 4, I studied seed rain and secondary diaspore removal dynamics in preserved areas and in areas degraded by gravel exploitation for road construction in campo rupestre vegetation, a megadiverse edaphic grassland in southeastern Brazil. The small number of seeds captured in the seed rain, indicates seed limitation and suggests a close causal relationship between seed dispersal limitation and the low resilience after soil disturbance. The identification of some relatively abundant species in the seed rain places these species as good targets for reintroduction in future restoration projects. Topsoil removal changed the identity of ants interacting with diaspores, resulting in contrasting outcomes from ant-diaspore interactions. The lack of diaspore removal towards degraded areas indicates that establishment limitation is a factor hampering natural regeneration. Our findings help to explain, at least partially, why natural regeneration is compromised after soil removal, which strongly influences diaspore fate and interactions with potential ground-dwelling dispersers, resulting in different ecological outcomes and strong influencing vegetation dynamics and regeneration. I expect that these results will guide future research on seed dispersal and resilience in grasslands, underpinning decisions on restoration and conservation practices on these threatened environments
O nosso conhecimento sobre a resiliência (isto é, resistência à degradação e capacidade de recuperação) de savanas tropicais permanece muito aquém do nosso conhecimento já adquirido sobre as savanas temperadas. Savanas tropicais, embora altamente resilientes à perturbações endógenas, como o fogo, se mostram extremamente vulneráveis à certas perturbações antrópicas como a degradação do solo, a quais podem ocasionar drástica alteração da dinâmica da vegetação. Após a perturbação da camada superficial do solo, o conjunto interno de espécies (isto é, a vegetação remanescente e o banco de sementes) são frequentemente reduzidos ou até mesmo completamente eliminados. Nestes casos, a regeneração natural depende principalmente da dispersão de sementes da vegetação do entorno através da chuva de sementes. No entanto, comunidades vegetais em áreas perturbadas pela remoção do solo podem permanecer, mesmo após vários anos ao distúrbio original, muito diferentes do ecossistema de referência, apresentando baixíssima capacidade de regeneração natural. A dinâmica de dispersão de sementes em savanas tropicais, apesar de extremamente relevantes para uma melhor compreensão sobre a resiliência desses ecossistemas frente a ações antrópicas, permanece pouco estudada. Nesta tese, realizei uma revisão e três estudos experimentais sobre a dinâmica da chuva de sementes e da remoção de diásporos no campo rupestre, uma savana tropical natural, megadiversa e muito antiga localizada no sudeste do Brasil. No primeiro capítulo, realizei uma pesquisa bibliográfica sistemática sobre estudos de chuva de sementes em áreas não florestais no mundo com os seguintes objetivos: (1) avaliar onde, como e por que as pesquisas sobre chuva de sementes foram realizadas; (2) examinar como o desenho metodológico e os resultados foram relatados; (3) fornecer diretrizes para futuras pesquisas sobre chuva de sementes em áreas não florestais. Nesta revisão, eu encontrei um notável desequilíbrio no número de estudos entre os tipos diferentes tipos de áreas não florestais, o qual se torna ainda mais notável em relação à distribuição dos estudos entre as faixas climáticas globais e em relação à área total recoberta por cada ecossistema (ex. savanas tropicais). Neste estudo, foram identificadas algumas importantes lacunas de conhecimento relativas a estudos sobre a chuva de sementes em áreas não florestais. Foi evidenciado também uma grande disparidade entre os métodos de estudo de chuva de semente e sobre a maneira de reportar os dados observados, o que dificulta comparações entre estudos. Verificamos que apenas algumas tentativas foram feitas para avaliar a eficiência das armadilhas de captura de sementes e que nenhum estudo até o momento propôs algum protocolo para avaliar a eficácia dos métodos de captura de sementes utilizando armadilhas de sementes para áreas não florestais. No segundo capítulo, foi proposto e testado um protocolo simples para avaliar a eficiência de dois tipos de armadilhas de sementes (armadilhas pegajosa e de funil) e a eficácia de um método de busca e triagem de sementes coletas em armadilhas de funil, os quais podem ser realizados previamente aos estudos de chuva de semente. Como casos de estudo, no terceiro e quarto capítulos, pesquisei a dinâmica da chuva de sementes e de remoção secundária de diásporos em áreas preservadas e em áreas degradadas pela exploração de cascalho para a construção de estradas na vegetação do campo rupestre. O pequeno número de sementes capturadas na chuva de sementes indica limitação na dispersão de sementes e sugere uma estreita relação causal entre a limitação de dispersão de sementes e a baixa resiliência observada nestas áreas degradadas após a perturbação do solo.A identificação de espécies relativamente abundantes na chuva de sementes coloca essas espécies como potenciais alvos para futuros projetos de restauração visando a reintrodução de espécies

Cette these represente une etude a echelle fine de la convection nuageuse tropicale oceanique et de ses effets a plus grande echelle, a l'aide des bilans thermodynamiques fournis par le modele numerique non-hydrostatique explicite de nuages du cnrm. On analyse une portion d'atmosphere correspondant typiquement a une colonne de modele de circulation generale. Les effets radiatifs (schema du cepmmt) ont ete inclus afin de traiter physiquement les interactions convection-rayonnement. De nouveaux diagnostics ont ete developpes afin d'analyser temporellement et spatialement le systeme et les mecanismes operants. On utilise des simulations bidimensionnelles (donnees gate) poursuivies sur quelques jours, pour caracteriser le regime convectif et sa sensibilite (dans un cas de convection peu organisee), et des simulations tridimensionnelles (donnees toga-coare) poursuivies sur une demi-journee, avec inclusion de la phase glace, pour etudier dans le detail un evenement convectif precis (cas observe de lignes convectives). Relativement aux schemas de convection, l'interet de cette approche est de fournir des elements de comparaison et de reflexion difficiles a obtenir a partir des observations seules. Les simulations bidimensionnelles montrent une grande variabilite temporelle de l'activite convective et des transferts verticaux de vapeur d'eau importante, responsables pour ce cas d'une humidification systematique dans les hautes couches nuageuses. Les effets radiatifs intensifient l'activite convective et le cycle diurne du rayonnement represente un facteur de controle conduisant a un maximum d'activite convective pendant la nuit pour les convergences de grande echelle faibles. L'analyse des simulations tridimensionnelles basee sur une partition du systeme en zones internes (convectives, ciel clair) met en evidence les points suivants. On observe un equilibre de masse entre ces zones, ou intervient la masse de l'eau sous ses differentes phases, resultant d'importants mecanismes de compensation. La connaissance du flux de masse en nuages permet d'estimer correctement le rechauffement/assechement par degagement de chaleur latente. En revanche, la somme des flux resolus a l'echelle des zones internes conduit a une large sous-estimation des flux convectifs. Enfin, cette analyse montre la presence conjointe d'une couche de convection peu profonde dans la simulation, qui est responsable d'un minimum d'assechement dans les basses couches

"La formation des Cyclones du Cap Vert met en jeu divers processus : les thalwegs, dorsales de l'onde d'Est africaine et l'anticyclone saharien en moyenne troposphère, les thalwegs des moyennes latitudes en moyenne et haute troposphère, le flux de mousson et les alizés au large de la côte Ouest africaine en basse troposphère, les systèmes convectifs. Ces processus sont étudiés à l'aide d'une climatologie sur cinq ans d'analyses du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme et d'images Meteosat. Deux cas particuliers sont ensuite modélisés avec Méso-NH : celui de la perturbation qui a donné naissance à l'ouragan Helene (2006) et celui de la " Perturbation D ", un cas de non-cyclogénèse observé pendant la campagne AMMA / SOP-3 à Dakar en septembre 2006. Les évolutions des perturbations simulées sont quantifiées à l'aide de bilans d'énergie et de tourbillon. Le résultat principal de cette thèse est que l'ajustement géostrophique du champ de vent à une perturbation de pression d'origine convective dans la région des Îles du Cap Vert ne se produit que lorsqu'il y a un apport d'énergie cinétique tourbillonnaire par une conversion barotrope, ainsi qu'une advection horizontale de tourbillon cyclonique. Ceci confirme l'hypothèse bien connue selon laquelle la cyclogénèse tropicale est le résultat d'une interaction entre systèmes convectifs et un environnement favorable. "
The formation of Cape Verde Cyclones is the result of an interaction between several processes: mid-level African easterly wave's troughs and ridges, low-level monsoon flow and trade winds off the West African coast, convective developements, mid-level Saharan anticyclone, low level Saharan heat low, mid-and upper level troughs of mid-latitude origin. These processes are investigated in a climatologic study of five season of European Center for Medium-range Weather Forcast analyses and Meteosat images. This is complemented with two case studies modelled with Méso-NH: the perturbation which spawn Hurricane Helene (2006) and the so-called "Perturbation D", a non-developing case observed during AMMA / SOP-3 in Dakar in September 2006. The simulated evolutions are quantified with energy and vorticity budgets. The main result of this thesis is that geostrophic adjustment of wind field to a pressure perturbation of convective origin in the Cape Verde Islands area occurs only if there is a production of eddy kinetic energy through barotropic conversion and a horizontal advection of cyclonic vorticity. This confirms the well-known hypothesis that tropical cyclogenesis is the result of an interaction between convective systems and a favourable environement

La faible représentation de la biodiversité dans les modèles de végétation a longtemps été un obstacle à la compréhension et à la projection des processus écosystémiques. La forte biodiversité des forêts tropicales, leur rôle clé dans les cycles biogéochimiques globaux, ainsi que leur vulnérabilité aux perturbations anthropiques directes et indirectes, amplifient les difficultés et enjeux de ces questions de recherche. En particulier, l'augmentation prédite de la fréquence et de l'intensité des sécheresses pourrait impacter la structure et composition floristique de ces forêts, comme dors et déjà observé au cours d'expériences naturelles et artificielles. Cette thèse explore ces questions de recherche à travers deux approches complémentaires, de modélisation et de mesures écophysiologiques. Dans le premier chapitre, je décris un simulateur de croissance forestière individu-centré et spatialement-explicite, TROLL, qui intègre les progrès récents en physiologie des plantes. Les processus sont paramétrés à l'aide de traits fonctionnels espèce-spécifiques, pour une forêt tropicale amazonienne. Une régénération forestière est simulée, et validée par des observations faites en Guyane française. La sensibilité du modèle à plusieurs paramètres globaux clés est évaluée. Enfin, l'influence de la variation de la richesse et composition spécifiques sur les propriétés écosystémiques est explorée. La réponse des forêts tropicales à la sécheresse est mal connue, empêchant la représentation pertinente des processus en jeu dans les modèles de végétation. Les chapitres 2 à 5 de cette thèse ont ainsi pour but de documenter la tolérance à la sécheresse et sa diversité dans une forêt amazonienne. Une méthode récente et rapide de détermination d'un trait de tolérance des feuilles à la sécheresse, le potentiel hydrique des feuilles au point de perte de turgescence (ptlp), est validée et utilisée, permettant de quantifier pour la première fois un tel trait de tolérance à la sécheresse dans une forêt amazonienne à l'échelle de la communauté. Ce jeu de données permet l'exploration des déterminants de la tolérance à la sécheresse des feuilles, à travers les espèces d'arbres, les tailles des individus, les stades de succession, les expositions à la lumière, ainsi que les lianes. La variabilité de ptlp observée suggère une large diversité de réponses à la sécheresse au sein des communautés de plantes amazoniennes. Ceci est confirmé par le suivi direct du flux de sève au cours d'une saison sèche sur divers arbres de canopée. Enfin, je discute les implications de ces résultats pour le développement des futurs modèles de végétation
A great part of uncertainties in our current understanding and projections of the carbon cycle lies in the vegetation compartment. The problem of biodiversity representation in vegetation models has long been an impediment to a detailed understanding of ecosystem processes. The high biodiversity of tropical forests, their disproportionate role in global biogeochemical cycles, together with their vulnerability to direct and indirect anthropogenic perturbations, amplify the relevance of this research challenge. In particular, the predicted increase in drought intensity and frequency in the tropics may impact forest structure and composition, as already observed in natural and artificial experiments. This thesis explores how new advances in modelling and ecophysiology should help improve our understanding of these processes in the future. In the first chapter, I describe an individual-based and spatially-explicit forest growth simulator, TROLL, that integrates recent advances in plant physiology. Processes are linked to species-specific functional traits parameterized for an Amazonian tropical rainforest. This model is used to simulate a forest regeneration, which is validated against observations in French Guiana. Model sensitivity is assessed for a number of key global parameters. Finally, we test the influence of varying the species richness and composition on ecosystem properties. Tropical forest response to drought is not well understood, and this hampers attempts to model these processes. In chapters 2 to 5 I aimed at documenting drought-tolerance and its diversity in an Amazonian forest. A rapid method of determination of a leaf drought tolerance trait, the leaf water potential at turgor loss point (ptlp), was validated and applied to a range of plant species. We established the first community-wide assessment of drought tolerance in an Amazonian forest. These results inform on the drivers and determinants of leaf drought tolerance, across tree species and lianas, tree size, successional stages, light exposition, and seasons. Variability in ptlp among species indicates the potential for a range of species responses to drought within Amazonian forest communities. This is further confirmed by direct monitoring of whole-plant water use on diverse canopy trees during a marked dry season. Finally, I discuss the implications of these results to increase the dialogue between the vegetation modeling community and ecology, to enhance model's predictive ability, and to inform policy choices