Distance software: design and analysis of distance sampling surveys for estimating population size

1. Distance sampling is a widely used technique for estimating the size or density of biological populations. Many distance sampling designs and most analyses use the software Distance. 2. We briefly review distance sampling and its assumptions, outline the history, structure and capabilities of Distance, and provide hints on its use. 3. Good survey design is a crucial prerequisite for obtaining reliable results. Distance has a survey design engine, with a built-in geographic information system, that allows properties of different proposed designs to be examined via simulation, and survey plans to be generated. 4. A first step in analysis of distance sampling data is modeling the probability of detection. Distance contains three increasingly sophisticated analysis engines for this: conventional distance sampling, which models detection probability as a function of distance from the transect and assumes all objects at zero distance are detected; multiple-covariate distance sampling, which allows covariates in addition to distance; and mark–recapture distance sampling, which relaxes the assumption of certain detection at zero distance. 5. All three engines allow estimation of density or abundance, stratified if required, with associated measures of precision calculated either analytically or via the bootstrap. 6. Advanced analysis topics covered include the use of multipliers to allow analysis of indirect surveys (such as dung or nest surveys), the density surface modeling analysis engine for spatial and habitat-modeling, and information about accessing the analysis engines directly from other software. 7. Synthesis and applications. Distance sampling is a key method for producing abundance and density estimates in challenging field conditions. The theory underlying the methods continues to expand to cope with realistic estimation situations. In step with theoretical developments, state-of- the-art software that implements these methods is described that makes the methods accessible to practicing ecologists.

Protein Hydrolysates Are Avoided by Herbivores but Not by Omnivores in Two-Choice Preference Tests

Background: The negative sensory properties of casein hydrolysates (HC) often limit their usage in products intended for human consumption, despite HC being nutritious and having many functional benefits. Recent, but taxonomically limited, evidence suggests that other animals also avoid consuming HC when alternatives exist. Methodology/Principal Findings: We evaluated ingestive responses of five herbivorous species (guinea pig, mountain beaver, gopher, vole, and rabbit) and five omnivorous species (rat, coyote, house mouse, white-footed mouse, and deer mouse; N = 16–18/species) using solid foods containing 20% HC in a series of two-choice preference tests that used a nonprotein, cellulose-based alternative. Individuals were also tested with collagen hydrolysate (gelatin; GE) to determine whether it would induce similar ingestive responses to those induced by HC. Despite HC and GE having very different nutritional and sensory qualities, both hydrolysates produced similar preference score patterns. We found that the herbivores generally avoided the hydrolysates while the omnivores consumed them at similar levels to the cellulose diet or, more rarely, preferred them (HC by the white-footed mouse; GE by the rat). Follow-up preference tests pairing HC and the nutritionally equivalent intact casein (C) were performed on the three mouse species and the guinea pigs. For the mice, mean HC preference scores were lower in the HC v C compared to the HC v Cel tests, indicating that HC’s sensory qualities negatively affected its consumption. However, responses were species-specific. For the guinea pigs, repeated exposure to HC or C (4.7-h sessions; N = 10) were found to increase subsequent HC preference scores in an HC v C preference test, which was interpreted in the light of conservative foraging strategies thought to typify herbivores. Conclusions/Significance: This is the first empirical study of dietary niche-related taxonomic differences in ingestive responses to protein hydrolysates using multiple species under comparable conditions. Our results provide a basis for future work in sensory, physiological, and behavioral mechanisms of hydrolysate avoidance and on the potential use of hydrolysates for pest management.

Permeability of riparian forest strips in agricultural, small subtropical watersheds in south-eastern Brazil

If riparian buffer zones are ineffective in preventing C-4 plant carbon from upland areas reaching the stream sediment, the composition of stream fauna can be significantly altered. The permeability of riparian forest strips in agricultural, small subtropical watersheds in south-eastern Brazil was measured in nine watersheds categorised according to the predominant land cover of the legally required 30-m buffer riparian zone. Four watersheds with well preserved riparian forest along the 30-m buffer zone were designated as FOREST watersheds; three watersheds, with a predominance of C-4 grasses from sugarcane to pasture, mixed with preserved riparian forests, were designated MIXED watersheds; and two watersheds were termed PASTURE-SUGAR because their entire 30-m buffer zone was covered by C-4 plants. Stable carbon (delta C-13) isotopes were used as tracers of upland C-4 carbon in sediments, suspended particulate organic carbon, terrestrial and aquatic invertebrates and two species of neotropical fish. Although the intact 30-m buffer zone of riparian forests did not entirely prevent the input of C-4 to the river environment and food web, there was a significant increase in C-4 carbon in those watersheds where the buffer zone was not covered by riparian forests. These findings emphasise the importance of riparian forests in mitigating disturbance in streams and support efforts to preserve such riparian corridors.

Morphology and Anatomy of Stem Mines in Cipocereus minensis (Wender.) Ritter (Cactaceae), an Endemic Species to Eastern Brazil

Plant mines are structures with the form of a cavity caused by consumption of host plant tissue by the insect's miner larvae. Plant mines are more common in leaves, but in Cipocereus minensis, a species in which the leaves are modified spines, the miner activity is restricted to the stem. The aim of this paper was to document the morphological and anatomical differences in the infected and uninfected stems of C. minensis due to the feeding habit of the mining agent. Fresh tissue samples of non-mined and mined young stem of C minensis were collected and examined in transverse sections. We hypothesize that the infection begins following mating when the females scratch the surface of the stem or while they feed on fruits and lay eggs, which subsequently develop into larvae, invading the cactus stem. The insect's miner larvae had mostly consumed the parenchyma tissue towards the center of the stem, and periderm formed along the entire path of the insect. This meristematic tissue or "wound periderm" is a common response for compartmentalization to isolate the damaged tissue, in this case the incubating chamber, in which the eggs will be placed. There were no signs of consumption of vascular tissue in the infested samples, further suggesting a compartmentalized infestation. The nest chamber was found in the stem pith region, with periderm surrounding an insect's miner pupa inside identified as a member of the Cerambycidae. The mining insect depends on a host plant to complete the life cycle; however, the nature of this partnership and the long-term effects of the insect on the plant tissue are unknown. The complex mechanisms by which herbivorous insects control the morphogenesis of the plant host are discussed. We propose that C. minensis has a recognition system to identify insect attack and evaluate the effectiveness of early response triggering compartmentalized defense mechanisms by protecting the injured area with a new layer of periderm.

Masking environmental feedback : Misfits between institutions and ecosystems in Belize and Thailand

The thesis analyses relationships between ecological and social systems in the context of coastal ecosystems. It examines human impacts from resource extraction and addresses management and governance behind resource exploitation. The main premises are that a lack of ecological knowledge leads to poor ecosystem management and that the dichotomy between social and natural systems is an artificial one. The thesis illustrates the importance of basing resource management on the ecological conditions of the resource and its ecosystem. It also demonstrates the necessity of accounting for the human dimension in ecosystem management and the challenges of organising human actions for sustainable use of ecosystem services in the face of economic incentives that push users towards short-term extraction. Many Caribbean coral reefs have undergone a shift from coral to macroalgal domination. An experiment on Glovers Reef Atoll in Belize manually cleared patch reefs in a no-take zone and a fished zone (Papers I and II). The study hypothesised that overfishing has reduced herbivorous fish populations that control macroalgae growth. Overall, management had no significant effect on fish abundance and the impacts of the algal reduction were short-lived. This illustrated that the benefits of setting aside marine reserves in impacted environments should not be taken for granted. Papers III and IV studied the development of the lobster and conch fisheries in Belize, and the shrimp farming industry in Thailand respectively. These studies found that environmental feedback can be masked to give the impression of resource abundance through sequential exploitation. In both cases inadequate property rights contributed to this unsustainable resource use. The final paper (V) compared the responses to changes in the resource by the lobster fisheries in Belize and Maine in terms of institutions, organisations and their role in management. In contrast to Maine’s, the Belize system seems to lack social mechanisms for responding effectively to environmental feedback. The results illustrate the importance of organisational and institutional diversity that incorporate ecological knowledge, respond to ecosystem feedback and provide a social context for learning from and adapting to change.

Materialeigenschaften und Optimierungspotential von farbigen Korunden am Beispiel vietnamesischer und synthetischer Rubine

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Rubinen der drei derzeit bedeutendsten Vorkommen in Nord-Vietnam, mit ihrer Entstehung, ihrer Charakterisierung, ihrem Edelsteinpotential und ihren Materialeigenschaften im Kontext mit handelsüblichen Synthesen. Zur Erstellung der hierfür erforderlichen Datenbanken wurden sowohl phasenanalytische wie chemisch-analytische als auch spektroskopische Methoden benutzt und die Ergebnisse mit den Erkenntnissen klassischer gemmologischer Untersuchungsmethoden interpretiert. Die natürlichen Bildungsbedingungen der Rubine werden der granulit-faziellen Metamorphose der Day Nui Con Voi - Zone innerhalb der Red River Ailao Shan - Region Südostasiens zugerechnet. Marmore, Gneise und Mobilisationszonen zwischen sehr unterschiedlichen Gesteinen sind dabei zu Trägern von oxidischen Edelsteinmineralen wie Rubin und Spinell geworden, gleichzeitig entstandene Magmatite führen silikatische Edelsteinminerale wie Turmalin und Topas.Mit IR-, Ramanspektroskopie, Elektronstrahl-Mikrosonde und Edelsteinmikroskop werden Kaolinit, Boehmit, Glimmer, Diaspor, Calcit, Zirkon, Turmalin, Graphit, Rutil als charakterisierende Mineraleinschlüsse in vietnamesischen Rubinen bestimmt. Die chemische Zusammensetzung vietnamesischer und synthetischer Rubine wurde mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde untersucht. Die vietnamesischen Rubine von Yen Bai, Luc Yen und Nghe An sind aufgrund spezieller Spurenelement-Kombinationen und auch durch Absolutgehalte bestimmter Elemente relativ sicher von Synthesen jeglicher Art zu unterscheiden; selbst die qualitativ besten Synthesen (Douros), die mit klassischen Methoden nur schwer als solche zu identifizieren sind, können von hochwertigen natürlichen Rubinen differenziert werden. Polarisierte Absorptionsspektren vietnamesischer Rubine zeigen die typischen Banden des Cr3+ in der Kristallstruktur des Rubins bei 17953 cm-1; 24570 cm-1 (E?c) sowie 17985 cm-1 und 25125 cm-1 (E//c). Sie entsprechen den Spinübergängen 4A2g?4T2g(4F) und 4A2g?4T1g(4F); eine zu beobachtende Verschiebung der Spektrenkante bei 32500 cm-1 zu 35000 cm-1 nach Temperaturbehandlung wird wahrscheinlich von V3+ verursacht. Mit Laser-Fluoreszenzspektroskopie wurden polarisierte Emissionsspektren von ausgewählten Rubinen mit spezieller Spurenelementchemie aufgenommen; dabei konnte die Schwächung der Fluoreszenzintensität von Cr durch Fe festgestellt werden. Die Emissionsspektren bestehen aus dem charakteristischen Chromdublett (R1 und R2 Linien bei etwa 693 nm und 694 nm), Seitenbanden in Stoke und anti Stoke-Bereich und n-Linien, die auf die Emission benachbarter, farbwirksamer Ionenpaare zurückzuführen sind. Das Verhältnis der Intensitäten der n-Linien bei 702 nm und 705 nm zu den Seitenbandenlinien bei 713 nm zeigt im untersuchten Cr3+-Konzentrationsbereich eine nahezu lineare Abhängigkeit zur Cr3+-Konzentration, unabhängig von der Anregungswellenlänge und der Fe-Konzentration. Die in vietnamesischen Rubinen häufig vorkommenden blauen Farbzonen werden durch elektronische Wechselwirkung von Fe2+/Fe3+ und Fe2+/Ti4+ -Kombinationen verursacht und können für den Edelstein schadlos durch geeignete Temperaturbehandlung eliminiert werden.

Analytische und funktionale Charakterisierung von ultradünnen kohlenstoffbasierten Schichten in der Magnetspeichertechnologie

Ein Schwerpunkt der in dieser Arbeit durchgeführten Analysen konzentrierte sich auf den Einfluss der Kohlenstoffschichtdicke auf die resultierenden Schichteigenschaften. Dies erfolgte vor dem Hintergrund, dass ein Anstieg der Speicherdichte auf 100 Gbits/in2 mit einer Dickenreduzierung der magnetisch inaktiven Kohlenstoffschutzschichten auf 2 nm verbunden ist. Im Rahmen der Charakterisierung von wasserstoffhaltigen, mittels einem CVD-Netzhohlkathodenreaktor abgeschiedenen Schichten, wurde eine zuverlässige Anwen-dung der XRR zur Dickenbestimmung ultradünner Kohlenstoffschichten im Bereich von 2-20 nm demonstriert. Die konsistente Verwendung eines optischen Einschichtmodells deutet auf eine homogene Tiefenstruktur ohne deutliche Ausprägung von scharf defi-nierten Grenzflächenbereichen zum Substrat und zur Oberfläche hin. Die Analyse des Schichtdickeneinflusses ergab eine leichte Verminderung der Kratz-härte sowie einen Rückgang des Elastizitätsmoduls von 90 GPa auf etwa 60 GPa, wenn die Schichtdicken bei Raumtemperaturabscheidung von 17 nm auf 2 nm reduziert wer-den. Diese Ergebnisse stehen in guter Übereinstimmung mit gewonnen ramanspektro-skopischen Resultaten, die einen ansteigenden sp2-Bindungsanteil für abnehmende Schichtdicken belegen. Die Charakterisierung von wasserstofffreien, gepulsten Vakuumbogen-Schichten ergab ein heterogenes Tiefenprofil, bestehend aus Oberflächen-, Bulk- und Interfacebereich. Diese Struktur führt zu einer Schichtdickenabhängigkeit von mechanischen und struktu-rellen Parametern, die über die gesamte Schichtdicke gemittelt werden. XRR-Analysen ergaben Bulkdichten von 2.8-3.0 g/cm3 bei Raumtemperaturabscheidung und 2.2 g/cm3 für eine Beschichtung von Speicherplatten bei einer Temperatur von 200 °C. Durchgeführte AFM-Messungen an Schichten auf Silizumsubstraten zeigten nahezu kei-ne Abhängigkeit der RMS-Oberflächenrauhigkeit von der Schichtdicke bis zu 18 nm und lieferten konstante Werte im Bereich der Substratrauhigkeit von etwa 0.1 nm. Bei der Beschichtung von Speicherplatten bewirkt eine Dickenabnahme der aufgebrachten Filme sogar einen glättenden Einfluss auf die Oberflächentopographie. Der Elastizitätsmodul und die mittels Mehrwellenlängen-Ramanspektroskopie ermittelte Raman-G-Peak-Dispersion als Maße für Schichthärte und Schichtstruktur zeigen einen korrelierenden Abfall für verringerte Schichtdicken. Der Elastizitätsmodul fällt im Fall ei-ner Raumtemperaturabscheidung von etwa 450 GPa bei 20 nm Dicke auf ca. 50 GPa bei weniger als 2 nm Dicke ab. Diese Resultate werden durch röntgenabsorptionsspektro-skopische Untersuchungen der Kohlenstoff-K-Kante bestätigt. Kombinierte XPS- und XANES-Analysen der Bedeckungsqualität von Vakuumbogen-Schichten ergaben eine kritische Dicke von nur ca. 1 nm. Bei einer Unterschreitung die-ses Dickenwertes kann eine vollständige Bedeckung bzw. der Korrosionsschutz des un-terliegenden metallischen Mediums nicht mehr uneingeschränkt gewährleistet werden. XPS-Referenzmessungen an konvenzionellen CNx-Schichten weisen demgegenüber oxidische Cobaltsignale bereits im Bereich von 2-3 nm nach.

Diffusionsgewichtete Helium-3 Magnetresonanztomographie zur Untersuchung der Lunge

Die diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (MRT) mit dem hyperpolarisierten Edelgas-Isotop 3He ist ein neues Verfahren zur Untersuchung von Erkrankungen der Atem-wege und der Lunge. Die Diffusionsbewegung der 3He-Atome in den Luftwegen der Lunge wird durch deren Wände begrenzt, wobei diese Einschränkung sowohl von den Dimensionen der Atemwege als auch von den Messparametern abhängt. Man misst daher einen scheinbaren Diffusionskoeffizienten (Apparent Diffusion Coefficient, ADC) der kleiner ist als der Diffusionskoeffizient bei freier Diffusion. Der ADC gestattet somit eine qualitative Abschät-zung der Größe der Luftwege und deren krankhafte Veränderung, ohne eine direkte Abbil-dung der Luftwege selbst. Eine dreidimensionale Abbildung der räumlichen Verteilung von Lungenschädigungen wird dadurch möglich. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein tieferes physikalisch fundiertes Verständnis der 3He-Diffusionsmessung zu ermöglichen und die Methode der diffusionsgewichteten 3He-MRT hin zur Erfassung des kompletten 3He-Diffusionstensors weiterzuentwickeln. Dazu wurde systematisch im Rahmen von Phantom- und tierexperimentellen Studien sowie Patientenmes-sungen untersucht, inwieweit unterschiedliche Einflussfaktoren das Ergebnis der ADC-Messung beeinflussen. So konnte beispielsweise nachgewiesen werden, dass residuale Luftströmungen am Ende der Einatmung keinen Einfluss auf den ADC-Wert haben. Durch Simulationsrechnungen konnte gezeigt werden, in welchem Maße sich die durch den Anregungspuls hervorgerufene Abnah-me der Polarisation des 3He-Gases auf den gemessenen ADC-Wert auswirkt. In einer Studie an lungengesunden Probanden und Patienten konnte die Wiederholbarkeit der ADC-Messung untersucht werden, aber auch der Einfluss von Gravitationseffekten. Diese Ergebnisse ermöglichen genauere Angaben über systematische und statistische Messfehler, sowie über Grenzwerte zwischen normalem und krankhaft verändertem Lungengewebe. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die bestehende diffusionsgewichtete Bildgebung methodisch zur Erfassung des kompletten Diffusionstensors von 3He in der Lunge weiterentwickelt. Dies war wichtig, da entlang der Luftwege weitestgehend freie Diffusion vorherrscht, während senkrecht zu den Luftwegen die Diffusion eingeschränkt ist. Mit Hilfe von Simulationsrech-nungen wurde der kritische Einfluss von Rauschen in den MRT-Bildern auf die Qualität der Messergebnisse untersucht. Diese neue Methodik wurde zunächst an einem Phantom beste-hend aus einem Bündel aus Glaskapillaren, deren innerer Durchmesser mit dem des mensch-lichen Azinus übereinstimmt, validiert. Es ergab sich eine gute Übereinstimmung zwischen theoretischen Berechnungen und experimentellen Ergebnissen. In ersten Messungen am Menschen konnten so unterschiedliche Anisotropiewerte zwischen lungengesunden Proban-den und Patienten gefunden werden. Es zeigte sich eine Tendenz zu isotroper Diffusion bei Patienten mit einem Lungenemphysem. Zusammenfassend tragen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zu einem besseren Ver-ständnis der ADC-Messmethode bei und helfen zukünftige Studien aufgrund des tieferen Verständnisses der die 3He Messung beeinflussenden Faktoren besser zu planen.

Describing and explaining the foreign expansion of network managing electronic business companies (NM-EBCs)

This study deals with the internationalization behavior of a new and specific type of e-business company, namely the network managing e-business company (NM-EBC). The business model of such e-business companies is based on providing a platform and applications for users to connect and interact, on gathering and channeling the inputs provided by the users, and on organizing and managing the cross-relationships of the various participants. Examples are online communities, matching platforms, and portals. Since NM-EBCs internationalize by replicating their business model in a foreign market and by building up and managing a network of users, who provide input themselves and interact with each other, they have to convince users in foreign markets to join the network and hence to adopt their platform. We draw upon Rogers’ Diffusion of Innovations Theory and Network Theory to explain the internationalization behavior of NM-EBCs. These two theories originate from neighboring disciplines and have not yet been used to explain the internationalization of firms. We combine both theories and formulate hypotheses about which strategies NM-EBCs may choose to expand abroad. To test the applicability of our theory and to gain rich data about the internationalization behavior of these firms, we carried out multiple case studies with internationally active Germany-based NM-EBCs.

Monitoring kinetic processes in polymeric colloids by fluorescence correlation spectroscopy

Polymerbasierte Kolloide mit Groen im Nanometerbereich werden als aussichts- reiche Kandidaten fur die Verkapselung und den Transport von pharmazeutischen Wirkstoen angesehen. Daher ist es wichtig die physikalischen Prozesse, die die Bil- dung, Struktur und kinetische Stabilitat der polymerbasierten Kolloide beein ussen, besser zu verstehen. Allerdings ist die Untersuchung dieser Prozesse fur nanome- tergroe Objekte kompliziert und erfordert fortgeschrittene Techniken. In dieser Arbeit beschreibe ich Untersuchungen, bei denen Zwei-Farben-Fluoreszenzkreuz- korrelationsspektroskopie (DC FCCS) genutzt wurde, um Informationen uber die Wechselwirkung und den Austausch von dispergierten, nanometergroen Kolloiden zu bekommen. Zunachst habe ich den Prozess der Polymernanopartikelherstellung aus Emul- sionstropfen untersucht, welcher einen der am haugsten angewendeten Prozesse der Nanopartikelformulierung darstellt. Ich konnte zeigen, dass mit DC FCCS eindeutig und direkt Koaleszenz zwischen Emulsionstropfen gemessen werden kann. Dies ist von Interesse, da Koaleszenz als Hauptgrund fur die breite Groenverteilung der nalen Nanopartikel angesehen wird. Weiterhin habe ich den Austausch von Mizellen bildenden Molekulen zwischen amphiphilen Diblock Kopolymermizellen untersucht. Als Modellsystem diente ein Linear-Burste Block Kopolymer, welches Mizellen mit einer dichten und kurzen Korona bildet. Mit Hilfe von DC FCCS konnte der Austausch in verschiedenen Losungsmitteln und bei verschiedenen Temperaturen beobachtet werden. Ich habe herausgefunden, dass in Abhangigkeit der Qualitat des Losungsmittels die Zeit des Austausches um Groenordnungen verschoben werden kann, was eine weitreichende Einstellung der Austauschkinetik ermoglicht. Eine Eigenschaft die all diese Kolloide gemeinsam haben ist ihre Polydispersitat. Im letzten Teil meiner Arbeit habe ich am Beispiel von Polymeren als Modellsystem untersucht, welchen Eekt Polydispersitat und die Art der Fluoreszenzmarkierung auf FCS Experimente haben. Eine Anpassung des klassischen FCS Modells kann die FCS Korrelationskurven dieser Systeme beschreiben. Die Richtigkeit meines Ansatzes habe ich mit dem Vergleich zur Gel-Permeations-Chromatographie und Brownschen Molekulardynamiksimulationen bestatigt.

The role of olfactory cues in the sequential radiation of a gall-boring beetle, Mordellistena convicta

1. Herbivorous insects often have close associations with specific host plants, and their preferences for mating and ovipositing on a specific host-plant species can reproductively isolate populations, facilitating ecological speciation. Volatile emissions from host plants can play a major role in assisting herbivores to locate their natal host plants and thus facilitate assortative mating and host-specific oviposition. 2. The present study investigated the role of host-plant volatiles in host fidelity and oviposition preference of the gall-boring, inquiline beetle, Mordellistena convicta LeConte (Coleoptera: Mordellidae), using Y-tube olfactometers. Previous studies suggest that the gall-boring beetle is undergoing sequential host-associated divergence by utilising the resources that are created by the diverging populations of the gall fly, Eurosta solidaginis Fitch (Diptera: Tephritidae), which induces galls on the stems of goldenrods including Solidago altissima L. (Asteraceae) and Solidago gigantea Ait. 3. Our results show that M. convicta adults are attracted to galls on their natal host plant, avoid the alternate host galls, and do not respond to volatile emissions from their host-plant stems. 4. These findings suggest that the gall-boring beetles can orient to the volatile chemicals from host galls, and that beetles can use them to identify suitable sites for mating and/or oviposition. Host-associated mating and oviposition likely play a role in the sequential radiation of the gall-boring beetle.

The Role of Olfactory Cues in the Sequential Radiation of a Gall-boring Beetle, Mordellistena convicta

1. Herbivorous insects often have close associations with specific host plants, and their preferences for mating and ovipositing on a specific host-plant species can reproductively isolate populations, facilitating ecological speciation. Volatile emissions from host plants can play a major role in assisting herbivores to locate their natal host plants and thus facilitate assortative mating and host-specific oviposition. 2. The present study investigated the role of host-plant volatiles in host fidelity and oviposition preference of the gall-boring, inquiline beetle, Mordellistena convicta LeConte (Coleoptera: Mordellidae), using Y-tube olfactometers. Previous studies suggest that the gall-boring beetle is undergoing sequential host-associated divergence by utilising the resources that are created by the diverging populations of the gall fly, Eurosta solidaginis Fitch (Diptera: Tephritidae), which induces galls on the stems of goldenrods including Solidago altissima L. (Asteraceae) and Solidago gigantea Ait. 3. Our results show that M. convicta adults are attracted to galls on their natal host plant, avoid the alternate host galls, and do not respond to volatile emissions from their host-plant stems. 4. These findings suggest that the gall-boring beetles can orient to the volatile chemicals from host galls, and that beetles can use them to identify suitable sites for mating and/or oviposition. Host-associated mating and oviposition likely play a role in the sequential radiation of the gall-boring beetle.

The role of olfactory cues in the sequential radiation of a gall-boring beetle

Species diversity itself may cause additional species diversity. According to recent findings, some species modify their environment in such a way that they facilitate the creation of new niches for other species to evolve to fill. Given the vast speciesdiversity of insects, the occurrence of such sequential radiation of species is likely common among herbivorous insects and the species that depend on them, many of them being insects as well. Herbivorous insects often have close associations with specific host plants and their preferences for mating and ovipositing on a specific host-plant species can reproductively isolate host-specific populations, facilitating speciation. Previous research by our laboratory has established that there are two distinct populations of thegall fly, Eurosta solidaginis (Tephritidae), which attack different species of goldenrods, Solidago altissima (Asteraceae) and S. gigantea. The gall fly’s host-associated differentiation is facilitating the divergence and potential speciation of twosubpopulations of the gall-boring beetle Mordellistena convicta (Mordellidae) by providing new resources (galls on stems of the galdenrods) for the gall-boring beetles. These beetles exist as two host-plant associated populations of inquilines that inhabit the galls induced by the gall fly. While our previous research has provided genetic and behavioral evidence for host-race formation, little is known about the role of their host plants in assortative mating and oviposition-site selection of the gall-boring beetles’ hostassociated populations. Volatile emissions from host plants can play a major role in assisting herbivores to locate their natal host plants and thus facilitate assortative mating and host-specific oviposition. The present study investigated the role of host-plant volatiles in host fidelity (mating on the host plant) and oviposition preference of M. convicta by measuring its behavioral responses to the host-plant volatile emissions using Y-tube olfactometers. In total, we tested behavioral responses of 615 beetles. Our resultsshow that M. convicta adults are attracted to their natal host galls (67% of S. altissima-emerging beetles and 70% of S. gigantea-emerging beetles) and avoid the alternate host galls (75% of S. altissima-emerging beetles and 66% of S. gigantea-emerging beetles),while showing no preference for, or avoidance of, ungalled plants from either species. This suggests that the gall beetles can orient to the volatile chemicals emitted by the galls and can potentially use them to identify suitable sites for mating and/or oviposition. Thus, host-associated mating and oviposition may play a role in the sequential speciation of the gall-boring beetle.

Calmodulin-binding transcription activator 1 (CAMTA1) alleles predispose human episodic memory performance

Little is known about the genes and proteins involved in the process of human memory. To identify genetic factors related to human episodic memory performance, we conducted an ultra-high-density genome-wide screen at > 500 000 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in a sample of normal young adults stratified for performance on an episodic recall memory test. Analysis of this data identified SNPs within the calmodulin-binding transcription activator 1 (CAMTA1) gene that were significantly associated with memory performance. A follow up study, focused on the CAMTA1 locus in an independent cohort consisting of cognitively normal young adults, singled out SNP rs4908449 with a P-value of 0.0002 as the most significant associated SNP in the region. These validated genetic findings were further supported by the identification of CAMTA1 transcript enrichment in memory-related human brain regions and through a functional magnetic resonance imaging experiment on individuals matched for memory performance that identified CAMTA1 allele-specific upregulation of medial temporal lobe brain activity in those individuals harboring the 'at-risk' allele for poorer memory performance. The CAMTA1 locus encodes a purported transcription factor that interfaces with the calcium-calmodulin system of the cell to alter gene expression patterns. Our validated genomic and functional biological findings described herein suggest a role for CAMTA1 in human episodic memory.