Drastic Measures: 8 Wild Ways to Combat Invasive Species

Employing everything from love potion to meat-eating ants, scientists try to stem the influx of new invasive species with some "creative" ideas

By Cassandra Willyard   

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=wild-ways-to-combat-invasive-species

Comme les grands poissons prédateurs et les mammifères marins d'aujourd'hui, les reptiles marins qui occupaient leurs niches écologiques il y a entre 205 et 65 millions d'années produisaient leur propre chaleur corporelle.

Université de Lyon

Une dent de mosasaure (à droite) et une autre d'ichthyosaure (à gauche). C'est dans ce type de dents fossiles que les chercheurs ont mesuré le taux d'oxygène 18 absorbé par ces animaux pendant leur croissance ; ils en ont déduit leur température corporelle.

Alain Bénéteau

Un mosasaure (Prognathodon) attrape une ammonite dans les eaux de l'océan crétacé, où rode aussi un plésiosaure (Elasmosaurus) au long cou caractéristique.

Alain Bénéteau

Un ichthyosaure (Platypterygius) saute au-dessus de l'océan crétacé après avoir attrapé un calmar.

On pensait que la plus importante phase de diversification de la vie océanique, il y a quelques 460 millions d'années, s'était déclenchée alors que la plupart des niches écologiques marines étaient vides. Un site de fossiles marocain remet en cause cette hypothèse.

Ci-dessus, deux types d'organismes typiques des faunes ordoviciennes trouvés dans la formation de Fezouata : une limule (à gauche) et un arthropode chéloniellide (à droite). Ci-dessous, deux types d'organismes typiques des faunes cambriennes : un vers annelide (à gauche) et un arthropode marellomorphe(à droite).

François Savatier/Pour la Science

Le nombre de familles d'organismes marins a varié avec le temps. Les époques de radiations, caractérisées par une augmentation du nombre de familles, sont clairement séparées par les fossés creusés dans la biodiversité par les extinctions de masse.

Questions à Thuy Le Toan, responsable du groupe « Biomass » du Centre d’études spatiales de la biosphère de Toulouse.

Selon une étude américaine, le couvert forestier mondial aurait diminué de 101 millions d’hectares entre 2000 et 2005, soit une baisse de 3,1 %. C’est plus que les quelque 65 millions d’hectares mentionnés par la FAO. D’où vient ce désaccord ?

T.L.T. Les estimations de la FAO sont fondées sur les déclarations des pays et concernent les surfaces forestières converties à d’autres utilisations ou disparues pour causes naturelles [1]. Alors que les chercheurs américains ont estimé les surfaces couvertes d’arbres à partir d’images satellitaires [2].

Comment ont-ils procédé ?

T.L.T. Ils ont utilisé les données fournies par le spectromètre de moyenne résolution Modis embarqué à bord des satellites de la NASA. L’idée était de repérer les zones où le couvert forestier a diminué entre 2000 et 2005, et ce, pour chacun des grands types de forêt. Ils ont ensuite sélectionné de façon aléatoire 541 blocs de 18,5 sur 18,5 kilomètres et comparé pour chacun d’eux les images du satellite Landsat en 2000 et 2005. Ils en ont déduit les zones où le couvert forestier avait disparu. L’extrapolation de ces données à la planète aboutit au chiffre de 101 millions d’hectares. Les forêts boréales comptant pour environ un tiers de cette perte. Ces valeurs sont toutefois à manipuler avec précaution. 

Pourquoi ce bémol ? 

T.L.T. Surtout parce que la densité d’échantillonnage – 0,22 % – est très faible. La déforestation peut donc toucher des zones non échantillonnées. Les tendances à la baisse sont cohérentes avec ce que l’on connaît par ailleurs, notamment au niveau des régions boréales. Nous venons par exemple de montrer, grâce à des mesures radar du satellite ALOS de l’agence spatiale japonaise JAXA, que les pertes en surface et en biomasse sont beaucoup plus importantes que prévu : jusqu’à – 16 % en dix ans dans certaines zones de Sibérie centrale [3]. L’augmentation des feux naturels, en lien avec la hausse des températures enregistrée depuis trente ans, est en cause. 

Les satellites permettent-ils de faire la différence entre la déforestation et l’évolution naturelle des forêts ? 

T.L.T. L’observation de la forme des zones concernées, de leur taille, de leur proximité avec des routes ou des zones habitées, la détection éventuelle de cendres, etc. sont autant d’indications sur les causes possibles de déforestation notamment boréale. C’est ainsi que les chercheurs américains ont calculé que 60 % des pertes étaient, dans ces régions boréales, dues aux feux, et 40 % à l’exploitation, aux maladies et aux insectes. Pour affiner ces estimations, il faudrait aussi mesurer les gains de surface forestière et, plus important, la quantité de biomasse. C’est l’objet du projet de satellite Biomass sur lequel je travaille depuis quelques années, dans le cadre du programme d’exploration de la Terre de l’ESA.

Propos recueillis par Fabienne Lemarchand

[1] www.fao.org/forestry/fra/fra2010/fr
[2] M. Hansen et al., PNAS, doi/10.1073/pnas.0912668107, 2010.
[3] http://tinyurl.com/2vu5hfc

http://www.larecherche.fr/content/actualite-terre/article?id=27930

Sequencing Napoleon's nemesis

Body-louse genome offers a glimpse into the genetic legacy of life as a permanent parasite.

Heidi Ledford

Body lice have played a key role in human history.James Gathany / CDC

They are our some of our nearest, but not dearest, neighbours. They have clung to us for most of the roughly 70,000 years since humans first donned clothes. Our wardrobes gave them shelter — and in return, they gave us typhus and trench fever.

The body louse has shaped human history. It has been blamed for weakening Napoleon's soldiers as they floundered in Russia, and even for contributing to the spread of bubonic plague. Now, in a paper published this week in the Proceedings of the National Academy of Sciences, its genetic secrets have been laid bare as researchers report the genome sequence of mankind's pesky hitchhiker, Pediculus humanus humanus¹.

The honour thrusts the body louse into the company of a select few entomological nasties with sequenced genomes, including the parasitic wasp (Nasonia; see 'Parasitic wasps' DNA laid bare') and two species of mosquito (Aedes aegypti and Anopheles gambiae; see 'Mosquito genome leaves researchers itching for more').

Other insects have also had their genomes sequenced — the famous fruitfly Drosophila melanogaster and the industrious honeybee Apis mellifera among others — but the body louse is the only member of this elite club that is 'hemimetabolous', meaning that it does not undergo complete metamorphosis.

Juvenile body-louse nymphs look like miniature adults, and this is believed to reflect a more primitive state in arthropod evolution, says Dale Clayton, an evolutionary parasitologist at the University of Utah, Salt Lake City, who was not involved with the study.

"This genome is a gold mine of genes to use in constructing the evolutionary relationship among thousands of other insect groups," he says.

Bloody diet

The body louse is called a 'permanent' parasite because it relies on its host at every stage of its life cycle. From the moment a body louse emerges from its egg, buried in a seam of clothing, it dines on nothing but human blood. "That's a really poor diet," notes Clayton, "There's a lot of important nutrition missing from blood."

The new genomic analysis has revealed a source of at least one of those missing nutrients: the sequence of a bacterium living in the body louse, Candidatus Riesia pediculicola, turned up several genes involved in the synthesis of vitamin B5. Without that bacterium, the body louse is doomed, says Barry Pittendrigh, an entomologist at the University of Illinois at Urbana-Champaign and a member of the genome sequencing team.

In fact, as may be expected from its highly dependent lifestyle, the body louse has a streamlined genome that lacks many genes associated with sensing and responding to the environment, particularly those associated with smell and taste.

Body lice also have fewer genes that detoxify risky compounds. This feature is of particular note to John Clark, a neurotoxicologist at the University of Massachusetts, Amherst, who studies the growing problem of pesticide resistance in head lice (Pediculus humanus capitis).

The dearth of detoxifying enzymes in body lice means less work for his lab as they sift through and catalogue each enzyme according to its substrates and activities, he says. For example, compared with Drosophila, body lice have only a third as many members of the cytochrome p450 class of such enzymes.

Head lice, which can run rampant among children, are much more common than body lice, which are found primarily on those who may lack access to regular showers and changes of clothing, such as the homeless. But although the two are closely related, head lice do not transmit the bacterial diseases carried by body lice, notes Clayton, a mystery that he hopes will be addressed by future studies now that the genome is in hand.

"Body lice are rare, but when they're around they're really dangerous because of this vectoring capability," he says. "If suddenly one of these bacterial agents mutates in a way that allows it to be vectored by head lice, then you've got an enormous problem."

Kirkness, E. F. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA doi:10.1073/pnas.1003379107 (2010).

http://www.nature.com/news/2010/100621/full/news.2010.308.html