Dispersal ability modulates the strength of the latitudinal richness gradient in European beetles.

Aim A debate exists as to whether present-day diversity gradients are governed by current environmental conditions or by changes in environmental conditions through time. Recent studies have shown that latitudinal richness gradients might be partially caused by incomplete post-glacial recolonization of high-latitude regions; this leads to the prediction that less mobile taxa should have steeper gradients than more mobile taxa. The aim of this study is to test this prediction. Location Europe. Methods We first assessed whether spatial turnover in species composition is a good surrogate for dispersal ability by measuring the proportion of wingless species in 19 European beetle clades and relating this value to spatial turnover (beta sim) of the clade. We then linearly regressed beta sim values of 21 taxa against the slope of their respective diversity gradients. Results A strong relationship exists between the proportion of wingless species and beta sim, and beta sim was found to be a good predictor of latitudinal richness gradients. Main conclusions Results are consistent with the prediction that poor dispersers have steeper richness gradients than good dispersers, supporting the view that current beetle diversity gradients in Europe are affected by post-glacial dispersal lags.

Toxicity of allyl esters in insect cell lines and in Spodoptera littoralis larvae

We investigated the effects of five allyl esters, two aromatic (allyl cinnamate and allyl 2-furoate) and three aliphatic (allyl hexanoate, allyl heptanoate, and allyl octanoate) in established insect cell lines derived from different species and tissues. We studied embryonic cells of the fruit fly Drosophila melanogaster (S2) (Diptera) and the beet armyworm Spodoptera exigua (Se4) (Lepidoptera), fat body cells of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (CPB) (Coleoptera), ovarian cells of the silkmoth Bombyx mori (Bm5), and midgut cells of the spruce budworm Choristoneura fumiferana (CF203) (Lepidoptera). Cytotoxicity was determined with use of MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] and trypan blue. In addition, we tested the entomotoxic action of allyl cinnamate against the cotton leafworm Spodoptera littoralis .The median (50%) cytotoxic concentrations (EC50s) of the five allyl esters in the MTT bioassays ranged between 0.25 and 27 mM with significant differences among allyl esters (P = 0.0012), cell lines (P < 0.0001), and the allyl estercell line interaction (P < 0.0001). Allyl cinnamate was the most active product, and CF203 the most sensitive cell line. In the trypan blue bioassays, cytotoxicity was produced rapidly and followed the same trend observed in the MTT bioassay. In first instars of S. littoralis, allyl cinnamate killed all larvae at 0.25% in the diet after 1 day, while this happened in third instars after 5 days. The LC50 in first instars was 0.08%. In addition, larval weight gain was reduced (P < 0.05) after 1 day of feeding on diet with 0.05%. In conclusion, the data provide evidence of the significant but differential cytotoxicity among allyl esters in insect cells of different species and tissues. Midgut cells show high sensitivity, indicating the insect midgut as a primary target tissue. Allyl cinnamate caused rapid toxic effects in S. littoralis larvae at low concentrations, suggesting further potential for use in pest control.

Biological Flora of the British Isles: Ambrosia artemisiifolia

1. This account presents information on all aspects of the biology of Ambrosia artemisiifolia L. (Common ragweed) that are relevant to understanding its ecology. The main topics are presented within the standard framework of the Biological Flora of the British Isles: distribution, habitat, communities, responses to biotic factors, responses to environment, structure and physiology, phenology, floral and seed characters, herbivores and disease, history, and conservation, impacts and management. 2. Ambrosia artemisiifolia is a monoecious, wind-pollinated, annual herb native to North America whose height varies from 10 cm to 2.5 m according to environmental conditions. It has erect, branched stems and pinnately lobed leaves. Spike-like racemes of male capitula composed of staminate (male) florets terminate the stems, while cyme-like clusters of pistillate (female) florets are arranged in groups the axils of main and lateral stem leaves. 3. Seeds require prolonged chilling to break dormancy. Following seedling emergence in spring, the rate of vegetative growth depends on temperature, but development occurs over a wide thermal range. In temperate European climates, male and female flowers are produced from summer to early autumn (July to October). 4. Ambrosia artemisiifolia is sensitive to freezing. Late spring frosts kill seedlings and the first autumn frosts terminate the growing season. It has a preference for dry soils of intermediate to rich nutrient level. 5. Ambrosia artemisiifolia was introduced into Europe with seed imports from North America in the 19th century. Since World War II, it has become widespread in temperate regions of Europe and is now abundant in open, disturbed habitats as a ruderal and agricultural weed. 6. Recently, the N. American ragweed leaf beetle (Ophraella communa) has been detected in southern Switzerland and northern Italy. This species appears to have the capacity to substantially reduce growth and seed production of A. artemisiifolia. 7. In heavily infested regions of Europe, A. artemisiifolia causes substantial crop-yield losses and its copious, highly allergenic pollen creates considerable public health problems. There is consensus among models that climate change will allow its northward and up-hill spread in Europe.

Evolutionary steps in the reproductive biology of Annonaceae

Flowers of Annonaceae are characterized by fleshy petals, many stamens with hard connective shields and numerous carpels with sessile stigmas often covered by sticky secretions. The petals of many representatives during anthesis form a closed pollination chamber. Protogynous dichogamy with strong scent emissions especially during the pistillate stage is a character of nearly all species. Scent emissions can be enhanced by thermogenesis. The prevailing reproductive system in the family seems to be self-compatibility. The basal genus Anaxagorea besides exhibiting several ancestral morphological characters has also many characters which reappear in other genera. Strong fruit-like scents consisting of fruit-esters and alcohols mainly attract small fruit-beetles (genus Colopterus, Nitidulidae) as pollinators, as well as several other beetles (Curculionidae, Chrysomelidae) and fruit-flies (Drosophilidae), which themselves gnaw on the thick petals or their larvae are petal or ovule predators. The flowers and the thick petals are thus a floral brood substrate for the visitors and the thick petals of Anaxagorea have to be interpreted as an antipredator structure. Another function of the closed thick petals is the production of heat by accumulated starch, which enhances scent emission and provides a warm shelter for the attracted beetles. Insight into floral characters and floral ecology of Anaxagorea, the sister group of the rest of the Annonaceae, is particularly important for understanding functional evolution and diversification of the family as a whole. As beetle pollination (cantharophily) is plesiomorphic in Anaxagorea and in Annonaceae, characters associated with beetle pollination appear imprinted in members of the whole family. Pollination by beetles (cantharophily) is the predominant mode of the majority of species worldwide. Examples are given of diurnal representatives (e.g., Guatteria, Duguetia, Annona) which function on the basis of fruit-imitating flowers attracting mainly fruit-inhabiting nitidulid beetles, as well as nocturnal species (e.g., large-flowered Annona and Duguetia species), which additionally to most of the diurnal species exhibit strong flower warming and provide very thick petal tissues for the voracious dynastid scarab beetles (Dynastinae, Scarabaeidae). Further examples will show that a few Annonaceae have adapted in their pollination also to thrips, flies, cockroaches and even bees. Although this non-beetle pollinated species have adapted in flower structure and scent compounds to their respective insects, they still retain some of the specialized cantharophilous characters of their ancestors.

Comparison of different methods to forecast hospital bed needs

Objectives : This study compares three methods to forecast the number of acute somatic hospital beds needed in a Swiss academic hospital over the period 2010-2030. Design : Information about inpatient stays is provided through a yearly mandatory reporting of Swiss hospitals, containing anonymized data. Forecast of the numbers of beds needed compares a basic scenario relying on population projections with two other methods in use in our country that integrate additional hypotheses on future trends in admission rates and length of stay (LOS).

Improvements in the Assessment of Bacterial Viability and Killing

It is axiomatic that our planet is extensively inhabited by diverse micro-organisms such as bacteria, yet the absolute diversity of different bacterial species is widely held to be unknown. Different bacteria can be found from the depths of the oceans to the top of the mountains; even the air is more or less colonized by bacteria. Most bacteria are either harmless or even advantageous to human beings but there are also bacteria, which can cause severe infectious diseases or spoil the supplies intended for human consumption. Therefore, it is vitally important not only to be able to detect and enumerate bacteria but also to assess their viability and possible harmfulness. Whilst the growth of bacteria is remarkably fast under optimum conditions and easy to detect by cultural methods, most bacteria are believed to lie in stationary phase of growth in which the actual growth is ceased and thus bacteria may simply be undetectable by cultural techniques. Additionally, several injurious factors such as low and high temperature or deficiency of nutrients can turn bacteria into a viable but non-culturable state (VBNC) that cannot be detected by cultural methods. Thereby, various noncultural techniques developed for the assessment of bacterial viability and killing have widely been exploited in modern microbiology. However, only a few methods are suitable for kinetic measurements, which enable the real-time detection of bacterial growth and viability. The present study describes alternative methods for measuring bacterial viability and killing as well as detecting the effects of various antimicrobial agents on bacteria on a real-time basis. The suitability of bacterial (lux) and beetle (luc) luciferases as well as green fluorescent protein (GFP) to act as a marker of bacterial viability and cell growth was tested. In particular, a multiparameter microplate assay based on GFP-luciferase combination as well as a flow cytometric measurement based on GFP-PI combination were developed to perform divergent viability analyses. The results obtained suggest that the antimicrobial activities of various drugs against bacteria could be successfully measured using both of these methods. Specifically, the data reliability of flow cytometric viability analysis was notably improved as GFP was utilized in the assay. A fluoro-luminometric microplate assay enabled kinetic measurements, which significantly improved and accelerated the assessment of bacterial viability compared to more conventional viability assays such as plate counting. Moreover, the multiparameter assay made simultaneous detection of GFP fluorescence and luciferase bioluminescence possible and provided extensive information about multiple cellular parameters in single assay, thereby increasing the accuracy of the assessment of the kinetics of antimicrobial activities on target bacteria.

How differential management strategies affect Ips typographus L. dispersal

Bark beetle outbreaks have a devastating effect on economically important forests worldwide, thus requiring extensive application of management control strategies. The presence of unmanaged protected areas in close proximity to managed forests can instigate concerns that bark beetle infestations may spread from unmanaged into managed stands. We studied the impact of differential management of forest stands on the dispersal dynamics of the European spruce bark beetle, Ips typographus, making use of inferential population genetics on mitochondrial and nuclear genomes. Bayesian inferences of migration rates and a most parsimonious dispersal tree show that outgoing gene flow was consistently higher from managed to unmanaged areas. Reason for that is likely the thorough removal of potential breeding material in managed forests and thus the dispersal of the base stock beetles from these areas to unmanaged areas where breeding material is available. Our study suggests that the potential threat posed by unmanaged to managed forests in regard to I. typographus infestation needs to be carefully re-considered.

Táxons de Mucor Fresen. (Zygomycota) em fezes de herbívoros, Recife, PE, Brasil

Visando contribuir para o conhecimento sobre Mucorales (Zygomycota) em Recife, PE, foram realizadas coletas mensais, de junho/1997 a maio/1998, totalizando 120 amostras de fezes dos herbívoros: Bison bonasus H. Smith, Bos indicus L., Bubalus bubalis H. Smith, Capra hircus L., Oryctolagus cuniculus Lilljeborg, Dasyprocta fuliginosa Wagler, Taurotragus oryx Wagner, Equus caballus L., Ovis aries L. e Mazama gouazoubira Fischer, mantidos em cativeiro no Parque Dois Irmãos e no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal Rural de Pernambuco. As amostras de fezes foram acondicionadas em câmara úmida (placa de Petri) à temperatura ambiente sendo observadas diariamente, do 2º ao 15º dia de incubação. As colônias de interesse foram isoladas e, após desenvolvimento, mantidas em Batata Dextrose Ágar (BDA) e/ou "Synthetic Mucor Agar" (SMA). Foram identificados 11 táxons já conhecidos e uma forma nova: Mucor circinelloides f. circinelloides, M. circinelloides f. griseocyanus, M. circinelloides f. janssenii, M. circinelloides f. lusitanicus, M. hiemalis f. hiemalis, M. hiemalis f. luteus, M. genevensis, M. piriformis f. piriformis, M. piriformis f. nanus, M. racemosus f. chibinensis, M. subtilissimus e M. variosporus. Com exceção das fezes de Bubalus bubalis, todas desenvolveram representantes de táxons de Mucor, apresentando maior diversidade as fezes de Bison bonasus, Oryctolagus cuniculus, Dasyprocta fuliginosa e Mazama gouazoubira. O maior índice de similaridade (75%) foi verificado em táxons de Mucorales nas fezes de Dasyprocta fuliginosa e Ovis aries, assim como de Capra hircus e Oryctolagus cuniculus. Chave para identificação dos táxons isolados, assim como descrições, comentários e ilustrações foram incluídos.

Phylogéographie comparée d’un système multitrophique : les parasitoïdes du genre Horismenus spp. ont-ils échappé au processus de domestication du haricot au Mexique?

Cette étude vise à comparer l’histoire évolutive des parasitoïdes du genre Horismenus (Hymenoptera: Eulophidae) à celle de leurs hôtes bruches (Coleoptera: Bruchidae) et plante hôte (Phaseolus vulgaris L.) cultivée dans le contexte d’agriculture traditionnelle, au sein de son centre de domestication Mésoaméricain. Nous avons analysé la structure génétique de 23 populations de quatre espèces de parasitoïdes au Mexique, en utilisant un fragment du gène mitochondrial COI afin de les comparer aux structures précédemment publiées des hôtes bruches et du haricot commun. Nous avons prédit que les structures génétiques des populations d’hôtes (bruches et plante) et de parasitoïdes seraient similaires puisque également influencées par la migration entremise par l’humain (HMM) étant donnée que les parasitoïdes se développent telles que les bruches à l’intérieur des haricots. Compte tenu des stratégies de manipulation reproductive utilisées par l’alpha-protéobactérie endosymbionte Wolbachia spp. pour assurer sa transmission, la structure génétique des populations de parasitoïdes inférée à partir du génome mitochondrial devrait être altérée conséquemment à la transmission conjointe des mitochondries et des bactéries lors de la propagation de l’infection dans les populations de parasitoïdes. Les populations du parasitoïde H. missouriensis sont infectées par Wolbachia spp. Tel que prédit, ces populations ne sont pas différenciées (FST = 0,06), ce qui nous empêche d’inférer sur une histoire évolutive parallèle. Contrairement aux bruches, Acanthoscelides obtectus et A. ovelatus, la HMM n'est pas un processus contemporain qui influence la structure génétique des populations du parasitoïde H. depressus, étant donné la forte différenciation (FST = 0,34) qui existe entre ses populations. La structure génétique observée chez H. depressus est similaire à celle de sa plante hôte (i.e. dispersion aléatoire historique à partir d'un pool génique ancestral très diversifié) et est probablement le résultat d’un flux génique important en provenance des populations de parasitoïdes associées aux haricots spontanées à proximité des champs cultivés. L’étude de l’histoire évolutive intégrant plusieurs niveaux trophiques s’est avérée fructueuse dans la détection des différentes réponses évolutives entre les membres du module trophique face aux interactions humaines et parasitaires, et montre la pertinence d’analyser les systèmes écologiques dans leur ensemble.

Les conceptions des élèves vietnamiens au sujet du rôle de chacun des parents dans le processus de fécondation et dans la transmission des caractères héréditaires à leur enfant

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Potentiel d'infestation des populations sauvages de lis indigènes (Lilium canadense et L. philadelphicum) par le criocère du lis (Lilioceris lilii)

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Impact des coupes partielles sur l’activité de coléoptères phloeophages et xylophages en forêt boréale

Ce projet de recherche évalue la réponse à court terme de coléoptères phloeophages et xylophages (Cerambycidae et Scolytinae) à différentes intensités de coupes partielles (0, 25 et 40% de la surface terrière prélevée) afin de déterminer la viabilité de cette méthode sylvicole en forêt boréale. Disposant de 12 parcelles expérimentales (4 répétitions pour chaque intensité de coupe) dans une sapinière à bouleau blanc située au sud de la forêt boréale (Québec, Canada), nous avons évalué l’abondance, la diversité ainsi que l’établissement (taux d’attaque) de ces deux groupes d’insectes, et ce dès la première année suivant la coupe. L’échantillonnage a été réalisé à l’aide de pièges à interception multidirectionnelle et de l’écorçage de sections de 3 espèces d’arbres exposées dans l’ensemble des parcelles. Nos résultats montrent une plus grande activité/abondance des deux taxons (abondance 5 à 6 fois plus élevée) ainsi qu’une composition en espèces différente et plus diversifiée dans les peuplements partiellement coupés (25 et 40%). De plus, la présence et la distribution d’espèces colonisant habituellement des hôtes affaiblis (e.g., Trypodendron lineatum, Rhagium inquisitor) – et pouvant donc réduire la valeur économique d’arbres résiduels – a été recensée et semble être favorisée entres autres par l’ouverture de la canopée et des blessures physiques faites aux arbres pendant les opérations sylvicoles. Par ailleurs, l’approche combinant différentes techniques d’échantillonnage a permis une meilleure compréhension des mécanismes de localisation/sélection d’hôte (variant en fonction de l’espèce), un aspect important de la dynamique des insectes pour l’évaluation des risques suite aux coupes forestières. Sur la base de cette étude à court terme, il ne semblerait pas y avoir de différence significative sur les risques pour le milieu quant à l’augmentation d’activité des Cerambycidae et Scolytinae entre les deux traitements de coupe appliqués. Il reste cependant indispensable de vérifier la validité de ces résultats sur une plus longue période afin d’établir des plans d’aménagement forestier durables pour la forêt boréale.

L'influence de la sélection fréquence-dépendante sur le choix de partenaire chez le diamant mandarin (Taeniopygia guttata)

La sélection fréquence-dépendante est un mécanisme d’évolution selon lequel l’aptitude d'un type varie en fonction de sa fréquence dans la population. Ce mécanisme joue un rôle important dans de nombreuses interactions autant interspécifiques (parasitisme, prédation, compétition), qu'intra-spécifiques entre les différents phénotypes d'une même espèce. La sélection fréquence-dépendante peut être positive ou négative et favoriser alors les phénotypes communs ou rares, respectivement. Elle a été mise en évidence dans le contexte du choix de partenaire chez plusieurs espèces, notamment chez certaines espèces d'insectes (ex.: demoiselles, drosophiles, cantharide de Pennsylvanie) et de poissons (ex.: guppys, xiphos), mais elle a été aussi récemment découverte chez l’humain. L'importance de la sélection fréquence-dépendante dans le choix de partenaire chez les espèces monogames reste tout de même peu explorée et cette étude vise à combler cette lacune en utilisant le diamant mandarin, un passereau monogame, comme modèle biologique. Nous avons étudié l'importance de ce mécanisme lorsqu'un trait est neutre et lorsque celui-ci constitue un indicateur de qualité. De plus, nous avons tenté de déterminer si la présence de rivales peut modifier la préférence initiale des femelles pour les phénotypes rares ou communs.

Les routes d’invasion du criocère du lis (Lilioceris lilii) en Amérique du Nord

Le criocère du lis, Lilioceris lilii (Coleoptera : Chrysomelidae), un ravageur de lis et de fritillaires d’origine eurasienne, a été observé pour la première fois en Amérique du Nord en 1943 sur l’Ile de Montréal au Canada. Après y avoir été confiné pendant environ 25 années, ce coléoptère a par la suite progressé rapidement sur le territoire nord-américain. Actuellement, on l’observe dans huit provinces canadiennes et huit états américains. Cette étude a investigué les routes d’invasion utilisées par le criocère du lis au Canada et aux États- Unis avec l’aide de marqueurs génétiques AFLP. Pour ce faire, 516 individus parmi 34 sites en Amérique du Nord et en Europe ont été échantillonnés et analysés. Le premier objectif était de déterminer, en analysant la structure génétique des populations nord-américains, s’il y avait eu une ou plusieurs introductions en provenance d’Europe. Le deuxième objectif était d’identifier l’origine de la ou des populations introduites en Amérique du Nord. Finalement, le troisième objectif consistait à proposer un scénario d’invasion de L. lilii en Amérique du Nord basé sur les données de première mention et de structure génétique des populations échantillonnées. Les résultats démontrent une signature génétique distincte entre les criocères du lis du Canada et ceux des États-Unis, suggérant ainsi deux sources d’introductions indépendantes en Amérique du Nord, soit une première introduction à Montréal, Québec, dans les années 1940 et une seconde aux États-Unis au début des années 1990 à Cambridge, Massachusetts. De plus, les deux populations nord-américaines semblent provenir de différentes régions du nord de l’Europe, ce qui est conséquent avec le scénario suggérant deux sources d’introductions indépendantes. Chacune des populations aurait par la suite progressé respectivement dans leur pays d’introduction selon une dispersion de type stratifiée. En effet, la progression continue de L. lilii dans certaines régions suggère une dispersion naturelle de l’espèce sur le territoire nord-américain, alors que la progression rapide sur de longues distances semble être causée par le transport anthropique de lis contaminés.