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1. A major genetic locus in neighbours controls changes of gene expression and susceptibility in intraspecific rice mixtures

Author: Rémi Pélissier, Aurélie Ducasse, Elsa Ballini, Julien Frouin, Cyrille Violle, Jean‐Benoit Morel, Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: indirect genetic effect, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, modulation of disease by neighbours, Physiology, rice, [SDV]Life Sciences [q-bio], transcriptomic, Plant Science, transcriptomic response toneighbour
Abstract: International audience; Reports indicate that intraspecific neighbours alter the physiology of focal plants, and with a few exceptions, their molecular responses to neighbours are unknown. Recently, changes in susceptibility to pathogen resulting from such interactions were demonstrated, a phenomenon called neighbour-modulated susceptibility (NMS). However, the genetics of NMS and the associated molecular responses are largely unexplored. Here, we analysed in rice the modification of biomass and susceptibility to the blast fungus pathogen in the Kitaake focal genotype in the presence of 280 different neighbours. Using genome-wide association studies, we identified the loci in the neighbour that determine the response in Kitaake. Using a targeted transcriptomic approach, we characterized the molecular responses in focal plants co-cultivated with various neighbours inducing a reduction in susceptibility. Our study demonstrates that NMS is controlled by one major locus in the rice genome of its neighbour. Furthermore, we show that this locus can be associated with characteristic patterns of gene expression in focal plant. Finally, we propose an hypothesis where Pi could play a role in explaining this case of NMS. Our study sheds light on how plants affect the physiology in their neighbourhood and opens perspectives for understanding plant-plant interactions.
Published: 2023
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2. Genetic variability and plasticity of plant allometry

Author: François Vasseur, Cyrille Violle, Brian J. Enquist, Denis Vile, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), University of Arizona, Santa Fe Institute, Association Nationale de la Recherche et de la Technologie, Grant/Award Number: 0398/2009-09 42 008, H2020 European Research Council, Grant/Award Number: ERC-StG-2020-949843 PHENOVIGOUR, Région Occitanie Pyrénées-Méditerranée, Grant/Award Number: FEDER FSE IEJ 2014- 2020, ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: high temperature, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, water stress, Arabidopsis thaliana, intraspecific trait variability, plasticity, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, growth rate, metabolic scaling theory, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
Abstract: International audience; The metabolic scaling theory (MST) predicts quasi-universal trait-size relationships in plants, characterised by a unique allometric exponent within and across large taxonomic scales. However, recent studies have identified variability in allometric relationships, without a clear understanding of the modulating role played by genetic variation and environment.Here, we investigated (1) the allometric relationships for two central traits of MST, namely total leaf area and plant growth rate, in the model species Arabidopsis thaliana, (2) the variability of plant allometries between genotypes and (3) the plastic responses of plant allometries under water deficit, high temperature and their interaction.Using a population of 120 genotypes, we found that intraspecific allometries adhered on average with MST predictions. However, a broad variability but a moderate plasticity in the allometric exponents was observed across genotypes and environments. Allometric exponents were impacted significantly, yet weakly, by water deficit, but not by high temperature. Moreover, genotypes that deviated from MST predictions exhibited more plasticity in trait-size relationships than genotypes that followed MST predictions.Our study suggests that plant allometry is genetically variable and might be related to different adaptive strategies to cope with stressing conditions. Thus, our results highlights the need of assessing trait-size relationships within species to understand the mechanisms of plant adaptation to contrasted environments.
Published: 2023
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3. Matches and mismatches between the global distribution of major food crops and climate suitability

Author: Lucie Mahaut, Samuel Pironon, Jean-Yves Barnagaud, François Bretagnolle, Colin K. Khoury, Zia Mehrabi, Ruben Milla, Charlotte Phillips, Loren H. Rieseberg, Cyrille Violle, Delphine Renard, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Royal Botanic Gardens [Kew], United Nations Environment Programme (UNEP) World Conservation Monitoring Center (WCMC) (UNEP WCMC), Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), International Center for Tropical Agriculture [Colombie] (CIAT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), San Diego Botanic Garden, Institute for Resources, Environment, and Sustainability, University of British Columbia (UBC), Universidad Rey Juan Carlos [Madrid] (URJC), Department of Botany and Biodiversity Research Centre, L.H.R.’s research on sunflower climateadaptation is funded by Genome Canada, Genome BC andThe Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.The Ministry of Economy and Competitivy of Spain (GrantsCGL2014-56567-R and CGL2017-83855-R, Ministerio de Economía yCompetitividad, Spain) fund R.M. research on crop’s wild progenitors.S.P. thanks the Bentham-Moxon Trust for funding a short stayat the University of British Columbia (BMT35-2017).C.K.K. was supportedby grant no. 2019-67012-29733/project accession no. 1019405from the USDA National Institute of Food and Agriculture., ANR-17-MPGA-0004,ASSET,AgrobiodiverSity for a food-Secure planET(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: Crops, Agricultural, climate suitability, MESH: Humans, Farms, General Immunology and Microbiology, Climate Change, MESH: Climate Change, climatic niche, global agriculture, crop biogeography, Agriculture, General Medicine, MESH: Crops, Agricultural, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Humans, MESH: Ecosystem, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, General Agricultural and Biological Sciences, MESH: Farms, MESH: Agriculture, Ecosystem, General Environmental Science
Abstract: 10 pages; International audience; Over the course of history, humans have moved crops from their regions of origin to new locations across the world. The social, cultural and economic drivers of these movements have generated differences not only between current distributions of crops and their climatic origins, but also between crop distributions and climate suitability for their production. Although these mismatches are particularly important to inform agricultural strategies on climate change adaptation, they have, to date, not been quantified consistently at the global level. Here, we show that the relationships between the distributions of 12 major food crops and climate suitability for their yields display strong variation globally. After investigating the role of biophysical, socio-economic and historical factors, we report that high-income world regions display a better match between crop distribution and climate suitability. In addition, although crops are farmed predominantly in the same climatic range as their wild progenitors, climate suitability is not necessarily higher there, a pattern that reflects the legacy of domestication history on current crop distribution. Our results reveal how far the global distribution of major crops diverges from their climatic optima and call for greater consideration of the multiple dimensions of the crop socio-ecological niche in climate change adaptive strategies.
Published: 2023
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4. AraDiv: a dataset of functional traits and leaf hyperspectral reflectance of Arabidopsis thaliana

Author: Maria Stefania Przybylska, Cyrille Violle, Denis Vile, J. F. Scheepens, Benoit Lacombe, Xavier Le Roux, Lisa Perrier, Lou Sales-Mabily, Mariette Laumond, Mariona Vinyeta, Pierre Moulin, Gregory Beurier, Lauriane Rouan, Denis Cornet, François Vasseur, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Goethe-University Frankfurt am Main, Institut des Sciences des Plantes de Montpellier (IPSIM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Agence National de la Recherche (ANR, European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants' (Grant ERC-StG-2014- 639706-CONSTRAINTS, European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'PHENOVIGOUR' (Grant ERC-StG-2020-949843), ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: Statistics and Probability, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Library and Information Sciences, Statistics, Probability and Uncertainty, Computer Science Applications, Education, Information Systems
Abstract: Data from functional trait databases have been increasingly used to address questions related to plant diversity and trait-environment relationships. However, such databases provide intraspecific data that combine individual records obtained from distinct populations at different sites and, hence, environmental conditions. This prevents distinguishing sources of variation (e.g., genetic-based variation vs. phenotypic plasticity), a necessary condition to test for adaptive processes and other determinants of plant phenotypic diversity. Consequently, individual traits measured under common growing conditions and encompassing within-species variation across the occupied geographic range have the potential to leverage trait databases with valuable data for functional and evolutionary ecology. Here, we recorded 16 functional traits and leaf hyperspectral reflectance (NIRS) data for 721 widely distributed Arabidopsis thaliana natural accessions grown in a common garden experiment. These data records, together with meteorological variables obtained during the experiment, were assembled to create the AraDiv dataset. AraDiv is a comprehensive dataset of A. thaliana’s intraspecific variability that can be explored to address questions at the interface of genetics and ecology.
Published: 2023
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5. Solving the grand challenge of phenotypic integration: allometry across scales

Author: François Vasseur, Adrianus Johannes Westgeest, Denis Vile, Cyrille Violle, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), PHENOVIGOUR grant ERC-StG-2020-949843, ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: Genome size, Allometry, Phenotype, Phenotypic integration, Insect Science, Metabolic scaling, Genetics, Body Size, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Animal Science and Zoology, Plant Science, General Medicine, Trait relationships
Abstract: Phenotypic integration is a concept related to the cascade of trait relationships from the lowest organizational levels, i.e. genes, to the highest, i.e. whole-organism traits. However, the cause-and-effect linkages between traits are notoriously difficult to determine. In particular, we still lack a mathematical framework to model the relationships involved in the integration of phenotypic traits. Here, we argue that allometric models developed in ecology offer testable mathematical equations of trait relationships across scales. We first show that allometric relationships are pervasive in biology at different organizational scales and in different taxa. We then present mechanistic models that explain the origin of allometric relationships. In addition, we emphasized that recent studies showed that natural variation does exist for allometric parameters, suggesting a role for genetic variability, selection and evolution. Consequently, we advocate that it is time to examine the genetic determinism of allometries, as well as to question in more detail the role of genome size in subsequent scaling relationships. More broadly, a possible—but so far neglected—solution to understand phenotypic integration is to examine allometric relationships at different organizational levels (cell, tissue, organ, organism) and in contrasted species.
Published: 2022
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6. Plant–herbivore interactions: Experimental demonstration of genetic variability in plant–plant signalling

Author: Aurélien Estarague, Cyrille Violle, Denis Vile, Anaïs Hany, Thibault Martino, Pierre Moulin, François Vasseur, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Recherche sur les Médiations (Crem), Université de Lorraine (UL), European Research Council (ERC) ‘PHENOVIGOUR’: grant ERC-StG-2020-949843)., ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, Cornu aspersum, genome-wide association study, Arabidopsis thaliana, herbivory, Genetics, intraspecific diversity, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, General Agricultural and Biological Sciences, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
Abstract: International audience; Plant-herbivore interactions mediated by plant-plant signalling have been documented in different species but its within-species variability has hardly been quantified. Here, we tested if herbivore foraging activity on plants was influenced by a prior contact with a damaged plant and if the effect of such plant-plant signalling was variable across 113 natural genotypes of Arabidopsis thaliana. We filmed the activity of the generalist herbivore Cornu aspersum during 1 h on two plants differing only in a prior contact with a damaged plant or not. We recorded each snails' first choice, and measured its first duration on a plant, the proportion of time spent on both plants and leaf consumption. Overall, plant-plant signalling modified the foraging activity of herbivores in A. thaliana. On average, snails spent more time and consumed more of plants that experienced a prior contact with a damaged plant. However, the effects of plant-plant signalling on snail behaviour was variable: depending on genotype identity, plant-plant signalling made undamaged plants more repellant or attractive to snails. Genome-wide associations revealed that genes related to stress coping ability and jasmonate pathway were associated to this variation. Together, our findings highlight the adaptive significance of plant-plant signalling for plant-herbivore interactions.
Published: 2023
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7. Domestication provides durum wheat with protection from locust herbivory

Author: Marie‐Pierre Chapuis, Nicolas Leménager, Cyril Piou, Pierre Roumet, Héloïse Marche, Julia Centanni, Christophe Estienne, Martin Ecarnot, François Vasseur, Cyrille Violle, Elena Kazakou, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, This work was supported by the DINER project, publicly funded by the Labex CEMEB and funds from the French Agricultural Research Centre for International Development (CIRAD). CV was supported by the European Research Council (ERC) Starting Grant Project StG-2014-639706-CONSTRAINTS. We thank the CEFE (Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive) and the CBGP (Centre de Biologie pour la Gestion des Populations) for providing us access to the LabEx CeMEB plateform 'terrain d'expérience CEFE,' 43°38′20.2′′N 3°51′51.0′′E, and the SEPA plateform, respectively., ANR-10-LABX-0004,CeMEB,Mediterranean Center for Environment and Biodiversity(2010), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: Ecology, leaf, nutritional ecology, plant toughness, [SDV]Life Sciences [q-bio], domestication syndrome, Locusta migratoria, functional ecology, Triticum turgidum, cereal crop, pest insects, plant nitrogen content, feeding selection, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Nature and Landscape Conservation
Abstract: International audience; Lower plant resistance to herbivores following domestication has been suggested as the main cause for higher feeding damage in crops than in wild progenitors. While herbivore compensatory feeding has also been proposed as a possible mechanism for raised damage in crops with low nutritional quality, predictions regarding the effects of plant domestication on nutritional quality for herbivores remain unclear. In particular, data on primary metabolites, even major macronutrients, measured in the organs consumed by herbivores, are scarce. In this study, we used a collection of 10 accessions of wild ancestors and 10 accessions of modern progenies of Triticum turgidum to examine whether feeding damage and selectivity by nymphs of Locusta migratoria primarily depended on five leaf traits related to structural resistance or nutrient profiles. Our results unexpectedly showed that locusts favored wild ancestors over domesticated accessions and that leaf toughness and nitrogen and soluble protein contents increased with the domestication process. Furthermore, the quantitative relationship between soluble protein and digestible carbohydrates was found to poorly meet the specific requirements of the herbivore, in all wheat accessions, both wild and modern. The increase in leaf structural resistance to herbivores in domesticated tetraploid wheat accessions suggested that resource allocation trade-offs between growth and herbivory resistance may have been disrupted by domestication in the vegetative organs of this species. Since domestication did not result in a loss of nutritional quality in the leaves of the tetraploid wheat, our results rather provides evidence for a role of the content of plants in nonnutritive nitrogenous secondary compounds, possibly deterrent or toxic, at least for grasshopper herbivores.
Published: 2023
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8. Nitrogen availability and plant–plant interactions drive leaf silicon concentration in wheat genotypes

Author: Felix de Tombeur, Taïna Lemoine, Cyrille Violle, Hélène Fréville, Sarah J. Thorne, Sue E. Hartley, Hans Lambers, Florian Fort, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), The University of Western Australia (UWA), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, University of York [York, UK], University of Sheffield [Sheffield], Agence Nationale de la Recherche ANR-19-E32-0011, and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: agroecology, nutrient limitation, plant competition, intraspecific variation, genotype mixture, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, phenotypic plasticity, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, facilitation, plant height
Abstract: 1. Estimating plasticity of leaf silicon (Si) in response to abiotic and biotic factors underpins our comprehension of plant defences and stress resistance in natural and agroecosystems. However, how nitrogen (N) addition and intraspecific plant–plant interactions affect Si concentration remains unclear.\ud \ud 2. We grew 19 durum wheat genotypes (Triticum turgidum ssp. durum) in pots, either alone or in intra- or intergenotypic cultures of two individuals, and with or without N. Above-ground biomass, plant height and leaf [Si] were quantified at the beginning of the flowering stage.\ud \ud 3. Nitrogen addition decreased leaf [Si] for most genotypes, proportionally to the biomass increase. Si plasticity to plant–plant interactions varied significantly among genotypes, with both increases and decreases in leaf [Si] when mixed with a neighbour, regardless of the mixture type (intra-/intergenotype). Besides, increased leaf [Si] in response to plant–plant interactions was associated with increased plant height.\ud \ud 4. Our results suggest the occurrence of both facilitation and competition for Si uptake from the rhizosphere in wheat mixtures. Future research should identify which leaf and root traits characterise facilitating neighbours for Si acquisition. We also show that Si could be involved in height gain in response to intraspecific competition, possibly for increasing light capture. This important finding opens up new research directions on Si and plant–plant interactions in both natural ecosystems and agroecosystems. More generally, our results stress the need to explore leaf Si plasticity in responses to both abiotic and biotic factors to understand plant stress resistance.
Published: 2022
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9. Unveiling ecological assembly rules from commonalities in trait distributions

Author: François Munoz, Yoann Le Bagousse-Pinguet, Cyrille Violle, Nicolas Gross, Hugo Saiz, Pierre Liancourt, Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU), Institute of Botany of the Czech Academy of Sciences (IB / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), University of Tübingen, University of Bern, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Grenoble Alpes - Institut national supérieur du professorat et de l'éducation - Académie de Grenoble (UGA INSPE Grenoble), Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), CAP 20-25 16-IDEX-0001, Czech Academy of Sciences RVO 67985939, European Commission FP7-609398, Grant Agency of the Czech Republic GACR 17-19376S, Marie Sklodowska-Curie Actions Individual Fellowship 656035, European Project, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Subjects: 0106 biological sciences, Assembly rules, community assembly rules, dispersalenvironmental filtering, Variation (game tree), Environment, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, kewness-kurtosis relationship, trait distributions, Ecosystem, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, stochasticity, 0303 health sciences, Ecology, Niche differentiation, Biodiversity, 15. Life on land, functional diversity, Biota, Phenotype, Geography, Skewness, Kurtosis, Trait, Biological dispersal, Identification (biology), [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, niche differentiations
Abstract: International audience; Deciphering the effect of neutral and deterministic processes on community assembly is critical to understand and predict diversity patterns. The information held in community trait distributions is commonly assumed as a signature of these processes, but empirical and modelling attempts have most often failed to untangle their confounding, sometimes opposing, impacts. Here, we simulated the assembly of trait distributions through stochastic (dispersal limitation) and/or deterministic scenarios (environmental filtering and niche differentiation). We characterized the shape of trait distributions using the skewness-kurtosis relationship. We identified commonalities in the co-variation between the skewness and the kurtosis of trait distributions with a unique signature for each simulated assembly scenario. Our findings were robust to variation in the composition of regional species pools, dispersal limitation and environmental conditions. While ecological communities can exhibit a high degree of idiosyncrasy, identification of commonalities across multiple communities can help to unveil ecological assembly rules in real-world ecosystems.
Published: 2021
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10. A Perspective on Plant Phenomics: Coupling Deep Learning and Near-Infrared Spectroscopy

Author: François Vasseur, Denis Cornet, Grégory Beurier, Julie Messier, Lauriane Rouan, Justine Bresson, Martin Ecarnot, Mark Stahl, Simon Heumos, Marianne Gérard, Hans Reijnen, Pascal Tillard, Benoît Lacombe, Amélie Emanuel, Justine Floret, Aurélien Estarague, Stefania Przybylska, Kevin Sartori, Lauren M. Gillespie, Etienne Baron, Elena Kazakou, Denis Vile, Cyrille Violle, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, University of Waterloo [Waterloo], Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), University of Tübingen, Institut des Sciences des Plantes de Montpellier (IPSIM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), ANR-17-CE02-0018-01 Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l’espèce modèle Arabidopsis thaliana – AraBreed, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)European Commission, German Research Foundation (DFG)INST 37/696-1 FUGG, ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: multivariate analysis, machine learning, Arabidopsis thaliana, [SDV]Life Sciences [q-bio], near-infrared spectroscopy (NIRS), trait-based ecology, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, functional traits, Plant Science, metabolomics
Abstract: International audience; The trait-based approach in plant ecology aims at understanding and classifying the diversity of ecological strategies by comparing plant morphology and physiology across organisms. The major drawback of the approach is that the time and financial cost of measuring the traits on many individuals and environments can be prohibitive. We show that combining near-infrared spectroscopy (NIRS) with deep learning resolves this limitation by quickly, non-destructively, and accurately measuring a suite of traits, including plant morphology, chemistry, and metabolism. Such an approach also allows to position plants within the well-known CSR triangle that depicts the diversity of plant ecological strategies. The processing of NIRS through deep learning identifies the effect of growth conditions on trait values, an issue that plagues traditional statistical approaches. Together, the coupling of NIRS and deep learning is a promising high-throughput approach to capture a range of ecological information on plant diversity and functioning and can accelerate the creation of extensive trait databases.
Published: 2022
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11. Do leaf nitrogen resorption dynamics align with the slow‐fast continuum? A test at the intraspecific level

Author: Kevin Sartori, Cyrille Violle, Denis Vile, François Vasseur, Pierre de Villemereuil, Justine Bresson, Lauren Gillespie, Leila Rose Fletcher, Lawren Sack, Elena Kazakou, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California (UC), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), ANR-10-LABX-0004,CeMEB,Mediterranean Center for Environment and Biodiversity(2010), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: association genetics, Arabidopsis thaliana, leaf nitrogen, fungi, food and beverages, population genetics, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, resorption, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, resource-use strategies
Abstract: International audience; The links between internal nitrogen recycling through the process of resorption from senescing leaves, whole-plant resource-use strategies and performance remain elusive. Indeed, tests of such potential linkages are hampered by the classical evaluation of plant nitrogen resorption efficiency (REN) based on ‘snapshots’ of leaf nitrogen concentration from adult and senescent leaves. We significantly increased the resolution for measuring leaf nitrogen resorption by non-destructively tracking time courses of nitrogen concentration in leaves of 137 natural Arabidopsis thaliana genotypes native to a wide range of climates across Europe, grown in a greenhouse. In addition to the classical measurement of resorption efficiency, we computed the relative maximum resorption rate of nitrogen (RRN), that is, the amount of nitrogen remobilized by a leaf per unit time and per unit nitrogen, together with slow–fast syndrome traits at the leaf and whole-plant levels. Across genotypes, high rates and efficiencies of nitrogen resorption were associated with low specific leaf area and late flowering. The RRN showed significant heritability, genetic associations and was negatively correlated with the mean annual temperature of the native populations. By contrast, despite the evidence of a correlation with temperature, REN showed lower heritability and no evidence of genetic association, questioning the mechanisms of nitrogen resorption. Overall, our results suggest a much stronger adaptive role for leaf nitrogen resorption than previously uncovered.
Published: 2022
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12. National-scale changes in crop diversity through the Anthropocene

Author: Marney E. Isaac, Denis Vile, Marc W. Cadotte, Rachel O. Mariani, Adam R. Martin, Cyrille Violle, University of Toronto [Scarborough, Canada], Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Canada Foundation for Innovation, and the Ontario Research Fund., European Union and the Region Languedoc-Roussillon 'Chercheur d’Avenir' (FEDER FSE IEJ 2014–2020, Grant Project 'APSEVIR')., University of Toronto Scarborough’s (UTSC) Vice Principal Research Office in support of UTSC’s Centre for Agroecosystems Research, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), University of Toronto at Scarborough, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Environmental change, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Science, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, [SDV.BID]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity, 01 natural sciences, Article, Crop, 03 medical and health sciences, Anthropocene, 030304 developmental biology, 0105 earth and related environmental sciences, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, Multidisciplinary, Resistance (ecology), business.industry, Agroforestry, 021107 urban & regional planning, Biodiversity, Geography, Sustainability, Crop diversity, Agriculture, Medicine, Species evenness, Species richness, business, Agroecology
Abstract: Expansion of crops beyond their centres of domestication is a defining feature of the Anthropocene Epoch. This process has fundamentally altered the diversity of croplands, with likely consequences for the ecological functioning and socio-economic stability of agriculture under environmental change. While changes in crop diversity through the Anthropocene have been quantified at large spatial scales, the patterns, drivers, and consequences of change in crop diversity and biogeography at national-scales remains less explored. We use production data on 339 crops, grown in over 150 countries from 1961 to 2017, to quantify changes in country-level crop richness and evenness. Virtually all countries globally have experienced significant increases in crop richness since 1961, with the early 1980s marking a clear onset of a ~ 9-year period of increase in crop richness in countries worldwide. While these changes have increased the similarity of diversity of croplands among countries, only half of countries experienced increases in crop evenness through time. Ubiquitous increases in crop richness within nearly all countries between 1980 and 2000 are a unique biogeographical feature of the Anthropocene. At the same time, we detected opposing changes in crop evenness, and only modest signatures of increased homogenization of croplands among countries. Therefore context-dependent and, at least, national-scale assessments are needed to understand and predict how changes in crop diversity influence agricultural resistance and resilience to environmental change.
Published: 2021
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13. Disturbed habitats locally reduce the signal of deep evolutionary history in functional traits of plants

Author: Stephan M. Hennekens, Oliver Purschke, Igor V. Bartish, Hervé Jactel, Sandrine Pavoine, Patrick Venail, Matthew R. Helmus, Martin Brändle, Cyrille Violle, Daniel S. Moen, Benjamin Yguel, Andreas Prinzing, Evan Weiher, Wim A. Ozinga, Marten Winter, Ingolf Kühn, Joaquín Hortal, Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Ecologie et des Sciences de la COnservation (CESCO), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Museo Nacional de Ciencias Naturales [Madrid] (MNCN), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Wageningen Environmental Research (Alterra), Institute of Botany of the Czech Academy of Sciences (IB / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), Temple University [Philadelphia], Pennsylvania Commonwealth System of Higher Education (PCSHE), Martin-Luther-University Halle-Wittenberg, Helmholtz Zentrum für Umweltforschung = Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), Oklahoma State University [Stillwater] (OSU), University of Wisconsin-Madison, Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg, German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Mécanismes Adaptatifs et Evolution (MECADEV), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synthesis Centre of iDiv, the German Centre for Integrative Biodiversity Research Halle-Jena-Leipzig (DFG FZT 118). BY also benefited from a postdoctoral fund from the French national research agency LabEx ANR-10-LABX-0003-BCDiv, in the context of the 'Investissements d'avenir' This work was a product of the working group sCoMuCra (Communities – Museums and Cradles of Biological Diversity), including a postdoctoral fund to BY, both funded by the sDiv, the n° ANR-11-IDEX-0004-02. CV was supported by the European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants' (Grant ERC-StG-2014-639706- CONSTRAINTS). EW received sabbatical support from sDiv. The manuscript profited from comments by Ian Pearse, Jeanine Cavender-Bares, David Ackerly and two anonymous referees., ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011), ANR-10-LABX-0003,BCDiv,Biological and Cultural Diversities : Origins, Evolution, Interactions, Future(2010), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Oklahoma State University [Stillwater], Philipps Universität Marburg, Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, trait evolution, Physiology, Bos- en Landschapsecologie, Niche conservatism, Phylogenetic signal, Plant Science, Functional diversity, Biology, disturbance and stress, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, species pool, Phylogenetic diversity, 03 medical and health sciences, Phylogenetics, Forest and Landscape Ecology, Ecosystem, Vegetatie, Phylogeny, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Vegetation, Phylogenetic tree, Ecology, Community assembly, Disturbance and stress, phylogenetic signal, Plant community, Biodiversity, Plants, 15. Life on land, Storage effect, functional diversity, species-pool, Biological Evolution, niche conservatism, Species-pool, Phenotype, Habitat, Trait evolution, Trait, phylogenetic diversity, Vegetatie, Bos- en Landschapsecologie, Vegetation, Forest and Landscape Ecology, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract: The functioning of present ecosystems reflects deep evolutionary history of locally cooccurring species if their functional traits show high phylogenetic signal (PS). However, we do not understand what drives local PS. We hypothesize that local PS is high in undisturbed and stressful habitats, either due to ongoing local assembly of species that maintained ancestral traits, or to past evolutionary maintenance of ancestral traits within habitat species-pools, or to both., We quantified PS and diversity of 10 traits within 6704 local plant communities across 38 Dutch habitat types differing in disturbance or stress., Mean local PS varied 50-fold among habitat types, often independently of phylogenetic or trait diversity. Mean local PS decreased with disturbance but showed no consistent relationship to stress. Mean local PS exceeded species-pool PS, reflecting nonrandom subsampling from the pool. Disturbance or stress related more strongly to mean local than to species-pool PS., Disturbed habitats harbour species with evolutionary divergent trait values, probably driven by ongoing, local assembly of species: environmental fluctuations might maintain different trait values within lineages through an evolutionary storage effect. If functional traits do not reflect phylogeny, ecosystem functioning might not be contingent on the presence of particular lineages, and lineages might establish evolutionarily novel interactions.
Published: 2021
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14. Into the range: a latitudinal gradient or a center-margins differentiation of ecological strategies in Arabidopsis thaliana ?

Author: Denis Vile, François Vasseur, Justine Bresson, Aurélien Estarague, Stéphane Herbette, Cyrille Violle, Moises Exposito-Alonso, Denis Cornet, Grégory Beurier, Lauriane Rouan, Cristina C. Bastias, Kevin Sartori, Laboratoire de Physique et Physiologie Intégratives de l’Arbre en environnement Fluctuant (PIAF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020]), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Stanford University, Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Clermont Auvergne (UCA), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Carnegie Institution for Science, European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants' (Grant ERC-StG-2014- 639706-CONSTRAINTS)., Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, plant trait-based ecology, Range (biology), Nitrogen, Acclimatization, Species distribution, Population, Arabidopsis, Plant Science, fuctionnal trait, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Intraspecific competition, 03 medical and health sciences, water stress, CSR strategies, interspecific variation, education, Macroecology, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Phenotypic plasticity, education.field_of_study, Ecology, Phenotypic trait, Original Articles, 15. Life on land, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, Adaptation, Physiological, Phenotype, phenotopic plasticity, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Adaptation, performance, stress resistance-fecondity trade -off, 010606 plant biology & botany
Abstract: Background and Aims Determining within-species large-scale variation in phenotypic traits is central to elucidate the drivers of species’ ranges. Intraspecific comparisons offer the opportunity to understand how trade-offs and biogeographical history constrain adaptation to contrasted environmental conditions. Here we test whether functional traits, ecological strategies from the CSR scheme and phenotypic plasticity in response to abiotic stress vary along a latitudinal or a center- margins gradient within the native range of Arabidopsis thaliana. Methods We experimentally examined the phenotypic outcomes of plant adaptation at the center and margins of its geographic range using 30 accessions from southern, central and northern Europe. We characterized the variation of traits related to stress tolerance, resource use, colonization ability, CSR strategy scores, survival and fecundity in response to high temperature (34 °C) or frost (- 6 °C), combined with a water deficit treatment. Key Results We found evidence for both a latitudinal and a center-margins differentiation for the traits under scrutiny. Age at maturity, leaf dry matter content, specific leaf area and leaf nitrogen content varied along a latitudinal gradient. Northern accessions presented a greater survival to stress than central and southern accessions. Leaf area, C-scores, R-scores and fruit number followed a center-margins differentiation. Central accessions displayed a higher phenotypic plasticity than northern and southern accessions for most studied traits. Conclusions Traits related to an acquisitive/conservative resource-use trade-off followed a latitudinal gradient. Traits associated with a competition/colonization trade-off differentiated along the historic colonization of the distribution range and then followed a center-margins differentiation. Our findings pinpoint the need to consider the joint effect of evolutionary history and environmental factors when examining phenotypic variation across the distribution range of a species.
Published: 2021
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15. Plant neighbour-modulated susceptibility to pathogens in intraspecific mixtures

Author: Coline Temple, Andy Brousse, Rémi Pélissier, Florian Fort, Elsa Ballini, Luis Buendia, Cyrille Violle, Jean-Benoit Morel, Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), PhD grant from Institut Agro, European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants' (Grant ERCStG-2014-639706-CONSTRAINTS), ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016), and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Genotype, Physiology, plant-plant interactions, plant–plant interactions, Oryza sativa, Plant Science, Biology, Triticum turgidum, 01 natural sciences, Intraspecific competition, 03 medical and health sciences, Disease susceptibility, Plant Environment Interactions, Immunity, wheat, Disease, Pathogen, Triticum, 2. Zero hunger, Genetics, AcademicSubjects/SCI01210, Inoculation, rice, fungi, food and beverages, Oryza, biochemical phenomena, metabolism, and nutrition, Research Papers, immunity, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, 030104 developmental biology, intraspecific mixture, 010606 plant biology & botany, neighbour
Abstract: Susceptibility to fungal pathogens and plant immunity in rice and wheat can be modulated by the presence of intraspecific neighbours and does not require the neighbours to be infected., As part of a trend towards diversifying cultivated areas, varietal mixtures are subject to renewed interest as a means to manage diseases. Besides the epidemiological effects of varietal mixtures on pathogen propagation, little is known about the effect of intraspecific plant–plant interactions and their impact on responses to disease. In this study, genotypes of rice (Oryza sativa) or durum wheat (Triticum turgidum) were grown with different conspecific neighbours and manually inoculated under conditions preventing pathogen propagation. Disease susceptibility was measured together with the expression of basal immunity genes as part of the response to intra-specific neighbours. The results showed that in many cases for both rice and wheat susceptibility to pathogens and immunity was modified by the presence of intraspecific neighbours. This phenomenon, which we term ‘neighbour-modulated susceptibility’ (NMS), could be caused by the production of below-ground signals and does not require the neighbours to be infected. Our results suggest that the mechanisms responsible for reducing disease in varietal mixtures in the field need to be re-examined.
Published: 2021
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16. Interspecific interactions regulate plant reproductive allometry in cereal-legume intercropping systems

Author: Isabelle Litrico, Etienne-Pascal Journet, Christophe Naudin, Elise Pelzer, Antoine Couëdel, Bochra Kammoun, Philippe Hinsinger, Florian Fort, Eric Justes, Catherine Bonnet, Laurent Bedoussac, Nathalie Moutier, Pierre Casadebaig, Henrik Hauggaard-Nielsen, Cyrille Violle, Guénaëlle Corre-Hellou, Rémi Mahmoud, Erik Steen Jensen, Safia Médiène, Xavier Gendre, Noémie Gaudio, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Agronomie, AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Roskilde Universitet [Roskilde], École Nationale Supérieure de Formation de l'Enseignement Agricole de Toulouse-Auzeville (ENSFEA), Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Direction du département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Direction Persyst), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Unité de Recherche Pluridisciplinaire Prairies et Plantes Fourragères (P3F), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Laboratoire d'Analyse, Topologie, Probabilités (LATP), Université Paul Cézanne - Aix-Marseille 3-Université de Provence - Aix-Marseille 1-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Roskilde University, Unité Expérimentale Forestière Méditerranéenne (UEFM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Légumineuses, Ecophysiologie Végétale, Agroécologie (LEVA), Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Unité de recherches de génétique et amélioration des plantes, ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Cropping Systems Ecology, Department of Biosystems and Technology, Box 103, SE-230 53 Alnarp, Sweden, Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, H2020 European Research Council, Grant/Award Number: ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS, Université de Rennes (UR)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, and European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015)
Subjects: 0106 biological sciences, F08 - Systèmes et modes de culture, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, 01 natural sciences, Interactions biologiques, Plante légumière, Allométrie, media_common, 2. Zero hunger, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Biomass (ecology), 0303 health sciences, biology, Ecology, Intercropping, 04 agricultural and veterinary sciences, Assembly rules, Resource (biology), cereal–legume mixtures, media_common.quotation_subject, Competition (biology), Culture intercalaire, 03 medical and health sciences, Biomass allocation, [SDV.SA.STA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Sciences and technics of agriculture, Plant reproductive allometry, 030304 developmental biology, Plante céréalière, business.industry, Interspecific competition, 15. Life on land, Metabolic scaling theory, biology.organism_classification, Agronomy, Agriculture, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Système de culture, Allometry, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business, 010606 plant biology & botany
Abstract: Calls for ecological principles in agriculture have gained momentum. Intercropping systems have long been designed by growing two, or more, annual crop species in the same field, aiming for a better resource use efficiency. However, assembly rules for their design are lacking. Notably, it is still unknown whether species performances are maximized during both the vegetative and reproductive phases given the sensitivity of reproductive allocation rules to resource limitation. Interestingly, ecological theory provides expectations regarding putative invariance of plant reproductive allometry (PRA) under non-limiting conditions for plant growth. Here we examined whether and how PRA changes in response to plant-plant interactions in intercropping systems, which can inform both ecological theory and the understanding of the functioning of intercropping systems.We analyzed a dataset of 28 field cereal-legume intercropping trials from various climatic and management conditions across Western Europe. PRA was quantified in both mixing and single-species situations.PRA was positively impacted in specific management conditions, leading to a greater increase in yield for a given increase in plant size. Variations in PRA were more beneficial for legumes grown in unfertilized mixture, which explains their use as a key component in actual intercrop systems. The response for cereals was similar but less pronounced in magnitude, and was greater under limiting resource conditions. Focusing on intercropping conditions, hierarchical competition (indicated by biomass difference between intercropped species) appears as a strong driver of the reproductive output of a given species.Synthesis and applications. Plant reproductive allometry behaves in crop species in the same way as it does in wild species. However, contrary to theoretical expectations about an overall invariance of PRA, we highlighted taxon-specific and context-dependent effects of plant-plant interactions on PRA. This systematic deviation to PRA expectations could be leveraged to cultivate each species up to its reproductive optimum while accounting for the performance of the other, whether farmer’s objective is to favor one species or to reach an equilibrium in seed production. Sowing density and cultivar choice could regulate the biomass of each component, with specific targets derived from allometric relationships, aiming for an optimal reproductive allocation in mixtures.
Published: 2021
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17. Plant immunity: Good fences make good neighbors?

Author: Rémi Pélissier, Cyrille Violle, Jean-Benoit Morel, Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), European Project: 228473,EC:FP7:ERC,ERC-2008-Support,MERCI(2009), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Abiotic component, Resistance (ecology), Ecology, fungi, Plant Immunity, food and beverages, Plant community, Plant Science, Interspecific competition, Plants, 15. Life on land, Biology, 01 natural sciences, Intraspecific competition, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Soil, 03 medical and health sciences, 030104 developmental biology, Immunity, Microbiome, Soil Microbiology, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Plant immunity is modulated by several abiotic factors, and microbiome has emerged as a major biotic driver of plant resistance. Recently, a few studies showed that plants also modify resistance to pests and pathogens in their neighborhood. Several types of neighborhood could be identified depending on the biological processes at play: intraspecific and interspecific competition, kin and stranger recognition, plant-soil feedbacks, and danger signaling. This review highlights that molecules exchanged aboveground and belowground between plants can modulate plant immunity, either constitutively or after damage or attack. An intriguing relationship between allelopathy and immunity has been evidenced and should merit further investigation. Interestingly, most reported cases of modulation of immunity by the neighbors are positive, opening new perspectives for the understanding of natural plant communities as well as for the design of more diverse cultivated systems.
Published: 2021
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18. Leaf economics and slow-fast adaptation across the geographic range of Arabidopsis thaliana

Author: Marianne Gerard, Kevin Sartori, Oscar Javier Ayala-Garay, Etienne Baron, Laura Garcia de Jalon, Maria Del Rey Granado, Agathe Chassagneux, Elena Kazakou, Denis Vile, François Vasseur, Diane Masclef, Nick P. Rowe, Cyrille Violle, Ananda Christophe, Erwan Harscouet, Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), INRA Dpt EA grant, European Research Council (ERC) (‘CONSTRAINTS’: grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS), French Agency for Research (ANR grant ANR-17-CE02-0018-01, ‘AraBreed’), ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0301 basic medicine, allocation de ressources, media_common.quotation_subject, Biodiversité et Ecologie, Arabidopsis, lcsh:Medicine, Biology, Plant Physiological Phenomena, Article, Life history theory, Biodiversity and Ecology, adaptation au climat, 03 medical and health sciences, Plant evolution, 0302 clinical medicine, écologie fonctionnelle, Plant ecology, lcsh:Science, media_common, 2. Zero hunger, Functional ecology, Multidisciplinary, Ecology, Geography, arabidopsis thaliana, fungi, lcsh:R, Longevity, Ecological genetics, food and beverages, Interspecific competition, 15. Life on land, Arid, Plant Leaves, 030104 developmental biology, Natural variation in plants, Habitat, comparaison intraspécifique, 13. Climate action, lcsh:Q, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Slow Growing, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Life history strategies of most organisms are constrained by resource allocation patterns that follow a 'slow-fast continuum'. It opposes slow growing and long-lived organisms with late investment in reproduction to those that grow faster, have earlier and larger reproductive effort and a short longevity. In plants, the Leaf Economics Spectrum (LES) depicts a leaf-level trade-off between the rate of carbon assimilation and leaf lifespan, as stressed in functional ecology from interspecific comparative studies. However, it is still unclear how the LES is connected to the slow-fast syndrome. Interspecific comparisons also impede a deep exploration of the linkage between Les variation and adaptation to climate. Here, we measured growth, morpho-physiological and life-history traits, at both the leaf and whole-plant levels, in 378 natural accessions of Arabidopsis thaliana. We found that the Les is tightly linked to variation in whole-plant functioning, and aligns with the slow-fast continuum. A genetic analysis further suggested that phenotypic differentiation results from the selection of different slow-fast strategies in contrasted climates. slow growing and long-lived plants were preferentially found in cold and arid habitats while fast growing and short-lived ones in more favorable habitats. Our findings shed light on the role of the slow-fast continuum for plant adaptation to climate. More broadly, they encourage future studies to bridge functional ecology, genetics and evolutionary biology to improve our understanding of plant adaptation to environmental changes. Investigations of the genetic and phenotypic differentiation of plant lineages along environmental gradients is crucial for the understanding of plant evolutionary responses to current and future climate variations. As plants cannot simultaneously optimize competing eco-physiological functions, an important question is how plant adaptation occurs under the influence of major trade-offs between traits. The slow-fast continuum is a pervasive trade-off between resource allocation to growth, reproduction and survival , spread across the tree of life 1. The slow end of this continuum is characterized by slow growing, long-lived species and low reproductive output, while species at the fast end reach reproductive maturity faster and produce more offsprings. In plants, the leaf economics spectrum (LES hereafter) 2-4 is thought to reflect the physiological basis of the slow-fast continuum 4. The LES arrays plant species along a continuum of leaf trait syndromes going from short-lived leaves with fast metabolism to the reverse syndrome 3. Core LES traits include leaf dry mass per area (LMA), leaf lifespan (LLS) and net photosynthetic rate per mass unit (A mass) 3,5-7. LES traits are widely used in comparative ecology to infer whole-plant ecological strategies 4,8-12. However, the extent to which leaf-level resource economics reflects whole-plant physiology, performance, and ultimately fitness, is still under debate 13. Many processes can lead to a mismatch between LES and whole-plant functioning 14 , including the impact of self-shading among leaves and resource allocation patterns, such as carbon investment in non-photosynthetic tissues 15,16. To gain insights into the robustness of the slow-fast continuum at different organizational levels, we need
Published: 2019
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19. Consistent functional clusters explain the effects of biodiversity on ecosystem productivity in a long-term experiment

Author: Benoît Jaillard, Philippe Deleporte, Cyrille Violle, Forest Isbell, Michel Loreau, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Minnesota [Twin Cities] (UMN), University of Minnesota System, Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), European Project: 221060,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2007-4-1-IOF,DIVERSITRAITS(2009), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Agrobiosciences, Interactions et Biodiversité (FR AIB), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: 0106 biological sciences, MESH: Biodiversity, media_common.quotation_subject, Biodiversity, Interaction, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Competition (biology), species clustering, 03 medical and health sciences, functional groups, Ecosystem, Cluster analysis, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, media_common, biodiversity–ecosystem functioning, 0303 health sciences, Biomass (ecology), Ecology, assembly motif, combinatorial analysis, 15. Life on land, MESH: Ecosystem, Productivity (ecology), Complementarity (molecular biology), [SDE]Environmental Sciences, Environmental science
Abstract: International audience; Biomass production in ecosystems is a complex process regulated by several facets of biodiversity and species identity, but also species interactions such as competition or complementarity between species. For studying these different facets separately, ecosystem biomass is generally partitioned in two biodiversity effects. The composition effect is a simple, linear effect, and the interaction effect is a more subtle, nonlinear effect. Here we used a clustering approach (1) to separately and comprehensively capture all linear and nonlinear effects induced by both biodiversity effects on ecosystem functioning, and (2) to determine the functional composition at the origin of each biodiversity effect. We used data from the long-term Cedar Creek BioDIV experiment carried out over 22 yr, and we partitioned multiplicatively the biomass in composition and interaction effects. Both biodiversity effects were weakly correlated. Our clustering approach accurately explains and predicts each diversity effect over time: each one is modeled by a different functional composition. Even if environmental conditions and the strength of interaction effect strongly varied over time, the functional clusters of species that govern the interaction effect do not change over the 22 yr of the experiment. The functional composition governing the interaction effect is therefore very robust. In contrast, the functional clusters of species that govern the composition effect are less robust and change with environmental conditions. Understanding ecosystem functioning therefore requires that ecological properties are first partitioned by type, then each type of property is analyzed and modeled separately. Approaches without a priori groupings of species, such as functional clustering, appear particularly efficient and robust to unravel the web of species interactions, and identify the role played by species on biodiversity effects.
Published: 2021
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20. Global distribution and conservation status of ecologically rare mammal and bird species

Author: Cyrille Violle, Maya Guéguen, Nicolas Mouquet, Annette Ostling, Matthias Grenié, Nicolas Loiseau, Wilfried Thuiller, David Mouillot, Julien Renaud, Caroline M. Tucker, Nicolas Casajus, Brian S. Maitner, Laure Velez, MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), This research is a product of the FREE group funded by the Centre for the Synthesis and Analysis of Biodiversity (CESAB) of the Foundation for Research on Biodiversity (FRB) and EDF., ANR-18-EBI4-0009,FutureWeb,Climate and land use change threat to the vertebrate European food web structure and functioning(2018), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Conservation of Natural Resources, Internationality, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Rare species, General Physics and Astronomy, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, Birds, 03 medical and health sciences, Species Specificity, IUCN Red List, Animals, Humans, Ecosystem, Ice Cover, Human Development Index, lcsh:Science, Macroecology, Phylogeny, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Mammals, Principal Component Analysis, Multidisciplinary, Extinction, Geography, Ecology, Conservation biology, General Chemistry, Biodiversity, 15. Life on land, 030104 developmental biology, Biogeography, 13. Climate action, Threatened species, [SDE]Environmental Sciences, Conservation status, Mammal, lcsh:Q
Abstract: Identifying species that are both geographically restricted and functionally distinct, i.e. supporting rare traits and functions, is of prime importance given their risk of extinction and their potential contribution to ecosystem functioning. We use global species distributions and functional traits for birds and mammals to identify the ecologically rare species, understand their characteristics, and identify hotspots. We find that ecologically rare species are disproportionately represented in IUCN threatened categories, insufficiently covered by protected areas, and for some of them sensitive to current and future threats. While they are more abundant overall in countries with a low human development index, some countries with high human development index are also hotspots of ecological rarity, suggesting transboundary responsibility for their conservation. Altogether, these results state that more conservation emphasis should be given to ecological rarity given future environmental conditions and the need to sustain multiple ecosystem processes in the long-term., There are many available ways to rank species for conservation prioritization. Here the authors identify species of mammals and birds that are both spatially restricted and functionally distinct, finding that such species are currently insufficiently protected and disproportionately sensitive to current and future threats.
Published: 2020
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21. Natural variation at FLM splicing has pleiotropic effects modulating ecological strategies in Arabidopsis thaliana

Author: Justine Bresson, Elodie Marchadier, Mathieu Hanemian, Cyrille Violle, Isabelle Gy, Olivier Loudet, François Vasseur, Elodie Gilbault, Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) (GQE-Le Moulon), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-17-EURE-0007,SPS-GSR,Ecole Universitaire de Recherche de Sciences des Plantes de Paris-Saclay(2017), European Project: 243359,EC:FP7:ERC,ERC-2009-StG,DECODE(2010), European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: 0301 basic medicine, Arabidopsis, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Gene Expression Regulation, Plant, lcsh:Science, education.field_of_study, Multidisciplinary, Temperature, food and beverages, Genetic Pleiotropy, 021001 nanoscience & nanotechnology, Phenotype, 0210 nano-technology, Plant genetics, RNA Splicing, Science, Quantitative Trait Loci, Population, MADS Domain Proteins, Locus (genetics), Biology, Article, Evolutionary genetics, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Evolution, Molecular, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, 03 medical and health sciences, Plant development, Genetic variation, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Allele, education, Alleles, Arabidopsis Proteins, Human evolutionary genetics, fungi, Genetic Variation, General Chemistry, Quantitative genetics, 15. Life on land, biology.organism_classification, Introns, Plant Leaves, Natural variation in plants, 030104 developmental biology, Evolutionary biology, lcsh:Q
Abstract: Investigating the evolution of complex phenotypes and the underlying molecular bases of their variation is critical to understand how organisms adapt to their environment. Applying classical quantitative genetics on a segregating population derived from a Can-0xCol-0 cross, we identify the MADS-box transcription factor FLOWERING LOCUS M (FLM) as a player of the phenotypic variation in plant growth and color. We show that allelic variation at FLM modulates plant growth strategy along the leaf economics spectrum, a trade-off between resource acquisition and resource conservation, observable across thousands of plant species. Functional differences at FLM rely on a single intronic substitution, disturbing transcript splicing and leading to the accumulation of non-functional FLM transcripts. Associations between this substitution and phenotypic and climatic data across Arabidopsis natural populations, show how noncoding genetic variation at a single gene might be adaptive through pleiotropic effects., FLOWERING LOCUS M (FLM) is known as a repressor of Arabidopsis flowering. Here, the authors show that a single intronic substitution of FLM modulates leaf color and plant growth strategy along the leaf economics spectrum, as well as plays a role in plant adaptation.
Published: 2020
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22. Ecological Specialization and Rarity of Arable Weeds: Insights from a Comprehensible Survey in France

Author: François Munoz, Jonathan Storkey, Sabrina Gaba, Vincent Bretagnolle, Christine Plumejeaud, Laura Armengot, Guillaume Fried, Joël Chadoeuf, Cyrille Violle, Lucie Mahaut, Bérenger Bourgeois, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de santé des végétaux (LSV), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Research Institute of Organic Agriculture - Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL), Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), LTSER «Zone Atelier Plaine & Val de Sevre» [France], Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes (GAFL), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMRi 7266 (LIENSs), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Rothamsted Research, French Foundation for Research on Biodiversity (FRB, ANR-13-AGRO-0001,AGROBIOSE,Biodiversité et services écosystémiques en agro-écosystèmes céréaliers intensifs : utilisation des concepts de l'agro-écologie pour atteindre les objectifs ECOPHYTO 2018(2013), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Laboratoire de santé des végétaux (LSV Angers), Laboratoire de la santé des végétaux (LSV), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)
Subjects: 0106 biological sciences, arable fields, Arable fields, Sampling strategies, Plant Science, life form, Generalist and specialist species, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, species pool, Article, specialization, open habitats, Open habitats, Ecosystem diversity, Temporal scales, biodiversity decline, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 2. Zero hunger, Biodiversity decline, Ecology, Species pool, Botany, 04 agricultural and veterinary sciences, 15. Life on land, sampling strategies, Production systems, Taxon, Geography, Habitat, QK1-989, [SDE]Environmental Sciences, Biodiversity and ecosystem services, 040103 agronomy & agriculture, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, Conservation status, Life form, Arable land, Weed, Specialization
Abstract: The definition of &ldquo, arable weeds&rdquo, remains contentious. Although much attention has been devoted to specialized, segetal weeds, many taxa found in arable fields also commonly occur in other habitats. The extent to which adjacent habitats are favorable to the weed flora and act as potential sources of colonizers in arable fields remains unclear. In addition, weeds form assemblages with large spatiotemporal variability, so that many taxa in weed flora are rarely observed in plot-based surveys. We thus addressed the following questions: How often do weeds occur in other habitats than arable fields? How does including field edges extend the taxonomic and ecological diversity of weeds? How does the weed flora vary across surveys at different spatial and temporal scales? We built a comprehensive dataset of weed taxa in France by compiling weed flora, lists of specialized segetal weeds, and plot-based surveys in agricultural fields, with different spatial and temporal coverages. We informed life forms, biogeographical origins and conservation status of these weeds. We also defined a broader dataset of plants occupying open habitats in France and assessed habitat specialization of weeds and of other plant species absent from arable fields. Our results show that many arable weeds are frequently recorded in both arable fields and non-cultivated open habitats and are, on average, more generalist than species absent from arable fields. Surveys encompassing field edges included species also occurring in mesic grasslands and nitrophilous fringes, suggesting spill-over from surrounding habitats. A total of 71.5% of the French weed flora was not captured in plot-based surveys at regional and national scales, and many rare and declining taxa were of Mediterranean origin. This result underlines the importance of implementing conservation measures for specialist plant species that are particularly reliant on arable fields as a habitat, while also pointing out biotic homogenization of agricultural landscapes as a factor in the declining plant diversity of farmed landscapes. Our dataset provides a reference species pool for France, with associated ecological and biogeographical information.
Published: 2020
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23. Farming plant cooperation in crops

Author: Hélène Fréville, Florian Fort, Cyrille Violle, François Rousset, Germain Montazeaud, Sylvain Gandon, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226, Ministere de l'Enseignement Superieur, de la Recherche et de l'Innovation, CIRAD - UMR AGAP HPC Data Center of the South Green Bioinformatics platform, French National Research Agency (ANR) : ANR-19-CE32-0011, ANR-19-CE32-0011,SCOOP,Sélectionner des plantes coopératives pour développer une agriculture plus durable(2019), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ProdInra, Migration, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Subjects: 0106 biological sciences, Crops, Agricultural, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Farms, Natural resource economics, Evolution, Survival of the fittest, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy, cooperation, Kin selection, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, domestication, Sustainable agriculture, Economics, plant breeding, kin selection, Selection, Genetic, Evolutionary dynamics, Domestication, Selection (genetic algorithm), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, General Environmental Science, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, [SDV.SA] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, General Immunology and Microbiology, business.industry, Crop yield, Agriculture, General Medicine, 15. Life on land, crops, Biological Evolution, Phenotype, General Agricultural and Biological Sciences, business
Abstract: AGAP : Equipe Génomique évolutive et gestion des populations GE²popAGAP : Ge2pop; Selection of the fittest can promote individual competitiveness but often results in the erosion of group performance. Recently, several authors revisited this idea in crop production and proposed new practices based on selection for cooperative phenotypes, i.e. phenotypes that increase crop yield through decreased competitiveness. These recommendations, however, remain difficult to evaluate without a formal description of crop evolutionary dynamics under different selection strategies. Here, we develop a theoretical framework to investigate the evolution of cooperation-related traits in crops, using plant height as a case study. Our model is tailored to realistic agricultural practices and shows that combining high plant density, high relatedness and selection among groups favours the evolution of shorter plants that maximize grain yield. Our model allows us to revisit past and current breeding practices in light of kin selection theory, and yields practical recommendations to increase cooperation among crops and promote sustainable agriculture.
Published: 2020
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24. Analyzing snapshot diversity patterns with the Neutral Theory can show functional groups’ effects on community assembly

Author: Adrien Taudière, Fabien Laroche, François Munoz, Cyrille Violle, Ecosystèmes forestiers (UR EFNO), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Français de Pondichéry (IFP), Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (MEAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication of crop plants' : ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTSFrench Foundation for Research on Biodiversity (FRB), ANR-18-CE02-0025,GAMBAS,Nouvelles avancées dans la modélisation de la biodiversité et des services écosystémiques : améliorations statistiques et pertinences écologiques des modèles de distribution multi-espèces(2018), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Subjects: 0106 biological sciences, tropical forest, neutral theory, species coexistence, Simpson diversity, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Trees, functional groups, beta-diversity index, Statistics, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Mathematics, Community, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, spatially implicit, Species diversity, Interspecific competition, Biodiversity, 15. Life on land, Deciduous, Density dependence, Phenotype, Snapshot (computer storage), [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Null hypothesis, Neutral theory of molecular evolution, community ecology
Abstract: International audience; A central question of community ecology is to understand how the interplay between processes of the Neutral Theory (e.g., immigration and ecological drift) and niche-based processes (e.g., environmental filtering, intra- and interspecific density dependence) shape species diversity in competitive communities. The articulation between these two categories of mechanisms can be studied through the lens of the intermediate organizational level of "functional groups" (FGs), defined as clusters of species with similar traits. Indeed, FGs stress ecological differences among species and are thus likely to unravel non-neutral interactions within communities. Here we presented a novel approach to explore how FGs affect species coexistence by comparing species and functional diversity patterns. Our framework considers the Neutral Theory as a mechanistic null hypothesis. It assesses how much the functional diversity deviates from species diversity in communities, and compares this deviation, called the "average functional deviation," to a neutral baseline. We showed that the average functional deviation can indicate reduced negative density dependence or environmental filtering among FGs. We validated our framework using simulations illustrating the two situations. We further analyzed tropical tree communities in Western Ghats, India. Our analysis of the average functional deviation revealed environmental filtering between deciduous and evergreen FGs along a broad rainfall gradient. By contrast, we did not find clear evidence for reduced density dependence among FGs. We predict that applying our approach to new case studies where environmental gradients are milder and FGs are more clearly associated to resource partitioning should reveal the missing pattern of reduced density dependence among FGs.
Published: 2020
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25. Multifaceted functional diversity for multifaceted crop yield: Towards ecological assembly rules for varietal mixtures

Author: Guillaume Maillet, Frédéric Compan, Hélène Fréville, Germain Montazeaud, Pierre Roumet, Martin Ecarnot, Cyrille Violle, Aline Rocher, Florian Fort, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Agropolis Fondation : SAADA_1605_057, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, Assembly rules, grain protein content, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, community‐weighted mean, Grain quality, functional trait, 2. Zero hunger, Genetic diversity, Biomass (ecology), Ecology, varietal mixtures, Crop yield, grain yield, assembly rules, food and beverages, durum wheat, 15. Life on land, functional diversity, Productivity (ecology), Trait, Monoculture, 010606 plant biology & botany
Abstract: UMR AGAP équipe : Génomique évolutive et gestion des populations (GE²pop); International audience; 1.Ecological theories suggest that higher plant genetic diversity can increase productivity in natural ecosystems. So far, varietal mixtures, that is, the cultivation of different genotypes within a field, have shown contrasting results, notably for grain yield where both positive and negative mixing effects have been reported. Such discrepancy between ecological theories and agronomical applications calls for a better understanding of plant–plant interactions in crops.2.Using durum wheat Triticum turgidum ssp. durum as a model species, we investigated the effect of functional trait composition on productivity and grain quality of varietal mixtures by growing 179 highly diverse genotypes in pure stands and 197 two‐way mixtures in field conditions. We quantified the agronomic performance of the mixtures relative to their components grown in pure stands on two variables related to productivity, vegetative biomass yield and grain yield, and one variable related to grain quality, grain protein content. We then analysed the relationship between the relative performance of the mixtures and their functional composition that we characterized with trait means and trait differences on 19 above‐ and below‐ground traits. 3.We found that biomass and grain yield increased by 4% overall in mixtures relative to single varieties, but that mixing effects were non‐significant for grain protein content. The combined effects of trait means and trait differences explained 12%, 17% and 22% of the variability of relative grain yield, biomass yield and grain protein content, respectively, with different traits affecting productivity and grain quality. Clustering varieties into functional groups allowed us to identify the most beneficial associations for multifaceted agronomic performance.4.Synthesis and applications. Functional traits explained a significant part of the relative agronomic performance of mixtures compared to monocultures (12%–22%, depending on the yield component). They can thus serve as a basis to identify groups of varieties whose combinations are expected to generate positive mixing effects, especially for productivity, and without compromising grain quality. Selection could then target convergence between groups for some traits and divergence between groups for other traits using empirically derived relationships between functional traits and agronomic performance as a guideline.
Published: 2020
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26. Domestication-driven changes in plant traits associated with changes in the assembly of the rhizosphere microbiota in tetraploid wheat

Author: Denis Vile, Agathe Roucou, Marie-Christine Breuil, Aymé Spor, Cyrille Violle, Pierre Roumet, Laurent Philippot, David Bru, Florian Fort, Arnaud Mounier, Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), European Research Council (ERC) Starting Grant Project 'Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants' (Grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS), INRAE Pari Scientifique (IDIOME-Ble)., European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: 0301 basic medicine, Genotype, Science, 030106 microbiology, Introgression, Microbial communities, Triticum turgidum, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, Plant Roots, Article, Domestication, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, 03 medical and health sciences, Ophiostomataceae, Abundance (ecology), Mycorrhizae, Botany, Relative species abundance, Soil Microbiology, Triticum, 2. Zero hunger, Rhizosphere, Multidisciplinary, Bacteria, Ecology, biology, Obligate, Microbiota, Domestication des plantes, fungi, food and beverages, 15. Life on land, biology.organism_classification, Rhizobiales, Tetraploidy, Phenotype, 030104 developmental biology, Medicine, Mycobiome
Abstract: International audience; Despite the large morphological and physiological changes that plants have undergone through domestication, little is known about their impact on their microbiome. Here we characterized rhizospheric bacterial and fungal communities as well as the abundance of N-cycling microbial guilds across thirty-nine accessions of tetraploid wheat, Triticum turgidum, from four domestication groups ranging from the wild subspecies to the semi dwarf elite cultivars. We identified several microbial phylotypes displaying significant variation in their relative abundance depending on the wheat domestication group with a stronger impact of domestication on fungi. The relative abundance of potential fungal plant pathogens belonging to the Sordariomycetes class decreased in domesticated compared to wild emmer while the opposite was found for members of the Glomeromycetes, which are obligate plant symbionts. The depletion of nitrifiers and of arbuscular mycorrhizal fungi in elite wheat cultivars compared to primitive domesticated forms suggests that the Green Revolution has decreased the coupling between plant and rhizosphere microbes that are potentially important for plant nutrient availability. Both plant diameter and fine root percentage exhibited the highest number of associations with microbial taxa, highlighting their putative role in shaping the rhizosphere microbiota during domestication. Aside from domestication, significant variation of bacterial and fungal community composition was found among accessions within each domestication group. In particular, the relative abundances of Ophiostomataceae and of Rhizobiales were strongly dependent on the host accession, with heritability estimates of ~ 27% and ~ 25%, indicating that there might be room for genetic improvement via introgression of ancestral plant rhizosphere-beneficial microbe associations. Crop domestication events led to spectacular modifications of plant traits increasing their suitability to human requirements. Cereals and especially wheat have been domesticated in the Middle East 1. Domestication process led to dramatic phenotypic changes in cultivated species in relation to cultivation conditions and human needs. The Domestication syndrome 2 refers to the whole set of phenotypic changes occurred during this process, including: loss of dormancy, increasing seed size, modifying seed dispersal mode and apical dominance as well photoperiod sensitivity. open
Published: 2020
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27. Functional biogeography of dietary strategies in birds

Author: Jean-Yves Barnagaud, Mar Sobral, W.D. Kissling, N. Mazet, Çağan H. Şekercioğlu, Pierre Denelle, Cyrille Violle, Matthias Grenié, François Munoz, Université de Grenoble Alpes (UGA), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics (IBED), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Universidade de Santiago de Compostela [Spain] (USC ), European Research Council, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Theoretical and Computational Ecology (IBED, FNWI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226
Subjects: 0106 biological sciences, Multivariate statistics, Biogeography, Niche, dietary strategies, Spatial distribution, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Frugivore, functional biogeography, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, Global and Planetary Change, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, human footprint, 15. Life on land, ecological traits, biotic homogenization, Taxon, Geography, multivariate analysis, Regional variation, birds, [SDE]Environmental Sciences, Species richness, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Abstract: AimDiet is key to understanding resource use by species, their relationships with their environment and biotic interactions. We aimed to identify the major strategies that shape the diet space of birds and to investigate their spatial distributions in association with biogeographical, bioclimatic and anthropogenic drivers.LocationGlobal.Time periodCurrent.Major taxa studiedBirds.MethodsWe analysed score‐based assessments of eight diet categories for 8,937 out of 10,964 extant bird species. We constructed a multivariate diet space by ordinating these data in a principal coordinates analysis and assessed its dimensionality as a balance between the representation of original diet scores and parsimony. We averaged the positions of species along each dimension for 12,705 species assemblages and used quantile regressions to infer the relative contributions of species richness, climate, primary productivity, topography and human footprint to the spatial distribution of the diet space at a global scale.ResultsThe diet space of birds was structured by four dimensions ordinating species along continua ranging from insectivory to plant‐based strategies, granivory to frugivory, common to rare diets, and nectarivory to carnivory and piscivory. Although orthogonal at the species level, these dimensions were correlated among species assemblages, with regional variation consistent with past climatic and tectonic events. Human footprint packed bird assemblages in the diet space, whereas warm climate, high productivity and high topographic variability were associated with high variability in the prevalence of dietary strategies among assemblages.Main conclusionsThe tremendous variability in bird diets can be explained by a few basic ecological continua sustained by morphological and ecophysiological differences among species. Strong biogeographical legacies on top of bioclimatic drivers distribute this diet space in species assemblages through environmental filtering and niche packing. However, these patterns are altered at macroecological scales by human‐mediated functional homogenization, which might, in turn, affect the global distribution of bird functions and services.
Published: 2019
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28. Coping with drought: root trait variability within the perennial grass Dactylis glomerata captures a trade-off between dehydration avoidance and dehydration tolerance

Author: Pauline Bristiel, Catherine Roumet, Cyrille Violle, Florence Volaire, Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, Mediterranean climate, Irrigation, Perennial plant, Soil Science, Plant Science, drought, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Intraspecific competition, cocksfoot, orchardgrass, Temperate climate, medicine, Dehydration, intraspecific variability, functional trade-off, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, water acquisition, fungi, food and beverages, 15. Life on land, medicine.disease, biology.organism_classification, Dactylis glomerata, root traits, Agronomy, [SDE]Environmental Sciences, plant strategies, Orchardgrass, drought, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Water use, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Background and aims Understanding plant adaptation to drought is a crucial challenge under climate change. This study aimed to investigate root traits and water use of grass populations exhibiting a range of dehydration avoidance and tolerance strategies to cope with drought. Methods Sixteen populations of the perennial grass Dactylis glomerata originating from three biogeographical origins (Northern, Temperate and Mediterranean) were grown in long tubes. Plant biomass, rooting depth and morphological traits of deep roots were measured both under full irrigation and under severe drought. Water uptake under drought was used as a proxy for dehydration avoidance. Plant survival after severe drought was used as a measure of dehydration tolerance. Results All populations had similar maximum rooting depth and specific root length. Compared to Northern and Temperate populations, Mediterranean populations had half the total and deep root biomass, but thinner and denser deep roots. They were less affected by drought. These traits were associated with less water uptake (lower dehydration avoidance) but greater survival to severe drought (enhanced dehydration tolerance). Conclusion The intraspecific variability in root traits revealed a trade-off between dehydration avoidance and dehydration tolerance which illustrates contrasting adaptive plant and root strategies associated with the biogeographical origins of populations.
Published: 2019
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29. Non-linear phenotypic variation uncovers the emergence of heterosis in Arabidopsis thaliana

Author: Dominique de Vienne, Detlef Weigel, Louise Fouqueau, Cyrille Violle, François Vasseur, Thibault Nidelet, Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Max Planck Institute for Developmental Biology, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) (GQE-Le Moulon), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Sciences Pour l'Oenologie (SPO), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), French Agency for Research (ANR) [ANR-17-CE020-0018-01], European Research Council (ERC) (AdG IMMUNEMESIS) [340602], European Research Council (ERC) (StG CONSTRAINTS) [639706], Agreenskills fellowship programme - EU's Seventh Framework Programme [3215 FP7-609398], ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [Nouvelle-Calédonie])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [Nouvelle-Calédonie])-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Vasseur, François, and Weigel, Detlef
Subjects: 0301 basic medicine, Animal breeding, Genotype, QH301-705.5, Heterosis, Population, Arabidopsis, Biology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Hybrid Vigor, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Biology (General), Allele, education, Crosses, Genetic, Hybrid, 2. Zero hunger, education.field_of_study, Vegetal Biology, General Immunology and Microbiology, Models, Genetic, General Neuroscience, 15. Life on land, Phenotype, Primer, 030104 developmental biology, Genetic distance, Biological Variation, Population, Evolutionary biology, Hybridization, Genetic, hétérosis, Allometry, General Agricultural and Biological Sciences, Biologie végétale, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: Recognition and exploitation of hybrid vigor or heterosis among individual crosses of plants and animals has a long and distinguished history. Its manifestation is influenced by a combination of genetic, epigenetic, phenotypic, and environmental factors. Although heterosis is known to be governed by both dominant and epistatic gene action, its expression is greatly influenced by nonlinear interaction among epigenetic and phenotypic (phenomic) components. The magnitude of heterosis is generally inferred post hoc by the phenotypic performance of hybrids among laboriously made individual crosses. The expression of dominance, however, is nonlinear at the cellular level and obeys the principles underlying metabolic flux. Then, is it possible to exploit these relationships to predict heterosis? Vasseur and colleagues have indeed demonstrated the feasibility of such an approach in a series of experiments taking integrated biochemical and computational approaches, as well as testing these results on large samples of model organisms. The results offer promise toward phenomic prediction of heterosis across a wide array of organisms., A recent study applies allometric models to test Sewall Wright’s 85 year-old conjecture on the expression of dominance among traits that contribute to productivity and Darwinian fitness in Arabidopsis thaliana. This Primer explores the wide-ranging implications for agriculture and human health.
Published: 2019
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30. Climate as a driver of adaptive variations in ecological strategies in Arabidopsis thaliana

Author: Elena Kazakou, Kevin Sartori, Cyrille Violle, Etienne Baron, Florian Fort, Denis Vile, François Vasseur, Eric Garnier, Jules Segrestin, Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Évolution, Écologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paleo) - UMR 8198 (Evo-Eco-Paléo), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Biologie et Ecologie, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INRA, CNRS, the French Agency for Research (ANR grant ANR-17-CE02-0018-01, 'AraBreed' ), European Research Council (ERC) ('CONSTRAINTS': grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS)., ANR-17-CE02-0018,AraBreed,Exploration des réponses évolutives des plantes à des changements environnementaux à la lumière des théories écologiques : un test expérimental chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana(2017), European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Évolution, Écologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paleo) - UMR 8198 (Evo-Eco-Paléo (EEP)), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)
Subjects: 0106 biological sciences, CSR classification, Specific leaf area, Arabidopsis thaliana, Range (biology), Climate, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Adaptation, Biological, Arabidopsis, Trait–environment relationships, Plant Science, Ecological strategy, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Genetic diversity, Life history theory, 03 medical and health sciences, Africa, Northern, Ruderal species, Adaptive differentiation, Biomass, Life History Traits, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Natural selection, Grime triangle, Ecology, fungi, Interspecific competition, 15. Life on land, biology.organism_classification, Latitudinal gradient, Europe, Plant Leaves, Functional trait, Trait, Adaptation, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Research in Context, 010606 plant biology & botany, QST–FST
Abstract: Background and aimsThe ‘CSR classification’ categorizes plant species between stress-tolerators, ruderals (R) and competitors (C). Initially proposed as a general framework to describe ecological strategies at the interspecific level, this scheme has recently been used to investigate the variation of strategies within species. For instance, ample variation along the S-R axis was found in Arabidopsis thaliana, with stress-tolerator accessions predominating in hot and dry regions.MethodsIn this study, the range of CSR strategies within A. thaliana was evaluated across 426 accessions originating from North Africa to Scandinavia. A position in the CSR strategy space was allocated for every accession based on three functional traits: leaf area, leaf dry matter content (LDMC) and specific leaf area (SLA). Results were related to climate at origin and compared to a previous study performed on the same species. Furthermore, the role of natural selection in phenotypic differentiation between lineages was investigated with Qst-Fst comparisons, using the large genetic information available for this species.Key resultsSubstantial variation in ecological strategies along the S-R axis was found in A. thaliana. By contrast with previous findings, stress-tolerator accessions predominated in cold climates, notably Scandinavia, where late flowering was associated with traits related to resource conservation such as high LDMC and low SLA. Because of trait plasticity, variations in CSR classification to growth conditions were also observed for the same genotypes.ConclusionsThere is a latitudinal gradient of ecological strategies in A. thaliana as a result of within-species adaptation to climate. Our study also underlines the importance of growth conditions and of the methodology used for trait measurement, notably age versus stage measurement, to infer the strength and direction of trait-environment relationships. Taken together, this highlights the potential and limitations of the CSR classification to explain functional adaptation to the environment.
Published: 2018
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31. Correction: A combinatorial analysis using observational data identifies species that govern ecosystem functioning

Author: Benoît Jaillard, Michel Loreau, Philippe Deleporte, Cyrille Violle, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), ANR-11-IDEX-0002,UNITI,Université Fédérale de Toulouse(2011), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Fonctionnement et évolution des systèmes écologiques (FESE), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), ANR: Labex TULIP,TULIP,ANR-10-LABX-0041, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: Ecological Metrics, Computer science, Biomass (Ecology), Biodiversity, lcsh:Medicine, Social Sciences, Sample (statistics), computer.software_genre, Ecosystems, Combinatorial analysis, 03 medical and health sciences, Human Learning, 0302 clinical medicine, Microbial Ecosystems, Learning and Memory, Learning, Psychology, Ecosystem, lcsh:Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Multidisciplinary, Ecology, business.industry, lcsh:R, Ecology and Environmental Sciences, technology, industry, and agriculture, Cognitive Psychology, Biology and Life Sciences, Species Diversity, Field (geography), Species Interactions, Section (archaeology), 030220 oncology & carcinogenesis, [SDE]Environmental Sciences, Cognitive Science, Observational study, lcsh:Q, Artificial intelligence, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business, computer, 030217 neurology & neurosurgery, Natural language processing, Ecosystem Functioning, Research Article, Neuroscience
Abstract: Understanding the relationship between biodiversity and ecosystem functioning has so far resulted from two main approaches: the analysis of species' functional traits, and the analysis of species interaction networks. Here we propose a third approach, based on the association between combinations of species or of functional groups, which we term assembly motifs, and observed ecosystem functioning. Each assembly motif describes a biotic environment in which species interactions have particular effects on a given ecosystem function. Clustering species in functional groups generates a classification of ecosystems based on their assembly motif. We evaluate the quality of each species clustering, that is its ability to predict an ecosystem function, by the coefficient of determination of the ecosystem classification. An iterative process then enables identifying the species clustering in functional groups that best accounts for the functioning of the observed ecosystems. We test this approach using experimental and simulated datasets. We show that our combinatorial analysis makes it possible to identify the combinations of functional groups of species whose interactions govern ecosystem functioning without any a priori knowledge of the species themselves or their interactions. Our combinatorial approach reproduces the associative learning of empirical ecologists, and proves to be powerful and parsimonious.
Published: 2018
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32. Land-use change effects on the taxonomic and morphological trait composition of ant communities in French Guiana

Author: Jérôme Orivel, Loïc Mallia, Alex Salas‐Lopez, Cyrille Violle, Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Evolution et Diversité Biologique (EDB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Investissement d'avenir Grant : ANR-10-LABX-25-01, GDR Statistical Ecology : 3645, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université des Antilles (UA)-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, Abiotic component, n-dimensional hypervolume approach, Gradient analysis, Biotic component, gradient analysis, Ecology, Range (biology), 010604 marine biology & hydrobiology, habitat filtering, 15. Life on land, Biology, functional diversity, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, land-use intensification, Variation (linguistics), Habitat, Insect Science, Trait, community assembly, Land use, land-use change and forestry, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; Land-use changes frequently lead to major changes in the composition and diversity of organisms. A reduction in the range of strategies enabling organisms to survive in a given environment and changes in the average trait values of species may potentially be associated with variations in species' number and identity. We investigated the variation in ant taxonomic composition and morphological trait diversity along a land-use gradient in French Guiana. We measured 13 core ant morphological traits on all species sampled. We then selected the set of five traits that best captured changes along the land-use gradient. Potential effects of the variation in morphological trait diversity and average values were evaluated by examining morphological traits individually as well as in combination. We found that variation in taxonomic diversity was unrelated to the plot-level morphospace. Conversely, a significant shift in taxonomic composition was accompanied by changes in the average values of community traits along the studied gradient, examined both individually and in combination. We argue that morphological trait values may be related to the success of different species in surviving in a given environment and, therefore, are indicative of the taxonomic turnover in ants along the land-use gradient. Nevertheless, in contradiction with theoretical expectations, the morphospace is only slightly affected by habitat filtering and loosely impacted by taxonomic changes. Examining the sensitivity of the morphospace to abiotic and biotic factors and how it reflects varying ecological pressures for species is thus of the utmost importance.
Published: 2018
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33. Multi-scale and antagonist selection on life-history traits in parasitoids: a community ecology perspective

Author: Thiago Oliveira Andrade, Liliane Krespi, Philippe Louâpre, Cyrille Violle, Yannick Outreman, Joan van Baaren, Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), LTER France Zone Atelier Armorique, European Research Council (ERC), ANR-09-STRA-0005,LANDSCAPHPID,Influence du paysage sur les pucerons ravageurs des cultures et le potentiel de contrôle biologique - Application à l'ingénierie écologique pour la gestion des ravageurs(2009), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)
Subjects: 0106 biological sciences, ecological drivers, trait-based community study, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Life history theory, phenotypic evolution, [SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, guild, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Local adaptation, 2. Zero hunger, Phenotypic plasticity, Functional ecology, Community, insect parasitoids, Ecology, [SDV.BID.EVO]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Populations and Evolution [q-bio.PE], fungi, Niche differentiation, 15. Life on land, 010602 entomology, Guild, Trait, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, external/internal filters
Abstract: Life-history traits within ecological communities can be influenced by regional environmental conditions (external filters) and community-wide density-dependent processes (internal filters). While traits in a regional context may converge to a narrow range of values because of environmental filtering, species belonging to a guild may present contrasting traits as a means of niche differentiation, allowing coexistence whilst exploiting the same resources. To disentangle the role of external and internal filters on phenotypic diversity within ecological communities, we examined the patterns of life-history trait variation within a guild of insect parasitoids during two successive years across three contrasted regions in relation to several ecological factors. By combining a mean-field approach and an analysis of phenotypic variance across organizational levels (from individual to guild), we showed that the patterns of life-history trait variation across regions are consistent with local adaptation or adaptive phenotypic plasticity while the patterns of phenotypic variation within regions suggested how coexistence modulates life-history traits expression through niche differentiation. Within a given region, phenotypic pattern of parasitoid life-history traits may also arise from bottom-up effects of trophic webs insect host species could also control parasitoid life-history traits in nature. Our results also showed that parasitoid life-history traits presented contrasting variation patterns according to the sampling year, suggesting temporal variations in evolutionary and ecological dynamics of parasitoid species. The application of such trait-based studies to insect parasitoids has the potential to provide further insight on how agricultural environments contribute to differential diversification among natural enemies guilds, highlighting the main role of agricultural landscape management for organisms'responses. A plain language summary is available for this article. © 2017 The Authors. Functional Ecology © 2017 British Ecological Society
Published: 2018
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34. An a posteriori species clustering for quantifying the effects of species interactions on ecosystem functioning

Author: Jaillard, Benoit, Richon, Camille, Deleporte, Philippe, Loreau, Michel, Violle, Cyrille, Chisholm, Ryan, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Station d'écologie théorique et expérimentale (SETE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), ANR: Labex TULIP,TULIP,ANR-10-LABX-0041, European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Rhizosphère et Symbiose (R&S), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Mathématiques, Informatique et STatistique pour l'Environnement et l'Agronomie (MISTEA), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Theoretical and Experimental Ecology Station, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), TULIP Laboratory of Excellence, Grant/Award Number: ANR-10-LABX-41, French Foundation for Research on Biodiversity, European Research Council, Grant/Award Number: ERC-StG-2014-639706, ANR-11-IDEX-0002,UNITI,Université Fédérale de Toulouse(2011), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, F40 - Écologie végétale, Biodiversité et Ecologie, Biodiversity, fonctionnement des écosystèmes, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, interaction entre espèces, Biodiversity and Ecology, modelling, 03 medical and health sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Assembly motif, Clustering, Combinatorics, Community, Functional effect groups, Modelling, Theoretical ecology, Ecosystem, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Cluster analysis, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, modélisation, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, U10 - Informatique, mathématiques et statistiques, Ecology, Ecological Modeling, Species diversity, functional effect groups, assembly motif, 15. Life on land, modèle d'écologie théorique, Ecological network, theoretical ecology, 030104 developmental biology, combinatorics, Cedar creek, A priori and a posteriori, community, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Global biodiversity, clustering, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: International audience; Quantifying the effects of species interactions is key to understanding the relationships between biodiversity and ecosystem functioning but remains elusive due to combinatorics issues. Functional groups have been commonly used to capture the diversity of forms and functions and thus simplify the reality. However, the explicit incorporation of species interactions is still lacking in functional group-based approaches. Here, we propose a new approach based on an a posteriori clustering of species to quantify the effects of species interactions on ecosystem functioning.We first decompose the observed ecosystem function using null models, in which species diversity does not affect ecosystem function, to separate the effects of species interactions and species composition. This allows the identification of a posteriori functional groups that have contrasting diversity effects on ecosystem functioning. We then develop a formal combinatorial model of species interactions in which an ecosystem is described as a combination of co-occurring functional groups, which we call an assembly motif. Each assembly motif corresponds to a particular biotic environment. We demonstrate the relevance of our approach using datasets from a microbial experiment and the long-term Cedar Creek Biodiversity II experiment.We show that our a posteriori approach is more accurate, more efficient and more parsimonious than a priori approaches. The discrepancy between a priori and a posteriori approaches results from the way each clustering is set up: a priori approaches are based on ecosystem or species properties, such as ecosystem size (number of species or functional groups) or species' functional traits, whereas our a posteriori approach is based only on the observed interaction and composition effects on ecosystem functioning.Our findings demonstrate that an a posteriori approach is highly explanatory: it identifies who interacts with whom, and quantifies the effects of species interactions on ecosystem functioning. They also highlight that a combinatorial modelling of ecosystem functioning can predict the functioning of an ecosystem without any hypothesis about the biotic or environmental determinants or any information on species functional traits. It only requires the species composition of the ecosystem and the observed functioning of others that share the same assembly motif.
Published: 2018
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35. Shifts in plant functional strategies over the course of wheat domestication

Author: Florian Fort, Agathe Roucou, Cyrille Violle, Martin Ecarnot, Pierre Roumet, Denis Vile, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, plant functional trait, Vegetative reproduction, media_common.quotation_subject, human selection, domestication syndrome, phenotypic space, Root system, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, phenotypic integration, Crop, Cultivar, Domestication, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common, 2. Zero hunger, Biomass (ecology), Ecology, fungi, Longevity, plant functional strategies, food and beverages, 15. Life on land, plant economics spectrum, ecophysiological trade-off, functional coordination, Agronomy, Trait, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Agroecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: AGAP : équipe GE2pop; International audience; 1. Human selection, changes in environmental conditions and management practices drove the phenotypic trajectory of crops during domestication. The characterization of the crop domestication syndrome lies mostly on reproductive characters. However, biophysical and ecophysiological constraints during vegetative growth are also at play and can strongly impact crop phenotypes. It has been argued that a broadened examination of crop phenotypes through a functional trait-based lens should improve our understanding of the domestication syndrome. 2. We used a collection of 39 genotypes representative of key steps during tetraploid wheat domestication and grew them in a common garden experiment. We quantified the vegetative phenotype of each genotype through the measurements of 13 functional traits related to root, leaf and whole-plant dimensions. 3. In modern cultivars, compared to ancestral forms, leaf longevity was shorter, while net photosynthetic rate, leaf production rate and nitrogen content were higher. Modern cultivars had a shallower root system and exhibited a larger proportion of fine roots, preferring to invest biomass above-rather than below-ground. We found ancestral forms to be integrated phenotypes characterized by coordination between above-and below-ground functioning. Conversely, in modern forms, human selection appeared to have broken this coordination and to have generated a new type of network of trait covariations. 4. Synthesis and applications. The examination of leaf, root and whole-plant traits of wheat accessions indicated a strong shift in plant functional strategies over the course of domestication. Elite genotypes tended to better optimize resource-use acquisition strategies than ancestral ones. The characterization of the crop phenotype based on vegetative traits thus suggests a much more complete domestication syndrome. Our findings highlight the benefits of using a functional trait-based characterization of crop phenotypes to document the extent of domestication syndrome and to further advance the agroecological management of cereals.
Published: 2018
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36. Experimental evaluation of the robustness of the growth-stress tolerance trade-off within the perennial grass Dactylis glomerata

Author: Pauline Bristiel, Lauren M. Gillespie, Cyrille Violle, Jennifer A. Balachowski, Liv Østrem, Florence Volaire, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), United States Department of Agriculture (USDA), University of California [Davis] (UC Davis), University of California, National Science Foundation REACH Integrative Graduate Education and Research Traineeship [NSF‐DGE#0801430], European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and University of California (UC)
Subjects: 0106 biological sciences, Perennial plant, Dynamic linkage, Biology, Trade-off, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Plant trait, Plant strategy, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Plant traits, Winter dormancy, Robustness (economics), Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 2. Zero hunger, Functional trade-off, fungi, Intraspecific variability, food and beverages, 15. Life on land, biology.organism_classification, Dehydration tolerance, Dactylis glomerata, Agronomy, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; A core tenet of functional ecology is that the vast phenotypic diversity observed in the plant kingdom could be partly generated by a trade‐off between the ability of plants to grow quickly and acquire resources in rich environments vs. the ability to conserve resources and avoid mortality under stress. However, experimental demonstrations remain scarce and potentially blurred by phylogenetic constraints in cross‐species analyses. Here, we experimentally decoupled growth potential and stress survival by applying an off‐season stress on contrasting populations of the perennial grass Dactylis glomerata exhibiting a range of seasonal dormancy. Seventeen populations of D. glomerata, originating from a latitudinal gradient from Norway to Morocco, were subjected to three types of dehydration stress: winter frost in Norway, and summer drought and early spring (off‐season) drought stress in the south of France. Growth rate and two leaf traits (leaf width and leaf dry matter content) suspected to be involved in the adaptation to dehydration stress were monitored under optimal conditions. We quantified plant dehydration survival as the amount of plant recovery after a severe stress. Nordic populations were found to be winter‐dormant. Winter‐ and summer‐dormant populations better survived frost and summer drought, respectively. However, no trade‐off between growth potential and dehydration survival was detected in non‐dormant plants in early spring when dehydration occurred unseasonably for all populations. Furthermore, Mediterranean populations better survived an early spring drought. Our results highlight the importance of assessing plant growth potential as a response to seasonal environmental cues. They suggest that growth potential and stress survival trade off when plants exhibit seasonal dormancy but can be functionally independent at other seasons. Consequently, the growth–stress survival relationship could be better described as a dynamic linkage rather than a constant and general trade‐off. Moreover, leaf trait values, such as thinner and more lignified leaves reflecting drought adaptation, may have contributed to the improved drought‐stress survival without resulting in a cost to growth. Further exploration of the growth–stress survival relationship should permit deciphering the suite of plant traits and trait covariations involved in plants’ responses to increasing stress.
Published: 2018
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37. Embolism and mechanical resistances play a key-role in dehydration tolerance of a perennial grass Dactylis glomerata L

Author: Cyrille Violle, Florence Volaire, Catherine Picon-Cochard, Larissa Chacon-Doria, Pauline Bristiel, Nick P. Rowe, Hervé Cochard, Hueng Xu, Jennifer A. Balachowski, Frederic Lens, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Naturalis Biodiversity Center [Leiden], Laboratoire de Physique et Physiologie Intégratives de l’Arbre en environnement Fluctuant (PIAF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020]), Department of Evolution and Ecology, University of California [Davis] (UC Davis), University of California (UC)-University of California (UC), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Agence National de la Recherche [PRAISE project, ANR-13-BIOADAPT-0015], European Research Council (ERC) Starting Grant Project ‘Ecophysiological and biophysical constraints on domestication in crop plants’ [grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS], Labex CEMEB, ANR-13-ADAP-0015,PRAISE,Amélioration génétique des PRAIries SEmées face aux aléas climatiques : valorisation de la diversité(2013), ANR-10-LABX-0004,CeMEB,Mediterranean Center for Environment and Biodiversity(2010), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), University of California-University of California, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Naturalis Biodiversity Center, Universiteit Leiden [Leiden], Laboratoire de Physique et Physiologie Intégratives de l’Arbre en environnement Fluctuant - Clermont Auvergne (PIAF), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne (UCA)
Subjects: 0106 biological sciences, Stem anatomy, Perennial plant, tolérance à la déshydratation, Plant Science, 01 natural sciences, graminée pérenne, Drought survival, dactylis glomerata, intraspecific variability, 2. Zero hunger, Plant mortality, Dehydration, Plant Stems, Embolism threshold, food and beverages, système vasculaire des plantes, Adaptation, Physiological, Droughts, Dehydration tolerance, Dactylis glomerata, Dactylis glomerata L, plant structure, Frost, Leaf fracture toughness, variabilité intraspécifique, Perennial grass, Woody plant, Vessel wall thickness, Climate Change, Biology, 010603 evolutionary biology, Intraspecific competition, Species Specificity, Xylem, Temperate climate, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Dactylis, anatomie végétale, Water, Plant Transpiration, Original Articles, 15. Life on land, Herbaceous plant, biology.organism_classification, Cavitation resistance, Plant Leaves, Agronomy, embolisme, 13. Climate action, Plant Stomata, 010606 plant biology & botany
Abstract: • Background and Aims More intense droughts under climate change threaten species resilience. Hydraulicstrategies determine drought survival in woody plants but have been hardly studied in herbaceous species. Weexplored the intraspecific variability of hydraulic and morphological traits as indicators of dehydration tolerancein a perennial grass, cocksfoot (Dactylis glomerata), which has a large biogeographical distribution in Europe.• Methods Twelve populations of cocksfoot originating from Mediterranean, Temperate and Northern Europeanareas were grown in a controlled environment in pots. Dehydration tolerance, leaf and stem anatomical traits andxylem pressure associated with 88 or 50 % loss of xylem conductance (P88, P50) were measured.• Key Results Across the 12 populations of cocksfoot, P50 ranged from –3.06 to – 6.36 MPa, while P88ranged from –5.06 to –11.6 MPa. This large intraspecific variability of embolism thresholds corresponded withthe biogeographical distribution and some key traits of the populations. In particular, P88 was correlated withdehydration tolerance (r = –0.79). The dehydration-sensitive Temperate populations exhibited the highest P88(–6.1 MPa). The most dehydration-tolerant Mediterranean populations had the greatest leaf dry matter content andleaf fracture toughness, and the lowest P88 (–10.4 MPa). The Northern populations displayed intermediate traitvalues, potentially attributable to frost resistance. The thickness of metaxylem vessel walls in stems was highlycorrelated with P50 (r = –0.92), but no trade-off with stem lignification was observed. The relevance of the linkagebetween hydraulic and stomatal traits is discussed for drought survival in perennial grasses.• Conclusions Compared with woody species, the large intraspecific variability in dehydration tolerance andembolism resistance within cocksfoot has consequences for its sensitivity to climate change. To better understandadaptive strategies of herbaceous species to increasing drought and frost requires further exploration of the role ofhydraulic and mechanical traits using a larger inter- and intraspecific range of species.
Published: 2018
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38. Crop mixtures: does niche complementarity hold for belowground resources? An experimental test using rice genotypic pairs

Author: Brigitte Courtois, Nourollah Ahmadi, Hélène Fréville, Ilyas Bouhaba, Delphine Luquet, Cyrille Violle, Germain Montazeaud, Florian Fort, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Adaptation agroécologique et innovation variétale (Cirad-Bios-UPR 104 AIVA), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), ProdInra, Migration, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Adaptation agroécologique et innovation variétale (UPR AIVA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), and Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, resource-use complementarity, F08 - Systèmes et modes de culture, Plant Science, 01 natural sciences, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Système racinaire, Interactions biologiques, Genotype, Lignée, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, [SDV.SA] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Synergisme, food and beverages, functional diversity, Rendement des cultures, [SDE]Environmental Sciences, Trait, Génotype, Specific leaf area, Soil Science, Oryza sativa, Biology, 010603 evolutionary biology, selection effect, Culture en mélange, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, crop mixture, Variété, Topsoil, Genetic diversity, Mélange de semences, rice, Évaluation de l'impact, near-isogenic lines, 15. Life on land, root traits, Agronomy, Complementarity (molecular biology), Monoculture, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: Aims: Genotypic mixtures have been receiving a growing interest as genetic diversity could increase crop productivity. Resource-use complementarity is an expected key underlying mechanism, provided that varieties in the mixture differ in resource-related traits, notably root traits. We aimed at examining how trait differences and resource-use complementarity drive biomass production of genotypic mixtures. Methods: Four rice (Oryza sativa) genotypes including two Near-Isogenic Lines only differing in root depth were grown in monoculture and in two-way mixtures in pots under two levels of phosphorus supply. We analyzed the relative difference between mixture biomass and the best monoculture biomass in relation to between-genotype phenotypic distance on ten resource-related traits. Results: Mixtures never outperformed the best monoculture. However, relative mixture productivity increased with increasing between-genotype distance in biovolume, specific leaf area and top soil root biomass. This was mainly driven by a “selection effect”: trait differences led to competitive ability differences and the dominant genotypes tended to gain more in mixture than the subdominant genotypes lost compared to monoculture. Conclusions: Rather than trying to minimize competition through resource-use complementarity, we argue that promoting interactions between genotypes that have different competitive abilities may be a more promising approach to design productive crop mixtures.
Published: 2018
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39. Climate, soil and plant functional types as drivers of global fine-root trait variation

Author: Vladimir G. Onipchenko, Stuart W. Smith, Ming Dong, Oscar J. Valverde-Barrantes, Steven W. Kembel, Peter B. Reich, Joseph M. Craine, Catherine Picon-Cochard, Louise H. Comas, Enrique G. de la Riva, Naoki Makita, Katherine R. Urban-Mead, Catherine Roumet, Florian Fort, Colleen M. Iversen, Anne Bonis, Dali Guo, Christopher B. Blackwood, Cyrille Violle, Johannes H. C. Cornelissen, David A. Wardle, Sarah E. Hobbie, Mark G. Tjoelker, Robert J. Holdaway, M. Luke McCormack, Caroline M. Tucker, Grégoire T. Freschet, Nadejda A. Soudzilovskaia, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), University of Minnesota System, AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Department of Biological Sciences [Kent], Kent State University, Environmental Sciences Division [Oak Ridge], Oak Ridge National Laboratory [Oak Ridge] (ORNL), UT-Battelle, LLC-UT-Battelle, LLC, Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Key Laboratory of Hangzhou City for Ecosystem Protection and Restoration, Zhangzhou Normal University, State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany [Beijing] (IB-CAS), Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS)-Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), Geobotany, Moscow State University, Moscow State University, Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Hawkesbury Institute for the Environment [Richmond] (HIE), Western Sydney University, Department of Systems Ecology, University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), EU's Research Executive Agency, Marie Curie Actions. Grant Number: 657951, European Research Council. Grant Number: ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS, Biological and Environmental Research program, U.S. Department of Energy's, Office of Science. Grant Number: 14-50-00029, Russian Science Foundation (RNF), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), European Project: 657951,H2020,H2020-MSCA-IF-2014,RareFunctions(2016), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systems Ecology, Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Western Sydney University (UWS)
Subjects: 0106 biological sciences, Resource (biology), plant growth form, Biodiversité et Ecologie, Climate, Distribution (economics), fine roots, Plant Science, Biology, phylogeny, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Biodiversity and Ecology, functional biogeography, Phylogenetics, Resource Acquisition Is Initialization, functional traits, climate, N2-fixation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Phylogeny, database, 2. Zero hunger, plant resource economics, Ecology, business.industry, root function, soil properties, 15. Life on land, Herbaceous plant, Bulk density, Agronomy, N-fixation, Trait, Soil fertility, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, business, Functional traits, 010606 plant biology & botany
Abstract: 1.Ecosystem functioning relies heavily on belowground processes, which are largely regulated by plant fine-roots and their functional traits. However, our knowledge of fine-root trait distribution relies to date on local- and regional-scale studies with limited numbers of species, growth forms and environmental variation. 2.We compiled a worldwide fine-root trait dataset, featuring 1115 species from contrasting climatic areas, phylogeny and growth forms to test a series of hypotheses pertaining to the influence of plant functional types, soil and climate variables, and the degree of manipulation of plant growing conditions on species fine-root trait variation. Most particularly, we tested the competing hypotheses that fine-root traits typical of faster return on investment would be most strongly associated with conditions of limiting versus favourable soil resource availability. We accounted for both data source and species phylogenetic relatedness. 3.We demonstrate that (1) Climate conditions promoting soil fertility relate negatively to fine-root traits favouring fast soil resource acquisition, with a particularly strong positive effect of temperature on fine-root diameter and negative effect on specific root length (SRL), and a negative effect of rainfall on root nitrogen concentration; (2) Soil bulk density strongly influences species fine-root morphology, by favouring thicker, denser fine-roots; (3) Fine-roots from herbaceous species are on average finer and have higher SRL than those of woody species, and N2-fixing capacity positively relates to root nitrogen; (4) Plants growing in pots have higher SRL than those grown in the field. 4.Synthesis. This study reveals both the large variation in fine-root traits encountered globally and the relevance of several key plant functional types and soil and climate variables for explaining a substantial part of this variation. Climate, particularly temperature, and plant functional types were the two strongest predictors of fine-root trait variation. High trait variation occurred at local scales, suggesting that wide-ranging belowground resource economics strategies are viable within most climatic areas and soil conditions. This is the peer reviewed version of an article, which has been published in final form at [http://dx.doi.org/10.1111/1365-2745.12769]. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving.
Published: 2017
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40. Are winter and summer dormancy symmetrical seasonal adaptive strategies ? The case of temperate herbaceous perennials

Author: Florence Volaire, Lauren M. Gillespie, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, dormancy, Perennial plant, plante herbacée, Meristem, climate change, Review, Plant Science, drought, Environment, Biology, 01 natural sciences, perennial herbaceous species, survival, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Plant Growth Regulators, Stress, Physiological, winter dormancy, Temperate climate, modèle phénologique, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, frost, Abscisic acid, induction, dormance estivale, variabilité genotypique, 2. Zero hunger, hormones, Ecology, Phenology, adaptation au stress, food and beverages, 15. Life on land, Herbaceous plant, Summer dormancy, Plant Dormancy, dormance, 030104 developmental biology, chemistry, 13. Climate action, Dormancy, Gibberellin, Seasons, adaptation au changement climatique, Hardiness (plants), dehydration tolerance, 010606 plant biology & botany
Abstract: center dot Background Dormancy in higher plants is an adaptive response enabling plant survival during the harshest seasons and has been more explored in woody species than in herbaceous species. Nevertheless, winter and summer shoot meristem dormancy are adaptive strategies that could play a major role in enhancing seasonal stress tolerance and resilience of widespread herbaceous plant communities. center dot Scope This review outlines the symmetrical aspects of winter and summer dormancy in order to better understand plant adaptation to severe stress, and highlight research priorities in a changing climate. Seasonal dormancy is a good model to explore the growth-stress survival trade-off and unravel the relationships between growth potential and stress hardiness. Although photoperiod and temperature are known to play a crucial, though reversed, role in the induction and release of both types of dormancy, the thresholds and combined effects of these environmental factors remain to be identified. The biochemical compounds involved in induction or release in winter dormancy ( abscisic acid, ethylene, sugars, cytokinins and gibberellins) could be a priority research focus for summer dormancy. To address these research priorities, herbaceous species, being more tractable than woody species, are excellent model plants for which both summer and winter dormancy have been clearly identified. center dot Conclusions Summer and winter dormancy, although responding to inverse conditions, share many characteristics. This analogous nature can facilitate research as well as lead to insight into plant adaptations to extreme conditions and the evolution of phenological patterns of species and communities under climate change. The development of phenotypes showing reduced winter and/or enhanced summer dormancy may be expected and could improve adaptation to less predictable environmental stresses correlated with future climates. To this end, it is suggested to explore the inter-and intraspecific genotypic variability of dormancy and its plasticity according to environmental conditions to contribute to predicting and mitigating global warming.
Published: 2017
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41. Sensitivity of community-level trait-environment relationships to data representativeness: a test for functional biogeography

Author: Jessy Loranger, Claudy Jolivet, Sylvain Diquélou, Eric Garnier, Alexis Mikolajczak, Pierre Cellier, Cyrille Violle, Jens Kattge, Servane Lemauviel-Lavenant, Jean Olivier, Philippe Choler, François Munoz, Sophie Gachet, Pierre Denelle, Nicolas Viovy, Guilhem Debarros, Bernard Amiaud, Benjamin Borgy, Sandra Lavorel, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC), Max-Planck-Gesellschaft, Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Ecophysiologie Végétale, Agronomie et Nutritions (EVA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Aix Marseille Université (AMU), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), InfoSol (InfoSol), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut Français de Pondichéry (IFP), Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (MEAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), FRB - CESAB project 'Assembling, analysing and sharing data on plant functional diversity to understand the effects of biodiversity on ecosystem functioning: a case study with French Permanent Grasslands' [DIVGRASS], European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU), Unité INFOSOL (ORLEANS INFOSOL), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Subjects: 0106 biological sciences, Specific leaf area, community functional structure, Ecology (disciplines), Biogeography, plant trait, Biology, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Representativeness heuristic, Plot (graphics), community-weighted mean [CWM], global database, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, trait sampling, 2. Zero hunger, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Global and Planetary Change, Ecology, food and beverages, Sampling (statistics), Vegetation, 15. Life on land, Trait, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, vegetation plot, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Aim: The characterization of trait–environment relationships over broad-scale gradients is a critical goal for ecology and biogeography. This implies the merging of plot and trait databases to assess community-level trait-based statistics. Potential shortcomings and limitations of this approach are that: (i) species traits are not measured where the community is sampled and (ii) the availability of trait data varies considerably across species and plots. Here we address the effect of trait data representativeness [the sampling effort per species and per plot] on the accuracy of (i) species-level and (ii) community-level trait estimates and (iii) the consequences for the shape and strength of trait–environment relationships across communities. Innovation: We combined information existing in databases of vegetation plots and plant traits to estimate community-weighted means [CWMs] of four key traits [specific leaf area, plant height, seed mass and leaf nitrogen content per dry mass] in permanent grasslands at a country-wide
Published: 2017
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42. Towards parsimonious ecophysiological models that bridge ecology and agronomy

Author: François Tardieu, Cyrille Violle, Denis Vile, Boris Parent, Écophysiologie des Plantes sous Stress environnementaux (LEPSE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Grant ERC-StG-2014-639706-CONSTRAINTS, European Project: 244374,EC:FP7:KBBE,FP7-KBBE-2009-3,DROPS(2010), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Crops, Agricultural, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Physiology, Ecology, Ecology (disciplines), education, Temperature, Genetic Variation, Plant Development, Plant Science, Biology, Plants, 01 natural sciences, Bridge (interpersonal), 03 medical and health sciences, Plant development, 030104 developmental biology, Agronomy, biological sciences, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lipids (amino acids, peptides, and proteins), [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; A response to Michelangeli et al.'s (2016) comment ‘Using an Arrhenius-type function to describe temperature response of plant developmental processes: inference and cautions’
Published: 2016
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43. Recasting the dynamic equilibrium model through a functional lens: the interplay of trait-based community assembly and climate

Author: Pablo Cruz, Frédérique Louault, Sandra Lavorel, Grégory Loucougaray, Nicole Yavercovski, Jessy Loranger, Eric Garnier, François Mesléard, Bill Shipley, Anne Bonis, Cyrille Violle, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Département de Biologie, Université de Sherbrooke (UdeS), Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Ecosystèmes, biodiversité, évolution [Rennes] (ECOBIO), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AGroécologie, Innovations, teRritoires (AGIR), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial (UREP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecosystèmes montagnards (UR EMGR), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche de la Tour du Valat, INRA-EcoGer project DIVHERBE, GDRI 44745 'Dynamique de la biodiversité et traits d'histoire de vie', European Project: 221060,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2007-4-1-IOF,DIVERSITRAITS(2009), European Project: 639706,H2020,ERC-2014-STG,CONSTRAINTS(2015), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Sherbrooke University, Laboratoire d'Ecologie Alpine (LECA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial, Ecosyst Montagnards, Université Grenoble Alpes (UGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Subjects: 0106 biological sciences, Mixed model, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biodiversity, Plant Science, Biology, niche theory, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Grassland, facilitation, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 2. Zero hunger, geography, species packing, geography.geographical_feature_category, Ecology, business.industry, functional space, Environmental resource management, environmental filtering, 15. Life on land, determinants of plant community diversity and structure, Habitat, Productivity (ecology), Disturbance (ecology), Trait, community assembly, Species richness, business, 010606 plant biology & botany
Abstract: [Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]SEDYVIN; International audience; 1. According to the dynamic equilibrium hypothesis (DEH), plant species richness is locally controlled by productivity and disturbance. Given that regional conditions widely affect local environmental variables such as soil nutrient availability, the DEH predictions could be improved by considering how climate influences local controls of species richness. Further, a trait-based approach to community assembly has the potential to reveal a deeper, mechanistic understanding of species richness variation across environments. Here, we bring together DEH and trait-based community assembly expectations to examine whether and how local relationships between diversity, disturbance and productivity are affected by habitat filtering and regional climate.2. We specifically tested how gradients of local nutrient availability and disturbance intensity interact with climatic conditions to drive the species richness of grassland communities. Further, we recast the DEH through a functional lens by exploring how disturbance–diversity and nutrient availability–diversity relationships are shaped by the functional space occupied by species in a community and species packing within this functional space.3. The functional space occupied by co-occurring species and the way they are functionally packed are quantified using multi-trait indices calculated with five core plant functional traits. Working with grassland communities spread across differing regional climatic conditions, we used mixed models to test whether the variation in taxonomic and functional metrics corresponded to the DEH predictions as well as to determine the relationship between those metrics.4. Contrary to the expectations based on the relation between species richness and the functional components considered, taxonomic and functional metrics did not vary in accordance along environmental gradients. Climate strongly interacted with the local environment to modulate local diversity patterns, sometimes even inversing a given trend and falsifying the DEH predictions.5. Synthesis. Our findings quantitatively highlight the interplay between regional and local environmental gradients in driving community assembly. We demonstrate that, depending on climatic conditions, observed patterns of both taxonomic and functional community composition can be opposite to expected productivity–diversity and disturbance–diversity relationships. This emphasizes the relevance of multifaceted studies of biodiversity and the need for a more systematic quantification of regional controls in community assembly studies.
Published: 2016
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