998 resultados para Production variations
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Funding: This work was supported by the Swiss National Science Foundation [grants PPOA-102913 and 3100AO_120517 to AR and 31003A_124988 to PB). © 2015. Published by The Company of Biologists Ltd.
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The Sr/Ca of aragonitic coral skeletons is a commonly used palaeothermometer. However skeletal Sr/Ca is typically dominated by weekly-monthly oscillations which do not reflect temperature or seawater composition and the origins of which are currently unknown. To test the impact of transcellular Ca2+ transport processes on skeletal Sr/Ca, colonies of the branching coral, Pocillopora damicornis, were cultured in the presence of inhibitors of Ca-ATPase (ruthenium red) and Ca channels (verapamil hydrochloride). The photosynthesis, respiration and calcification rates of the colonies were monitored throughout the experiment. The skeleton deposited in the presence of the inhibitors was identified (by 42Ca spike) and analysed for Sr/Ca and Mg/Ca by secondary ion mass spectrometry. The Sr/Ca of the aragonite deposited in the presence of either of the inhibitors was not significantly different from that of the solvent (dimethyl sulfoxide) control, although the coral calcification rate was reduced by up to 66% and 73% in the ruthenium red and verapamil treatments, respectively. The typical precision (95% confidence limits) of mean Sr/Ca determinations within any treatment was <±1% and differences in skeletal Sr/Ca between treatments were correspondingly small. Either Ca-ATPase and Ca channels transport Sr2+ and Ca2+ in virtually the same ratio in which they are present in seawater or transcellular processes contribute little Ca2+ to the skeleton and most Ca is derived from seawater transported directly to the calcification site. Variations in the activities of Ca-ATPase and Ca-channels are not responsible for the weekly-monthly Sr/Ca oscillations observed in skeletal chronologies, assuming that the specificities of Ca transcellular transport processes are similar between coral genera.
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Methane production by methanogens in mangrove sediments is known to contribute significantly to global warming, but studies on the shift of methanogenic community in response to anthropogenic contaminations were still limited. In this study, the effect of anthropogenic activities in the mangrove sediments along the north and south coastlines of Singapore were investigated by pyrosequencing of the mcrA gene. Our results showed that hydrogenotrophic, acetoclastic and methylotrophic methanogens coexist in the sediments. The predominance of the methylotrophic Methanosarcinales reflects the potential for high methane production as well as the possible availability of low acetate and high methylated C-1 compounds as substrates. A decline in the number of acetoclastic/methylotrophic methanogens in favor of hydrogenotrophic methanogens was observed along a vertical profile in Sungei Changi, which was contaminated by heavy metals. The diversity of methanogens in the various contaminated stations was significantly different from that in a pristine St. John’s Island. The spatial variation in the methanogenic communities among the different stations was more distinct than those along the vertical profiles at each station. We suggest that the overall heterogeneity of the methanogenic communities residing in the tropical mangrove sediments might be due to the accumulated effects of temperature and concentrations of nitrate, cobalt, and nickel.
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Landnutzungsänderungen sind eine wesentliche Ursache von Treibhausgasemissionen. Die Umwandlung von Ökosystemen mit permanenter natürlicher Vegetation hin zu Ackerbau mit zeitweise vegetationslosem Boden (z.B. nach der Bodenbearbeitung vor der Aussaat) führt häufig zu gesteigerten Treibhausgasemissionen und verminderter Kohlenstoffbindung. Weltweit dehnt sich Ackerbau sowohl in kleinbäuerlichen als auch in agro-industriellen Systemen aus, häufig in benachbarte semiaride bis subhumide Rangeland Ökosysteme. Die vorliegende Arbeit untersucht Trends der Landnutzungsänderung im Borana Rangeland Südäthiopiens. Bevölkerungswachstum, Landprivatisierung und damit einhergehende Einzäunung, veränderte Landnutzungspolitik und zunehmende Klimavariabilität führen zu raschen Veränderungen der traditionell auf Tierhaltung basierten, pastoralen Systeme. Mittels einer Literaturanalyse von Fallstudien in ostafrikanischen Rangelands wurde im Rahmen dieser Studie ein schematisches Modell der Zusammenhänge von Landnutzung, Treibhausgasemissionen und Kohlenstofffixierung entwickelt. Anhand von Satellitendaten und Daten aus Haushaltsbefragungen wurden Art und Umfang von Landnutzungsänderungen und Vegetationsveränderungen an fünf Untersuchungsstandorten (Darito/Yabelo Distrikt, Soda, Samaro, Haralo, Did Mega/alle Dire Distrikt) zwischen 1985 und 2011 analysiert. In Darito dehnte sich die Ackerbaufläche um 12% aus, überwiegend auf Kosten von Buschland. An den übrigen Standorten blieb die Ackerbaufläche relativ konstant, jedoch nahm Graslandvegetation um zwischen 16 und 28% zu, während Buschland um zwischen 23 und 31% abnahm. Lediglich am Standort Haralo nahm auch „bare land“, vegetationslose Flächen, um 13% zu. Faktoren, die zur Ausdehnung des Ackerbaus führen, wurden am Standort Darito detaillierter untersucht. GPS Daten und anbaugeschichtlichen Daten von 108 Feldern auf 54 Betrieben wurden in einem Geographischen Informationssystem (GIS) mit thematischen Boden-, Niederschlags-, und Hangneigungskarten sowie einem Digitales Höhenmodell überlagert. Multiple lineare Regression ermittelte Hangneigung und geographische Höhe als signifikante Erklärungsvariablen für die Ausdehnung von Ackerbau in niedrigere Lagen. Bodenart, Entfernung zum saisonalen Flusslauf und Niederschlag waren hingegen nicht signifikant. Das niedrige Bestimmtheitsmaß (R²=0,154) weist darauf hin, dass es weitere, hier nicht erfasste Erklärungsvariablen für die Richtung der räumlichen Ausweitung von Ackerland gibt. Streudiagramme zu Ackergröße und Anbaujahren in Relation zu geographischer Höhe zeigen seit dem Jahr 2000 eine Ausdehnung des Ackerbaus in Lagen unter 1620 müNN und eine Zunahme der Schlaggröße (>3ha). Die Analyse der phänologischen Entwicklung von Feldfrüchten im Jahresverlauf in Kombination mit Niederschlagsdaten und normalized difference vegetation index (NDVI) Zeitreihendaten dienten dazu, Zeitpunkte besonders hoher (Begrünung vor der Ernte) oder niedriger (nach der Bodenbearbeitung) Pflanzenbiomasse auf Ackerland zu identifizieren, um Ackerland und seine Ausdehnung von anderen Vegetationsformen fernerkundlich unterscheiden zu können. Anhand der NDVI Spektralprofile konnte Ackerland gut Wald, jedoch weniger gut von Gras- und Buschland unterschieden werden. Die geringe Auflösung (250m) der Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) NDVI Daten führte zu einem Mixed Pixel Effect, d.h. die Fläche eines Pixels beinhaltete häufig verschiedene Vegetationsformen in unterschiedlichen Anteilen, was deren Unterscheidung beeinträchtigte. Für die Entwicklung eines Echtzeit Monitoring Systems für die Ausdehnung des Ackerbaus wären höher auflösende NDVI Daten (z.B. Multispektralband, Hyperion EO-1 Sensor) notwendig, um kleinräumig eine bessere Differenzierung von Ackerland und natürlicher Rangeland-Vegetation zu erhalten. Die Entwicklung und der Einsatz solcher Methoden als Entscheidungshilfen für Land- und Ressourcennutzungsplanung könnte dazu beitragen, Produktions- und Entwicklungsziele der Borana Landnutzer mit nationalen Anstrengungen zur Eindämmung des Klimawandels durch Steigerung der Kohlenstofffixierung in Rangelands in Einklang zu bringen.
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La croissance du phytoplancton est limitée par les faibles concentrations de fer (Fe) dans près de 40% de l’océan mondial. Le Pacifique subarctique Nord-Est représente une de ces zones limitées en fer et désignées High Nutrient - Low Chlorophyll (HNLC). Cet écosystème, dominé par des cellules de petite taille telles les prymnésiophytes, est caractérisé par de très faibles concentrations estivales de chlorophylle a et de fortes concentrations de macronutriments. Il a été maintes fois démontré que les ajouts de fer, sous différentes formes chimiques (habituellement FeSO4), dans les zones HNLC, stimulent la croissance et modifient la structure des communautés planctoniques en favorisant la croissance des cellules de grande taille, notamment les diatomées. Ces effets sur la communauté planctonique ont le potentiel d’influencer les grands mécanismes régulateurs du climat, tels la pompe biologique de carbone et la production de diméthylsulfure (DMS). Les poussières provenant des déserts du nord de la Chine sont reconnues depuis longtemps comme une source sporadique importante de fer pour le Pacifique Nord-Est. Malgré leur importance potentielle, l’influence directe exercée par ces poussières sur l’écosystème planctonique de cette zone HNLC n’a jamais été étudiée. Il s’agit d’une lacune importante puisque le fer associé aux poussières est peu soluble dans l’eau de mer, que la proportion biodisponible n’est pas connue et que les poussières peuvent avoir un effet inhibiteur chez le phytoplancton. Cette thèse propose donc, dans un premier temps, de mesurer pour la première fois l’effet de la fertilisation de la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est par un gradient de concentrations de poussières désertiques naturelles. Cette première expérimentation a démontré que le fer contenu dans les poussières asiatiques est biodisponible et qu’une déposition équivalente à celles prenant place au printemps dans le Pacifique Nord-Est peut résulter en une stimulation significative de la prise de nutriments et de la croissance du phytoplancton. Mes travaux ont également montré que l’ajout de 0,5 mg L-1 de poussières peut résulter en la production d’autant de biomasse algale que l’ajout de FeSO4, l’espèce chimique utilisée lors des expériences d’enrichissement en fer à grande échelle. Cependant, les ajouts de FeSO4 favorisent davantage les cellules de petite taille que les ajouts de poussières, observation démontrant que le FeSO4 n’est pas un proxy parfait des poussières asiatiques. Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à une source alternative de fer atmosphérique, les cendres volcaniques. Mon intérêt pour cette source de fer a été attisé par les observations d’une floraison spectaculaire dans le Pacifique Nord-Est, ma région d’étude, associée à l’éruption de 2008 du volcan Kasatochi dans les îles Aléoutiennes. Forte de mon expérience sur les poussières, j’ai quantifié l’effet direct de ces cendres volcaniques sur la communauté planctonique du Pacifique Nord-Est. Mes résultats ont montré que le fer contenu dans les cendres volcaniques est également biodisponible pour le phytoplancton. Ils ont également montré que cette source de fer peut être aussi importante que les poussières désertiques dans la régulation de la croissance du phytoplancton dans cette partie de l’océan global à l’échelle millénaire. Dans un troisième temps, j’ai estimé comment l’acidification des océans modulera les réponses des communautés planctoniques aux dépositions naturelles de fer mises en évidence lors de mes expériences précédentes. Pour ce faire, j’ai effectué des enrichissements de poussière dans de l’eau de mer au pH actuel de 8.0 et dans l’eau de mer acidifiée à un pH de 7.8. Mes résultats ont montré une diminution du taux de croissance du phytoplancton dans le milieu acidifié mais pas de changement notable dans la structure de la communauté. Les ajouts de poussières et de cendres, de même que les variations de pH, n’ont pas eu d’effet significatif sur la production de DMS et de son précurseur le diméthylsulfoniopropionate (DMSP), probablement en raison de la courte durée (4 jours) des expériences. L’ensemble des résultats de cette thèse montre que le fer contenu dans diverses sources atmosphériques naturelles est biodisponible pour le phytoplancton du Pacifique Nord-Est et que des taux de déposition réalistes peuvent stimuler la croissance de manière notable dans les premiers jours suivant une tempête désertique ou une éruption volcanique. Finalement, les résultats de mes expériences à stresseurs multiples Fer/acidification suggèrent une certaine résistance des communautés phytoplanctoniques à la diminution du pH prédite d’ici la fin du siècle pour les eaux de surface des océans.
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La moléculture végétale est une approche prometteuse pour la production de protéines d’intérêt médical ou industriel. Considérant les variations de rendement possibles dans une plante soumise à différentes conditions culturales, nos objectifs étaient : (i) de cartographier l’accumulation d’un antigène viral d’intérêt clinique dans les feuilles du tabac sauvage Nicotiana benthamiana utilisé comme bio-usine, et (ii) d’évaluer l’impact de la lumière en période de croissance sur le rendement total en antigène. Nous avons étudié les relations entre l’âge foliaire, le régime lumineux, l’expression du transgène et le rendement final en antigène dans les feuilles. Nos données confirment l’influence de l’âge sur les variations de rendement d’une feuille à l’autre, et l’impact positif de l’intensité lumineuse sur le rendement par plante. Elles mettent aussi en relief l’importance des tiges secondaires sur le rendement et le rôle clé de la transcription du transgène sur la teneur en antigène à l’échelle cellulaire.
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Ocean acidification poses a serious threat to a broad suite of calcifying organisms. Scleractinian corals and cal- careous algae that occupy shallow, tropical waters are vulnerable to global changes in ocean chemistry be- cause they already are subject to stressful and variable carbon dynamics at the local scale. For example, net heterotrophy increases carbon dioxide concentrations, and pH varies with diurnal fluctuations in photosyn- thesis and respiration. Few researchers, however, have investigated the possibility that carbon dioxide con- sumption during photosynthesis by non-calcifying photoautotrophs, such as seagrasses, can ameliorate deleterious effects of ocean acidi fi cation on sympatric calcareous algae. Naturally occurring variations in the density of seagrasses and associated calcareous algae provide an ecologically relevant test of the hypoth- esis that diel fl uctuations in water chemistry driven by cycles of photosynthesis and respiration within seagrass beds create microenvironments that enhance macroalgal calci fi cation. In Grape Tree Bay off Little Cayman Island BWI, we quanti fi ed net production and characterized calci fi cation for thalli of the calcareous green alga Halimeda incrassata growing within beds of Thalassia testudinum with varying shoot densities. Re- sults indicated that individual H . incrassata thalli were ~6% more calci fi ed in dense seagrass beds. On an areal basis, however, far more calcium carbonate was produced by H . incrassata in areas where seagrasses were less dense due to higher rates of production. In addition, diel pH regimes in vegetated and unvegetated areas within the lagoon were not signi fi cantly different, suggesting a high degree of water exchange and mixing throughout the lagoon. These results suggest that, especially in well-mixed lagoons, carbonate pro- duction by calcareous algae may be more related to biotic interactions between seagrasses and calcareous algae than to seagrass-mediated changes in local water chemistry.
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The temperature of the mantle and the rate of melt production are parameters which play important roles in controlling the style of crustal accretion along mid-ocean ridges. To investigate the variability in crustal accretion that develops in response to variations in mantle temperature, we have conducted a geophysical investigation of the Southeast Indian Ridge (SEIR) between the Amsterdam hotspot and the Australian-Antarctic Discordance (88 degrees E-118 degrees E). The spreading center deepens by 2100 m from west to east within the study area. Despite a uniform, intermediate spreading rate (69-75 mm yr-l), the SEIR exhibits the range in axial morphology displayed by the East Pacific Rise and the Mid-Atlantic Ridge (MAR) and usually associated with variations in spreading rate. The spreading center is characterized by an axial high west of 102 degrees 45'E, whereas an axial valley is prevalent east of this longitude. Both the deepening of the ridge axis and the general evolution of axial morphology from an axial high to a rift valley are not uniform. A region of intermediate morphology separates axial highs and MAR-like rift valleys. Local transitions in axial morphology occur in three areas along the ridge axis. The increase in axial depth toward the Australian-Antarctic Discordance may be explained by the thinning of the oceanic crust by similar to 4 km and the change in axial topography. The long-wavelength changes observed along the SEIR can be attributed to a gradient in mantle temperature between regions influenced by the Amsterdam and Kerguelen hot spots and the Australian-Antarctic Discordance. However, local processes, perhaps associated with an heterogeneous mantle or along-axis asthenospheric flow, may give rise to local transitions in axial topography and depth anomalies.
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As condições de ambiente térmico e aéreo, no interior de instalações para animais, alteram-se durante o dia, devido à influência do ambiente externo. Para que análises estatísticas e geoestatísticas sejam representativas, uma grande quantidade de pontos distribuídos espacialmente na área da instalação deve ser monitorada. Este trabalho propõe que a variação no tempo das variáveis ambientais de interesse para a produção animal, monitoradas no interior de instalações para animais, pode ser modelada com precisão a partir de registros discretos no tempo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método numérico para corrigir as variações temporais dessas variáveis ambientais, transformando os dados para que tais observações independam do tempo gasto durante a aferição. O método proposto aproximou os valores registrados com retardos de tempo aos esperados no exato momento de interesse, caso os dados fossem medidos simultaneamente neste momento em todos os pontos distribuídos espacialmente. O modelo de correção numérica para variáveis ambientais foi validado para o parâmetro ambiental temperatura do ar, sendo que os valores corrigidos pelo método não diferiram pelo teste Tukey, a 5% de probabilidade dos valores reais registrados por meio de dataloggers.
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Background: Copy number variations (CNVs) have been shown to account for substantial portions of observed genomic variation and have been associated with qualitative and quantitative traits and the onset of disease in a number of species. Information from high-resolution studies to detect, characterize and estimate population-specific variant frequencies will facilitate the incorporation of CNVs in genomic studies to identify genes affecting traits of importance. Results: Genome-wide CNVs were detected in high-density single nucleotide polymorphism (SNP) genotyping data from 1,717 Nelore (Bos indicus) cattle, and in NGS data from eight key ancestral bulls. A total of 68,007 and 12,786 distinct CNVs were observed, respectively. Cross-comparisons of results obtained for the eight resequenced animals revealed that 92 % of the CNVs were observed in both datasets, while 62 % of all detected CNVs were observed to overlap with previously validated cattle copy number variant regions (CNVRs). Observed CNVs were used for obtaining breed-specific CNV frequencies and identification of CNVRs, which were subsequently used for gene annotation. A total of 688 of the detected CNVRs were observed to overlap with 286 non-redundant QTLs associated with important production traits in cattle. All of 34 CNVs previously reported to be associated with milk production traits in Holsteins were also observed in Nelore cattle. Comparisons of estimated frequencies of these CNVs in the two breeds revealed 14, 13, 6 and 14 regions in high (>20 %), low (<20 %) and divergent (NEL > HOL, NEL < HOL) frequencies, respectively. Conclusions: Obtained results significantly enriched the bovine CNV map and enabled the identification of variants that are potentially associated with traits under selection in Nelore cattle, particularly in genome regions harboring QTLs affecting production traits.
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Le succès écologique des organismes dépend principalement de leur phénotype. Une composante important du phénotype est la morphologie fonctionnelle car elle influence la performance d’un organisme donné dans un milieu donné et donc reflète son écologie. Des disparités dans la morphologie fonctionnelle ou dans le développement entre espèces peuvent donc mener à des différences écologiques. Ce projet évalue le rôle des mécanismes de variation morphologique dans la production de différences écologiques entre espèces au sein des poissons hybrides du complexe Chrosomus eos-neogaeus. En utilisant la microtomodensitométrie à rayons X et la morphométrie géométrique 3D, la forme des éléments des mâchoires est décrite pour comparer la variation morphologique et les différences développementales entre les membres du complexe C. eos neogaeus. Les hybrides présentent autant de variation phénotypique que les espèces parentales et présentent des phénotypes nouveaux, dit transgressifs. Les hybrides présentent aussi des différences marquées avec les espèces parentales dans leur allométrie et dans leur intégration phénotypique. Finalement, ceux-ci semblent être plastiques et en mesure de modifier leur phénotype pour occuper plusieurs environnements. L’entièreté de ces résultats suggère que des changements dans le développement des hybrides entraînent une différenciation phénotypique et écologique avec les espèces parentales.
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Le succès écologique des organismes dépend principalement de leur phénotype. Une composante important du phénotype est la morphologie fonctionnelle car elle influence la performance d’un organisme donné dans un milieu donné et donc reflète son écologie. Des disparités dans la morphologie fonctionnelle ou dans le développement entre espèces peuvent donc mener à des différences écologiques. Ce projet évalue le rôle des mécanismes de variation morphologique dans la production de différences écologiques entre espèces au sein des poissons hybrides du complexe Chrosomus eos-neogaeus. En utilisant la microtomodensitométrie à rayons X et la morphométrie géométrique 3D, la forme des éléments des mâchoires est décrite pour comparer la variation morphologique et les différences développementales entre les membres du complexe C. eos neogaeus. Les hybrides présentent autant de variation phénotypique que les espèces parentales et présentent des phénotypes nouveaux, dit transgressifs. Les hybrides présentent aussi des différences marquées avec les espèces parentales dans leur allométrie et dans leur intégration phénotypique. Finalement, ceux-ci semblent être plastiques et en mesure de modifier leur phénotype pour occuper plusieurs environnements. L’entièreté de ces résultats suggère que des changements dans le développement des hybrides entraînent une différenciation phénotypique et écologique avec les espèces parentales.
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In this work we compare Grapholita molesta Busck (Lepidoptera: Tortricidae) populations originated from Brazil, Chile, Spain, Italy and Greece using power spectral density and phylogenetic analysis to detect any similarities between the population macro- and the molecular micro-level. Log-transformed population data were normalized and AR(p) models were developed to generate for each case population time series of equal lengths. The time-frequency/scale properties of the population data were further analyzed using wavelet analysis to detect any population dynamics frequency changes and cluster the populations. Based on the power spectral of each population time series and the hierarchical clustering schemes, populations originated from Southern America (Brazil and Chile) exhibit similar rhythmic properties and are both closer related with populations originated from Greece. Populations from Spain and especially Italy, have higher distance by terms of periodic changes on their population dynamics. Moreover, the members within the same cluster share similar spectral information, therefore they are supposed to participate in the same temporally regulated population process. On the contrary, the phylogenetic approach revealed a less structured pattern that bears indications of panmixia, as the two clusters contain individuals from both Europe and South America. This preliminary outcome will be further assessed by incorporating more individuals and likely employed a second molecular marker.
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Projected change in forage production under a range of climate scenarios is important for the evaluation of the impacts of global climate change on pasture-based livestock production systems in Brazil. We evaluated the effects of regional climate trends on Panicum maximum cv. Tanzânia production, predicted by agro-meteorological model considering the sum of degree days and corrected by a water availa bility index. Data from Brazilian weather stations (1963?2009) were considered as the current climate (baseline), and future scenarios, based on contrasting scenarios interms of increased temperature and atmospheric CO2 concentrations (high and low increases), were determined for 2013?2040 (2025 scenario) and for 2043?2070 (2055 scenario). Predicted baseline scenarios indicated that there are regional and seasonal variations in P. maximum production related to variation intemperature and water availability during the year. Production was lower in the Northeast region and higher in the rainforest area. Total annual productionunder future climate scenarios was predicted toincrease by up to 20% for most of the Brazilian area, mainly due to temperature increase, according to each climate model and scenario evaluated. The highest increase in forage production is expected to be in the South, Southeast and Central-west areas of Brazil. In these regions, future climate scenarios will not lead to changes in the seasonal production, with largerincreases in productivity during the summer. Climate risk is expected to decrease, as the probability of occurrence of low forage productions will be lower. Due to the predicted increase in temperature and decrease in rainfall in the Northeast area, P. maximum production is expected to decrease, mainly when considering scenarios based on the PRECIS model for the 2055 scenario.