KOUTSIAS Nikos

Visiting Scientist Marie Curie Fellowship 2017, univ. Patras (Greece)

ALVARADO Swanni

Post-doctorant

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

 

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Bourse: São Paulo Research Foundation (FAPESP) - Research Internships Abroad (BEPE), São Paulo, Brésil.

 

 

My research has been conducted mainly in tropical areas (South America and Africa) but also in the Mediterranean environment (Mediterranean Steppe). On these ecosystems, I have strived to understand the effects of disturbances (e.g. fire & grazing) on plant communities and populations, and use this information to propose and evaluate protocols for restoring degraded plant communities. On a theoretical level, I am interested in understanding the different processes that determine the assembly rules of plant communities. My fundamental questions in ecology deal with the role of stochastic, abiotic and biotic filters through which species attempting pass in order to become established in the community. 

From my PhD, my research has been focus on fire ecology and vegetation dynamic, working mainly in tropical savannas. I study the role of fire in shaping community composition and ecosystem processes in savanna ecosystems, with a focus on management and restoration of dry ecosystems. My PhD project focused on the problem of bush fire and its impact on the savannas and woodland and afforested vegetation in a newly protected area in the highlands of Madagascar. My research helped understand the adaptability of savanna-woodland systems to the spatial and temporal variation of bush fires. I evaluated fire effects on vegetation by studying major biological processes such as reproductive phenology, germination, seedling resistance and resilience to fire. 

During my postdoctoral experience, I started to use a remote sensing approach as a complementary tool of the in situ data collection, to modeling the fire dynamic to characterize and monitor landscape changes, structure, ecosystem processes and recovery in tropical savannas in Brazil. More recently, I am using a range of approaches including modeling, remote sensing, and field sampling, and my current activities and research interests include inter-continental and global comparisons of fire on savanna and their impact in the structure and function on this vegetation type. I’m working towards developing a global theory of drivers of fire in a gradient from dry to wet savannas and a statistical description of fire regimes across continents

 

My main project is developed at the Brazilian Lab

Ecosystem Dynamics Observatory 
Departamento de Geografia - Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE)
Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Rio Claro - Sao Paulo – Brazil

Research group web site: http://tscanada.wixsite.com/ecodyn

 

My Research Gate profile: https://www.researchgate.net/profile/Swanni_Alvarado2

My home page: http://swata24.wixsite.com/swanni-alvarado

ASSE Daphné

Doctorante

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

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Daphne Asse 2 

Sujet de thèse 

Comprendre et prédire la réponse des écosystèmes forestiers d'altitude aux changements climatiques. Apports d'un programme de science participative.

Encadrement Doctorat en cotutelle

Directrice : Isabelle CHUINE (CNRS – UMR CEFE - FORECAST)

Co-directeur : Christophe RANDIN (Université de Lausanne - Department of Ecology and Evolution - Suisse

Co-encadrant : Vincent BADEAU (INRA Nancy – UMR EEF)

 

Financement :  ½ Bourse CIFRE (ANRT) et employée de l’association le CREA (Centre de Recherches sur les Ecosystèmes d’Altitude) à Chamonix (74)

Résumé :

Les régions alpines sont particulièrement sensibles aux changements climatiques en cours. Ainsi, l’ouest des Alpes s’est réchauffé deux fois plus vite que l’hémisphère Nord au cours du XXième siècle (+1,5 à +2°C). Les rythmes saisonniers des arbres, comme beaucoup d’autres organismes, sont fortement modifiés par le réchauffement climatique. Des avancées phénologiques de l’ordre de 2 semaines au printemps sur la période 1951-2000 dans les Alpes suisses ont été observés.

Depuis 2004, le Centre de Recherches sur les Ecosystèmes d’Altitude (CREA) a mis en place un programme de science participative, Phénoclim, qui a permis entre autre la récolte de nombreuses observations phénologiques sur l’ensemble des Alpes françaises. A proximité de 60 sites d'observation des stations mesurant la température de l’air à 2 mètres mais aussi la température du sol ont été installées.

L’objectif principal de ce travail de thèse est d’étudier les variations du cycle annuel de développement (débourrement, floraison, sénescence foliaire) de cinq essences forestières (noisetier, frêne, bouleau mélèze, épicéa) au cours des dix dernières années à travers les Alpes et des gradients altitudinaux grâce à l'exploitation de la base de données Phénoclim.

L’exploitation de cette base de données collectée par des « scientifiques-citoyens » doit permettre de répondre à des questions pointues et encore inexplorées de recherche fondamentale. En particulier, elle permettra d’étudier pour la première fois les pressions de sélection que le climat exerce sur les arbres le long des gradients altitudinaux grâce au modèle PHENOFIT.

En trame de fond de ce travail, un autre objectif est de démontrer que des initiatives citoyennes, si elles sont bien menées, peuvent permettre de contribuer à des travaux de recherche de qualité originaux et reconnus par la communauté scientifique internationale.

 

 

Title:

Understand and predict the response of elevation forest ecosystems to climate change with a program of citizen science.

 

Abstract:

Mountain regions are particularly exposed to climate change and temperature. In the Alps increased twice faster than in the northern hemisphere during the 20th century. As an immediate response, spring phenological phases of plant species such as budburst and flowering, have tended to occur earlier.

In 2004, the CREA (Centre de Recherches sur les Ecosystèmes d’Altitude, Chamonix, France) initiated the citizen science program Phenoclim, which aims at assessing the long-term effects of climate changes on plant phenology over the entire French Alps. Sixty sites with phenological observations were equipped with temperature stations across a large elevational gradient.

The main goal of this research is to use the Phenoclim database to understand variations occuring across the Alps over the last ten years in the annual development cycle (budburst, flowering, leaf senescence) of five tree species: hazel, ash, birch, larch and spruce. 

Through the use of this database collected by "citizen-scientists", we aim to adress specific questions that have been previously unexplored in fundamental research. More specifically, thanks to the PHENOFIT model, these data will allow us to study for the first time how climate acts as a selective pressure on trees across elevation gradients. 

Another underlying objective of this work is to demonstrate how carefully constructed citizen science iniitiatives can contribute to high quality and original research recognized by the international scientific community. 

 

LE RONCÉ Iris

 

Thèse soutenue le 12 novembre 2020 (2017-2020)

 

http://www.theses.fr/s212983

 

CEFE-CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

 

 

Sujet de thèse :

Déterminisme environnemental de la fécondité du chêne vert

Encadrement :

Directrice : Isabelle CHUINE (CNRS – UMR CEFE - FORECAST)
Co-encadrant : Jean-Marc LIMOUSIN (CNRS – UMR CEFE - FORECAST)
Co-encadrant : Samuel VENNER (CNRS – UMR LBBE - Equipe Ecologie Quantitative et Evolutive des Communautés)

Financement :

Ingénieure des Ponts, des Eaux et des Forêts en formation doctorale (Ministère chargé de l’écologie)

Résumé :

Le changement climatique exerce une pression croissante sur les forêts du monde entier, et ses impacts potentiels sur la fécondité des arbres sont encore mal compris. De nombreuses espèces d'arbres forestiers se reproduisent suivant des patrons de fructification intermittente et synchronisée entre les individus, dits de masting, dont les déterminants complexes doivent être identifiés pour comprendre l'effet du climat sur la fécondité des arbres forestiers.

Cette thèse a comme objectif général d'approfondir notre connaissance des déterminants environnementaux de la fécondité des arbres forestiers et de leurs interactions, en se focalisant sur le chêne vert, une espèce très répandue en milieu méditerranéen. Elle a aussi pour objectif de déterminer comment la fécondité du chêne vert pourrait être affectée par le changement climatique, et de développer un modèle basé sur les processus capable de prédire cet impact.Ce travail de thèse a donc combiné des analyses de suivis à long terme dans une forêt de chêne vert soumise à une manipulation des précipitations*, des expérimentations de manipulation des relations sources-puits pour l'allocation des ressources à la reproduction à l'échelle individuelle, et de la modélisation.

J'ai montré que la reproduction était fortement régulée par les conditions météorologiques durant le cycle reproducteur, et en particulier par la disponibilité en eau en été-automne, et dans une moindre mesure par la disponibilité en carbone et nutriments ainsi que par la compétition entre fruits et nouveaux bourgeons. Mes résultats expérimentaux montrent que l'allocation de ressources à la reproduction peut être modifiée en cas de limitation des ressources par une défoliation ; et que les fruits en développement ont un impact négatif sur les dynamiques des réserves en azote et en zinc dans les branches ainsi que sur la production des fleurs femelles l'année suivante. Les observations en forêt indiquent qu'une réduction continue des précipitations sur plusieurs années induit une diminution du nombre de fruits produits, indépendamment des effets de la variabilité interannuelle et sans que les arbres semblent être capables de s'y acclimater. Enfin, j'ai développé, au sein du modèle de fonctionnement de l'arbre PHENOFIT, un modèle de fécondité se basant sur les hypothèses et résultats issus de mes travaux et de la littérature.

* Cette partie est basée sur l’analyse de données de floraison et de fructification collectées sur la station expérimentale de Puéchabon (http://puechabon.cefe.cnrs.fr/) depuis 1984, et qui offrent un recul très rare sur l’évolution des dynamiques de fécondité chez les arbres forestiers.


PhD Title:

Drivers of holm oak fecundity

Abstract:

Climate change is placing increasing pressure on forests around the world, and its potential impacts on the reproductive capacity of individuals are yet poorly understood. Many forest tree species reproduce following so-called masting patterns, in which seed production is intermittent and synchronized among individuals, whose drivers need to be identified in order to better understand the impact of climate on the fecundity of forest trees.

The general objective of this thesis is to deepen our knowledge of the environmental drivers of the fecundity of forest trees and their interactions, by focusing on the holm oak, a widespread species in the Mediterranean basin. It also aimed to determine how fecundity could be impacted by climate change, and to develop a process-based model capable of predicting this impact. This thesis work combines analyses of long-term monitoring in a holm oak forest exposed to a rainfall exclusion experiment*, experimental manipulations of source-sink interactions involved in the resource allocation to reproduction, and modelling.

I have shown that reproduction was strongly regulated by weather conditions during the reproductive cycle and in particular by the water availability in summer-autumn, and to a lesser extent by the availability of carbon and nutrients, as well as by competition between fruits and new buds. My experimental results show that the allocation of resources to reproduction could be modified in case of resource limitation due to defoliation; and that developing fruits have a negative impact on the dynamics of nitrogen and zinc reserves in branches, as well as on the production of female flowers the following year. Long-term observations show that multi-year rainfall reduction induce a decrease in the number of fruits produced which is additional to the interannual variability and that tree reproduction does not acclimate to drought. Finally, within the PHENOFIT model, I have developed a fecundity model based on the assumptions and results from my work and from the literature.

*Data analyzed in this project were mainly collected at the Puéchabon long-term monitoring site: http://puechabon.cefe.cnrs.fr/


Publications :

5. Le Roncé I., Gavinet J., Ourcival J.-M., Mouillot F., Chuine I., et Limousin J.-M., 2021. « Holm oak fecundity does not acclimate to a drier world». New Phytologist, 231: 631–645. https://doi.org/10.1111/nph.17412.

4. Le Roncé I., Toïgo M., Dardevet E., Venner S., Limousin J.-M. et Chuine I., 2020. « Resource manipulation through experimental defoliation has legacy effects on allocation to reproductive and vegetative organs in Quercus ilex ». Annals of Botany, 126: 1165–1179. https://doi.org/10.1093/aob/mcaa137

3. Joffard N., Le Roncé I., Langlois A., Renoult J., Buatois B., Dormont L., et Schatz B. 2020. « Floral trait differentiation in Anacamptis coriophora: phenotypic selection on scents, but not on colour ». Journal of Evolutionary Biology, 33: 1028–1038. https://doi.org/10.1111/jeb.13657

2. Chapurlat É., Le Roncé I., Ågren J., et Sletvold N. 2020. « Divergent selection on flowering phenology but not on floral morphology between two closely related orchids ». Ecology and Evolution, 10: 5737–5747. doi: https://doi.org/10.1002/ece3.6312

1. Schermer, É., Bel‐Venner M.‐C., Gaillard J.‐M., Dray S., Boulanger V., Le Roncé I. , Oliver G., Chuine I., Delzon S., et Venner S. 2019. « Flower Phenology as a Disruptor of the Fruiting Dynamics in Temperate Oak Species ». New Phytologist, 225: 1181-1192. https://doi.org/10.1111/nph.16224


 

GAÜZERE Julie

Photo JGauzere

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

 

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Thèmes de recherche

Mots Clefs : Biologie évolutive – Génétique quantitative – Micro-évolution – Plasticité phénotypique – Dispersion pollinique

Ma thématique de recherche principale porte sur l’étude des mécanismes adaptatifs (au sens large) impliqués dans la réponse des populations naturelles aux changements environnementaux.

      Mes travaux ont notamment visé à apporter des preuves empiriques des effets des flux de gènes sur les capacités adaptatives de populations naturelles d’arbres. Je m’intéresse également aux questions méthodologiques concernant l’utilisation des modèles bayésiens en écologie évolutive et l’exploitation des données moléculaires dans les modèles de génétique quantitative.

     Dans le cadre du projet ANR MeCC (Mécanismes de l’adaptation au Changement Climatique), mes travaux ont actuellement pour but de comprendre comment la micro-évolution et la plasticité phénotypique affecteront la phénologie des arbres. Pour cela, une approche de modélisation basée sur l’utilisation d’un modèle d’aire de distribution basé sur les processus a été choisie (modèle PHENOFIT). Plus particulièrement, mes travaux soulèvent les questions suivantes :

-          Où et quand la plasticité phénotypique est-elle adaptative ? Notamment, est-ce que les changements dus à la plasticité opposent les gradients de sélection prédits sur les dates de débourrement chez les espèces présentant des variations contre-gradient ?

-          Est-ce que l’écart phénotypique entre les dates prédites et optimales va augmenter avec l’accentuation du réchauffement climatique ?

-          Comment l'évolution des dates phénologiques peut affecter les prédictions de déplacement d'aires de distribution chez les espèces forestières ?

 

Research topics

Keywords : Evolutionary biology – Quantitative genetics – Micro-evolution – Phenotypic plasticity – Pollen dispersal

My main research topic deals with the adaptive mechanisms (at the broad sense) involved in the response of natural populations to environmental changes.

     My work notably aimed at bringing empirical evidences on the effects of gene flow on the adaptive potential of natural tree populations. I am also interested in methodological questions about the usefulness of bayesian models in evolutionary ecology and the use of molecular information in quantitative genetic models.

    In the framework of the ANR project MeCC (adaptive Mechanisms to Climate Change), my work currently aims at understanding how micro-evolution and phenotypic plasticity will affect forest tree phenology. A modeling approach based on a process-based species distribution model was chosen (PHENOFIT model) to investigate that question. More specifically, my work will address the following questions :

-          When and where is the phenotypic plasticity adaptive ? Notably, do changes due to plasticity oppose the predicted selection gradients on bud burst dates in species with counter-gradient variations ?

-          Will phenotypic mismatch between the predicted and optimal bud burst dates increase in the future with increasing climate warming ?

-             How will the evolution of the phenological dates affect the predictions of tree species distributions ?

 

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Brief CV

2015-oct 2017   PostDoc, CEFE, Montpellier, with Isabelle Chuine and Ophélie Ronce (ISEM)

2011-2014           PhD in Ecology and Evolution, Montpellier SupAgro, with Etienne Klein and Sylvie Oddou-Muratorio (INRA, Avignon). Effects of long-distance pollen dispersal on the adaptive potential of beech populations along an elevational gradient.

2011                      M.Sc in Diversity and Evolution, Université Montpellier II

2011                      Engineer in Agronomy, Montpellier SupAgro

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Publications

6. Gauzere J, Delzon S, Davi H, Bonhomme M, Garcia de Cortazar-Atauri I, Chuine I 2017 « Integrating interactive effects of chilling and photoperiod in phenological process-based models. A case study with two European tree species: Fagus sylvatica and Quercus petraea ». Agricultural and Forest Meteorology, 244-245: 9-20.

5. Gauzere J, Klein EK, Brendel O, Davi H, Oddou-Muratorio S 2016 « Using partial genotyping to estimate the genetic and maternal determinants of adaptive traits in a progeny trial of Fagus sylvatica ». Tree Genetics and Genomes, DOI: 10.1007/s11295-016-1062-3

4. Gauzere J, Oddou-Muratorio S, Gay L, Klein EK 2016 « Partial genotyping at polymorphic markers can improve heritability estimates in sibling groups ». Molecular Ecology Resources 16(6), 1340-1352

3. Lefèvre F, Boivin T, Bontemps A, Courbet F, Davi H, Durand-Gillmann M, Fady B, Gauzere J, Gidoin C, Karam M-J, Lalagüe H, Oddou-Muratorio S, Pichot C. 2012 « Considering evolutionary processes in adaptive forestry ». Annals of Forest Science 71 (7), 723-739.

 

2. Gauzere J, Oddou-Muratorio S, Pichot C, Lefèvre F, Klein EK 2013 «  Biases in quantitative genetic analyses using open-pollinated progeny tests from natural tree populations ». Acta Botanica Gallica 160 : 3-4, 227-238.

 

1. Gauzere J, Klein EK, Oddou-Muratorio S 2013 « Ecological determinants of mating sytem within and between three Fagus sylvatica populations along an elevational gradient ». Molecular Ecology 22 : 5001-5015.