Quaternary coral reef refugia preserved fish diversity.

The most prominent pattern in global marine biogeography is the biodiversity peak in the Indo-Australian Archipelago. Yet the processes that underpin this pattern are still actively debated. By reconstructing global marine paleoenvironments over the past 3 million years on the basis of sediment cores, we assessed the extent to which Quaternary climate fluctuations can explain global variation in current reef fish richness. Comparing global historical coral reef habitat availability with the present-day distribution of 6316 reef fish species, we find that distance from stable coral reef habitats during historical periods of habitat loss explains 62% of the variation in fish richness, outweighing present-day environmental factors. Our results highlight the importance of habitat persistence during periods of climate change for preserving marine biodiversity.

Prospective sampling based on model ensembles improves the detection of rare species

Identifying the geographic distribution of populations is a basic, yet crucial step in many fundamental and applied ecological projects, as it provides key information on which many subsequent analyses depend. However, this task is often costly and time consuming, especially where rare species are concerned and where most sampling designs generally prove inefficient. At the same time, rare species are those for which distribution data are most needed for their conservation to be effective. To enhance fieldwork sampling, model-based sampling (MBS) uses predictions from species distribution models: when looking for the species in areas of high habitat suitability, chances should be higher to find them. We thoroughly tested the efficiency of MBS by conducting an important survey in the Swiss Alps, assessing the detection rate of three rare and five common plant species. For each species, habitat suitability maps were produced following an ensemble modeling framework combining two spatial resolutions and two modeling techniques. We tested the efficiency of MBS and the accuracy of our models by sampling 240 sites in the field (30 sitesx8 species). Across all species, the MBS approach proved to be effective. In particular, the MBS design strictly led to the discovery of six sites of presence of one rare plant, increasing chances to find this species from 0 to 50%. For common species, MBS doubled the new population discovery rates as compared to random sampling. Habitat suitability maps coming from the combination of four individual modeling methods predicted well the species' distribution and more accurately than the individual models. As a conclusion, using MBS for fieldwork could efficiently help in increasing our knowledge of rare species distribution. More generally, we recommend using habitat suitability models to support conservation plans.

Solid-phase microextraction as short-term sampling technique for BTEX occupational exposure

Solid phase microextraction (SPME) has been widely used for many years in various applications, such as environmental and water samples, food and fragrance analysis, or biological fluids. The aim of this study was to suggest the SPME method as an alternative to conventional techniques used in the evaluation of worker exposure to benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene (BTEX). Polymethylsiloxane-carboxen (PDMS/CAR) showed as the most effective stationary phase material for sorbing BTEX among other materials (polyacrylate, PDMS, PDMS/divinylbenzene, Carbowax/divinylbenzene). Various experimental conditions were studied to apply SPME to BTEX quantitation in field situations. The uptake rate of the selected fiber (75 μm PDMS/CAR) was determined for each analyte at various concentrations, relative humidities, and airflow velocities from static (calm air) to dynamic (>200 cm/s) conditions. The SPME method also was compared with the National Institute of Occupational Safety and Health method 1501. Unlike the latter, the SPME approach fulfills the new requirement for the threshold limit value-short term exposure limit (TLV-STEL) of 2.5 ppm for benzene (8 mg/m3).

Limited sampling strategies for monitoring tacrolimus in paediatric liver transplant recipients

Ce travail de recherche a été réalisé dans le laboratoire de pharmacologie clinique, au Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine, à Montréal. C'est une étude rétrospective basée sur le suivi thérapeutique du Tacrolimus prescrit chez les enfants après transplantation hépatique. Ce suivi est nécessaire car le Tacrolimus possède une importante variabilité pharmacocinétique inter et intra-individuelle ainsi qu'un index thérapeutique très étroit. Actuellement, l'individualisation des doses prescrites est basée sur la mesure de la concentration de base - du médicament dans le sang (C0), mais des études récentes montrent que cette mesure ne reflète pas précisément l'exposition du Tacrolimus dans l'organisme chez les enfants. Le meilleur reflet de cette exposition est la mesure de l'aire sous la courbe (AUC). Cependant, cette dernière implique la mesure de multiples concentrations tout au long de l'intervalle entre 2 doses de médicament (Tacrolimus: 12 heures) ce qui est long, cher et impraticable en ambulatoire. De nouvelles méthodes utilisant un nombre limité de prélèvements ont donc été développées pour prédire au mieux cette AUC. Ce sont les "Limited sampling strategies" ou LSS. La plupart de ces LSS pour le Tacrolimus ont été développées et validées chez des patients transplantés adultes et leur application directe chez les transplantés pédiatriques n'est pas possible en raison de différences importantes au niveau des paramètres pharmacocinétiques du médicament entre ces deux populations. Aussi, le but de ce travail était de développer et valider, pour la première fois, des LSS chez les enfants transplantés hépatiques. Pour cela, une analyse de 36 profils pharmacocinétiques de 28 patients transplantés hépatiques âgés de 0.4- 18.5 ans a été effectuée. Tous les profils ont été réalisés au Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine entre janvier 2007 et janvier 2009. Les LSS comportant au maximum 4 mesures de concentration ont été développées en utilisant une analyse de régression multiple. Parmi tous les modèles obtenus, cinq ont été sélectionnés sur la base de critères précis puis validés selon la méthode décrite par Sheiner et Beal.¦Les résultats montrent que ces cinq modèles peuvent prédire l'AUC du Tacrolimus avec une précision cliniquement acceptable de ± 15% alors que la C0 présente la plus faible corrélation avec l'AUC.¦En conclusion, cette étude confirme que la C0 ne permet pas de prédire de manière efficace l'exposition du Tacrolimus dans l'organisme dans notre population de patients pédiatriques contrairement aux LSS analysées qui offrent une méthode pratique et fiable. Par ailleurs, en permettant d'obtenir une estimation précise et simplifiée de l'AUC complète du Tacrolimus chez les patients, ces LSS ouvrent la porte à de futures études prospectives visant à mieux définir l'AUC cible du médicament et à déterminer si le suivi basé sur la mesure de l'AUC est plus efficace et plus sûr que celui basé sur la mesure de la C0.

Long-distance wolf recolonization of France and Switzerland inferred from non-invasive genetic sampling over a period of 10 years

In the early 1900s, the wolf (Canis lupus) was extirpated from France and Switzerland. There is growing evidence that the species is presently recolonizing these countries in the western Alps. By sequencing the mitochondrial DNA (mtDNA) control region of various samples mainly collected in the field (scats, hairs, regurgitates, blood or tissue; n = 292), we could (1) develop a non-invasive method enabling the unambiguous attribution of these samples to wolf, fox (Vulpes vulpes) or dog (Canis familiaris), among others; (2) demonstrate that Italian, French and Swiss wolves share the same mtDNA haplotype, a haplotype that has never been found in any other wolf population world-wide. Combined together, field and genetic data collected over 10 years corroborate the scenario of a natural expansion of wolves from the Italian source population. Furthermore, such a genetic approach is of conservation significance, since it has important consequences for management decisions. This first long-term report using non-invasive sampling demonstrates that long-distance dispersers are common, supporting the hypothesis that individuals may often attempt to colonize far from their native pack, even in the absence of suitable corridors across habitats characterized by intense human activities.

Intravenous fish oil blunts the physiological response to endotoxin in healthy subjects

Résumé L'administration par voie orale d'acides gras polyinsaturés de type ω-3 contenus dans l'huile de poisson exerce des effets bénéfiques sur la réponse métabolique et inflammatoire chez des sujets sains soumis à une injection d'endotoxine. Ce modèle expérimental a été validé pour l'investigation clinique. Il simule un sepsis et induit une réponse comparable à un état grippal, accompagné de modifications métaboliques et inflammatoires. L'objectif de cette étude est de déterminer les effets de l'huile de poisson administré par voie intraveineuse sur la réponse à l'endotoxine chez le sujet sain. L'hypothèse est qu'il sera possible de réduire le temps de latence en comparaison avec la voie orale. Pour ce faire, nous avons inclut dans une étude prospective randomisée 16 volontaires sains âgés de 16 à 35 ans et les avons répartis en 2 groupes : l'un recevant une émulsion lipidique contenant les acides gras polyinsaturés EPA et DHA et l'autre, sans traitement, constituant le groupe contrôle. Huit sujets reçoivent une perfusion continue de 0.5g/kg d'huile de poisson durant 6h, 48h et 24h avant la journée test. Lors de cette journée test, tous les volontaires ont reçu une dose d'endotoxine (2mg/kg) au temps t0. Les paramètres vitaux sont monitorés et enregistrés : fréquence cardiaque, respiratoire, pression artérielle, saturation artérielle en oxygène, ainsi que température. Des prises de sang sont effectuées à intervalles réguliers pour déterminer 1) l'incorporation membranaire des thrombocytes en EPA et DHA ; 2) le taux plasmatique d'hormones (insulin, glucagon, cortisol, ACTH et catécholamines), de marqueurs inflammatoires (TNF-α, IL-6, hsCRP), ainsi que de substrats énergétiques (glucose, lactate, acides gras libres et triglycérides). La dépense énergétique est déterminée par calorimétrie indirecte. L'analyse statistique est effectuée par analyse de variance (ANOVA). Les résultats montrent une incorporation significative de EPA et DHA au niveau membranaire des thrombocytes. L'huile de poisson induit une atténuation significative de la réponse neuro-endocrinienne et inflammatoire en réponse à l'injection d'endotoxine avec diminution de la fièvre (-0.7°C), ainsi que du taux plasmatique ,d'ACTH (-68%), TNF-α (-63%) et de noradrénaline (-%) dans le groupe huile de poisson. En conclusion, cette étude montre que la supplémentation de 2 doses d'huile de poisson par voie intraveineuse modifie la composition phospholipidique des membranes des thrombocytes et diminue la réaction inflammatoire et neuroendocrinienne en réponse à l'endotoxine. Ces résultats positifs ouvrent la perspective d'une supplémentation parentérale préopératoire en acides gras polyinsaturés ω-3 pour diminuer le stress lié à la chirurgie majeure.

Using niche-based models to improve the sampling of rare species

Because data on rare species usually are sparse, it is important to have efficient ways to sample additional data. Traditional sampling approaches are of limited value for rare species because a very large proportion of randomly chosen sampling sites are unlikely to shelter the species. For these species, spatial predictions from niche-based distribution models can be used to stratify the sampling and increase sampling efficiency. New data sampled are then used to improve the initial model. Applying this approach repeatedly is an adaptive process that may allow increasing the number of new occurrences found. We illustrate the approach with a case study of a rare and endangered plant species in Switzerland and a simulation experiment. Our field survey confirmed that the method helps in the discovery of new populations of the target species in remote areas where the predicted habitat suitability is high. In our simulations the model-based approach provided a significant improvement (by a factor of 1.8 to 4 times, depending on the measure) over simple random sampling. In terms of cost this approach may save up to 70% of the time spent in the field.

Blunting the response to endotoxin in healthy sujects : effects of various dose of intravenous fish oil

Enjeux et contexte La recherche de cette dernière décennie sur les acides gras n-3 PUFA contenus dans l'huile de poisson a montré que ceux-ci, et particulièrement l'ΕΡΑ et le DHA, avaient des propriétés anti¬inflammatoires et anti arythmiques puissantes, potentiellement utiles chez les septiques et « cardiaques ». Les mécanismes sous-jacents sont nombreux, incluant l'incorporation des acides gras dans les membranes de phopholipides, la réduction de la production de médiateurs pro-inflammatoires (prostaglandines, leukotrienes, thromboxane), l'augmentation de la production de résolvines et protectines dérivées du DHA, et la régulation de voies de signalisation cellulaire. Cependant, les doses de n-3 PUFA utilisées dans les études cliniques et chez le sujet sain avant le travail de Yann-Karim Pittet étaient nettement supérieures aux doses nutritionnelles de l'ordre de 5-8 g/j par voie orale ou 1 g/kg par voie intraveineuse. De plus, la voie entérale avait la réputation de nécessiter plusieurs jours à semaines de traitement avant d'aboutir à une incorporation d'acides gras membranaire suffisante pour avoir un impact clinique; quant au temps minimal requis pour obtenir cet effet par voie IV, il était inconnu. Depuis, le développement d'émulsions lipidiques intraveineuses destinées à la nutrition parentérale a permis d'imaginer l'administration de prétraitements IV rapides. Pour les étudier, notre laboratoire a développé un modèle d'endotoxine (LPS d'E.Coli) qui mime les réponses physiologique, endocrinienne et biologique du sepsis chez le sujet sain, utilisant des doses de 2 ng/kg IV. Les réponses sont totalement réversibles en 8 heures. Dans le but de réduire à la fois la dose de lipides et le temps de perfusion, ce travail a étudié l'influence de 3 doses dégressives de n-3 PUFA sur les réponses à l'endotoxine, et sur l'incorporation membranaire de ces acides gras. Méthodes Etude prospective chez 3 groupes consécutifs de sujets sains soumis à un challenge d'endotoxine. Intervention : perfusions d'huile de poisson (0.5 et 0.2 g/kg de n-3 PUFA, Omegaven® 10%) ou placebo, administrées en 3 heures ou en 1 heure, soit le jour avant ou le jour-même du test d'endotoxine. Mesures : variables physiologiques (T°, fc, tension artérielle, calorimétrie indirecte) Laboratoire - prises de sang à T0, 60, 120 et 360 min après l'injection de LPS: TNF-α, hs-CRP, hormones de stress, composition en acides gras des membranes plaquettaires. Statistiques Les résultats ont été rapportés en moyennes et écarts types. Des aires sous la courbe (AUC) ont été calculées avec la méthode des parallélépipèdes pour toutes les variables déterminées de manière répétée. L'effet du temps a été exploré par des two-way ANOVA pour mesures répétées. Les comparaisons post-hoc ont été réalisées avec des tests de Dunnett's ou de Scheffe. Les modifications de composition membranaires ainsi que les AUC ont été analysées par des tests non-paramétriques (Kruskal-Wallis). Résultats Après LPS, la température, les concentrations d'ACTH et TNF-α ont augmenté dans les 3 groupes. Ces réponse ont été significativement atténuées (p<0.0001) par l'huile de poisson comparé à ce que nous avions observé dans le groupe contrôle de Pluess et al (ICM 2007). Les concentrations les plus faibles d'ACTH, de TNF-α, et les AUC les plus basses des températures, ont été observées après une dose unique de 0.2 g/kg de n-3 PUFA administrée 1 heure avant le LPS. Par contre, l'incorporation membranaire d'EPA est dose-dépendante. Conclusions Sachant que la réponse à l'endotoxine est reproductible, cette étude montre que 3 doses différentes d'huile de poisson atténuent de manière différente cette réponse. La perfusion de 0.2 g/kg administrée juste avant l'endotoxine s'est avérée la plus efficace à atténuer la réponse fébrile, les cytokines et les hormones de stress, suggérant une capture de l'endotoxine par l'émulsion lipidique qui se surajoute aux effets systémiques et membranaires.

Epidemiology and new developments in the diagnosis of prosthetic joint infection.

Although prosthetic joint infection (PJI) is a rare event after arthroplasty, it represents a significant complication that is associated with high morbidity, need for complex treatment, and substantial healthcare costs. An accurate and rapid diagnosis of PJI is crucial for treatment success. Current diagnostic methods in PJI are insufficient with 10-30% false-negative cultures. Consequently, there is a need for research and development into new methods aimed at improving diagnostic accuracy and speed of detection. In this article, we review available conventional diagnostic methods for the diagnosis of PJI (laboratory markers, histopathology, synovial fluid and periprosthetic tissue cultures), new diagnostic methods (sonication of implants, specific and multiplex PCR, mass spectrometry) and innovative techniques under development (new laboratory markers, microcalorimetry, electrical method, reverse transcription [RT]-PCR, fluorescence in situ hybridization [FISH], biofilm microscopy, microarray identification, and serological tests). The results of highly sensitive diagnostic techniques with unknown specificity should be interpreted with caution. The organism identified by a new method may represent a real pathogen that was unrecognized by conventional diagnostic methods or contamination during specimen sampling, transportation, or processing. For accurate interpretation, additional studies are needed, which would evaluate the long-term outcome (usually >2 years) with or without antimicrobial treatment. It is expected that new rapid, accurate, and fully automatic diagnostic tests will be developed soon.

Constraints on Miocene oceanography and climate in the Western and Central Paratethys: O-, Sr-, and Nd-isotope compositions of marine fish and mammal remains

The Paratethys evolved as a marginal sea during the Alpine-Himalayan orogeny in the Oligo-Miocene. Sediments from the northern Alpine Molasse Basin, the Vienna, and the Pannonian Basins located in the western and central part of the Paratethys thus provide unique information on regional changes in climate and oceanography during a period of active Alpine uplift Oxygen isotope compositions of well-preserved phosphatic fossils recovered from the sediments support deposition under sub-tropical to warm-temperate climate with water temperatures of 14 to 28 degrees C for the Miocene. delta(18)O values of fossil shark teeth are similar to those reported for other Miocene marine sections and, using the best available estimates of their biostratigraphic age, show a variation until the end of the Badenian similar to that reported for composite global record. The (87)Sr/(86)Sr isotope ratios of the fossils follow the global Miocene seawater trend, albeit with a much larger scatter. The deviations of (87)Sr/(86)Sr in the samples from the well-constrained seawater curve are interpreted as due to local input of terrestrially-derived Sr. Contribution of local sources is also reflected in the epsilon(Nd) values, consistent with input from ancient crystalline rocks (e.g., Bohemian Massif and/or Mesozoic sediments with epsilon(Nd) < -9. On the other hand, there is evidence for input from areas with Neogene volcanism as suggested by samples with elevated epsilon(Nd) values >-7. Excluding samples showing local influence on the water column, an average epsilon(Nd) value of -7.9 +/- 0.5 may be inferred for the Miocene Paratethys. This value is indistinguishable from the epsilon(Nd) value of the contemporaneous Indian Ocean, supporting a dominant role of this ocean in the Western and Central Paratethys. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evolutionary and dispersal history of Eurasian house mice Mus musculus clarified by more extensive geographic sampling of mitochondrial DNA.

We examined the sequence variation of mitochondrial DNA control region and cytochrome b gene of the house mouse (Mus musculus sensu lato) drawn from ca. 200 localities, with 286 new samples drawn primarily from previously unsampled portions of their Eurasian distribution and with the objective of further clarifying evolutionary episodes of this species before and after the onset of human-mediated long-distance dispersals. Phylogenetic analysis of the expanded data detected five equally distinct clades, with geographic ranges of northern Eurasia (musculus, MUS), India and Southeast Asia (castaneus, CAS), Nepal (unspecified, NEP), western Europe (domesticus, DOM) and Yemen (gentilulus). Our results confirm previous suggestions of Southwestern Asia as the likely place of origin of M. musculus and the region of Iran, Afghanistan, Pakistan, and northern India, specifically as the ancestral homeland of CAS. The divergence of the subspecies lineages and of internal sublineage differentiation within CAS were estimated to be 0.37-0.47 and 0.14-0.23 million years ago (mya), respectively, assuming a split of M. musculus and Mus spretus at 1.7 mya. Of the four CAS sublineages detected, only one extends to eastern parts of India, Southeast Asia, Indonesia, Philippines, South China, Northeast China, Primorye, Sakhalin and Japan, implying a dramatic range expansion of CAS out of its homeland during an evolutionary short time, perhaps associated with the spread of agricultural practices. Multiple and non-coincident eastward dispersal events of MUS sublineages to distant geographic areas, such as northern China, Russia and Korea, are inferred, with the possibility of several different routes.

Fish oil supplementation does not alter energy efficiency in healthy males

BACKGROUND AND AIMS: Fish oil (FO) supplementation prevents the development of obesity and insulin resistance, and upregulate the expression of UCP3 in skeletal muscle in rodents. This may represent indirect evidence that FO promotes fat oxidation and/or alter energy efficiency. The aim of this study was to evaluate whether such effects can be observed in humans. The metabolic effects of FO were assessed during exercise in order to obtain a direct measurement of energy efficiency. METHODS: Eight healthy male volunteers were studied with and without supplementation with 7.2 g/day FO (including 1.1 g/day eicosopentaenoic acid and 0.7 g/day decosahexaenoic acid) during 14 days. Their VO(2 max) was measured on cycle ergometer. Thereafter, energy metabolism (substrate oxidation, energy expenditure and energy efficiency) was assessed during a 30 min cycling exercise at 50% VO(2 max) performed 2 h 30 after a standardized, high carbohydrate breakfast. RESULTS: VO(2 max) was 38.6+/-2.2 after FO and 38.4+/-2.0 (mL x kg(-1) x min(-1)) in control conditions (NS). Basal plasma glucose, insulin and NEFA concentrations, and energy metabolism were similar with FO and in controls. During exercise, the increases in plasma NEFA concentrations, energy expenditure, glucose and lipid oxidation, and the decreases in glycaemia and insulinemia were not altered by FO intake. Energy efficiency was 22.4+/-0.6% after FO vs 21.8+/-0.7% in controls. In order to ascertain that the absence of effects of FO was not due to consumption of a carbohydrate meal immediately before exercise, 4 of the 8 subjects were re-studied in fasting conditions, FO also failed to alter energy efficiency in this subset of studies. CONCLUSION: FO supplementation did not significantly alter energy metabolism and energy efficiency during exercise in healthy humans.

Sparse image reconstruction on the sphere: implications of a new sampling theorem.

We study the impact of sampling theorems on the fidelity of sparse image reconstruction on the sphere. We discuss how a reduction in the number of samples required to represent all information content of a band-limited signal acts to improve the fidelity of sparse image reconstruction, through both the dimensionality and sparsity of signals. To demonstrate this result, we consider a simple inpainting problem on the sphere and consider images sparse in the magnitude of their gradient. We develop a framework for total variation inpainting on the sphere, including fast methods to render the inpainting problem computationally feasible at high resolution. Recently a new sampling theorem on the sphere was developed, reducing the required number of samples by a factor of two for equiangular sampling schemes. Through numerical simulations, we verify the enhanced fidelity of sparse image reconstruction due to the more efficient sampling of the sphere provided by the new sampling theorem.