Дисертації: "Analyse des isotope stables"

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Morin, Samuel. "Analyse de la composition isotopique de l'ion nitrate dans la basse atmosphère polaire et marine." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00326229.

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Анотація:

Les oxydes d'azote atmosphériques (NOx=NO+NO2) sont des composés clefs en chimie de l'environnement, jouant un rôle central pour la capacité oxydante de l'atmosphère et le cycle de l'azote. La composition isotopique du nitrate atmosphérique (NO?3 particulaire et HNO3 gazeux), constituant leur puits ultime, renseigne sur leur bilan chimique. Le rapport 15N/14N donne une indication de leurs sources, alors que l'anomalie isotopique en oxygène (?17O=d17O-0.52×d18O) révèle la nature de leurs mécanismes d'oxydation. Des études couplées de d15N et ?17O d'échantillons de nitrate atmosphérique collectés dans l'Arctique, en Antarctique et dans l'atmosphère marine au dessus de l'Océan Atlantique, où le bilan des NOx est souvent mal connu ont été effectuées. À ces fins, le défi que constitue la mesure simultanée des trois rapports isotopiques du nitrate (17O/16O, 18O/16O et 15N/14N) dans le même échantillon représentant moins d'une micromole a été relevé. La solution adoptée tire avantage des propriétés d'une bactérie dénitrifiante, utilisée pour convertir le nitrate en N2O, dont la composition isotopique totale a été mesurée en utilisant un système automatisé de chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse de rapport isotopique. Les principaux résultats obtenus via les isotopes de l'oxygène permettent l'identification claire de transitions saisonnières entre voies d'oxydation des NOx, y compris le rôle majeur des composés halogénés réactifs au printemps polaire en régions côtières. Les isotopes de l'azote ont quant à eux permis d'apporter de nouvelles contraintes sur le cycle de l'azote dans les régions polaires, grâce au fractionnement significatif induit par les phénomènes de remobilisation post-dépôt affectant le nitrate dans le manteau neigeux, et l'émission de NOx qui en découle

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DAY, MARTIN. "Etude de la caracterisation de l'origine geographique des mouts et des vins par analyse conjointe de la composition en isotopes stables et en elements mineraux." Nantes, 1993. http://www.theses.fr/1993NANT2024.

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Les techniques de determination des teneurs en isotopes stables, employant la spectrometrie de masse de rapports isotopiques et la resonance magnetique nucleaire quantitative de deuterium, sont a l'heure actuelle les plus performantes pour la caracterisation exacte de l'origine des produits de la vigne. Il est possible d'effectuer une classification des differentes aires de production avec une bonne discrimination grace a l'influence du climat sur le comportement des isotopes stables. Cependant au sein d'une meme region, cette discrimination est moins facile et il faut faire appel a d'autres techniques pour augmenter le pouvoir discriminant. Les elements traces, par leur relation etroite avec la composition du sol, sont choisis afin d'etudier leurs possibilites supplementaires de discrimination. L'approche conjointe utilisant des isotopes stables et des elements mineraux est testee sur deux cas precis. La premiere etude porte sur un protocole d'evaluation de l'effet des differences eco-geo-pedologiques d'une region precise sur les parametres physico-chimiques et organoleptiques des vins. Le deuxieme cas demontre que, pour un millesime donne (1989 ou 1990), cette approche integree permet de classer de grandes zones francaises de production viticoles et dans certains cas des appellations individuelles. Une discrimination quasi-parfaite des quatre grandes appellations de bourgogne et egalement des groupes d'appellation en val de loire est possible

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Leroy-Dos, Santos Christophe. "Variabilité du cycle hydrologique atmosphérique en régions polaires à partir de mesures des isotopes stables de l'eau dans la vapeur, les précipitations et les carottes de névé A dedicated robust instrument for water vapor generation at low-humidity for use with a laser water isotope analyzer in cold and dry polar regions. A 4.5 year‐long record of Svalbard water vapor isotopic composition documents winter air mass origin Coastal water vapor isotopic composition driven by katabatic wind variability in summer at Dumont d’Urville, coastal East Antarctica Water vapor isotopic signature along the EAIIST traverse (East Antarctica Plateau)." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ006.

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Анотація:

Dans un contexte de réchauffement climatique, appréhender l'évolution de la hausse du niveau des mers est un enjeu majeur. Pour cela un des éléments clefs est de comprendre l'évolution du cycle hydrologique atmosphérique dans les régions polaires qui influence directement le bilan de masse de surface des calottes Arctique et Antarctique (les deux plus gros réservoirs d'eau douce de la planète). Des enregistrements existent grâce aux données satellites depuis 50 ans et quelques rares données météo depuis 70 ans en Antarctique mais ces enregistrements sont trop courts pour étudier les modes de variabilité pluri-annuels ainsi que la différence entre signal anthropique et signal naturel. Pour avoir accès à des enregistrements plus longs, une des meilleures solutions est d'utiliser les traceurs climatiques dans les carottes de névé. La composition isotopique de l'eau dans ces carottes est largement utilisée pour reconstruire les variations de température passée. Cela dit, le lien entre température et composition isotopique n'est pas très bien contraint car de nombreux autres paramètres influencent la composition isotopique de la neige au moment de sa formation (i.e. température, altitude, humidité, origine de la masse d'air) ou après le dépôt de neige en surface (i.e. échange atmosphère-neige, diffusion du signal, sublimation de la neige de surface).L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre le cycle hydrologique atmosphérique et son influence sur la composition isotopique de la vapeur et de la précipitation dans les régions polaires avec en tête l'idée d'améliorer l'interprétation des carottes de névé dans ces régions. Ce travail se décompose en 3 parties.Dans un premier temps, nous avons développé une solution technique qui répondait au défi de la mesure de la composition isotopique de la vapeur toute l'année en région polaire. En effet, l'hiver étant très sec dans ces régions (jusqu'à 10 ppmv à Dome C, l'hiver), l'utilisation d'un analyseur laser Picarro était limité car il est très sensible aux variations d'humidité en dessous de 2000 ppmv. L'hiver est une saison clé dans les régions polaires car elle est synonyme d'une importante variabilité climatique du fait de nombreux évènements synoptiques. Durant cette thèse, la fabrication de 2 prototypes de générateur de très basse humidité (LHLG) a permis de calibrer les analyseurs Picarro sur une gamme de 200 à 2500 ppmv.Ensuite, j'ai analysé la plus longue série de mesures de la composition de la vapeur et de la précipitation jamais effectuée en région polaire: 4,5 années en continu, à 78°N au Svalbard. J'ai montréque le site de mesure était très peu influencé par des processus locaux agissant sur la composition isotopique de la vapeur d’eau. Grâce à cela, j'ai pu attribuer les variations observées, l'hiver, à des évènements synoptique et ainsi attribuer une signature isotopique différente aux masses d'air en fonction de leur origine (Nord Atlantique ou Arctique).Enfin, j'ai installé le nouvel instrument de calibration fabriqué au début de mon doctorat à Dumont D'Urville (DDU), sur la côte en Terre Adélie. Grâce à cela, la première campagne de mesure continue de la composition isotopique de la vapeur à DDU initiée en janvier 2019 est toujours en cours. Je présente ici les 22 premiers mois de ce nouvel enregistrement. Cette série unique permet de documenter la signature isotopique du cycle hydrologique atmosphérique en Terre Adélie toute l'année. J'ai étudié l'influence des vents catabatiques, de la glace de mer et des rivières atmosphériques sur le signal enregistré dans la vapeur. Ces résultats préliminaires ouvrent des perspectives pour l'interprétation des carottes de névé récemment forées dans le cadre du programme ASUMA
In a global warming context, understanding the evolution of sea level rise is a major challenge. It is key to estimate the evolution of the atmospheric hydrological cycle in the polar regions, which directly influences the surface mass balance of the Arctic and Antarctic ice caps (the two largest freshwater reservoirs on the planet). Records are available from satellite data for the last 50 years and a few rare weather data since the 50's in Antarctica, but these records are too short to study the patterns of interannual variability and the difference between anthropogenic and natural signals. One of the best ways to access longer records is to use climate proxies in snow cores. The water isotopic composition in these cores is widely used to reconstruct past temperature variations. However, the link between temperature and isotopic composition is not very well constrained because many other parameters influence the isotopic composition of snow at the time of its formation (i.e. temperature, altitude, humidity, origin of the air mass) or after snow deposition on the surface (i.e. atmosphere-snow exchange, signal scattering, sublimation of surface snow).The objective of this thesis is to better understand the atmospheric hydrological cycle and its influence on the isotopic composition of vapour and precipitation in polar regions with the idea of improving the interpretation of snow core records in these regions. This work is divided into 3 parts.Firstly, we developed a technical solution to meet the challenge of measuring the vapor isotopic composition all year round in polar regions. Indeed, winter being very dry in these regions (down to 10 ppmv at Dome C in winter), the use of a Picarro laser analyzer is limited because it is very sensitive to humidity variations below 2000 ppmv. Winter is a key season in the polar regions as it is associated with significant climate variability due to numerous synoptic events. During this thesis, the fabrication of 2 prototypes of low humidity level generator (LHLG) allowed the calibration of the Picarro analyzers over a range of 200 to 2500 ppmv.Then, I analyzed the longest series of vapor and precipitation isotopic composition measurements ever performed in a polar region: 4.5 years continuously at 78°N in Svalbard. I showed that the water isotopic composition at this measurement site was unsignificantly influenced by local processes. Thanks to this, I was able to attribute the observed winter variability to synoptic events and thus assign a different isotopic signature to the air masses according to their origin (North Atlantic or Arctic).Finally, I installed the new calibration instrument (LHLG) built at the beginning of my PhD at Dumont D'Urville (DDU), on the coast in Terre Adélie. Thanks to this, the first continuous measurement campaign of the vapor isotopic composition at DDU initiated in January 2019 is still ongoing. I present here the first 22 months of this new record. This unique series makes possible to document the isotopic signature of the atmospheric hydrological cycle in Terre Adélie all year round. I have studied the influence of katabatic winds, sea ice and atmospheric rivers on the signal recorded in the vapor. These preliminary results open perspectives for the interpretation of recently drilled cores from the ASUMA program

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Schäuble, Annette. "Stadt - Land - Meer Ernährungsrekonstruktion dreier mittelalterlicher Bevölkerungen anhand der Analyse stabiler Isotope und Spurenelemente." Saarbrücken VDM Verlag Dr. Müller, 2005. http://d-nb.info/988702630/04.

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Tran, Thi Nhu Trang. "Analyses mutli-isotopiques (¹³C/¹²C, ²H/¹H) par spectrométrie de masse des rapports isotopiques et analyse énantio-sélective : application aux arômes pour le contrôle de l'authenticité des produits alimentaires et pharmaceutiques." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10152.

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Les huiles essentielles sont des substances odorantes volatiles contenues dans les végétaux et utilisées comme produit de base dans les fragrances et comme substances aromatiques dans les aliments, breuvages, cosmétiques et détergents. L'adultération des huiles essentielles est multiforme et complexe. La chromatographie en phase gazeuse énantio-sélective avec une colonne à base de cyclodextrine et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse des rapports isotopiques stables sont utilisées pour caractériser plus à fond l'authenticité d'une huile essentielle. L'utilisation de l'Analyse en Composantes Principales (ACP) comme outil statistique devient alors nécessaire à l'expertise de naturalité. La combinaison de l'analyse énantio-sélective, de l'analyse des rapports isotopiques (13C/12C, D/H) et de l'ACP est indispensable pour s'assurer de la naturalité des huiles essentielles à base de citronnellal et citral. La combinaison des valeurs isotopique D/H du thymol, carvacrol, -terpinène et p-cymène contenus dans les huiles essentielles phénoliques et des facteurs de fractionnement isotopique thymol/p-cymène et carvacrol/p-cymène permet de mettre en évidence des adultérations. En traçant une droite de Henry – distribution ajustée convenablement à la loi normale (Gauss-Laplace) – avec les valeurs isotopique D/H du trans-cinnamaldéhyde dans les huiles essentielles naturelles de cannelle, des bornes de distribution inférieures et supérieures sont mises en évidence pour aider au contrôle de naturalité

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Cresson, Pierre. "Fonctionnement trophique des récifs artificiels de la baie du Prado (Marseille, France) : Origine et devenir de la matière organique." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4017.

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L'installation de récifs artificiels est une solution classiquement proposée pour soutenir la petite pêche artisanale. C'est dans ce but qu'a été déployé dans la baie de Marseille le plus grand ensemble de récifs artificiels de Méditerranée. Ce système offre une opportunité de comprendre le fonctionnement trophique de ces structures par (1) la caractérisation des sources de matière organique (MO) (2) la détermination de leur utilisation par les consommateurs et (3) leur devenir au sein des réseaux trophiques. Ces questions ont été appréhendées à l'aide des isotopes stables du C et du N, de la caractérisation biochimique des sources de MO et de l'analyse des contenus stomacaux des poissons.Les sources de MO présentent des différences isotopiques et biochimiques, reflet de leurs fonctionnements différents. La MO particulaire en suspension est un pool variable influencé par les apports allochtones et soumis aux forçages climatiques. Elle est la source principale de MO sur les récifs artificiels. La production primaire benthique est très hétérogène et de qualité nutritionnelle faible. Elle contribue aux réseaux trophiques des récifs par le biais des détritus qu'elle produit. Enfin, la MOS est un pool détritique de faible qualité nutritionnelle. Les récifs artificiels ne modifient pas la structure et le fonctionnement des communautés naturelles de poissons et leur offrent des ressources alimentaires variées et importantes. L'ensemble des résultats acquis, via les isotopes stables et les contenus stomacaux, montrent que les récifs artificiels sont des producteurs de biomasse à partir des productions primaires locales
Artificial reefs are a classical tool used to sustain small scale fisheries. In Marseille's Bay, the largest Mediterranean artificial reef system was deployed for this purpose. This system is a valuable opportunity to better understand the trophic functioning of artificial reefs, by (1) characterizing the organic matter (OM) sources, (2) determining how they are used by low trophic level consumers and (3) following their fate in the trophic networks. These issues were assessed by three approaches:C and N stable isotope ratios, biochemical composition of OM sources and fish stomach content.OM sources display isotopic and biochemical differences reflecting their functioning. Suspended POM is variable, under the influence of allochtonous inputs and controlled by climatic forcing. POM represents the main OM source of the artificial reef food webs. The benthic primary production has heterogeneous C and N stable isotope ratios and exhibits mainly high insoluble carbohydrates contents. Benthic primary production is integrated into trophic networks mainly in the form of detritus. Eventually the sediment organic matter is a detrital pool, characterized by a low variability and a poor nutritional quality.Artificial reefs do modify the organization and the functioning of natural fish communities, and provide diversified and important food resources. Stable isotope and stomach content analyses confirm the consumption of artificial reef invertebrates by small carnivorous fishes, preyed themselves by piscivorous predators. All these results confirm that artificial reefs can efficiently increase fish biomass by local production based on phytoplanktonic and local benthic OM sources

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Rigaudier, Thomas. "Analyse isotopique des inclusions fluides des matériaux de la croûte terrestre : caractérisation des sources des fluides et reconstitutions paléoclimatiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00733643.

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Анотація:

Un des enjeux majeurs en Science de la Terre ces dernières décennies est de comprendre les interactions entre les différentes enveloppes terrestres. Le but poursuivi par ce travail est d'aborder quelques aspects de ces interactions du point de vue des cycles géochimiques des éléments volatils H2O et CO2 en se basant sur l'étude des inclusions fluides piégées dans des roches variées de la croûte terrestre, depuis sa surface jusqu'à l'interface croûte-manteau. La première partie de mon travail présente des travaux expérimentaux effectués sur de la halite. L'étude du fractionnement isotopique de l'oxygène et des cinétiques d'équilibration entre H2O et CO2 lors de l'évaporation de saumures a montré l'importance des corrections à effectuer sur les mesures isotopiques de l'oxygène pour des solutions de haute salinité. L'élaboration d'un protocole expérimental de précipitation de halite en milieu contrôlé a permis de mettre en évidence le potentiel des inclusions fluides pour les reconstitutions paléoclimatiques. La combinaison des données microthermométriques et des compositions isotopiques de l'hydrogène et de l'oxygène des inclusions aqueuses permet d'estimer les sources et la température de l'eau de formation de la halite ainsi que la vitesse du vent à l'interface eau-air pendant la croissance du cristal. Cette méthode a été ensuite appliquée aux dépôts de halite de Sicile datés du Messinien. La deuxième partie de mon travail est consacrée à l'identification des compositions chimiques et des sources des fluides circulant dans la croûte et à l'interface croûte-manteau à travers l'analyse des compositions isotopiques des inclusions fluides des granites et granulites.

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KERR, ROBERT. "L'utilisation des isotopes stables dans les etude des transformations metaboliques : application aux orthomethoxybenzamides." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR1D173.

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Neuberger, Ferdinand M. "Serielle Analyse stabiler Isotope an Haarkeratin zur post mortem Rekonstruktion von Lebenslaufparametern in forensisch relevanten Fällen von Unterernährung." Diss., Ludwig-Maximilians-Universität München, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-159798.

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Die Diagnose einer Unterernährung bei Kindern und Erwachsenen ist in der Pädiatrie und Geriatrie ein wichtiges Thema. Aber auch in der Forensik spielt sie eine große Rolle, gerade im Falle von Vernachlässigung und Missbrauch schutzbefohlener Personen. Derzeit existieren kaum Methoden, um zuverlässig den Zeitrahmen einer Unterernährung rückwirkend zu bestimmen. Die Analyse der stabilen Stickstoff- und Kohlenstoffisotope (δ15N-, δ13C-Wert) im Haarkeratin ist in der Anthropologie ein etabliertes Verfahren zur Untersuchung der menschlichen Ernährung und des individuellen Ernährungszustandes. Bei einem mangelhaften Ernährungszustand müssen die körpereigenen Protein- und Energiereserven angegriffen und wiederverwertet werden. Dieser sogenannte Hungerstoffwechsel zeigt sich auch in der biochemischen Zusammensetzung des Haarkeratins. Mithilfe von seriellen Analysen an Haarproben wird nach spezifischen Signaturen der N- und C-Isotope gesucht, welche sich während einer Unterernährung ausbilden. So soll ein verlässlicher Indikator entwickelt werden, welcher es ermöglicht, den Beginn und die Dauer einer Unterernährung zu rekonstruieren. Bei dieser Arbeit liegt der Schwerpunkt auf der Analyse von Haarproben aus der Rechtsmedizin. Jeder dieser 17 Fälle weist eine ausgeprägte Unterernährung auf. Daneben wurden in einer kleinen Vorstudie vier Haarprobe von Magersuchtpatienten untersucht. Trotz unbekannter Ernährungsgewohnheiten kann mit Hilfe der Isotopendaten in den meisten Fällen ein mangelhafter Ernährungszustand diagnostiziert werden. In einigen Fällen ist es sogar möglich, einzelne Unterernährungsphasen voneinander abzugrenzen. Zudem lassen sich mitunter auch Erholungsphasen erkennen, in denen sich der Ernährungszustand scheinbar kurzfristig gebessert hat. Jedoch ist es bisher noch nicht gelungen, allgemein gültige Erkennungsmerkmale aufzustellen, welche bei allen Fällen ausnahmslos zur Bestimmung einer Unterernährung angewendet werden können. Folglich muss weiterhin jeder einzelne Unterernährungsfall individuell analysiert und ausgewertet werden. Des Weiteren wurde an acht Haarproben aus der Rechtsmedizin die spezifische Aminosäurezusammensetzung des Haarkeratins während eines schlechten Ernährungszustandes analysiert. Dabei wurde versucht, der Unterernährungssignatur der δ-Werte weiter auf die Spur zu kommen. Die Daten zeigen, dass vor allem die Aminosäure Prolin während der Unterernährungsphasen vermehrt im Haarkeratin zu finden ist. Zwar lässt sich zwischen dem Verlauf der δ-Werte und der erhöhten Prolinmenge noch kein direkter Zusammenhang erkennen, jedoch wird deutlich, dass sich die Ergebnisse der Isotopendaten und der Aminosäureanalyse gegenseitig stützen und so zu einer besseren Aufklärung von Unterernährungsfällen beitragen können. Da die Entwicklung und der spezifische Verlauf der δ13C-Werte während einer Unterernährung noch nicht vollständig geklärt sind, wurde ein weiteres Probandenkollektiv in dieser Arbeit untersucht. Hierfür wurden Haarproben von sechs Probanden gesammelt, welche an einer medizinisch betreuten Fastentherapie teilnahmen. Durch Haaranalysen und weitere Untersuchungen sollte geklärt werden, ob 12C-Isotope aus den abgebauten, körpereigenen Fettreserven auch als Bausteine für das Haarkeratin Verwendung finden und so für das Absinken des δ13C-Wertes bei einigen Unterernährungsfällen verantwortlich sind. Es konnte mithilfe dieser Fastenstudie allerdings nicht bewiesen werden, dass leichte Kohlenstoffisotope aus den abgebauten Fettreserven ins Keratin eingebaut werden. Die Ergebnisse aus den drei Probandenkollektiven bestätigen jedoch eindeutig, dass mit Hilfe der seriellen Isotopenanalytik an Haaren sowohl eine Umstellung der Ernährung erkannt, als auch die Qualität des individuellen Ernährungszustandes beurteilt werden kann. Aufgrund dessen könnte gerade diese Methode bei der Aufklärung von Vernachlässigungsfällen, aber auch bei der Prävention gute Dienste leisten. Dennoch gilt es in zukünftigen Forschungsansätzen noch einige Problemstellungen zu überwinden, um dieses Ziel vollständig zu erreichen.

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Perga, Marie-Elodie. "Origines et flux de carbone en lacs : étude par analyse de la composition en isotopes stables du carbone et de l'azote du zooplancton et des poissons." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS031.

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Les communautés piscicoles sont situées au sommet des chaînes trophiques. Cette position dans le réseau trophique lacustre leur confère, de ce fait, un rôle potentiel d'intégrateurs des processus sous- jacents, à l'échelle de l'écosystème. De plus, la composition en isotopes stables d'un organisme dépend des voies qui transfèrent le carbone jusqu'à cet organisme. Notre hypothèse de base était donc que la composition en isotopes stables des poissons pourrait donc constituer un indicateur relatif de fonctionnement trophique des lacs. Pour valider cette hypothèse, nous avons employé, dans un premier temps, le corégone, Coregomus lavaretus, un salmoniforme zooplanctonophage commun dans les lacs alpins, comme modèle biologique. Une étude préalable avait révélée que la composition en isotopes stables du carbone des corégones était très variable au sein des lacs alpins. Selon notre hypothèse, cette variabilité serait le reflet de différences dans les voies de transferts du carbone dans les réseaux trophiques de ces lacs. Les facteurs explicatifs de cette variabilité inter-lacs ont donc, dans un premier temps, été étudiés. Au terme de cette première partie, la composition isotopique du corégone s'est montrée être effectivement un indicateur du fonctionnement trophique des lacs. Les perturbations peuvent modifier les flux de carbone au sein des systèmes et devraient, de fait, conduire à des changements dans les compositions isotopiques des communautés de poissons. L'effet de deux perturbations d'origine anthropique sur la composition isotopique des poissons a, par la suite, été analysé: la première est relative à l'eutrophisation -restauration de deux lacs alpins, la seconde concerne le marnage dans deux réservoirs africains. Les résultats de ces deux études indiquent que des modifications majeures, engendrées par ces perturbations, dans l'origine et les flux de carbone dans les réseaux trophiques, sont enregistrées dans l'histoire isotopique des communautés piscicoles
Fish communities occupy the top of food chains. How fish obtain their constitutive carbon depends consequently of all the carbon pathways at the downer levels of the food web. This trophic position confers to fish a potential role of integrators of the underlying processes, at the ecosystem scale. Moreover, stable isotopes composition of an organism depends on all the pathways that transfer carbon up to this organism. Consequently, we wondered in what extent the stable isotopes composition of fish could be a proxy of the trophic functioning of lakes. To address this assumption, whitefish, Coregonus lavaretus, a zooplanktivorous salmonid common in alpine lake, was, in a first time, used as biological model. A preliminary study had revealed the stable isotope composition of whitefish was quite variable among alpine lakes. According to our idea, this variability mirrors differences in the carbon pathways of the food web of these lakes. To understand what was reflected by this variability, we studied initially in what extent it resulted from intrinsic factors (such as lake size or trophic status). This study has then lead us to deepen the role played by the zooplankton compartment in carbon pathways up to Whitefish. In the final stage of this first part, the isotopic composition of whitefish appeared as a proxy for lake trophic functioning. Changes in environmental factors can alter carbon pathways in food webs. If fish are efficient integrators of carbon pathways, impacts of perturbations should be mirrored on their isotopic compositions. Impacts of two anthropogenic perturbations of stable isotope composition of fish were then evaluated : the first one relates to eutrophication - restoration of two alpine lakes, the second one to water levels changes in two Malian reservoirs. Results from these two studies reveal that major changes, ensuing from these perturbation, in carbon origins and fluxes within lake food webs are recorded in the isotopic history of fish communities

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Nilsson, Lino. "Nitrogen transformations at the Kiruna mine : The use of stable nitrogen isotopes to trace nitrogen-transforming processes." Thesis, Uppsala universitet, Luft-, vatten och landskapslära, 2013. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-209419.

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Release of different nitrogen compounds can cause eutrophication in lakes and rivers whichcan lead to oxygen-free environments in bottom water and in the sediment and can in turnlead to fish-deaths. Ammonium can be toxic to biota and nitrate can in high concentrationeven be toxic to humans. WHO has released a limit for nitrate concentration in drinking waterof 10mg/l. The LKAB mine in Kiruna is the largest underground iron mine in the world and isprospecting, mining and refining iron ore, with an annual production of around 28 milliontons. Release of different nitrogen compounds as a result of the explosives used during themining operations has been a known problem for some time; however the processes affectingnitrogen during the water transport have never been fully investigated. The main objective of this MSc thesis is to determine if changes in nitrogen and oxygenisotope composition can be used as a tracer for nitrogen transformation processes in the minewater at LKABs underground mine in Kiruna. Water samples were collected at key points in the water transport system and were analyzedfor isotopic composition. Isotopic and chemical data revealed two different sources of nitrateand ammonium, undetonated explosives and leachate from waste rocks. Three differentnitrogen changing processes affecting concentration of nitrate and ammonium were found:ammonium volatilization, nitrification and sorption. It was not possible to quantify theseprocesses individually. No processes which decrease the nitrate concentration were found.

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Dessier, Aurélie. "Analyse du compartiment mésozooplanctonique et écologie alimentaire printanière de la sardine, Sardina pilchardus (Walbaum, 1782), et de l’anchois, Engraulis encrasicolus (Linné, 1758) adultes dans le Golfe de Gascogne." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS036/document.

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L’étude de l’écologie alimentaire d’une espèce est une clé de la compréhension de sa biologie et de son fonctionnement dans l’écosystème. Ainsi, les interactions proies-prédateurs sont une des voies qui structurent et déterminent les dynamiques des populations et le réseau trophique à l’échelle d’un écosystème. Parmi les sites d’étude d’intérêt majeur, le milieu marin est un espace soumis à des forçages naturels et anthropiques. A l’échelle de l’Océan Atlantique Nord-Est, le Golfe de Gascogne est une vaste baie bordée par l’Espagne au sud et la France à l’est. Ce Golfe est le siège historique d’une intense activité de pêches commerciales pour lesquelles les principales espèces de petits poissons pélagiques ciblés sont la sardine, Sardina pilchardus, et l’anchois, Engraulis encrasicolus. L’objectif de ces travaux est d’analyser l’écologie alimentaire printanière, de ces deux petits poissons pélagiques dans le Golfe de Gascogne. Pour ce faire, le premier volet s’est focalisé sur le compartiment des proies mésozooplanctoniques via deux approches : la caractérisation de leurs dynamiques spatio-temporelles sur la décennie 2003-2013 et la mesure de leur contenu énergétique au printemps. Il apparaît, à cette saison, que tous les types de proies ne se valent pas énergétiquement et que notre site d’étude représente une mosaïque d’habitats alimentaires. De plus, la communauté mésozooplanctonique printanière présente une forte structuration spatiale, une évolution temporelle marquée par un changement majeur d’abondance et un contrôle par la biomasse de microphytoplancton. Le second volet de ces travaux est relatif à une approche méthodologique de l’analyse de l’écologie alimentaire de S. pilchardus et E. encrasicolus. Trois traceurs trophiques distincts ont été utilisés : les ratios isotopiques du carbone et de l’azote, la faune parasitaire et les niveaux de contamination en mercure. Pour perfectionner l’utilisation du premier de ces traceurs, une approche expérimentale a été menée sur S. pilchardus pour déterminer un facteur de discrimination trophique. Finalement, il apparaît que l’utilisation de ces trois traceurs a toujours permis de mettre en évidence une variabilité temporelle relative de l’écologie alimentaire des poissons étudiés. En revanche, aucune dynamique spatiale n’a pu être détectée via ces traceurs
Dietary studies of marine species constitute an important key to improve the understanding of its biology and of its role in the ecosystem. Thus, prey-predator relationships structure and determine population dynamics and the trophic network at the ecosystem scale. Among the major study sites, the marine ecosystem is submitted to natural and anthropogenic constraints. In the North-Eastern part of the Atlantic Ocean, the Bay of Biscay is a large open area surrounded South by Spain and East by France. This bay is an historic place of intense fishery activities for which the main small pelagic species targeted are the pilchard, Sardina pilchardus and the anchovy, Engraulis encrasicolus. The aim of this work is to analyze the trophic ecology of these two small pelagic fish in spring in the Bay of Biscay. To do this, a first section is devoted to their prey composed by the mesozooplanktonic compartment, through a two-fold approach: the characterization of their spatio-temporal dynamics during the decade 2003-2013 and the measurement of their energetic content in spring. For this season, it appears that all prey types are not worth energetically and that the Bay of Biscay represents a mosaic of dietary habitat. Moreover, the spring mesozooplankton community presents a strong spatial structuration, a temporal evolution marked by a major change in abundance and a control by the microphytoplankton biomass. The second section of this work is relative to a methodological approach of the trophic ecology of S. pilchardus and E. encrasicolus. Three different trophic tracers have been used: isotopic ratios of carbon and nitrogen, parasitological fauna and mercury contamination levels. To improve the use of the first of these trophic tracers, an experimental approach has been conducted with S. pilchardus to determine a trophic discrimination factor. Finally, it appears that the use of these three trophic tracers has always been permitted to highlight a temporal variability of the relative trophic ecology of these fish. However, no spatial dynamics could be identified through these three trophic tracers

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Beghin, Laurent. "Etude du metabolisme des lipoproteines par l'utilisation des isotopes stables : effet d'une consommation moderee d'alcool ; analyse d'une reaction paradoxale au ciprofibrate (doctorat : sciences pharmaceutiques)." Lille 2, 1998. http://www.theses.fr/1998LIL2P259.

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Tarits, Corinne. "Etude des variations de composition isotopique du carbone et de l'oxygène dans le domaine de la précipitation spontanée homogène du carbonate de calcium : modélisation du comportement isotopique du carbone dans ce domaine." Paris 5, 1990. http://www.theses.fr/1990PA05P617.

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Li, Tianlun. "Groupes microbiens fonctionnels impliqués dans la méthanisation de la cellulose et du méthanol : diversité, fonction et influence de la température." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112020.

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Анотація:

Afin de mieux comprendre le fonctionnement des communautés microbiennes intervenant lors de la méthanisation de la cellulose et du méthanol, des échantillons issus de la digestion anaérobie de déchets ont été incubés en présence de cellulose, de glucose, d'acétate et de méthanol enrichis en carbone 13, en conditions mésophiles et thermophiles. Après extraction et séparation de l'ADN lourd et léger par ultracentrifugation sur des gradients de densité (technique SIP), la diversité fonctionnelle a été caractérisée par inventaire moléculaire et analyse phylogénétique. Au total, 20 banques de clones contenant des gènes d'ADNr 16S bactériens (1251 séquences) et 19 banques de clones contenant des gènes ADNr 16S archéens (1312 séquences) ont été obtenues en conditions mésophiles et thermophiles. Des oligonucléotides spécifiques ont ensuite été élaborés et hybridés selon la technique d'hybridation fluorescente in situ afin de confirmer la présence des groupes fonctionnels pré-identifiés. Nous nous sommes ensuite attachés à étudier la relation entre la cinétique de dégradation, les voies métaboliques activées et les groupes fonctionnels impliqués, en suivant la dynamique des diversités fonctionnelles à l'aide de la technique du polymorphisme de conformation simple brin (SSCP). En appliquant de manière combinée ces techniques sur une série de substrats fonctionnellement connectés, nous dévoilons des réseaux de microorganismes non cultivables impliqués dans la méthanisation de la cellulose et du méthanol. La température d'incubation influence la diversité générale tandis que l'ajout de substrats joue un rôle important sur la diversité fonctionnelle. Les microorganismes appartenant au genre Acetivibrio et à l'ordre Halanaerobiales sont, respectivement, les principaux groupes hydrolysant la cellulose en conditions mésophiles et thermophiles. Les microorganismes appartenant à la famille Porphyromonadaceae et au genre Clostridium sont les principaux fermenteurs du glucose. Par ailleurs, de nombreux microorganismes appartenant à la classe Clostridia, mais éloignés de toutes les souches cultivables répertoriées, ont été identifiés comme des groupes fonctionnels dans toutes les incubations. L'oxydation syntrophique de l'acétate est un processus important dans cet écosystème, qui pourrait être effectué par des microorganismes proches du genre Pseudomonas en conditions mésophiles. Une grande versatilité fonctionnelle a été mise en évidence pour les microorganismes thermophiles et pourrait contribuer à expliquer une dégradation de la cellulose plus rapide et efficace par rapport à celle observée en conditions mésophiles. Enfin, une nouvelle technique, baptisée "SIMSISH" (Secondary Ion Mass Spectrometry In Situ Hybridization), a été développée dans le cadre du travail. Elle permet de visualiser simultanément l'identité microbienne et de mesurer l'enrichissement isotopique à l'échelle d'une cellule. Couplée aux méthodologies SIP, cette technique devrait permettre des progrès décisifs pour l'étude in situ de la contribution des populations microbiennes non cultivables au fonctionnement des écosystèmes complexes
In order to better understand functional communities of microbes catalyzing methanization of cellulose and methanol, samples from municipal solid waste anaerobic digester were incubated with 13C-cellulose, 13C-glucose, 13C-acetate and 13C-methanol under mesophilic and thermophilic conditions. Firstly, the functional diversity was characterized by coupling DNA stable isotope probing (SIP) to phylogenetic analysis. Totally 20 bacterial clone libraries (1251 sequences) and 19 archaeal clone libraries (1312 sequences) of 16S rRNA gene were obtained for both mesophilic and thermophilic conditions. Then, specific FISH probes were designed and hybridized to confirm the presence in situ of pre-identified functional groups. Secondly, we studied the relationships between degradation kinetics, metabolic pathways and microbial functional diversity dynamics, using time-course DNA-SIP coupled to PCR-single strand conformation polymorphism. Thanks to the combination of these techniques on a series of functionally connected substrates, we shed light on the networks of uncultured microbes catalyzing the methanization of cellulose and methanol. Incubation temperature shaped the general microbial diversity while the added substrates played an important role on the functional diversity. Microorganisms affiliated with the genus Acetivibrio and the order Halanaerobiales were respectively the principal cellulose hydrolyzers under mesophilic and thermophilic conditions, whereas microorganisms affiliated with the family Porphyromonadaceae and the genus Clostridium were the main glucose fermenters. Besides, large amount of microorganisms affiliated with class Clostridia, but distantly related to any hitherto cultured strain, were identified as functional groups in all degradation experiments. Syntrophic oxidation of acetate was an important process in this ecosystem both under mesophilic and thermophilic conditions. Interestingly, our results suggest that Pseudomonas-related microorganisms were involved in this process under mesophilic conditions. A high functional versatility of microbial groups was evidenced under thermophilic conditions which could contribute to a more rapid and efficient cellulose degradation compared to mesophilic conditions. Finally, a new technique called SIMSISH was developed during this work providing the possibility to simultaneously visualize the microbial identity and measure the isotopic enrichment at the single cell level. Combined to SIP analysis, this technique might allow a decisive step forward for the study of the function of uncultured microbes within their environments

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Polekh-Epova, Ekaterina. "Évaluation du Potentiel des Rapports Isotopiques Stables du Strontium et du Plomb pour l'Origine Géographique et l'Authenticité des Produits Alimentaires." Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3007/document.

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Анотація:

L'authenticité et la traçabilité des aliments gagnent un intérêt croissant au cours de la dernière décennie puisque la connaissance de la provenance des aliments est considérée comme une garantie supplémentaire de leur qualité. Les consommateurs ont également des inquiétudes et des préoccupations par l'origine de la nourriture qu'ils consomment car divers produits sont sujets à l'adultération ou à la fausse dénomination. L'intérêt accru à l’égard de la protection des consommateurs et de la lutte antifraude ont entraîné un accroissement de la recherche scientifique appliquée et le développement d'outils efficaces pour contrôler l'authenticité des produits alimentaires. Entre techniques analytiques appliquées à l'authenticité et à la traçabilité des aliments, les méthodes les plus prometteuses sont basées sur les empreintes d'éléments lourds mesurées par la spectroscopie atomique. La spectrométrie de masse à multicollection à couplage à plasma induit (MC-ICP-MS) est reconnue comme la méthode optimale pour effectuer des mesures de haute précision de nombreux éléments du tableau périodique en contrôlant simultanément les rapports entre leurs isotopes stables. Cette étude présente une nouvelle stratégie analytique basée sur des isotopes stables non-traditionnels combinés avec des éléments traces déterminés par ICP-MS. Les avantages de combiner les informations de deux systèmes isotopiques, l'un traçant le sol (Sr), et l'autre traçant la pollution environnementale ambiante (Pb), ont permis d'obtenir de nouvelles informations exceptionnelles sur la traçabilité et l'authenticité des matrices alimentaires sélectionnées : vins de Bordeaux, jambons secs et thé. En utilisant des techniques analytiques complémentaires telles que les empreintes des élémentaires traditionnelles, la spécification régionale, ainsi que le traçage du processus de préparation des aliments sont possibles. Traitée par la chimiométrie, cette approche analytique constitue un nouvel outil efficace et prometteur pour détecter des fraudes alimentaires, y compris l’imitation de produits de grande valeur, l’étiquetage erroné et la substitution par des produits moins cher
Food authenticity and traceability have received an increasing interest during the last decade since the knowledge of food provenance is regarded as an additional warranty of its quality. The world's globalization brought to the consumers is more and more concerned with the origin of the food they eat because various products are subjected to adulteration or false denomination. The augmentative interest in anti-fraud and consumer protection has led to the extension of scientific research and development of effective tools of food authenticity control. Among the analytical technics applied to food authenticity and traceability, one of the most rapidly developing and promising method is based on fingerprinting of heavy elements detected by atomic spectroscopy. The multicollection inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS) is recognized as a method of choice for the high precision measurement of numerous elements of the periodic table as well as ratios of their stable isotopes. This study present a new analytical strategy based on combined non-traditional stable isotopes and trace elements determination by ICP-MS. The benefits of combining information from two isotopic systems, one tracing the soil (Sr), and the other tracing environmental ambient pollution (Pb), allowed to obtain an exceptional new information about traceability and authenticity of selected food matrixes: prestigious Bordeaux wines, dry-cured hams and tea. Using complementary analytical techniques such as traditional elemental fingerprinting, the regional specification, as well as tracing of the food preparation process are possible. When combined with chemometrics, these analytical advances constitute an efficient and promising tool to detect food frauds, including adulteration of high value products with cheaper substitutes, forgery and falsification

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Hoke, Nadja [Verfasser], and Albert [Akademischer Betreuer] Zink. "Evaluierung frühdiagenetischer Veränderungen an Knochenmaterial zur Validierung der Daten gewonnen aus der Analyse stabiler Isotope leichter Elemente / Nadja Hoke ; Betreuer: Albert Zink." München : Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität, 2017. http://d-nb.info/1132510791/34.

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Herreros, Julien. "Interprétations sur le dernier siècle du profil isotopique de l'eau dans deux carottes de glace andines (Coropuna, Pérou, 15°s et San Valentin, Chili, 46°s)." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20026/document.

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Ce travail de thèse est centré sur l'analyse des compositions isotopiques de la glace (d18O et dD) de deux nouvelles carottes de glace longues provenant des régions subtropicale et tempérée des Andes. La première carotte, longue de 42m, a été extraite en 2003 au col du glacier Coropuna au Pérou (72°39'W, 15°32'S, 6425m) et la deuxième de 122m au sommet du glacier San Valentin au Chili (46°35'S, 73°19'W, 4032m) en 2007. L'étude a porté sur la représentativité du signal isotopique comme archive du climat sur le dernier siècle, correspondant à la totalité de la carotte du Coropuna et les 70 premiers mètres au San Valentin, dans deux régions climatiques différentes. Nous avons observé que les enregistrements des signaux isotopiques sont affectés par des processus de post-dépôt. Au col du Coropuna, le signal est lissé par homogénéisation en dessous de 3m de profondeur à cause de la percolation d'eau de fonte et de la diffusion isotopique via un flux de vapeur, et aucune interprétation climatique n'est possible à partir du signal isotopique. Au so mmet du San Valentin, les vents forts, présents toute l'année, érodent et/ou redistribuent la majorité des précipitations annuelles en créant certainement des hiatus sur une voire plusieurs années ou, au contraire, des dépôts exceptionnels de plusieurs mètres. Ces conditions rendent l'identification des cycles isotopiques annuels difficile et aucune relation entre les isotopes et les paramètres climatiques n'a pu être établie due à une datation très incertaine
This work is focused on the analyses of two new isotopic records (d18O and dD) from Andean ice cores in the subtropics and temperate latitudes. The first 42 m-long ice core was extracted in 2003 from the saddle of Coropuna glacier in Peru (72°39'W, 15°32'S, 6425 m), and the second 122 m-long core in 2007 from the San Valentin summit in Chile (46°35'S, 73°19'W, 4032 m). The isotopic signals were investigated for their suitability as climate archives over the last century, covering the 42 m-long ice core from Coropuna and the first 70 meters of the core from San Valentin, in two different climatic regions. We observed that the isotopic records are affected by post-depositional processes. At the saddle of Coropuna, isotopic homogenization occurs below 3 m as a result of meltwater percolation and isotopic diffusion, and thus the climatic interpretation is not possible. At the San Valentin summit, removal and/or re-deposition of snow by strong winds occurring throughout the year may create a lack of one or more annual snow layers or, on the other hand, may cause unexpected deposits of several meters. Due to these potential conditions, we cannot always identify the annual isotopic cycles and the isotopes histories show no significant correlation with the climatic parameters because of an uncertain dating

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Neuberger, Ferdinand M. [Verfasser], and Gisela [Akademischer Betreuer] Grupe. "Serielle Analyse stabiler Isotope an Haarkeratin zur post mortem Rekonstruktion von Lebenslaufparametern in forensisch relevanten Fällen von Unterernährung / Ferdinand M. Neuberger. Betreuer: Gisela Grupe." München : Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität, 2013. http://d-nb.info/1038152429/34.

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Vaiglova, Petra. "Neolithic agricultural management in the Eastern Mediterranean : new insight from a multi-isotope approach." Thesis, University of Oxford, 2016. https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:c8824136-da35-43b2-a700-f458d0cc2fdf.

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The work presented in this dissertation explores the nature of agro-pastoral strategies developed by Neolithic farmers as a way to understand how early food production was inter-twined with environmental and socio-economic opportunities and constraints. Towards this end, a multi-isotope approach is used to address questions of scale and intensity of crop cultivation and animal management at the archaeological sites of Kouphovouno, southern Greece, Makriyalos, northern Greece, and Çatalhöyük, south-central Turkey. Measurements of stable carbon, nitrogen, oxygen and strontium isotope values of carbonized plant remains, human and animal bone collagen and animal tooth enamel are used to examine the similarities and differences in the types of treatments that individual species of plants and animals received during the agricultural cycle at the distinct locations. The results show that farmers at the three sites developed variable methods for exploiting the arable and pastoral landscape and catering to their economic and culinary needs. The discussion considers the implications of these findings to our understanding of the complexity and adaptability of early farming systems.

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Fromant, Aymeric. "The ecology and niche segregation of diving petrels." Thesis, La Rochelle, 2022. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03959129.

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L'exploration de la niche écologique d'une espèce implique une analyse à plusieurs échelles, car différentes contraintes environnementales peuvent avoir des conséquences écologiques importantes. Cependant, l'absence d'informations précises sur l'écologie des petites espèces de procellariiformes a considérablement limité leur étude, impactant notre capacité à définir une planification de conservation appropriée. Les avancées technologiques dans la miniaturisation des enregistreurs de données permettent depuis peu de collecter des données écologiques sur ces espèces. Dans cette étude, une approche multidisciplinaire a été utilisée pour étudier la niche écologique des pétrels plongeurs communs et de Géorgie du Sud. Les principaux objectifs étaient de : 1) décrire leur écologie alimentaire pendant les périodes de reproduction et de non-reproduction, et étudier leurs variations interannuelles ; 2) déterminer les différences écologiques entre les populations de l'Océan Austral ; et 3) étudier les variations de leur écologie tout au long du cycle annuel dans un contexte de ségrégation écologique entre ces deux espèces sœurs. Les résultats ont démontré que les pétrels plongeurs présentent des capacités de vol remarquables malgré leur charge alaire élevée, se nourrissant sur de vastes zones pendant la reproduction et migrant à plusieurs milliers de kilomètres de leur colonie pendant la période post-reproduction. Ces analyses ont révélé d'importantes différences écologiques au sein des espèces, notamment en termes de phénologie et de zone de migration. La collecte de données sur plusieurs années a considérablement renforcé ces résultats et fournit des informations précieuses pour comprendre les limites des niches écologiques des pétrels plongeurs. Enfin, la variation de ségrégation en fonction du stade de reproduction a démontré l'importance d'une approche multi-outils pour mieux décrire et comprendre la coexistence d'espèces écologiquement similaires
Exploring a species’ ecological niche entails investigating at multiple scales, as different environmental threats and niche constraints between intra-species levels may lead to important ecological and conservation consequences. However, the absence of precise information about small procellariiform species ecology has greatly limited ecological niche modelling studies, directly impacting our ability to delineate proper conservation planning. Technological advancements in the miniaturisation of data loggers have made it possible to collect ecological data of such species. In the present study, a multi-tooled approach was used to investigate the ecological niche of the common and the South-Georgian diving petrels. The primary objectives were to: 1) describe their foraging ecology during the breeding and non-breeding periods, and investigate their inter-annual variations; 2) determine the ecological differences between populations throughout the Southern Ocean; and 3) study the variations in their foraging ecology throughout the entire annual-cycle in the context of niche segregation between two sibling species. The results demonstrated that diving petrels exhibit remarkable flying abilities despite their high wing loading, foraging over large areas during the breeding season, and migrating several thousands of kilometres from their colony during the post-breeding period. These analyses revealed important ecological differences throughout the species distribution, particularly in terms of phenology and migration area. Collecting data over several years substantially strengthens results and provides valuable information to understand the variations and the limits of diving petrel ecological niches. Finally, a stage-dependent and context-dependent niche segregation analysis demonstrated the importance of a multi-tooled approach to better describe and understand the co-existence of ecologically similar species

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Espinoza, Pepe. "Trophic dynamics in the northern Humboldt Current system : insights from stable isotopes and stomach content analyses." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0066/document.

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Le nord du système du Courant de Humboldt (NHCS), le long des côtes péruviennes, est l'une des régions océanique les plus productives au monde. Il représente moins de 0.1% de la surface des océans mondiaux mais contribue actuellement à plus de 10% des captures mondiales en poissons, avec l’anchois Engraulis ringens comme espèce emblématique. Comparé aux autres systèmes d’upwelling de bord Est, la forte productivité en poissons ne peut être expliquée par une productivité primaire plus élevée. Par contre, le NCHS est la région où El Niño, et la variabilité climatique en général est la plus notable. D’autre part, les eaux de surface oxygénées recouvrent une zone de minimum d’oxygène extrêmement intense et superficielle. L’objectif principal de ce travail est de mieux comprendre les relations trophiques au sein du NHCS en combinant l'analyse de contenus stomacaux et d'isotopes stables. Cette étude se focalise sur une variété d’organismes allant des bas niveaux trophiques comme le zooplancton aux prédateurs supérieurs (oiseaux et les otaries à fourrure). Elle combine des études de contenus stomacaux ponctuelles et sur le long terme d’espèces clés telles que l’anchois et la sardine Sardinops sagax et une analyse plus globale, basée sur l'utilisation d'isotopes stables et considérant l’ensemble du réseau trophique dans les années récentes (2008 – 2012). Les analyses des contenus stomacaux d'anchois et de sardine ont permis de revisiter l'écologie de ces espèces. En effet, bien que le phytoplancton domine largement les contenus stomacaux en termes d’abondance numérique, le zooplancton est de loin la composante alimentaire la plus importante pour ces deux espèces en termes de carbone. Dans le cas de l’anchois, les euphausiacés contribuent à plus de 67.5% du carbone ingéré, suivis par les copépodes (26.3%). Sélectionner les proies les plus grandes telles que les euphausiacés procure un avantage énergétique pour l’anchois dans cet écosystème où les carences en oxygène imposent de fortes contraintes métaboliques aux poissons pélagiques. La sardine se nourrit de zooplancton plus petit que l’anchois (copépodes plus petits et moins d’euphausiacés). Ainsi, la compétition trophique entre les sardines et les anchois est minimisée dans le NSCH par le partage de la ressource zooplancton selon sa taille, comme cela a déjà été montré dans d’autres écosystèmes. Ces résultats remettent en question la compréhension première de la position des petits poissons pélagiques (zooplanctonophage et non phytoplanctonophage) dans la chaine trophique ce qui implique de reconsidérer le fonctionnement et les modèles trophiques du NCHS. Afin d’obtenir une compréhension plus globale de la position trophique relative des principaux composants du NHCS une approche basée sur des analyses d’isotopes stables (δ13C et δ15N) a été utilisée. Pour ce faire, la signature isotopique d'échantillons de 13 groupes taxonomiques (zooplancton, poissons, calmars et prédateurs supérieurs) prélevés entre 2008 et 2011 a été déterminée. Les valeurs de δ15N obtenues sont fortement impactées par l’espèce, la taille et la latitude. Le long de la cote péruvienne, la zone de minimum d’oxygène devient en effet plus intense et plus superficielle au sud de ~7.5ºS impactant fortement la valeur de δ15N de la ligne de base. Nous avons donc utilisé un modèle linéaire à effet mixte prenant en compte les effets latitude et taille afin de prédire la position trophique relative des composants clés de l’écosystème. Ces analyses isotopiques confirment les résultats issus des contenus stomacaux sur le régime alimentaire de l’anchois et mettent en évidence l’importance potentielle d’une composante souvent négligée de l’écosystème, la galathée pélagique Pleuroncodes monodon. En effet, nos résultats supportent l’hypothèse selon laquelle cette espèce s’alimenterait en partie sur les oeufs et larves d’anchois, menaçant ainsi les premiers stades de vie des espèces exploitées. [...]
The northern Humboldt Current system (NHCS) off Peru is one of the most productive world marine regions. It represents less than 0.1% of the world ocean surface but presently sustains about 10% of the world fish catch, with the Peruvian anchovy or anchoveta Engraulis ringens as emblematic fish resource. Compared with other eastern boundary upwelling systems, the higher fish productivity of the NHCS cannot be explained by a corresponding higher primary productivity. On another hand, the NHCS is the region where El Niño, and climate variability in general, is most notable. Also, surface oxygenated waters overlie an intense and extremely shallow Oxygen Minimum Zone (OMZ). In this context, the main objective of this study is to better understand the trophic flows in the NHCS using both stomach content and stable isotope analyses. The study focuses on a variety of organisms from low trophic levels such as zooplankton to top predators (seabirds and fur seals). The approach combines both long-term and specific studies on emblematic species such as anchoveta, and sardine Sardinops sagax and a more inclusive analysis considering the 'global' food web in the recent years (2008 –2012) using stable isotope analysis.Revisiting anchovy and sardine we show that whereas phytoplankton largely dominated anchoveta and sardine diets in terms of numerical abundance, the carbon content of prey items indicated that zooplankton was by far the most important dietary component. Indeed for anchovy euphausiids contributed 67.5% of dietary carbon, followed by copepods (26.3%).Selecting the largest prey, the euphausiids, provide an energetic advantage for anchoveta in its ecosystem where oxygen depletion imposes strong metabolic constrain to pelagic fish. Sardine feed on smaller zooplankton than do anchoveta, with sardine diet consisting of smaller copepods and fewer euphausiids than anchoveta diet. Hence, trophic competition between sardine and anchovy in the northern Humboldt Current system is minimized by their partitioning of the zooplankton food resource based on prey size, as has been reported in other systems.These results suggest an ecological role for pelagic fish that challenges previous understanding of their position in the foodweb (zooplanktophagous instead of phytophagous), the functioning and the trophic models of the NHCS.Finally to obtain a more comprehensive vision of the relative trophic position of NHCS main components we used stable isotope analyses. For that purpose we analyzed the δ13C and δ15N stable isotope values of thirteen taxonomic categories collected off Peru from 2008 - 2011, i.e., zooplankton, fish, squids and air-breathing top predators. The δ15N isotope signature was strongly impacted by the species, the body length and the latitude. Along the Peruvian coast, the OMZ get more intense and shallow south of ~7.5ºS impacting the baseline nitrogen stable isotopes. Employing a linear mixed-effects modelling approach taking into account the latitudinal and body length effects, we provide a new vision of the relative trophic position of key ecosystem components. Also we confirm stomach content-based results on anchoveta Engraulis ringens and highlight the potential remarkable importance of an often neglected ecosystem component, the squat lobster Pleuroncodes monodon. Indeed, our results support the hypothesis according to which this species forage to some extent on fish eggs and larvae and can thus predate on the first life stages of exploited species. However, the δ13C values of these two species suggest that anchoveta and squat lobster do not exactly share the same habitat. This would potentially reduce some direct competition and/or predation

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Liénart, Camilla. "La matière organique particulaire dans les systèmes côtiers : composition, dynamique et forçages à l'échelle multi-systémique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0255/document.

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Les systèmes côtiers pélagiques sont caractérisés par de multiples apports de matière organique particulaire (MOP) d’origine autochtone (phytoplancton) ou allochtone (continentale, benthique) dont la variabilité spatiale et temporelle peut être forte. L’objectif de ma thèse était 1) de quantifier la composition de la MOP des systèmes côtiers pélagiques, 2) de déterminer les forçages à sa dynamique spatio-temporelle et 3) d’investiguer le lien entre bactéries et composition de la MOP. Cette étude a été menée sur douze systèmes (estuaire, lagune, rias, baies, littoraux) distribués sur les trois façades maritimes françaises, en combinant rapports isotopiques et élémentaires (composition), acides gras (lien MOP-bactéries) et statistiques multivariées (forçages).A l’échelle multi-systémique et/ou intra-systémique, deux grands gradients sont observés :- un gradient côte (plus forte contribution continentale et benthique) – large (MOP phytoplanctonique), principalement lié à l’hydrodynamique sédimentaire (débits des fleuves, remise en suspension du matériel benthique) et à la proximité des sources allochtones- un gradient Sud (présence de MOP issue de la diazotrophie) – Nord (absence de cette MOP), en lien avec le statut trophique (oligo vs méso/eutrophie) des systèmes.La saisonnalité de la dynamique temporelle de la composition de la MOP est fortement variable selon les sites. Elle est généralement plus forte près de la côte et plus faible au large et en zone amont de l’estuaire étudié. Cette dynamique est également reliée à l’hydrodynamique sédimentaire.Enfin, l’étude a révélé que la biomasse bactérienne est principalement associée à la MOP continentale et benthique
Pelagic coastal systems are characterized by multiple inputs of particulate organic matter (POM) from autochthonous (phytoplankton) and allochthonous (continental, benthic) origin whose spatial and temporal variability can be high. The aims of my PhD were to 1) quantify POM composition in pelagic coastal systems, 2) determine the forcings to its spatio-temporal dynamics and 3) investigate the link between bacteria and POM composition. This study was conducted on twelve systems (estuary, lagoon, bays, rias, littoral) distributed over the three maritime facades of France by combining the use of elemental and isotopic ratios (composition), fatty acids (POM-bacteria link) and multivariate analysis (forcings).At multi-systems and/or intra-system scale, two main gradients are observed:- an inshore (higher continental and benthic contribution) - offshore gradient (phytoplanktonic POM) mainly related to hydrodynamics and sedimentary hydrodynamics (river flow, resuspension of benthic material) and to the proximity to allochthonous sources- a South (POM related to diazotrophy) – North (absence of this POM) gradient, associated to the trophic status (oligo vs meso/eutrophy) of the studied systems.The seasonality of spatio-temporal dynamics of POM composition is highly variable depending on the station. It is in general higher near the coast and lower offshore and upstream in the studied estuary. This dynamic is also strongly associated to sedimentary hydrodynamics.Finally, this study highlight that bacterial biomass is mainly associated to continental and benthic POM

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Kamenova, Stefaniya. "Réseaux d'interactions, biodiversité et services éco-systémiques en milieu agricole : que nous apprennent les coléoptères carabiques ?" Thesis, Poitiers, 2013. http://www.theses.fr/2013POIT2319.

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Le contrôle des ravageurs est l'un des principaux services éco-systémiques rendus par la biodiversité à l'agriculture. Les communautés d'insectes auxiliaires, hébergées par les espaces agricoles présentent des niveaux de diversité, spécifique et fonctionnelle, élevés et leurs biologie et traits de vie sont bien décrits et étudiés. Ces communautés constituent donc un excellent modèle pour aborder des questions d'intérêt à la fois fondamental et appliqué sur les mécanismes à l'origine de la biodiversité et sur l'impact de la biodiversité sur l'approvisionnement en services éco-systémiques. Dans cette thèse, nous développons une combinaison originale d'approches classiques et d'approches moléculaires de pointe pour élucider les relations trophiques au sein de la communauté de coléoptères carabiques en milieu agricole. Les coléoptères carabiques peuvent contribuer de façon significative au service de contrôle biologique mais les mécanismes généraux conditionnant cette contribution restent encore difficiles à évaluer par manque d'approche systémique pour l'analyse de leurs réseaux d'interactions.L'étude sans a priori du régime alimentaire de la communauté de carabes dans un paysage agricole typique révèle un partitionnement de la ressource entre groupes d'espèces. L'étude expérimentale des interactions entre espèces avec un régime alimentaire similaire montre une différentiation des activités spatio-temporelles à fine échelle. D'un point de vue fondamental, ces résultats semblent démontrer la prépondérance des processus déterministes (partage de niche) par rapport aux processus neutres (stochasticité environnementale) pour expliquer la coexistence des espèces. D'un point de vue appliqué, l'importance de la ressource dans la structuration des communautés de carabes fournit un levier d'action potentiel pour l'élaboration de stratégies de gestion afin d’optimiser leur fonction de régulateurs naturels
Biological control is one of the main ecosystem services provided by biodiversity in agroecosystems. Communities of beneficial insects, hosted by agricultural areas exhibit high levels of species and functional diversity, and their biology and life history traits are well described today. These communities are therefore an excellent model for addressing issues of fundamental and applied interest about mechanisms at the origin of biodiversity and its impacts on the supply of ecosystem services. In this thesis, we develop an original combination of advanced molecular approaches and more traditional methods in order to elucidate trophic interaction network within the community of carabid beetles in agricultural areas. The carabid beetles can significantly contribute to the service of biological control, but their contribution and beneficial conditions are difficult to assess because of their opportunistic and plastic feeding behavior. A without a priori investigation of carabid diet at community level in a typical agricultural landscape reveals a resource partitioning between groups of species. Additional experimental studies in laboratory conditions indicate that interspecific competition could be the mechanism generating this partitioning. From a fundamental point of view, these results suggest a preponderance of deterministic processes (niche partitioning) compared to neutral processes (environmental stochasticity) to explain the coexistence of species. From an applied point of view, the importance of the resource in structuring carabid communities provides a potential lever of action for the development of efficient management strategies optimizing carabid function as crop auxiliaries

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Varalli, Alessandra. "Ricostruzione delle strategie di sussistenza in Italia durante l’età del Bronzo : il contributo delle analisi isotopiche." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM3055.

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L’Âge du Bronze est un moment de changement pour les groupes humains en Italie : les attestations archéologiques montrent comment les nouvelles pratiques agricoles, le système d’élevage et le développement de nouvelles activités économiques sont diffusés différemment selon les régions, conformément à l’environnement et aux facteurs sociaux. L’étude des stratégies de subsistance et des comportements socio-économiques à travers l’analyse des patrons alimentaires en Italie, pendant l’Âge du Bronze est donc proposée. L’enjeu est de comprendre comment les habitudes alimentaires reflètent ces transformations et d’analyser l’introduction et consommation de nouvelles ressources végétales et animales. Sur la base d’une approche diachronique et géographique, l’évolution des habitudes alimentaires à travers les analyses des isotopes stables dans le collagène des os humains et animaux est présentée. L’étude se concentre sur dix sites datant de 2300-930 av. J.-C. L’analyse au niveau géographique témoigne d’une diète plus variée dans le Nord et le Centre de l’Italie par rapport au Sud. Concernant l’analyse diachronique, une homogénéité des ressources consommées à l’Âge du Bronze Ancien est remarquée. Pour l’Âge du Bronze Moyen et Final l’émergence de régimes alimentaires basés sur de nouvelles plantes est mise en évidence. Cette période se présente donc comme un moment de rupture et de transition. L’introduction de nouvelles ressources et la diffusion de céréales contribuent à mettre en évidence les dynamiques des échanges culturels qui ont caractérisé les communautés à l’Âge du Bronze, même si l’environnement et les variations climatiques ne doivent pas être négligées
The Bronze Age is characterised by significant changes in human groups organisation and activities. In Italy, archaeological evidences show that new agricultural practices, livestock farming and new economic activities were introduced. All these aspects evolved differently, depending on geographical areas, local environment and social factors. The study of subsistence strategies and socio-economic behaviours through the analysis of dietary patterns in Italy during the Bronze Age is presented. Main scopes are to delineate Italian society’s food choices and to analyse the introduction of new resources. Stable isotopes analyses contained in collagen of human and animal bone has been performed. A diachronic and geographic approach is presented. The analysis focuses on ten Italian sites dating from ca. 2300 to 930 BC, presenting both diachronic and geographic comparison. The geographic analysis shows a more varied diet in the North and Central Italy, compared to the Southern areas. Concerning the diachronic analysis, data highlight the homogeneity of the resources consumed during the Early Bronze Age. For both Middle and Late Bronze Ages, the introduction of new plants in the diet is evident. Thus, Middle Bronze Age represents a pivotal moment in protohistoric societies, as a phase of rupture and transition. The consumption of different food resources and new cereals diffusion processes contribute to highlight the importance of contacts and cultural exchanges. These relationships had a significant influence on Italian communities during the Bronze Age, including food habits, although the environment and the climatic oscillations of this period cannot be neglected
L'età del Bronzo è una fase della Protostoria caratterizzata in Italia da importanti cambiamenti per i gruppi umani. Le evidenze archeologiche suggeriscono l'introduzione di nuove pratiche agricole e sistemi di allevamento, a cui si associa la sviluppo di attività di rilevanza a livello economico (e.g. metallugia), e una maggiore organizzazione della società che mostrano al loro interno una strutturazione e gerarchizzazione più marcata: questi aspetti presentano tendenze differenti secondo l'area geografica, in seguito alle caratteristiche ambientali locali e fattori di tipo sociale. Questo lavoro propone lo studio delle strategie di sussistenza e delle tendenze socio-economiche attraverso l'analisi dell'alimentazione. Gli obiettivi sono comprendere come le transformazioni che si manifestano a livello socio-economico si riflettono nella dieta, delineare le tendenze alimentari considerando anche gli aspetti biologici e analizzare il consump di nuove risorse. Lo studio è stato effetuato attraverso l'analisi degli isotopi stabili contenuti nel collagene delle ossa di resti umani e animali. Sono stati selezionati 10 siti della penisola italiana datati tra 2300-930 BC: prendendo in considerazione altri siti disponibili in letteratura, l'analisi è avvenuto applicando un approccio di tipo geografico e cronologico. L'analisi geografica ha messo in evidenza come il Nord e il Centro Italia presentino dei pattern alimentari variegati, contrariamente à quanto si rileva per il Sud Italia. L'analisi cronologica mostra come nel Bronzo Antico si noti una maggior omogeneità nel tipo di risorse consumate, differentemente all'età del Bronzo Medio e Rencete-Finale, dove l'introduzione di nuovi cereali nella dieta,come il miglio, risultaevidente. Questo studio, quindi, mostra come nel Bronzo Antico rappresenti un momento critico, di transizione, per i gruppi umani protostorici. Il consumo di risorse differenti e il processo di diffusione di nuovi cereali sottolinea l'importanza dei contatti e degli scambi culturali tra le diverse comunità. Queste relazioni cominciano ad avere un'influenza rilevante durante l'età del Bronzo, anche a livello di abitudini alimentari, sebbene non possano essere ignorate le caratteristiche ambientali locali e le oscillazioni climatiche di questo periodo

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Guiry, Eric. "Tracing colonial animal trade and husbandry using stable isotope analyses." Thesis, University of British Columbia, 2016. http://hdl.handle.net/2429/59276.

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Domestic animals, particularly cattle and pigs, were a cornerstone of European colonial projects around the globe (ca. 1500-1900 AD). Livestock husbandry and trade provided not only a source of food, labour, and raw materials for daily life, but also held symbolic significance as a factor in establishing colonial group identity. This dissertation uses stable isotope analyses to reconstruct domestic animal trade and husbandry practices associated with the global expansion of European colonial activities into the New World between the seventeenth and nineteenth centuries. Research has been divided into three standalone projects, each designed to make a significant contribution to the current literature in the field of isotopic-zooarchaeological analyses. These projects are unified through a common theme of exploring the social roles of animal husbandry and trade and, together, provide a cohesive demonstration of how historical and isotopic faunal records can be integrated to advance archaeological interpretations of human-animal interactions. Paper 1 presents the first stable carbon, nitrogen, and sulfur isotope study of faunal remains from the unique archaeological context of a shipwreck (the William Salthouse, sunk in 1841), which provides an outstanding opportunity to assess how faunal isotopic patterns at archaeological consumption sites would be influenced by inclusion of animal products acquired through long-distance transportation. Paper 2 presents a stable carbon and nitrogen isotope study of domestic livestock and meat trade in nineteenth-century Upper Canada (now Ontario). This is the first large-scale isotopic analysis of historical faunal remains in North America and shows how consumption of foreign and local animal products can be linked with different groups of people to reveal social dimensions of meat trade in urban settings. Paper 3 presents stable carbon and nitrogen analyses of faunal remains for the seventeenth-century shipwreck La Belle, associated with La Salle’s famous attempt to colonize the mouth of the Mississippi River. This study reconstructs pig husbandry practices in the context of detailed firsthand historical accounts to show that for La Salle’s colonists, domestic animal husbandry likely reflected significant cultural importance, rather than economic and subsistence factors.
Arts, Faculty of
Anthropology, Department of
Graduate

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Reich, Kimberly Jeanne. "Sea turtle life history patterns revealed through stable isotope analyses." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2009. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0024416.

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Mahfouz, Céline. "An assessment of the chemical contamination and the diet changes of the harbou porpoise (Phocoena phocoena) stranded along the southern North Sea." Thesis, Littoral, 2014. http://www.theses.fr/2014DUNK0433/document.

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De part l'importance et la diversité des pressions anthropiques en mer du Nord, les mammifères marins en tant que prédateurs supérieurs se trouvent de plus en plus exposés à ces activités (trafic maritime, activités industrielles et portuaires, surpêche, pollution chimique, etc.). Les campagnes d'observation SCANS et SCANS II mises en place en 1994 et 2005 pour estimer l'abondance des petits cétacés, ont mis en évidence un changement majeur dans la distribution du marsouin commun (Phocoena phocoena) en mer du Nord avec un déplacement du Nord vers le Sud. Ce changement peut être lié à une migration de ses proies préférentielles en mer du Nord et/ou à une afaptation de son régime alimentaire par rapport à la disponibilité des proies. Parallèlement, à ces modifications de distribution spatiale, un nombre croissant d'échouage de marsouin commun en Manche Orientale et sur les côtes belges a été observé depuis une dizaine d'années avec une augmentation conséquente ces deux dernières années. Pour étudier les causes responsables de ces échouages, un des objectifs de cette étude a été d'évaluer l'état de la contamination chimique des animaux échoués en relation avec l'état sanitaire des individus. L'analyse de deux familles de composés chimiques (éléments traces métalliques et polluants organiques persistants) sur des animaux échoués sur la période 2006-2013 révèlent des concentrations significativement plus élevées dans les organies des animaux présentant des pathologies que celles obtenues chez les animaux sains. Cette tendance a déjà été observée en Atlantique Nord pour le marsouin. Les comparaisaons des niveaux de concentration mesurées avec ceux d'études antérieures effectuées sur des marsouins échoués dans la même zone ou dans le Golfe de Gascogne suggèrent que l'augmentation du nombre de marsouins échoués n'est pas liée à une dégradation du milieu en terme de pollution chimique. Pour déterminer le régime alimentaire du marsouin commun, trois techniques complémentaires ont été utilisées : l'analyse des contenus stomacaux, des isotopes stables (carbone et azote) et des acides gras dans différents tissus. Pour ces deux dernières méthodes, les signatures obtenues pour le marsouin ont été comparées à celles de leurs proies potentielles. Les résultats ont mis en évidence la présences des gobies, merlans, lançons, sprats, trisopterus sp., harengs et sardines comme proies potentielles. Le déplacement des marsouins du nord jusqu'au sud de la mer du Nord a été attribué à la baisse de l'abondance du lançon dans le nord, ainsi qu'à la ré-invasion du sud de la mer du Nord par la sardine, probablement suite au changement climatique. Enfin, cette étude confirme la nécessité d'utiliser une approche multi-analyses qui intègre des informations complémentaires à différentes échelles de temps pour étudier le régime alimentaire de ces prédateurs supérieurs
The North Sea is heavely impacted by human activities such as overfishing and pollution. Due to their position as top predators in the ocean, marine mammals are becoming increasingly affected by anthropogenic activities. The large-scale surveys SCANS in 1994 and SCANS II in 2005 that were held in the North Sea to estimate the abundance of small cetaceans highlighted a major shift in the distribution of harbour porpoises (Phocoena phocoena) from the northern parts of the North Sea to its eastern parts. Alongside, over the past few decades harbour porpoises stranding has increased in the southern North Sea particularly along the French and Belgian coastal waters. Since the contaminant exposure presents, among others, a potential threat to harbour porpoises inhabiting the North Sea, the first objective of the present study was to assess the contamination status of this species in the southern North Sea. On the other hand, the distribution and abundance of marine mammals is expected to follow the distribution of their main prey species. Hence, the second objective of this study was to investigate whether the changes in the distribution of porpoises in the southern North Sea may be a result of the changes in prey availability. Moreover, the third objective was to evaluate the interest of combining three methods to investigate the diet of harbour porpoises : stomach contents, stable isotopes (carbon and nitrogen) and fatty acids analyses. First, the contamination status was evaluated through the determination of two components of chemical contaminants (metals and persistent organic pollutants) in tissues of harbour porpoises stranded along the southern North Sea between 2006 to 2013. Several chemical contaminants presented higher concentrations in diseased animals compared to healthy animals. In addition, some metallic contaminants showed bioaccumulation with age. Comparison with previous study suggests that the population status of harbor porpoises in term of chemical concentration has been stable from 1994 to 2013. This work suggested that the increase in the number of stranded individuals is not related to the decline in the quality of the environment. Secondly, the shift in the abundance of harbour porpoises was evaluated and interpreted in the light of prey species abundance. Three techniques were used in order to determine the diet of porpoises. Results highlighted the presence of gobies, whiting, sandeel, sprat, trisopterus sp., herring and sardine as potential preys. The shift of the abundance of porpoises form the northern parts of the North Sea to its southern parts was attributed to the sandeel abundance decline in the northern parts of the North Sea along with the re-invasion of the southern North Sea by the sardine species, probably in response to climate change. Finally, the value of a multi-approach dietary analysis was evaluated. Besides overcoming the limitations of each method, combining different techniques that integrate diet over days and weeks allowed gaining more complete understanding of harbour porpoise's diet

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Speller, George R. "Molluscan biostratigraphy, stable isotope analyses and dating of Irish Holocene tufas." Thesis, University of Cambridge, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.436656.

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Heijden, Luuk van der. "Determination of the food sources and of the role of meiofauna in soft-bottom intertidal habitats of the Marennes-Oléron Bay, France, and the Sylt-Rømø Bight, Germany : importance of the microphytobenthos-meiofauna pathway, highlighted by community structure, trophic markers and linear inverse food web models." Thesis, La Rochelle, 2018. http://www.theses.fr/2018LAROS030/document.

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La méiofaune joue un rôle important dans le fonctionnement des habitats benthiques à substrat meuble (ex. flux de matière) en relation avec sa production élevée, sa position trophique intermédiaire et les importants transferts d’énergie vers les niveaux trophiques supérieurs qui y sont lié. Les relations trophiques et les flux de matière organique liés à la méiofaune restent néanmoins mal connus ou peu pris en compte. Afin de mieux appréhender le rôle de la méiofaune, la structure des communautés et les relations trophiques entre les sources de nourriture et ces consommateurs ont été déterminées dans cinq habitats à substrat meuble (i.e., vasière nue, herbier, zone à sables) de la baie de Marennes-Oléron, France, et de la baie de Sylt-Rømø, Allemagne, en tenant compte des variations temporelles. Le peuplement de méiofaune s’est trouvé être dominé par les nématodes et les copépodes benthiques. Les biomasses de microphytobenthos et de matière organique du sédiment sont apparues comme étant deux facteurs structurants pour les communautés. L’utilisation combinée de différents traceurs de la matière (i.e., isotopes stables, acides gras) a démontré que le microphytobenthos et les bactéries étaient les ressources trophiques majeures de la méiofaune dans les cinq habitats étudiés. Les mesures réalisées sur la structure des communautés et les données issues des traceurs de la matière ont été implémentées dans des modèles de réseaux trophiques. Dans tous les habitats, ces modèles ont mis en évidence que le flux de carbone dominant était issu du microphytobenthos, ceci démontrant les très faibles changements de comportements alimentaires malgré les importantes différences de sources trophiques en termes de disponibilité et de production des sources de nourriture entre ces différents habitats. Tous les groupes trophiques de nématodes, à l’exception des déposivores sélectifs, étaient particulièrement sélectifs et s’alimentaient majoritairement à partir de microphytobenthos, ceci étant à l’origine d’une forte production et d’un court temps de renouvellement de la méiofaune. En conclusion, cette thèse démontre le rôle important de la méiofaune dans les habitats à substrat meuble ainsi que l’importance de la relation trophique entre le microphytobenthos et la méiofaune dans le fonctionnement de ces réseaux trophiques
Meiofauna play an important role in ecosystem processes in soft-bottom benthic habitats, e.g. food web dynamics, related to their highproduction, their intermediate trophic position and the energy they transfer towards higher trophic levels. The trophic linkages and flows of organic matter related to the meiofauna remain poorly known or taken into account. To better assess the role of meiofauna, the community structure and trophic relationships between food sources and meiofauna were determined in five intertidal soft-bottom habitats (i.e., mudflat, seagrass bed, sandflat) of the Marennes-Oléron Bay, France, and the Sylt-Rømø Bight, Germany, taking temporal variations into account. Meiofauna communities were dominated by nematodes and benthic copepods. Biomass of microphytobenthos and of sediment organic matter were two of the major drivers of community structure. The combination of trophic markers (i.e., stable isotopes, fatty acids) demonstrated that microphytobenthos and bacteria were the major food sources of meiofauna in the five habitats. Information from community structure assessments and trophic marker analyses were implemented in food web models. In all habitats, these models demonstrated that the main flow of carbon to meiofauna originated from microphytobenthos, highlighting negligible changes in meiofauna feeding behavior besides the large differences in availability and productivity of food sources between these habitats. All trophic groups of nematodes, except for selective deposit feeding nematodes, were highly selective and mainly fed on microphytobenthos, resulting in a high production and a short turn-over time of meiofauna. In conclusion, this thesis demonstrated the important role of meiofauna in soft-bottom habitats as well as the importance of the trophic pathway from microphytobenthos to meiofauna in the functioning of these food webs

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Dromard, Charlotte. "Niches trophiques des poissons herbivores des Antilles : apports des isotopes stables." Thesis, Antilles-Guyane, 2013. http://www.theses.fr/2013AGUY0597/document.

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Les poissons herbivores jouent un rôle écologique majeur face au phénomène de « coral-algal phase-shift », qui sévit depuis le début des années 80 dans les récifs coralliens de la Caraïbe. Dans cette étude, les habitudes alimentaires des principales espèces de poissons herbivores ont été étudiées afin de comprendre comment ces espèces utilisent et se partagent les ressources trophiques en milieu récifal et dans les herbiers. Les niches trophiques de ces espèces ont été décrites par deux méthodes complémentaires: les analyses des contenus des tractus digestifs et les analyses des isotopes stables du carbone C3C/ 12C) et de l'azoteCSN/ '4N). La qualité nutritionnelle des sources alimentaires a été évaluée par leurs concentrations de macronutriments (protéines, lipides, glucides solubles et insolubles) afin d'expliquer en partie le choix des ressources par les herbivores. Parmi les 14 espèces de poissons étudiées, appartenant aux familles des Pomacentridae, des Acanthuridae et des Scaridae, huit types de niches trophiques ont été décrits, indiquant une diversité fonctionnelle de ces espèces. Les niches trophiques décrites sont occupées par une ou plusieurs espèces, indépendamment de leur morphologie et de leurs affinités taxinomiques. Les résultats de cette étude suggèrent une complémentarité entre ces espèces, en terme d'utilisation des ressources, et soulèvent la question de leur conservation afin de préserver leur rôle écologique dans les écosystèmes côtiers de la Caraïbe
Herbivorous fishes play a major ecological role against the « coral-algal phase-shift » phenomenon in the coral reefs of the Caribbean. In this study, the feeding patterns of the most important species of herbivorous fishes have been studied to understand how these species use and share the trophic resources on reefs and seagrass beds . Trophic niches of these species have been described by two complementary methods: the analyses oftheir digestive contents and the analyses of stable isotopes of carbon C3C/ J2C) and nitrogen (lsN/14N). The nutritional quality of the sources has been evaluated by their concentrations of macronutrients (proteins, lipids, soluble and insoluble carbohydrates) to explain partially the choice of resources by herbivorous fishes . Among the 14 studied species of herbivorous fishes (Pomacentridae, Acanthuridae and Scaridae), eight types of trophic niches have been described, indicating a functional diversity of these species . The trophic niches are occupied by one or several species, independently oftheir morphology or their taxonomie affinities. The results of this study suggest a complementarity among these species and raise the question of their conservation to preserve their ecological role on marine ecosystems of the Caribbean

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Bucci, John P. "Blue Crab Trophic Dynamics: Stable Isotope Analyses in Two North Carolina Estuaries." NCSU, 2003. http://www.lib.ncsu.edu/theses/available/etd-11222003-195124/.

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Eutrophication is increasing in estuaries as a result of anthropogenic activity along the land-sea margin. Human activities contribute large amounts of nitrogen and carbon compounds to watersheds, resulting in changes in resource availability through alteration of biogeochemical cycles. Although the effects of poor water quality on lower trophic level biota is well understood, the impact of nutrient waste on upper trophic levels, such as blue crabs (Callinectes sapidus), has not been well studied. Stable nitrogen (δ¹⁵N) and carbon (δ¹³C) isotope ratios can provide time and space integrated information about feeding relationships and energy flow through food webs. An isotopic comparison of the trophic structure of two North Carolina estuaries was undertaken to understand the impacts of anthropogenic runoff on blue crab tissue enrichment and feeding interactions. This study examined isotopic signatures of primary producers, as well as blue crab and their bivalve prey (Rangia cuneata & Corbicula fluminea) as indicators of potential changes in food web relationships in response to eutrophication. The Neuse River Estuary is an "impacted" system that experiences high nitrogen loading and drains areas of urban development, row crop agriculture, and concentrated animal operations. The Alligator River Estuary by comparison, is designated as a "less-impacted" system in this study. The Alligator River Estuary is classified as having "Outstanding Resource Waters" and low nutrient loading. In each estuary, samples were collected in the upper, middle and lower regions of the river. Bivalves collected from the Neuse River Estuary yielded a significant difference (p<0.0001) in mean nitrogen isotopic composition of tissue (10.4? ± 0.82; N=66) compared to the bivalves collected from the Alligator River Estuary (6.4? ± 0.63; N=45). Similarly, the Neuse River Estuary blue crabs had a mean nitrogen isotopic composition of 11.41? (± 1.3, N=77), which was significantly different (p<0.001) than the less-impacted Alligator River blue crabs (9.65? ± 0.6; N=77). The mean nitrogen isotopic ratios between blue crabs and bivalves were significantly different (p<0.0001) in the Neuse (1.01 ? ± 0.13) compared to the Alligator River Estuaries (3.2 ? ± 0.1). Linear regression analyses showed a significant inverse relationship between δ¹⁵N values of blue crab tissue and water quality for the Neuse River Estuary (R² = 0.7; p= 0.01). A generalized linear model was conducted using blue crab tissue δ¹⁵N as the dependent variable and river estuary as the independent variable of interest. This analysis showed a significant difference (p<0.0001) between rivers controlling for size, site, and the river by site interaction. The results of this study indicate that 1) a relationship exists between the uptake of anthropogenic nutrients by primary producers and the subsequent energy transfer to estuarine consumers, represented by δ¹⁵N and δ¹³C ratios, in two North Carolina estuaries; and 2) an inverse relationship exists between blue crab tissue enrichment and water quality in an impacted estuary.

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Rayaud, Sophie. "Stable isotope analyses of keratin for human provenance : implications for forensic science." Thesis, University of Reading, 2013. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.590134.

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This research explores the application of carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen isotopic analysis of modem human hair and nail tissues for forensic purposes. Carbon and nitrogen isotopic signatures are transferred from the environment to plants and to human tissues through trophic levels, therefore reflecting the diet. Oxygen and hydrogen isotopes are closely linked to the geographical location of the individuals through precipitation. drinking water and food products. The use of carbon, nitrogen, oxygen and hydrogen isotopic analysis of "hair and nail tissues can therefore be applied to diet-reconstruction and geo-localisation of individuals, which has been widely used on older human remains. Hair and nail are ideal tissues for obtaining a precise temporal archive of diet and location due to their known and relatively constant growth rates. The high keratin content of these tissues (between 65 and 95% by weight) enables analysis of small sample sizes, without prior chemical purification, which makes them ideal matrices in forensic investigations where sample size is often a limiting factor. The easy and non• invasive sampling of hair and nail tissues enables the transfer of this application to living humans, which has been the focus of forensic scientists for several years. In this study, hair and nail samples were collected from 134 volunteers from Reading (UK) with known diet and geographical movements. A total of 43 hair samples and 74 fingernail samples were also collected from volunteers living in Kenya, whose recent travel record was known. A total of 17 hair samples and 10 fingernail samples were also collected from a group of27 individuals claiming to be of Somalian origin but who could have been Kenyan, as part of the British Human Provenance Project. These samples were compared to the two reference groups from Reading and Kenyan volunteers in order to assess their likely area of origin, and to determine their diet. The results obtained in this study confirm the potential of carbon and nitrogen isotopic analysis of modem human hair and nail tissues in discriminating between the different levels of protein intake of omnivore, ovo-lacto-vegetarian (OL V) and vegan diets. Through the largest dataset analysed so far (mostly from Europe and Kenya), this research confidently reports the effect of location on δ13C, δ 2H and δ 180 values of human tissues. Hair and nail δ13C values show significant differences between locations with diverse proportion of C3/C4 food product intake (USA and Kenya versus Europe), while locations such as Kenya, Australia and Turkey show significantly enriched 02H and δ180 values than locations at higher latitudes such as Spain, France, Germany and the United-Kingdom. The level of location discrimination is however increased by a simultaneous combined approach of δJ3C and δ2H analysis, which enables the determination of the likely area of origin of samples from uncertain location to a greater extent than the isotope ratio pairs (δ13C- δ15N, δ2H- δ18O). This study also presents a unique dataset of a series of hair and nail samples from the same individual (n=74 for δ13C and δ 15N and n=60 for δ 2H and δ 18O), showing strong correlations between these two tissues.

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Kim, Moon Koo. "Stable carbon isotope ratio of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the environment: validation of isolation and stable carbon isotope analysis methods." Diss., Texas A&M University, 2004. http://hdl.handle.net/1969.1/1099.

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Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous, toxic contaminants that are released to the environment from various petrogenic and pyrogenic sources. In an effort to more clearly identify and trace sources of PAHs in the environment, purification and compound specific isotope analysis methods were developed to accurately measure the stable carbon isotope ratio of individual PAHs. Development of the method included improving accuracy and precision of the isotopic measurement by producing highly pure extracts using various chromatographic techniques. The method was refined by improving compound separations using purification techniques and high resolution chromatographic columns. The purification method consists of alumina/silica gel column chromatography, gel permeation chromatography and thin layer chromatography. The mean recovery of PAHs after the purification procedure was approximately 80 %. Sample purities after purification were verified by GC/FID and full scan mass spectrometry. To better resolve peaks and provide more accurate stable carbon isotope measurements, various gas chromatographic conditions were evaluated. The precision of the method ranged between 0.08 and 0.43 . The analytical protocols were evaluated to confirm compositional and stable isotopic integrity during purification and stable isotopic analysis. To confirm the utility of the purification and isotope analysis methods, various environmental samples from marine, land and lacustrine environments were analyzed. The isolates were analyzed for the composition and the stable carbon isotope ratios of PAHs. The stable carbon isotope ratio was measured by GC/IRMS and the results, along with quantitative compound compositions, were used to characterize and identify the contaminant sources. The sources of the PAHs in the study areas were differentiated by PAH molecular ratios and confirmed by stable carbon isotope ratios. This study confirms that compound specific isotope analysis of pollutants by GC/IRMS can be used to identify PAH sources in environmental samples. The study also confirms that the purification and stable carbon isotope analysis methods that were developed can be used to accurately measure the stable carbon isotope ratios of PAHs in environmental samples for the purpose of source identification. GC/IRMS measurement of stable isotopic compositions can be an effective fingerprinting method when used in conjunction with traditional molecular composition methods.

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Ek, Caroline. "Towards understanding stable isotope signatures in stressed systems." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Institutionen för miljövetenskap och analytisk kemi, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-134967.

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Stable isotope analysis (SIA) is a valuable tool in ecotoxicology because δ13C and δ15N may provide insights into the trophic transfer of contaminants in a food web. The relationship between a species’ trophic position (TP, determined from δ15N) and internal concentration of biomagnifying contaminants can be established and used for regulatory purposes. However, the exposure of organisms to xenobiotics incurs physiological costs, and the stable isotope signature of a consumer reflects not only diet but also a physiological state. The latter raises questions regarding the interpretation of stable isotope signatures in contaminated areas. Therefore, the aim of this Thesis was to evaluate the behaviour of consumers’ stable isotope signatures in stressed systems, with a primary focus on the effects of environmental contaminants. In paper I, the physiological costs of chemical exposure were found to alter incorporation rates of dietary nitrogen and carbon in a consumer by influencing both growth and metabolic turnover, with resulting changes in isotope signatures relative to a control system. In paper II, the diet-consumer discrimination factors for 15N and 13C were confirmed to increase under chemical exposure mediated via increased metabolic costs. However, the physiological response was low and translated into only minor shifts in the δ13C and δ15N. The predictability of exposure effects on the stable isotope signature was demonstrated in paper III, in which animals exposed to a chemical with a known mode of action presented expected effects on elemental composition, body size, biomarkers of oxidative stress and the stable isotope signatures. Moreover, consumers’ oxidative balance was found to be related to their δ15N values, thus providing evidence of the kinetic isotope effect on the oxidative status. However, despite the alterations in stable isotope signatures observed in laboratory settings (papers I-III), the effect of xenobiotics on the TP estimates was nil or minor in the field-collected animals. Moreover, the TP values were not significantly different between the animals in the contaminated and the reference habitats because of the high overall uncertainties in the TP estimates (paper IV). Also, the TP estimates based on δ15N in bulk material were more similar between the contaminated and the reference systems than TP estimates based on δ15N values in amino acids. Therefore, the latter method appears more sensitive towards xenobiotics (and, possibly, other environmental stressors) and thus less suitable for TP assessment in contaminated areas. This Thesis improved the overall understanding of the applicability of SIA in stressed systems by establishing relationships between various exposure regimes, physiological responses and the stable isotope signatures in consumers. In model species at low trophic levels, the exposure to xenobiotics was found to significantly affect δ13C and δ15N values, which can be expected whenever physiological responses are detected. However, because of the overall high uncertainty in TP estimates, no significant differences between contaminated and control systems were detected, although the estimated TP were consistently higher in the contaminated systems. Future research should focus on higher trophic levels, in which effects of a greater magnitude can be expected. Moreover, the effects in entire food webs should be addressed rather than single prey–consumer relationships as well as other environmental variables that may contribute to the stable isotope variability in and among systems under various environmental pressures.

At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Manuscript. Paper 4: Manuscript.

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Strand, Sarah Elise. "Stable Isotope Biogeochemistry of South Florida Coastal Marine Ecosystems." FIU Digital Commons, 2014. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/1737.

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Southeast Florida’s continual urban expansion will potentially increase anthropogenic pollution in adjacent coastal marine systems. Furthermore, increased nutrient loads could have detrimental effects on the already threatened Florida Reef Tract. The present study uses a stable isotopic approach to determine the sources and the impact of nutrients on the Florida Reef Tract. δ13C and δ15N analysis of macroalgae, sponges, and sediment were analyzed in order to determine nutrient inputs in this region. While δ13C data did not display any significant trends spatially, δ15N values of the majority of biota exhibited a strong East to West gradient with more enriched values close to shore. Relative enrichment in δ15N values were measured for sediments sampled along the Florida Reef Tract in comparison to a pristine Marquesas Keys sediment core. The δ15N data also implies that shoreline anthropogenic nutrients have more nutrient loading implications on reefs than major point sources.

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Toth, Emoke. "Changements paléoenvironnementaux dans la Parathéthys Centrale pendant le Samartien (Miocène moyen) : étude paléontologique de microfaunes et analyses géochimiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00843092.

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Les changements paléoenvironnementaux se produisant pendant le Sarmatien dans la Paratéthys Centrale ont été reconstitués par l'étude des foraminifères (36 espèces) et des ostracodes (28 espèces) de deux forages, combinée à une analyse géochimique de leurs squelettes calcitiques, des coquilles aragonitiques de gastéropodes et des dents phosphatiques de rongeurs.La composition de la microfaune indique que la connexion entre la Paratéthys et la Méditerranée est interrompue ou réduite à la base du Sarmatien mais qu'un bras de mer persiste entre Paratéthys Centrale et Paratéthys Orientale jusqu'à la fin du Sarmatien. Le Sarmatien inférieur est caractérisé par des eaux saumâtres peu profondes (maximum 80 m), bien ventilées, des températures stables (~ 15°C), un riche couvert végétal (algues et/ou phanérogames) et des efflorescences phytoplanctoniques périodiques. Un événement transgressif y est observé (TST de 3ème ordre; TB 2.6 du cycle global). Les changements faunistiques qui se produisent à la limite entre Sarmatien inférieur et moyen sont expliqués par un évènement de type HST accompagné de conditions dysoxiques. A la fin du Sarmatien moyen, une baisse du niveau marin relatif d'environ 50 m se produit et des eaux tempérées chaudes, plus saumâtres (17-23‰) et bien ventilées se mettent en place. Après un court épisode régressif, une connexion est rétablie entre la Paratéthys et la Méditerranée au début du Sarmatien supérieur. Des eaux chaudes (15-21° C), bien ventilées, correspondant à des lagunes marines et des marécages avec de fortes variations de la salinité (15-43 ‰) s'installent alors avant un isolement ultime de la Paratéthys qui se produit à la fin du Sarmatien.

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Schenk, Emily R. "Geographic Provenancing of Unprocessed Cotton Using Elemental Analysis and Stable Isotope Ratios." FIU Digital Commons, 2012. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/803.

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Анотація:

Cotton is the most abundant natural fiber in the world. Many countries are involved in the growing, importation, exportation and production of this commodity. Paper documentation claiming geographic origin is the current method employed at U.S. ports for identifying cotton sources and enforcing tariffs. Because customs documentation can be easily falsified, it is necessary to develop a robust method for authenticating or refuting the source of the cotton commodities. This work presents, for the first time, a comprehensive approach to the chemical characterization of unprocessed cotton in order to provide an independent tool to establish geographic origin. Elemental and stable isotope ratio analysis of unprocessed cotton provides a means to increase the ability to distinguish cotton in addition to any physical and morphological examinations that could be, and are currently performed. Elemental analysis has been conducted using LA-ICP-MS, LA-ICP-OES and LIBS in order to offer a direct comparison of the analytical performance of each technique and determine the utility of each technique for this purpose. Multivariate predictive modeling approaches are used to determine the potential of elemental and stable isotopic information to aide in the geographic provenancing of unprocessed cotton of both domestic and foreign origin. These approaches assess the stability of the profiles to temporal and spatial variation to determine the feasibility of this application. This dissertation also evaluates plasma conditions and ablation processes so as to improve the quality of analytical measurements made using atomic emission spectroscopy techniques. These interactions, in LIBS particularly, are assessed to determine any potential simplification of the instrumental design and method development phases. This is accomplished through the analysis of several matrices representing different physical substrates to determine the potential of adopting universal LIBS parameters for 532 nm and 1064 nm LIBS for some important operating parameters. A novel approach to evaluate both ablation processes and plasma conditions using a single measurement was developed and utilized to determine the “useful ablation efficiency” for different materials. The work presented here demonstrates the potential for an a priori prediction of some probable laser parameters important in analytical LIBS measurement.

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Denton, Tricia M. "Analyses of the relationship between stable isotope signatures, leaf epidermal morphology and the environment /." [St. Lucia, Qld.], 2003. http://www.library.uq.edu.au/pdfserve.php?image=thesisabs/absthe18307.pdf.

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Anderson, Kelly C. "Stable carbon and nitrogen isotope analyses of subfossil rats from Liang Bua (Flores, Indonesia)." Master's thesis, University of Central Florida, 2011. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/4837.

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Анотація:

This research study investigated the level of bone collagen preservation of rat femora from Liang Bua cave on the island of Flores, Indonesia, as well as conducted carbon and nitrogen stable isotopic analyses on well preserved samples. Although Flores is located in a hot intermediate tropical zone and the burial environment of the bone samples within the cave is considered less than optimal for collagen preservation, significant preservation of the bone collagen was found. Collagen yields, C:N ratio and carbon and nitrogen concentrations were investigated. However, this research study argues that carbon and nitrogen concentrations are an appropriate means to determine preservation on its own. According to the carbon and nitrogen concentration data 32 samples were considered well preserved. Carbon and nitrogen stable isotopic analyses were conducted on the 32 preserved samples. According to the carbon data a significant shift in the [delta][super13]C values from a C[sub3] signature to a C[sub4] signature occurred prior to 2,750 years ago. This shift is indicative of the introduction of a non-endemic C[sub4] plant, which is believed to be either foxtail millet or sugarcane. Since this shift occurs abruptly it indicates that the introduction of agriculture to Flores occurred at one time and has continued to present day.
ID: 030423461; System requirements: World Wide Web browser and PDF reader.; Mode of access: World Wide Web.; Thesis (M.A.)--University of Central Florida, 2011.; Includes bibliographical references.
M.A.
Masters
Anthropology
Sciences

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Walter, B. S., S. N. DeWitte, T. Dupras, and Julia Beaumont. "Assessment of nutritional stress in famine burials using stable isotope analysis." Wiley, 2020. http://hdl.handle.net/10454/17776.

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Yes
Objectives: We compared δ15N and δ13C values from bone and dentine collagen profiles of individuals interred in famine‐related and attritional burials to evaluate whether individuals in medieval London who experienced nutritional stress exhibit enriched nitrogen in bone and tooth tissue. Dentine profiles were evaluated to identify patterns that may be indicative of famine during childhood and were compared with the age of enamel hypoplasia (EH) formation to assess whether isotopic patterns of undernutrition coincide with the timing of physiological stress. Materials and Methods: δ15N and δ13C isotope ratios of bone collagen were obtained from individuals (n = 128) interred in attritional and famine burials from a medieval London cemetery (c. 1120–1539). Temporal sequences of δ15N and δ13C isotope profiles for incrementally forming dentine collagen were obtained from a subset of these individuals (n = 21). Results: Results indicate that individuals from attritional graves exhibit significantly higher δ15N values but no significant differences were found between burial types for the sexes. Analyses of dentine profiles reveal that a lower proportion of famine burials exhibit stable dentine profiles and that several exhibit a pattern of opposing covariance between δ15N and δ13C. EH were also observed to have formed during or after the opposing covariance pattern for some individuals. Conclusions: The results of this study may reflect differences in diet between burial types rather than nutritional stress. Though nutritional stress could not be definitively identified using bone and dentine collagen, the results from dentine analysis support previous observations of biochemical patterns associated with nutritional stress during childhood.
Division of Behavioral and Cognitive Sciences. Grant Numbers: BCS‐1261682, BCS‐1540208. Office of the Vice President for Research, University of South Carolina. Grant Number: SPARC Fellowship Grant

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Kusaka, Soichiro. "Investigation of diet, migration, and social organization of Jomon populations based on stable isotope analyses." 京都大学 (Kyoto University), 2011. http://hdl.handle.net/2433/142581.

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Perkins, Matthew James. "Quantifying the effects of biodiversity on food web structure : a stable isotope approach." Thesis, University of Exeter, 2013. http://hdl.handle.net/10871/13941.

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Food web structure is of underlying importance to ecological functions and processes. Whilst it is understood that a range of biotic and abiotic factors affect structure, relatively little is known of the role of biodiversity per se in structuring food webs. In this thesis I utilise novel multi-dimensional estimates of food web structure based on stable isotope ratios of nitrogen (δ15N) and carbon (δ13C) to quantify structural responses to changing community diversity. I additionally investigate methodological aspects of sample preparation and stable isotope quantifications of food chains. Using an arthropod prey-predator system, in chapter 2 I demonstrate that tissue selection and lipid extraction are important methodological procedures for deriving accurate δ15N and δ13C signatures. In chapter 3 I test the utility of δ15N to quantify food chain length, and δ13C to trace primary energy sources through to end consumers. Bayesian resampling of variance in sample means for plant and arthropod food chains produces robust isotopic estimates that match known food chain length well despite some error variance, and estimates of δ13C-range that trace trophic transfers. Chapter 4 represents a change in system from lab to field as I determine δ15N and δ13C signatures for plant and invertebrate species within three grassland communities representing a gradient of biodiversity. Quantifications of community bivariate isotopic space using isotopic metrics revealed that greater taxonomic richness increased both diversity of resource space exploited and overlap in resource space. These results therefore suggest that loss of diversity affected structure through altering relative patterns of niche partitioning in resource exploitation amongst community members. In chapter 5, I additionally find evidence that grassland management mediated changes in food web compartmental structure that were associated with differences in generalist invertebrate predator feeding habits. Taken together, these findings develop and demonstrate the utility of isotopic approaches to quantifying food web structure, and provide evidence of important mechanisms by which biodiversity affects food web structure. I conclude that the preservation of natural food web structure and trophic dynamics are further reasons for halting loss of biodiversity.

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Johns, Noel. "Stable Isotopes and Multiple Tissue Analysis: Reconstructing Life Histories for Individuals from Dakhleh Oasis, Egypt." Master's thesis, University of Central Florida, 2012. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/5325.

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Stable isotope analysis is often used to evaluate elements of the lives of past peoples, such as diet and health status, at a societal level. Analysis at an individual level is exceptionally rare, and has not been conducted using a variety of tissues representing both early life and life approximate to death. In this study, [delta]13C and [delta]15N isotope signatures are used to create life histories for single individuals from Romano-Christian period Kellis 2 cemetery in the Dakhleh Oasis, Egypt. Samples are obtained from several different tissues, including tooth dentin, bone collagen, hair, nail, skin, and gut content, all of which have been previously researched, but have not been studied at such an individualistic level. By using data and previous research conducted by Drs. Tosha Dupras and Lana Williams, this research uses isotopic values from the aforementioned tissues, and the differing turnover rates of these tissues, to develop lifetime timetables for 15 individuals (female, male, and juvenile). Results show that individual analysis is possible, informative, and can enlighten researchers not just concerning the individual, but about the population as a whole. The methods presented can serve as a model for reconstructing individual life histories using isotope data from multiple tissues.
ID: 031001473; System requirements: World Wide Web browser and PDF reader.; Mode of access: World Wide Web.; Adviser: Tosha Dupras.; Title from PDF title page (viewed July 15, 2013).; Thesis (M.A.)--University of Central Florida, 2012.; Includes bibliographical references (p. 163-169).
M.A.
Masters
Anthropology
Sciences
Anthropology; Archaeological Investigation

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Ferreira, Araujo Daniel. "Investigations into isotope biogeochemistry of Zn in coastal areas and mangroves." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30368/document.

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Les zones côtières du monde entier sont sous fort pression de contamination anthropique comme conséquence de la concentration de la plupart de la population mondiale et des activités économiques le long des côtes et des estuaires. La menace de contaminant sur les écosystèmes rend primordial le développement d'outils capable de détecter les modifications biogéochimiques en vue d'aider dans la prévention, la gestion, et la prédiction de risques dans les études environnementales. Dans ce but, cette thèse étudie la biogéochimie des isotopes du Zinc (Zn) en vue de développer un outil capable de tracer les sources naturelles et anthropiques, d'identifier les processus biogéochimiques et de permettre à la biosurveillance de la contamination par les métaux dans les zones côtières et les mangroves. A cette fin, les compositions isotopiques du Zn ont été déterminées à plusieurs échantillons naturels prélevés dans la baie de Sepetiba (au sud-est du Brésil), un estuaire lagunaire affecté par une côte industrialisée située près de Rio de Janeiro. Cette baie constitue un laboratoire naturel idéal pour valider le système isotopique du Zn. En effet, cette zone héberge des écosystèmes d'intérêt commercial et écologique -estuaire, mangrove, estran- menacés par la contamination d'une ancienne activité de galvanoplastie, et d'autres sources diffuses. Les échantillons collectés comprennent des carottes de sédiments, des sédiments de la superficie des mangroves, des matériaux particulaires en suspension (SPM), des feuilles provenant d'arbres de mangrove, des tissus de mollusques bivalves (huîtres et moules) et des roches. Minéraux de dépôt de Vazante (Brésil) ont été collecté pour representé matière première utilisée par l'industrie de la galvanoplastie. Tout d'abord, un travail initial de laboratoire a établi une méthode exacte et précise pour les déterminations isotopiques Zn en échantillons naturelles par spectrométrie de masse avec plasma couplé par induction et multicollecteur (MC-ICP-MS). Des analyses spatiales et temporelles des compositions isotopiques du Zn des échantillons de sédiments et de roches s'ajustent bien à un modèle de mélange entre trois principales extrémités : i) les matériaux continentaux charriés par les rivières ; ii) les sources marines ; et iii) une source anthropique majeure associée aux anciens déchets de galvanoplastie jetés dans la baie. Les carottes de sédiment collectées dans la vasière ont montré une haute corrélation entre la composition isotopique du Zn et le facteur d'enrichissement du Zn. Ceci suggère : i) une bonne préservation du registre isotopique des sources naturelle et anthropique, ii) l'absence de fractionnement isotopique significatif durant le transport de sédiments ou durant les réactions diagénétiques pos-dépositions dans le système estuarien
Coastal areas worldwide are under strong pressure from anthropogenic contamination, as most of the global population and of economic activities are concentrated along the coasts and estuaries. The threaten of contaminant releasing into these ecosystems makes imperative the development of tools capable of detecting biogeochemical changes in order to help prevention, monitoring and prediction of risks in environmental studies. In this way, this thesis investigates the isotope biogeochemistry of Zinc (Zn) in order to develop a tool capable of tracing natural and anthropogenic sources, identifying biogeochemical processes and enabling the biomonitoring of metal contamination in coastal areas and mangroves. To this end, Zn isotopes compositions were determined in several natural samples collected from Sepetiba bay (southeastern Brazil), an estuarine-lagoon impacted by an industrialized coastal area near Rio de Janeiro. This bay constitutes an ideal natural laboratory for evaluating the Zn isotopic system to environmental issues, since it hosts important ecosystems of commercial and ecological interest - estuaries, mangroves and tidal flats - threaten by the metal contamination resultant of old electroplating activity and other anthropogenic diffuse sources. The collected samples include sediment cores, surface mangrove sediments, suspended particulate matter (SPM), leaves of mangrove's trees, tissues of bivalve mollusks (oysters and mussels) and rocks. Ores from Vazante deposit, Brazil were collected to represent the raw material used in the old electroplating industry. Firstly, an initial laboratory work established a method for accurate and precise determinations of Zn isotope compositions in natural samples by multi-collector inductively coupled plasma-mass spectrometry (MC-ICP-MS). Spatial and temporal analysis of Zn isotope compositions of sediment and rock samples fits well in a model of mixing between three main end-members: i) continental materials brought via rivers; ii) marine sources; and iii) a major anthropogenic source associated to the old electroplating wastes released into the bay. Sediment cores collected in the mud flat showed high correlation between Zn isotope compositions and Zn enrichment factors, suggesting (i) good preservation of isotopic records of natural and anthropogenic sources and (ii) no significant isotopic fractionation during sediment transport or as a result of diagenetic reactions post-deposition in the estuarine system. The sediment core sampled from a mangrove located in the zone impacted by the old electroplating activity presented levels of Zn up to 4% (dry weight) and preserved the isotopic signatures of electroplating wastes. However, there is evidence that biogeochemical processes triggered by hydrodynamics, bioturbation or rhizosphere processes slightly changed the isotopic signatures in some layers. Calculations based in this mixing model quantified contributions of the major anthropogenic source of Zn, ranging from negligible values in the pre-industrial period to nearly 80% during periods of electroplating activities between the 60's and 90's

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Kristen, Iris. "Investigations on rainfall variability during the late Quaternary based on geochemical analyses of lake sediments from tropical and subtropical southern Africa." Phd thesis, Universität Potsdam, 2009. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2009/3254/.

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This thesis presents investigations on sediments from two African lakes which have been recording changes in their surrounding environmental and climate conditions since more than 200,000 years. Focus of this work is the time of the last Glacial and the Holocene (the last ~100,000 years before present [in the following 100 kyr BP]). One important precondition for this kind of research is a good understanding of the present ecosystems in and around the lakes and of the sediment formation under modern climate conditions. Both studies therefore include investigations on the modern environment (including organisms, soils, rocks, lake water and sediments). A 90 m long sediment sequence was investigated from Lake Tswaing (north-eastern South Africa) using geochemical analyses. These investigations document alternating periods of high detrital input and low (especially autochthonous) organic matter content and periods of low detrital input, carbonatic or evaporitic sedimentation and high autochthonous organic matter content. These alternations are interpreted as changes between relatively humid and arid conditions, respectively. Before c. 75 kyr BP, they seem to follow changes in local insolation whereas afterwards they appear to be acyclic and are probably caused by changes in ocean circulation and/or in the mean position of the Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ). Today, these factors have main influence on precipitation in this area where rainfall occurs almost exclusively during austral summer. All modern organisms were analysed for their biomarker and bulk organic and compound-specific stable carbon isotope composition. The same investigations on sediments from the modern lake floor document the mixed input of the investigated individual organisms and reveal additional influences by methanotrophic bacteria. A comparison of modern sediment characteristics with those of sediments covering the time 14 to 2 kyr BP shows changes in the productivity of the lake and the surrounding vegetation which are best explained by changes in hydrology. More humid conditions are indicated for times older than 10 kyr BP and younger than 7.5 kyr BP, whereas arid conditions prevailed in between. These observations agree with the results from sediment composition and indications from other climate archives nearby. The second lake study deals with Lake Challa, a small, deep crater lake on the foot of Mount Kilimanjaro. In this lake form mm-scale laminated sediments which were analyses with micro-XRF scanning for changes in the element composition. By comparing these results with investigations on thin sections, results from ongoing sediment trap studies, meteorological data, and investigations on the surrounding rocks and soils, I develop a model for seasonal variability in the limnology and sedimentation of Lake Challa. The lake appears to be stratified during the warm rain seasons (October – December and March – May) during which detrital material is delivered to the lake and carbonates precipitate. On the lake floor forms a dark lamina with high contents of Fe and Ti and high Ca/Al and low Mn/Fe ratios. Diatoms bloom during the cool and windy season (June – September) when mixing down to c. 60 m depth provides easily bio-available nutrients. Contemporaneously, Fe and Mn-oxides are precipitating which cause high Mn/Fe ratios in the light diatom-rich laminae of the sediments. Trends in the Mn/Fe ratio of the sediments are interpreted to reflect changes in the intensity or duration of seasonal mixing in Lake Challa. This interpretation is supported by parallel changes in the organic matter and biogenic silica content observed in the 22 m long profile recovered from Lake Challa. This covers the time of the last 25 kyr BP. It documents a transition around 16 kyr BP from relatively well-mixed conditions with high detrital input during glacial times to stronger stratified conditions which are probably related to increasing lake levels in Challa and generally more humid conditions in East Africa. Intensified mixing is recorded for the time of the Younger Dryas and the period between 11.4 and 10.7 kyr BP. For these periods, reduced intensity of the SW monsoon and intensified NE monsoon are reported from archives of the Indian-Asian Monsoon region, arguing for the latter as a probable source for wind mixing in Lake Challa. This connection is probably also responsible for contemporaneous events in the Mn/Fe ratios of the Lake Challa sediments and in other records of northern hemisphere monsoon intensity during the Holocene and underlines the close interaction of global low latitude atmospheric circulation.
In dieser Arbeit werden Ergebnisse von Untersuchungen an den Sedimenten zweier afrikanischer Seen vorgestellt, die ein Archiv für Klimaveränderungen über einen Zeitraum von mehr als 200.000 Jahren darstellen. Der Schwerpunkt liegt in dieser Arbeit auf dem letzten Glazial und dem Holozän (ca. 100.000 Jahre vor heute [nachfolgend als 100 kyr BP bezeichnet] bis heute). Grundlegende Voraussetzung für solche Studien ist ein gutes Verständnis der Ökosysteme in und um den See, sowie des gegenwärtigen Sedimentationsgeschehens. Deswegen beinhalten beide Seestudien Untersuchungen der heutigen Organismen, Böden, Gesteine, Wasserchemie und Sedimentablagerungen. Im Tswaing-See im nordöstlichen Südafrika wurden anhand eines 90 m langen Sedimentprofils Studien zur Sedimentzusammensetzung und Untersuchungen der Zusammensetzung und Qualität des organischen Materials durchgeführt. Sie zeigen einen Wechsel zwischen Phasen hohen detritischen Eintrags, während derer v.a. kaum autochthones organisches Material im See erhalten blieb, mit Phasen geringen Eintrags und dafür karbonatischer oder evaporitischer Sedimentation, die hohe Gehalte v.a. autochthonen organischen Materials aufweisen. Diese Phasen werden als relativ feuchte bzw. trockene Perioden interpretiert und folgen bis vor ca. 75 kyr BP Schwankungen der lokalen solaren Einstrahlung. Dieser Einfluss nimmt nach 75 kyr BP ab und azyklische feuchte Phasen werden beobachtet. Mögliche Ursachen sind Veränderungen in der ozeanischen Zirkulation und Verschiebungen in der Lage der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ); beides sind auch heute Haupteinflussfaktoren auf die Niederschläge in der Region. Die heute lebenden Organismen des Tswaing-Kraters wurden mittels Analysen der Biomarkerzusammensetzung und der Kohlenstoffisotopie charakterisiert und ihr Einfluss auf die heutigen Seeablagerungen untersucht. Dabei konnten zusätzlich Indikatoren für die Aktivität methanotropher Bakterien nachgewiesen werden. Der Vergleich heutiger Sedimente mit denen des Zeitraumes 14 bis 2 kyr BP zeigt deutliche Veränderungen sowohl in der Zusammensetzung, als auch in der Kohlenstoffisotopie der Biomarker, die mit Veränderungen in der Hydrologie erklärt werden können. Die gefundenen Hinweise auf feuchtere Bedingungen im Zeitraum älter als 10 kyr BP, für trockenere Verhältnissen zwischen 10 und 7.5 kyr BP und für die nachfolgende Wiederzunahme an Feuchtigkeit werden durch die sedimentologischen Ergebnisse unterstützt. Objekt der zweiten Seestudie ist der Challa-See am Fuß des Kilimanjaro. Hier werden heute im mm-Maßstab laminierte Sedimente gebildet, die mit Mikro-XRF-scanning auf Veränderungen in der Elementzusammensetzung untersucht wurden. Zusammen mit Untersuchungen der Mikrofazies und im Vergleich mit ersten Ergebnissen noch laufender Sedimentfallenstudien, mit meteorologischen Daten und Analysen des Umgebungsgesteins werden die saisonalen Veränderungen in der Temperaturverteilung, der Durchmischungstiefe, dem detritischen Eintrag und der Bioproduktivität des Sees in den Sedimenten nachvollziehbar. Der See ist in den feucht-warmen Perioden von Oktober bis Dezember und von März bis Mai stratifiziert. Während dieser Zeit erfolgt der Eintrag detritischen Materials und Kalziumkarbonat fällt aus; eine dunkle Lage mit hohen Gehalten an Fe und Ti und mit hohen Ca/Al- und niedrigen Mn/Fe-Verhältnissen bildet sich am Boden des Sees. Diatomeen blühen während der kühlen, windigen Periode von Juni bis September, wenn die Durchmischung bis auf etwa 60 m Tiefe Nährstoffe verfügbar macht. Die Ausfällung von Fe- und Mn-oxiden sorgt für hohe Mn/Fe-Verhältnisse; es bildet sich eine helle Lage auf dem Sediment. Trends im Mn/Fe-Verhältnis werden als Signal für Veränderungen in der Intensität oder Dauer der saisonalen Durchmischung interpretiert. Dies wird unterstützt durch parallele Trends im Gehalt an organischem Material und an biogenem Silizium, wie durch Analysen an einem 22 m langen Bohrkern gezeigt werden kann. Nach gut durchmischten und von erhöhtem Eintrag von außen geprägten Verhältnissen während des letzten Glazials erfolgt gegen 16 kyr BP ein Übergang zu stärker stratifizierten Bedingungen. Diese korrespondieren mit einem steigenden Seespiegel und verbreiteten Hinweisen auf feuchte Bedingungen im tropischen Ostafrika. Stärkere Durchmischung herrschte während der Jüngeren Dryas und von 11.4 bis 10.7 kyr BP. Diese Perioden entsprechen Zeiten verringerter Südwest- und vermutlich verstärkter Nordostmonsunintensität im Bereich des Indisch-Asiatischen Monsuns und spiegeln eine global beobachtete südliche Verschiebung der ITCZ wider. Nach einer kurzen stabilen, feuchten Phase im frühen Holozän nimmt die Durchmischung des Sees im Verlauf des Holozän wieder zu. Abrupte Ereignisse während des Holozän scheinen im Challa-See zeitgleich mit Veränderungen der Monsunintensität der Nordhemisphäre aufzutreten und bezeugen die starke klimatische Kopplung der niederen Breiten in globalem Maßstab.

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Lemaire, Jérémy. "Mercury contamination in caimans from French Guiana, bioaccumulation and physiological effects." Thesis, La Rochelle, 2021. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03716076.

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Анотація:

Le mercure (Hg) est un contaminant environnemental qui affecte tous les écosystèmes. Il a la particularité de se biomagnifier le long de la chaîne trophique et de se bioaccumuler dans les tissus des prédateurs. Le Hg est connu pour avoir des effets néfastes chez les humains et la faune sauvage. Les prédateurs des écosystèmes tropicaux sont particulièrement affectés par la contamination en Hg du fait de l’exploitation aurifère artisanale qui utilise d’importantes quantités de Hg pour extraire l’or. Les crocodiliens sont des super-prédateurs des écosystèmes tropicaux et ils accumulent de fortes concentrations de Hg dans leurs tissus. Ils sont potentiellement de bons candidats pour suivre la contamination en Hg, ce sont des animaux vivant plusieurs décennies, ils ont un métabolisme lent et un taux de conversion de l’énergie important, ce qui favorise la bioaccumulation. De plus, ils ont une répartition importante dans les écosystèmes tropicaux et subtropicaux, ce qui rend la surveillance du Hg possible à large échelle. Mes travaux de doctorat s’intéressent aux quatre espèces de caïmans présents en Guyane (le caïman noir Melanosuchus niger, le caïman nain de Cuvier Paleosuchus palpebrosus, le caïman de Schneider Paleosuchus trigonatus et le caïman à lunettes Caiman crocodilus). J’ai travaillé sur les variations de Hg entre différents tissus obtenus par méthode de prélèvement peu invasif et, j’ai étudié l’influence de la morphologie et de l’écologie trophique (via les isotopes stables) des individus sur les concentrations en Hg. Ensuite, j’ai étudié l’impact d’une contamination en Hg sur les mécanismes physiologiques, le transfert maternel et ses effets sur les nouveau-nés
Mercury (Hg) is a global environmental contaminant that affects ecosystems. It has the particularity to biomagnify through the food web, and to bioaccumulate especially in tissues of top predators. Mercury has been identified to have detrimental effects on human and wildlife. Top predators from tropical ecosystems are particularly affected by Hg contamination due to artisanal small scale gold mining, which uses massive amounts of Hg in the gold extraction process. Crocodilians are top predators of tropical ecosystems and have been identified to accumulate high concentrations of Hg in their tissues. They are potentially good candidates to monitor Hg contamination, as they are long-living animals with low metabolic, and high tissue conversion rates, which favours the bioaccumulation of Hg. Additionally, they have a large repartition over tropical and sub-tropical ecosystems, which make large-scale Hg evaluation possible. My doctoral work focuses on the four caiman species that are present in French Guiana (the Black caiman Melanosuchus niger, the Dwarf caiman Paleosuchus palpebrosus, the Smooth-fronted caiman Paleosuchus trigonatus and the Spectacled caiman Caiman crocodilus). First, I have worked on Hg variation across different tissues obtained by minimally invasive methods, and investigated the influence of morphology and feeding ecology (by using stable isotope method) on Hg contamination in caimans. Second, I have investigated the impact of Hg contamination on physiological mechanisms, and the maternal transfer and its effects on neonates

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Norman, Jacob Dylan. "IDENTIFYING ENVIRONMENT OF ORIGIN OF ILLINOIS RIVER ASIAN CARP VIA OTOLITH MICROCHEMISTRY AND STABLE ISOTOPE ANALYSES." OpenSIUC, 2013. https://opensiuc.lib.siu.edu/theses/1137.

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Asian carp have rapidly expanded their range through much of the Mississippi River Drainage over the past 10 to 15 years. Silver and bighead carp are now the dominant fish species present along several reaches of the Illinois River. The upper Illinois River and shipping canals entering Lake Michigan are of great concern as pathways for Asian carp to enter the Great Lakes. Knowledge of reproductive habitats and dispersal pathways for these species may be valuable for ongoing and future efforts to control these exotic invasives. Previous studies have successfully identified spawning areas of native riverine species via otolith microchemistry, but this technique has not yet been applied to Asian carps. Both stable isotope and trace element ratios have been found to differ significantly among the large rivers of the Mississippi River drainage, enabling identification of natal environment for individual fish. The primary objective of this study was to identify differences in natal river origin and floodplain habitat use through the incorporation of trace elements (Sr:Ca) and stable isotopes (δ18O and δ13C). Silver and bighead carp were collected via electrofishing and trammel netting along four reaches of the Illinois River from the Mississippi-Illinois River confluence at Grafton, IL to the upper segment of the Illinois River upstream of Starved Rock State Park. Sagittal otoliths were removed from both silver and bighead carp collected from each of the four reaches of the Illinois River for analysis of stable isotope ratios and trace element concentrations. Water samples were collected seasonally from the four reaches of the Illinois River and several of its associated floodplain lakes in addition to the Missouri, Upper Mississippi and Middle Mississippi Rivers to validate water signatures of the various river reaches. Results indicated the majority of adult Asian carp caught in the Illinois River originated from the Illinois. However, there was strong evidence indicating roughly twenty percent of captured adults were in fact immigrants from other sources; primarily the Middle Mississippi river and, to a lesser extent, the Missouri River. Stable isotope results indicated that Asian carps primarily used river channel rather than floodplain lake habitats during early life. The findings of this study suggest current Asian carp removal efforts should continue to be primarily directed within the Illinois River, however, the evidence of immigrant silver carp indicate expanding the control efforts into other rivers (Middle Mississippi River and Missouri River) will further support the control of Asian carp within the Illinois River.

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Reynard, Linda Marie. "The application of stable hydrogen isotope analysis to the study of ancient diet." Thesis, University of Oxford, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.670134.

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Micklem, Isabel Andrea. "Using captive seabirds to assess knowledge gaps in stable isotope analysis of diets." Thesis, Rhodes University, 2019. http://hdl.handle.net/10962/65101.

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Stable isotope (SI) ratios of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) are now widely used as biomarkers in ecological studies to provide information about food web structuring. However, understanding trophic relationships using SI analysis requires not only knowledge of SI values of predator and prey, but also accurate discrimination factors (DFs), which can differ among species and by physiological state. This thesis examined three questions using captive birds from the South African Foundation for the Conservation of Coastal Birds (SANCCOB). First, the effects of ontogeny on δ13C and δ15N ratios of African penguins (Spheniscus demersus) were assessed. Blood samples were collected from penguins in four age classes (P3 chicks, blues, juveniles and adults) concurrently with their diet (sardine (Sardinops sagax) and formula). Second, to assess the influence of breeding physiology on SI ratios, the blood of ten breeding pairs of penguins was sampled over a five-month period from June to October 2016. Following laying, each pair was categorised into one of three (four for whole blood) egg production phases (initial yolk deposition, rapid yolk deposition and post-laying) and their influences on SI ratios were tested. Third, species differences in DFs were evaluated for African penguins, kelp and Hartlaub’s gulls (Larus dominicanus and L. hartlaubii), greater crested terns (Thalasseus bergii) and Cape cormorants (Phalacrocorax capensis). Flying birds were mostly fed sardine with a small but unknown amount of sardinella (Sardinella aurita), DFs were therefore estimated for a 50:50 sardine:sardinella diet, a 75:25 sardine:sardinella diet and a 100% sardine diet for each flying bird species. The DFs were assessed for the whole blood (WB), red blood cells (RBC), plasma (PL) and delipidated plasma of the penguins, and only WB for the flying birds as well as flesh, whole fish, delipidated flesh and delipidated whole fish for fish species, and for formula. Results indicated that age influenced both the δ13C and δ15N of WB, only the δ15N of RBC and the δ13C of delipidated PL. The assessment of breeding physiology yielded a significant interaction between the effects of egg production phase and sex on the δ13C of WB; females had significantly lower δ13C in the rapid yolk deposition phase than the other two phases and all males. The δ13C of PL was affected only by sex, with females having a significantly lower δ13C value than males. Neither physiological state nor sex influenced the other blood components. Differences were found among the three DFs in the non-penguin species, but not for all consumer – prey tissue combinations. There were also significant differences among species with a DF calculated from a diet with the most probable prey proportions eaten. Depending on the combination of consumer and prey tissue used to calculate the DF, a different conclusion regarding trophic information can be reached. A literature review updated with the present data showed that no general pattern or grouping of similar species with regards to DF values could be drawn, highlighting the importance of determining species- and tissue-specific DFs. Thus age, egg production, tissue and species all influenced the SI values of bird blood and therefore their DFs. Not all physiological conditions affect all blood components in the same way, making different components more or less sensitive to physiological influences. Though their influence is at a small enough scale that it is unlikely to hamper correct conclusion in ecological studies, it is crucial that these factors are considered when using SI analysis (SIA). When uncertainties exist for some coefficients in wild studies, SIA should therefore be combined to other dietary techniques to determine the food web structure as best as possible.

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