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Jacques Labonne, Aurélie Manicki, Louise Chevalier, Marin Tétillon, François Guéraud, Andrew P. Hendry. (2021). Using Reciprocal Transplants to Assess Local Adaptation, Genetic Rescue, and Sexual Selection in Newly Established Populations (Vol. 12).
Abstract: Small populations establishing on colonization fronts have to adapt to novel environments with limited genetic variation. The pace at which they can adapt, and the influence of genetic variation on their success, are key questions for understanding intraspecific diversity. To investigate these topics, we performed a reciprocal transplant experiment between two recently founded populations of brown trout in the sub-Antarctic Kerguelen Islands. Using individual tagging and genetic assignment methods, we tracked the fitness of local and foreign individuals, as well as the fitness of their offspring over two generations. In both populations, although not to the same extent, gene flow occurred between local and foreign gene pools. In both cases, however, we failed to detect obvious footprints of local adaptation (which should limit gene flow) and only weak support for genetic rescue (which should enhance gene flow). In the population where gene flow from foreign individuals was low, no clear differences were observed between the fitness of local, foreign, and F1 hybrid individuals. In the population where gene flow was high, foreign individuals were successful due to high mating success rather than high survival, and F1 hybrids had the same fitness as pure local offspring. These results suggest the importance of considering sexual selection, rather than just local adaptation and genetic rescue, when evaluating the determinants of success in small and recently founded populations.
Keywords: gene flow genetic rescue local adaptation mating success small population
Programme: 1041
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Francesco Enrichi, Dorthe Dahl-Jensen, Jørgen Peder Steffensen, Carlo Barbante. (2021). Theoretical and Experimental Analysis for Cleaning Ice Cores from EstisolTM 140 Drill Liquid (Vol. 11).
Abstract: To reconstruct climate history of the past 1.5 Million years, the project: Beyond EPICA Oldest Ice (BEOI) will drill about 2700 m of ice core in East Antarctica (2021–2025). As drilling fluid, an aliphatic ester fluid, EstisolTM 140, will be used. Newly drilled ice cores will be retrieved from the drill soaked in fluid, and this fluid should be removed from the cores. Most of it will be vacuum-cleaned off in a Fluid Extraction Device and wiped off with paper towels. Based on our experiences in Greenland deep ice coring, most of the residual fluid can be removed by storing the cores openly on shelves in a ventilated room. After a week of “drying”, the cores have a dry feel, handling them do not give “wet” gloves and they can easily be marked with lead pencils. This paper presents a theoretical investigation and some simple testing on the “drying” process. The rates of sublimation of ice and evaporation of fluid have been calculated at different temperatures. The calculations show that sublimation of the ice core should not occur, and that evaporation of fluid should be almost negligible. Our test results support these calculations, but also revealed significant fluid run-off and dripping, resulting in the removal of most of the fluid in a couple of days, independent of temperature and ventilation conditions. Finally, we discuss crucial factors that ensure optimal long-term ice core preservation in storage, such as temperature stability, defrosting cycles of freezers and open core storage versus storage of cores in insulated crates.
Keywords: Beyond EPICA drilling Estisol ice cores
Programme: 1202
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Christo Buizert, T. J. Fudge, William H. G. Roberts, Eric J. Steig, Sam Sherriff-Tadano, Catherine Ritz, Eric Lefebvre, Jon Edwards, Kenji Kawamura, Ikumi Oyabu, Hideaki Motoyama, Emma C. Kahle, Tyler R. Jones, Ayako Abe-Ouchi, Takashi Obase, Carlos Martin, Hugh Corr, Jeffrey P. Severinghaus, Ross Beaudette, Jenna A. Epifanio, Edward J. Brook, Kaden Martin, Jérôme Chappellaz, Shuji Aoki, Takakiyo Nakazawa, Todd A. Sowers, Richard B. Alley, Jinho Ahn, Michael Sigl, Mirko Severi, Nelia W. Dunbar, Anders Svensson, John M. Fegyveresi, Chengfei He, Zhengyu Liu, Jiang Zhu, Bette L. Otto-Bliesner, Vladimir Y. Lipenkov, Masa Kageyama, Jakob Schwander. (2021). Antarctic surface temperature and elevation during the Last Glacial Maximum (Vol. 372).
Abstract: Water-stable isotopes in polar ice cores are a widely used temperature proxy in paleoclimate reconstruction, yet calibration remains challenging in East Antarctica. Here, we reconstruct the magnitude and spatial pattern of Last Glacial Maximum surface cooling in Antarctica using borehole thermometry and firn properties in seven ice cores. West Antarctic sites cooled ~10°C relative to the preindustrial period. East Antarctic sites show a range from ~4° to ~7°C cooling, which is consistent with the results of global climate models when the effects of topographic changes indicated with ice core air-content data are included, but less than those indicated with the use of water-stable isotopes calibrated against modern spatial gradients. An altered Antarctic temperature inversion during the glacial reconciles our estimates with water-isotope observations.
Programme: 902
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Ménot, R.P. (2021). The Geology of East Antarctica (between ∼85° E and ∼145° E), in Geology of the Antarctic Continent.
Abstract: This chapter treats the Antarctic region facing West and South Australia, approximately from 85° E to 145° E (Fig. 1-1), i.e. the easternmost province of the “East Antarctic Shield” (see chapters 1.2/1.2.1). Therefore, the following major areas will be described: from West to East, Kaiser-Wilhelm-II.-Land, Queen Mary Land, Wilkes Land, Terre Adélie and western George V Land. Eastern George V Land and northern Victoria Land are excluded from this review as they can be regarded as the foreland of the Transantarctic Mountains geological domain (chapters 4 and 5).
Programme: 1003
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Lavrillier, A., Gabyshev S. (2021). A Siberian Indigenous Knowledge System for Understanding Climate Change (Vol. II).
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Guillaume Hubert. (2021). Analyses of the Secondary Cosmic Ray using CCD camera in high-altitude observatories and Antarctica stations (Vol. 395).
Abstract: Charge-Coupled Device (CCD) and Array Pixel Sensors (APS) can be used to image radiation-induced energy deposition. The high sensitivity of depleted silicon to ionizing radiation constitutes an opportunity to investigate radiation effects while it is a nuisance to astronomer activities. CCD and APS provide a better combination of spatial and intensity resolution for radiation events than other available types of detector. This paper proposes to analyze radiation events observed in the CCD camera and more specifically analyses of charge deposition spectra and spatially extensive events. Measurements were performed in the Pic du Midi from 2011 to 2015 and in the Concordia Antarctica station since 2018. Coupled transport models (i.e. particle transport and charge transport in semiconductors) allow investigating contributions to charge collection spectra as a function of the particle nature, i.e. neutron, proton and muon. Coupled measurements and simulations allow to access to the detected secondary CR flux and the charge deposition pattern. Results showed that high charge level events seen on atmospheric sites can be considered as hadronic component (mainly neutrons and protons) while low charge levels and punctual events are induced by muons which are able to generate up to 3 fC in the CCD camera. Hence, thanks to double level of measurement sites, muon discrimination from other secondary particles has been investigated. Cross-comparison analyses based on CCD and neutron spectrometers operated in both station/observatory investigate secondary CR dynamic.
Keywords: Array Pixel Sensors (APS) Charge-Coupled Device (CCD)
Programme: 1112
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Chastel O., Blévin P., Humann‑Guilleminot S., Helfenstein F., Tartu S., Angelier F., Sebastiano M., Costantini D., Shaffer S., Bustamante P., Labadie P., Budzinski H., Herzke D., Moe B., Bustnes J.O., Gabrielsen G.W. . (2021). Contaminants of growing concern: Poly- and Perfluoroalkylated Substances (PFAS) and their physiological consequences in seabirds.
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Lemonnier C, Schull Q, Stier A, Boonstra R, Delahanty B, Lefol E, Durand L, Robin J-p, Criscuolo F, Bize P &Amp; Va Viblanc. (2021). Coping with socially stressful environment in colonial seabirds: a test of adaptive phenotype programming in king penguins.
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Alexis Burr. (2021). Etude de la fermeture des pores lors de la densification du névé polaire // Investigation of pore closure during polar firn densification (Vol. Thesis started in October 2021).
Abstract: .La densification du névé en glace est un processus essentiel à comprendre pour interpréter les enregistrements climatiques. Une bonne connaissance des mécanismes permet une datation précise de l'air capturé dans la glace lors de la fermeture des pores. Celle-ci est plus vieille que l'air capturé à cause du transport des gaz dans la colonne de névé plus rapide que la densification de celui-ci. Cette différence d'âge entre la glace et le gaz est généralement appelé le Δage. La densification de la neige consiste en un processus complexe de réarrangement de grains, de frittage et de déformation viscoplastique. Bien que le comportement viscoplastique du cristal de glace soit fortement anisotrope, les modèles de densification actuels ne tiennent pas compte de cette anisotropie. De plus, le caractère granulaire du névé affecte aussi sa densification. La relation entre la fermeture des pores et les mécanismes microstructuraux sous-jacents est encore méconnue. Le but de cette thèse est d'incorporer l'aspect granulaire ainsi que l'anisotropie du cristal de glace dans une approche de modélisation innovante de la densification. Des expériences sur l'indentation viscoplastique de cylindres monocristallins de glace ont été réalisées pour proposer une loi de contact basée sur la théorie de l'indentation, et prenant en compte la déformation préférentielle du cristal de glace sur les plans basaux. Cette loi de contact a été implémentée dans un code utilisant la méthode des éléments discrets pour prédire la densification du névé.La micro-tomographie aux rayons X a été utilisée pour caractériser ex situ le névé polaire en trois dimensions à différentes étapes de la densification (ρ= 0.55-0.88 g/cm3), i.e. pour différentes profondeurs (~23 à 130m). Une étude fine de la fermeture des pores et de différentes caractéristiques morphologiques et physiques a été réalisée pour les sites polaires Dome C et Lock In. Des essais mécaniques ont aussi été réalisés in situ sur du névé extrait de Dome C dans le but de modéliser la densification du névé. Les observations microstructurales des expériences ex situ et in situ révèlent d'importantes différences dues aux vitesses relativement importantes utilisées lors des essais mécaniques. Ces vitesses rapides permettent de découpler la contribution des cinétiques de diffusion de la contribution viscoplastique de la déformation. Les effets de ces contributions sur la morphologie des pores et leurs fermetures sont discutés. Pour caractériser la fermeture des pores, cette thèse propose un indice de connectivité définit par le ratio entre le volume du plus gros pore sur la porosité totale. En effet, cet indice est plus approprié lors de l'utilisation de la tomographie aux rayons X que le ratio de pores fermés pour prédire la densité au close-off.
Keywords: 540 Anisotropie Anisotropy Densification Discrete simulations Fermeture des pores Firn Névé Névés Pore closure Simulations discrètes Tomographie X Viscoplasticité X-Ray tomography
Programme: 1216
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Lucie Aulus-Giacosa. (2021). Spatio-temporal evolution of life history traits related to dispersal. Brown trout (Salmo trutta L.) colonization of the sub-Antarctic Kerguelen Islands. // Evolution de l'anadromie chez la truite commune (Salmo trutta) L. dans le cadre de l'expansion des populations introduites dans les îles Kerguelen..
Abstract: Grâce à ses capacités dispersives et adaptatives, la truite commune (Salmo trutta L.), poisson anadrome facultatif, est un bon candidat à la colonisation de nouveaux milieux. L'introduction de l'espèce dans les années 1950 dans les îles subantarctiques de Kerguelen fournit un modèle d'étude unique pour comprendre les causes et les mécanismes de la dispersion, grâce à l'étude des traits d'histoire de vie en lien avec la migration (e.g. croissance, âge à la migration). L'étude de leur évolution temporelle le long d'un front de colonisation est le cœur de ce travail de thèse. A travers l’étude des écailles recueillies dans le cadre de ce programme à long terme, les histoires de vie de près de 5000 poissons ont été reconstruites. Ce travail démontre l’importance de la méthodologie utilisée afin de reconstruire les traits de vie individuel. La modélisation de l’évolution de la croissance en eau douce, de la taille à l’âge et de l’âge à la première migration démontre que des processus évolutifs sont en œuvre dans les populations en expansion. Notamment, le ralentissement de la croissance avec le temps ainsi que la diminution de la taille à l’âge le long du front de colonisation laissent à penser que la capacité de dispersion diminue à mesure que les populations sont en marges de la zone d’expansion. L’évolution de la valeur seuil à la première migration confirme ce résultat, et illustre l’importance de la plasticité phénotypique et de l’adaptation locale dans le choix de la tactique migratoire. Toutefois, l’approche menée dans ce manuscrit se concentre sur l’évolution de la migration, et bénéficierait de l’étude de l’évolution conjointe des traits impliqués dans la valeur sélective (balance coûts-bénéfices), tels que la reproduction, ou la croissance en mer.
Programme: 1041
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