Coxiella symbiont in the tick Ornithodoros rostratus (Acari: Argasidae)

In the present study, the presence of tick-associated bacteria and protozoa in Ornithodoros rostratus ticks (adults, nymphs, and eggs) from the Pantanal region of Brazil were determined by molecular detection. In these ticks, DNA from protozoa in the genera Babesia and Hepatozoon, and bacteria from the genera Rickettsia, Borrelia, Anaplasma, and Ehrlichia were not detected. Conversely, all tested ticks (100%) yielded PCR products for 3 Coxiella genes (16S rRNA, pyrG, cap). PCR and phylogenetic analysis of 3 amplified genes (16S rRNA, pyrG, cap) demonstrated that the agent infecting O. rostratus ticks was a member of the genus Coxiella. This organism grouped with Coxiella symbionts of other soft tick species (Argasidae), having different isolates of C. burnetii as a sister group, and these 2 groups formed a clade that grouped with another clade containing Coxiella symbionts of hard tick species (Ixodidae). Analysis of tick mitochondrial 16S rRNA gene database composed mostly of tick species previously shown to harbor Coxiella symbionts suggests a phylogenetic congruence of ticks and their Coxiella symbionts. Furthermore, these results suggest a very long period of coevolution between ticks and Coxiella symbionts and indicates that the original infection may have occurred in an ancestor common to the 2 main tick families, Argasidae (soft ticks) and Ixodidae (hard ticks). However, this evolutionary relationship must be confirmed by more extensive testing of additional tick species and expanded populations. (c) 2012 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Evolutionary Insights from Bat Trypanosomes: Morphological, Developmental and Phylogenetic Evidence of a New Species, Trypanosoma (Schizotrypanum) erneyi sp nov., in African Bats Closely Related to Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi and Allied Species

Parasites of the genus Trypanosoma are common in bats and those of the subgenus Schizotrypanum are restricted to bats throughout the world, with the exception of Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi that also infects other mammals and is restricted to the American Continent. We have characterized trypanosome isolates from Molossidae bats captured in Mozambique, Africa. Morphology and behaviour in culture, supported by phylogenetic inferences using SSU (small subunit) rRNA, gGAPDH (glycosomal glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase) and Cyt b (cytochrome b) genes, allowed to classify the isolates as a new Schizotrypanum species named Trypanosoma (Schizotrypanum) erneyi sp. nov. This is the first report of a Schizotrypanum species from African bats cultured, characterized morphologically and biologically, and positioned in phylogenetic trees. The unprecedented finding of a new species of the subgenus Schizotrypanum from Africa that is closest related to the America-restricted Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi marinkellei and T. cruzi provides new insights into the origin and evolutionary history of T. cruzi and closely related bat trypanosomes. Altogether, data from our study support the hypothesis of an ancestor trypanosome parasite of bats evolving to infect other mammals, even humans, and adapted to transmission by triatomine bugs in the evolutionary history of T. cruzi in the New World. (c) 2012 Elsevier GmbH. All rights reserved.

A NEW AND THREATENED INSULAR SPECIES OF LANCEHEAD FROM SOUTHEASTERN BRAZIL

We describe a new species of Bothrops from Vitoria Island, off the coast of Sao Paulo, southeastern Brazil. The new species differs from the mainland coastal populations of B. jararaca mostly in its smaller and stouter body, number and form of scales, and hemipenial morphology. From B. insularis and B. alcatraz, both related species endemic to islands in southeastern Brazil, B. otavioi sp. nov. differs mainly in its body form and number of scales. The new species has the twist common mitochondrial haplotype for mainland populations of B. jararaca, which is also found in B. alcatraz. A mitochondrial genealogy (gene tree) shows the new species nested within the northern clade of B. jararaca. This genealogical pattern can be explained by a recent speciation event for B. otavioi sp. nov. The isolation of insular species of Bothrops from continental ancestor populations are probably related to the same vicariant process, the oscillations of sea level during the Pleistocene. The new species feeds on small hylid frogs, and attains sexual maturity at 388 mm snout-vent length (SVL; males) and 692 mm SVL (females). Bothrops facial sp. nov. is endemic to Vitoria Island, and should be listed as critically endangered because it is known from only a single area (an island), its geographic range covers less than 100 km(2), and there is a projected continuing decline in the quality of its habitat because of increasing human settlement.

GH-Releasing Hormone Receptor Gene: A Novel Splice-Disrupting Mutation and Study of Founder Effects

Background: Mutations in GH-releasing hormone receptor gene (GHRHR) are emerging as the most common cause of autosomal recessive isolated GH deficiency (IGHD). Objective: To search for GHRHR mutations in patients with familial or sporadic IGHD and to investigate founder effects in recurring mutations. Methods: The coding region of GHRHR was entirely amplified and sequenced from DNA of 18 patients with IGHD (16 unrelated) with topic posterior pituitary lobe on MRI. Haplotypes containing promoter SNPs and microsatellites flanking GHRHR were analyzed in patients with c.57+1G>A (IVS1+1G>A) mutation of our previously published kindred and also a Brazilian patient and 2 previously reported Japanese sisters with c. 1146G>A (p.E382E) mutation. Results: A novel homozygous intronic GHRHR c.752-1G>A (IVS7-1G>A) mutation, predicting loss of the constitutive splice acceptor site, was identified in two siblings with IGHD. A compound heterozygous c.[57+1G>A];[1146G>A] and a heterozygous c.527C>T (p.A176V) were found in two sporadic cases. Haplotype analysis provided evidence for a founder effect for the c.57+1G>A mutation and independent recurrence for the c.1146G>A mutation. Conclusion: We report a novel splice-disrupting mutation in GHRHR in 2 siblings and provide evidence that all c.57+1G>A (IVS1+1G>A) mutant chromosomes have the same haplotype ancestor, indicating the occurrence of a founder effect in Brazilian patients with IGHD. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Basel

Do extrafloral nectaries present a defensive role against herbivores in two species of the family Bignoniaceae in a Neotropical savannas?

Despite the general belief that the interaction between extrafloral nectaries (EFNs) and ants is mutualistic, the defensive function of EFNs has been poorly documented in South American savannas. In this article, we evaluate the potential impact of EFNs (benefits and costs) on two species of plants from the dry areas of Central Brazil, Anemopaegma album and Anemopaegma scabriusculum (Bignoniaceae). In particular, we characterize the composition of substances secreted by the EFNs, test whether EFNs attract ants, and whether ants actually present a defensive role, leading to reduced herbivory and increased plant fitness. Histochemical analyses indicated that EFNs from both species of Anemopaegma secrete an exudate that is composed of sugars, and potentially lipids and proteins. Furthermore, EFNs from both species were shown to present a significant role in ant attraction. However, contrary to common expectations, ants were not found to protect plants against herbivore attack. No effect was found between ant visitation and flower or fruit production in A. album, while the presence of ants led to a significant decrease in flower production in A. scabriusculum. These results suggest that EFNs might present a similar cost and benefit in A. album, and a higher cost than benefit in A. scabriusculum. Since the ancestor of Anemopaegma occupied humid forests and already presented EFNs that were maintained in subsequent lineages that occupied savannas, we suggest that phylogenetic inertia might explain the presence of EFNs in the species of Anemopaegma in which EFNs lack a defensive function.

Preimplantation development regulatory pathway construction through a text-mining approach

Background: The integration of sequencing and gene interaction data and subsequent generation of pathways and networks contained in databases such as KEGG Pathway is essential for the comprehension of complex biological processes. We noticed the absence of a chart or pathway describing the well-studied preimplantation development stages; furthermore, not all genes involved in the process have entries in KEGG Orthology, important information for knowledge application with relation to other organisms. Results: In this work we sought to develop the regulatory pathway for the preimplantation development stage using text-mining tools such as Medline Ranker and PESCADOR to reveal biointeractions among the genes involved in this process. The genes present in the resulting pathway were also used as seeds for software developed by our group called SeedServer to create clusters of homologous genes. These homologues allowed the determination of the last common ancestor for each gene and revealed that the preimplantation development pathway consists of a conserved ancient core of genes with the addition of modern elements. Conclusions: The generation of regulatory pathways through text-mining tools allows the integration of data generated by several studies for a more complete visualization of complex biological processes. Using the genes in this pathway as “seeds” for the generation of clusters of homologues, the pathway can be visualized for other organisms. The clustering of homologous genes together with determination of the ancestry leads to a better understanding of the evolution of such process.

The Evolution of Diet and Microhabitat Use in Pseudoboine Snakes

Reflecting their exceptional radiation, snakes occur in different habitats and microhabitats and are able to eat numerous types of prey. The availability of good and comprehensive phylogenies for different snake’s lineages together with natural history data provides an opportunity to explore how ecological traits diversified during their radiation. In the present study, we describe the diet and microhabitat variation (arboreal or non-arboreal) in the tribe Pseudoboini and explore how these traits evolved during the tribe’s diversification. We analyzed specimens deposited in scientific collections and gathered information on diet and microhabitat use available in the literature and provided by other researchers. We also mapped diet and microhabitat data onto a phylogeny of the tribe using the principle of parsimony. Pseudoboine snakes feed mainly on lizards and small mammals, and of the 22 species for which a minimum number of prey records was obtained, nine are diet generalists, six are lizard specialists, three are small mammal specialists, two are snake specialists, one is a lizard egg specialist, and one is a bird egg specialist. The highly diverse feeding habits of pseudoboines seem to have evolved mainly in the terminal taxa. Among those species that had enough microhabitat data (17 species), Drepanoides anomalus, Siphlophis cervinus, S. compressus, and S. pulcher frequently use the vegetation. Our results indicate that an increase in arboreality evolved several times during the diversification of the tribe, and that the Siphlophis clade seems to have maintained the high degree of arboreality from its ancestor. Species that frequently use vegetation are either lizard or lizard egg specialists, indicating that these habits might be associated in the evolution of pseudoboines.

Untersuchungen zur Globinexpression in Karpfenfischen

In der vorliegenden Arbeit untersuchte ich die Diversität und die sauerstoffabhängige Expression der Globine von Karpfenfischen. Mit Globin X konnte ein fünfter Globintyp identifiziert werden, dessen Vorkommen auf Fische und Amphibien beschränkt ist. Globin X wird sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene in zahlreichen Geweben exprimiert. Zur Aufklärung der genauen Funktion müssen noch weitere Analysen durchgeführt werden. Phylogenetische Untersuchungen ergaben eine ursprüngliche Verwandtschaft zwischen Neuroglobin und Globin X und deuten darauf hin, dass der letzte gemeinsame Vorfahre der Protostomia und Deuterostomia bereits zwei verschiedene Globintypen besessen hat. Im Zebrabärbling und im Goldfisch konnte ich eine Myoglobin-Expression neben dem Herzen auch in Hirn, Kieme, Leber und Niere nachweisen und somit zeigen, dass Myoglobin nicht nur im Muskelgewebe lokalisiert ist. Des Weiteren konnte eine hirnspezifische Myoglobin-Isoform im Goldfisch identifiziert werden, deren Funktion noch unklar ist und weiterer Untersuchungen bedarf. Das Vorhandensein der zweiten Isoform ist innerhalb der Cyprinidae (Karpfenfische) aufgrund einer Genomduplikation bei den Cyprininae (Kärpflinge) auf diese Unterfamilie beschränkt. Durch Hypoxieexperimente konnte gezeigt werden, dass die Expression der Globine von der Intensität des Sauerstoffmangels abhängig ist und gewebe- und artspezifisch erfolgt. Im Zebrabärbling wurde eine Abnahme der Hämoglobin- und Globin X-Konzentration beobachtet, während das Cytoglobin-Expressionsniveau nahezu unverändert blieb. Im Fall von Myoglobin und Neuroglobin konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die hypoxieinduzierte Zunahme der mRNA-Menge auch mit einer verstärkten Expression des jeweiligen Proteins korreliert ist. Im Vergleich dazu war die Veränderung der Expression der meisten Globine im Goldfisch gering, lediglich Myoglobin wurde im Fischkörper auf mRNA-Ebene nach Hypoxie deutlich verstärkt exprimiert. Durch einen Vergleich der konstitutiven Neuroglobin-Expression beider Karpfenfische konnte in Auge und Hirn des hypoxietoleranten Goldfisches eine 3- bzw. 5-fach höhere Neuroglobin-Konzentration als im hypoxiesensitiven Zebrabärbling nachgewiesen werden. Meine Ergebnisse stützen somit die Hypothese, dass Neuroglobin eine myoglobinähnliche Funktion einnimmt und den aeroben Stoffwechsel im neuronalen Gewebe auch unter Sauerstoffmangel aufrechterhält.

Das Globingen-Repertoire von Amphibien und Teleostiern

Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde die molekulare Evolution von Globinen in Amphibien und Teleostiern untersucht und Analysen zur Genexpression ausgewählter Globine durchgeführt. Die bisher besonders für die neueren Mitglieder der Superfamilie der Globine – Neuroglobin und Cytoglobin – schwerpunktmäßig in Mammaliern erbrachten Daten sollten durch die Analyse in Amphibien und Teleostiern auf ihre generelle Gültigkeit für Vertebraten überprüft werden. Die Analysen zur Genexpression wurden sowohl in silico, basierend auf genomischen wie EST-Daten, als auch experimentell durch qualitative und quantitative RT-PCR-Nachweise durchgeführt. Die mRNA-Lokalisation wurde durch in situ-Hybridisierungen an Gewebeschnitten beziehungsweise durch Whole mount in situ-Hybridisierung an ganzen Embryonen detektiert. In einem ersten Teil der Arbeit wurde das Globin-Repertoire von Xenopus tropicalis umfassend analysiert. Die Expressionsanalyse der gefundenen Globine umfasste nicht nur adulte Tiere, sonder erstmals auch detailliert die Entwicklungsstadien eines Vertebraten. Dabei wurde festgestellt, dass die vorwiegend neuronale Expression des streng konservierten Neuroglobins ein generelles Charakteristikum aller Tetrapoden ist und bereits in der frühembryonalen Entwicklung auftritt. Auch für das als Einzelkopie im Amphibiengenom vertretene Cytoglobin konnte eine strenge Sequenzkonservierung gezeigt werden. Das Expressionsmuster des Amphibien-Cytoglobins stimmte mit dem aus Mammaliern bekannten überein und zeigte konservierte Charakteristika dieses Globins bei Tetrapoden auf. Die Analyse des Xenopus-Genoms ergab zudem, dass Krallenfrösche nicht über Myoglobin verfügen. Genomische Vergleiche syntäner Genregionen ließen auf Rearrangements in diesem Genombereich im Verlauf der Evolution schließen, in deren Folge das Myoglobingen in den Krallenfröschen deletiert wurde. Die Hämoglobine wurden in Xenopus tropicalis erstmals in einem Amphibium umfassend analysiert. Die Gene zeigten demnach eine geclusterte Anordnung: der tropische Krallenfrosch verfügte über je ein funktionelles α- bzw. β-adultes und sieben bzw. vier α- bzw. β-larvale Hämoglobine, die während der Entwicklung bzw. in adulten Tieren charakteristisch exprimiert wurden. Die Analyse der Hämoglobine hinsichtlich ihrer Lage in einem Cluster, ihrer phylogenetischen Relation zueinander und nicht zuletzt ihres Expressionsmusters ließen Rückschlüsse auf ihre Evolution zu. Zusätzlich zu diesen bereits bekannten Globinen konnte im Rahmen dieser Dissertation das Globingen-Repertoirs von Xenopus um zwei weitere, bisher unbekannte Globine erweitert werden. Diese wurden entsprechend ihrer bisher unbekannten Funktion als GlobinX und GlobinY bezeichnet. Während GlobinY bisher ausschließlich in Amphibien nachgewiesen werden konnte, wurde GlobinX zudem in Teleostiern detektiert und repräsentiert damit ein auf Anamnia beschränktes Globin. Die rekombinante Proteinexpression von Neuroglobin, Cytoglobin, GlobinX und GlobinY des tropischen Krallenfrosches zeigte ein hexakoordiniertes Bindungsschema dieser Globine in ihrem Deoxy-Zustand. In einem zweiten Teil dieser Dissertation wurden Neuroglobin und Cytoglobin in Teleostiern untersucht und die Analyse für diese zwei Gene somit über die Tetrapoden hinaus auf den gesamten Stammbaum der Vertebraten ausgedehnt. Dabei wurde deutlich, dass die vorwiegend neuronale Expression des seit 420 Millionen Jahren streng konservierten Neuroglobins ein generelles Merkmal dieses Globins in allen Vertebraten ist. Der in Amphibien und Teleostiern erbrachte und mit Ergebnissen in Mammaliern übereinstimmende Nachweis von Neuroglobin in neuronalen Geweben mit einem hohen Stoffwechsel lässt derzeit eine Funktion dieses Globins im Sauerstoffmetabolimus als wahrscheinlich erscheinen. Ob Neuroglobin dabei als kurzzeitiger Sauerstoffspeicher, O2-Transoprter oder aber in der Detoxifikation reaktiver Sauerstoff- bzw. Stickstoffspezies agiert, bleibt zu untersuchen. Für Cytoglobin konnte eine offenbar alle Teleostier betreffende Genduplikation nachgewiesen werden. Phylogenetische Analysen zeigen die Monophylie der Vertebraten-Cytoglobine. Der Vergleich der paralogen Cytoglobine der Teleostier mit dem syntänen Genombereich des humanen Cytoglobins zeigte die wahrscheinliche Entstehung der Fisch-Cytoglobine durch eine Genomduplikation in einem Vorfahren aller Teleostier vor etwa 300-450 Millionen Jahren. Die paralogen Cytoglobine zeigten in Danio rerio und Tetraodon nigroviridis differierende, charakteristische Expressionsmuster, die mit der Theorie der Subfunktionalisierung von Genen in Folge eines Duplikationsereignisses kompatibel sind. Die Analyse zeigte, dass Cygb-1 prädominant in Gehirn und Herz exprimiert wurde, Cygb-2 hingegen bevorzugt in Gehirn und Auge. Dies bestätigte indirekt die Hypothese, nach der das Cytoglobin der Mammalier zwei unterschiedliche Funktionen in differenten Geweben wahrnimmt. Die rekombinante Expression von Cygb-1 des Zebrabärblings zeigte zudem, das auch dieses Globin in seiner Deoxy-Form über ein hexakoordiniertes Bindungsschema verfügt.

Phylogenomische Untersuchungen zur Aufklärung des Metazoa-Stammbaums

Zentrales Thema der Arbeit war die Aufklärung von Verwandtschaftsverhältnissen im „Tree of Life“ der vielzelligen Tiere (Metazoa) unter Einsatz großer DNA-Sequenzdatensätze und phylogenomischer Methoden. Zur Untersuchung der internen Phylogenie der Syndermata (= meist freilebende Rädertiere („Rotifera“) + endoparasitische Kratzwürmer (Acanthocephala)) sowie ihrer Position im Metazoen-Stammbaum wurden insgesamt sieben neue mitochondriale (mt) Genome sowie neue Transkriptom-Sequenzdaten von sieben verschiedenen Syndermata-Spezies generiert und/oder analysiert. Die Stammbaumrekonstruktionen auf Grundlage dieser sowie orthologer Sequenzen anderer Spezies in Form von phylogenomischen Datensätzen mit bis zu 82.000 Aminosäurepositionen ergaben folgende Aussagen zur Evolution: (i) Innerhalb der Acanthocephala bilden monophyletische Palaeacanthocephala das Schwestertaxon zu den Eoacanthocephala. Die Archiacanthocephala sind Schwestertaxon zu allen vorgenannten. (ii) Innerhalb der Syndermata bilden die epizoisch lebenden Seisonidea das Schwestertaxon zu den endoparasitischen Acanthocephala (= Pararotatoria), die Bdelloidea sind das Schwestertaxon zu den Pararotatoria (= Hemirotifera) und die Monogononta das Schwestertaxon zu den Hemirotifera. Die klassischen Eurotatoria (= Bdelloidea + Monogononta) sind demnach paraphyletisch. (iii) Innerhalb der Metazoa bilden die Syndermata gemeinsam mit den Gnathostomulida die Gnathifera. Diese sind die Schwestergruppe zu allen anderen Spiralia-Taxa, welche sich in Rouphozoa (= Platyhelminthes + Gastrotricha) sowie die Lophotrochozoa aufspalten. Die Platyzoa (= Gnathifera + Platyhelminthes + Gastrotricha) sind demnach paraphyletisch. Diese phylogenetischen Hypothesen wurden im Hinblick auf ihre Implikationen für die Evolution morphologischer und ökologischer Merkmale interpretiert. Demnach sind während der Evolution dieser Tiergruppen mehrfach sekundäre Verlustereignisse von komplexen morphologischen Merkmalen aufgetreten (laterale sensorische Organe innerhalb der Acanthocephala und das Räderorgan (Corona) innerhalb der Syndermata), was die Verwendung dieser Merkmale im Sinne einer klassisch-morphologischen Phylogenetik kritisch erscheinen lässt. Der Endoparasitismus der Acanthocephala hat sich wahrscheinlich über ein epizoisches Zwischenstadium, wie man es heute noch bei den Seisonidea findet, entwickelt. Der letzte gemeinsame Vorfahre der Spiralia war vermutlich klein und unsegmentiert und besaß keine echte Leibeshöhle (Coelom). Demnach hätten sich Segmentierung und Coelome innerhalb der Metazoa mehrfach unabhängig voneinander (konvergent) entwickelt. Die Arbeit beinhaltete folgende weitere, zum Teil methodische Aspekte: (i) die Analyse der Architektur der mt Genome der Monogononta bestätigte die aberrante Organisation in zwei Subgenomen für die Brachionidae. (ii) Eine Prüfung der Tauglichkeit ribosomaler Proteine für molekular-phylogenetische Arbeiten ergab das Vorhandensein widersprüchlicher phylogenetischer Signale in diesen speziellen Proteinsequenzen. (iii) Es konnte nachgewiesen werden, dass systematische Fehler wie „long-branch attraction“ bei der Positionierung der Syndermata im Stammbaum der Metazoa eine große Rolle spielen und adressiert werden müssen.

Comparative genomics of metabolic networks of free-living and parasitic eukaryotes

Background Obligate endoparasites often lack particular metabolic pathways as compared to free-living organisms. This phenomenon comprises anabolic as well as catabolic reactions. Presumably, the corresponding enzymes were lost in adaptation to parasitism. Here we compare the predicted core metabolic graphs of obligate endoparasites and non-parasites (free living organisms and facultative parasites) in order to analyze how the parasites' metabolic networks shrunk in the course of evolution. Results Core metabolic graphs comprising biochemical reactions present in the presumed ancestor of parasites and non-parasites were reconstructed from the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. While the parasites' networks had fewer nodes (metabolites) and edges (reactions), other parameters such as average connectivity, network diameter and number of isolated edges were similar in parasites and non-parasites. The parasites' networks contained a higher percentage of ATP-consuming reactions and a lower percentage of NAD-requiring reactions. Control networks, shrunk to the size of the parasites' by random deletion of edges, were scale-free but exhibited smaller diameters and more isolated edges. Conclusions The parasites' networks were smaller than those of the non-parasites regarding number of nodes or edges, but not regarding network diameters. Network integrity but not scale-freeness has acted as a selective principle during the evolutionary reduction of parasite metabolism. ATP-requiring reactions in particular have been retained in the parasites' core metabolism while NADH- or NADPH-requiring reactions were lost preferentially.

Mitochondrial preprotein translocase of trypanosomatids has a bacterial origin

Mitochondria are found in all eukaryotic cells and derive from a bacterial endosymbiont [1, 2]. The evolution of a protein import system was a prerequisite for the conversion of the endosymbiont into a true organelle. Tom40, the essential component of the protein translocase of the outer membrane, is conserved in mitochondria of almost all eukaryotes but lacks bacterial orthologs [3-6]. It serves as the gateway through which all mitochondrial proteins are imported. The parasitic protozoa Trypanosoma brucei and its relatives do not have a Tom40-like protein, which raises the question of how proteins are imported by their mitochondria [7, 8]. Using a combination of bioinformatics and in vivo and in vitro studies, we have discovered that T. brucei likely employs a different import channel, termed ATOM (archaic translocase of the outer mitochondria! membrane). ATOM mediates the import of nuclear-encoded proteins into mitochondria and is essential for viability of trypanosomes. It is not related to Tom40 but is instead an ortholog of a subgroup of the 0mp85 protein superfamily that is involved in membrane translocation and insertion of bacterial outer membrane proteins [9]. This suggests that the protein import channel in trypanosomes is a relic of an archaic protein transport system that was operational in the ancestor of all eukaryotes.

From Gibbons to Gymnasts: A Look at the Biomechanics and Neurophysiology of Brachiation in Gibbons and its Human Rediscovery

This conference paper serves to examine the evolutionary linkages of a brachiating ancestor in humans, the biomechanical and neurophysiology of modern day brachiators, and the human rediscovery of this form of locomotion. Brachiation is arguably one of the most metabolically effective modes of travel by any organism and can be observed most meritoriously in Gibbons. The purpose of the research conducted for this paper was to encourage further exploration of the neurophysiological similarities and differences between humans and non-human primates. The hope is that in spurring more interest and research in this area, further possibilities for rehabilitating brain injury will be developed, or even theories on how to better train our athletes, using the biomechanics and neurophysiology of brachiation as a guide.

Inferences regarding the diet of extinct hominins: structural and functional trends in dental and mandibular morphology within the hominin clade

This contribution investigates the evolution of diet in the Pan – Homo and hominin clades. It does this by focusing on 12 variables (nine dental and three mandibular) for which data are available about extant chimpanzees, modern humans and most extinct hominins. Previous analyses of this type have approached the interpretation of dental and gnathic function by focusing on the identification of the food consumed (i.e. fruits, leaves, etc.) rather than on the physical properties (i.e. hardness, toughness, etc.) of those foods, and they have not specifically addressed the role that the physical properties of foods play in determining dental adaptations. We take the available evidence for the 12 variables, and set out what the expression of each of those variables is in extant chimpanzees, the earliest hominins, archaic hominins, megadont archaic hominins, and an inclusive grouping made up of transitional hominins and pre-modern Homo . We then present hypotheses about what the states of these variables would be in the last common ancestor of the Pan – Homo clade and in the stem hominin. We review the physical properties of food and suggest how these physical properties can be used to investigate the functional morphology of the dentition. We show what aspects of anterior tooth morphology are critical for food preparation (e.g. peeling fruit) prior to its ingestion, which features of the postcanine dentition (e.g. overall and relative size of the crowns) are related to the reduction in the particle size of food, and how information about the macrostructure (e.g. enamel thickness) and microstructure (e.g. extent and location of enamel prism decussation) of the enamel cap might be used to make predictions about the types of foods consumed by extinct hominins. Specifically, we show how thick enamel can protect against the generation and propagation of cracks in the enamel that begin at the enamel– dentine junction and move towards the outer enamel surface.

Analysis of gene order data supports vertical inheritance of the leukotoxin operon and genome rearrangements in the 5' flanking region in genus Mannheimia

BACKGROUND: The Mannheimia subclades belong to the same bacterial genus, but have taken divergent paths toward their distinct lifestyles. For example, M. haemolytica + M. glucosida are potential pathogens of the respiratory tract in the mammalian suborder Ruminantia, whereas M. ruminalis, the supposed sister group, lives as a commensal in the ovine rumen. We have tested the hypothesis that vertical inheritance of the leukotoxin (lktCABD) operon has occurred from the last common ancestor of genus Mannheimia to any ancestor of the diverging subclades by exploring gene order data. RESULTS: We examined the gene order in the 5' flanking region of the leukotoxin operon and found that the 5' flanking gene strings, hslVU-lapB-artJ-lktC and xylAB-lktC, are peculiar to M. haemolytica + M. glucosida and M. granulomatis, respectively, whereas the gene string hslVU-lapB-lktC is present in M. ruminalis, the supposed sister group of M. haemolytica + M. glucosida, and in the most ancient subclade M. varigena. In M. granulomatis, we found remnants of the gene string hslVU-lapB-lktC in the xylB-lktC intergenic region. CONCLUSION: These observations indicate that the gene string hslVU-lapB-lktC is more ancient than the hslVU-lapB-artJ-lktC and xylAB-lktC gene strings. The presence of (remnants of) the ancient gene string hslVU-lapB-lktC among any subclades within genus Mannheimia supports that it has been vertically inherited from the last common ancestor of genus Mannheimia to any ancestor of the diverging subclades, thus reaffirming the hypothesis of vertical inheritance of the leukotoxin operon. The presence of individual 5' flanking regions in M. haemolytica + M. glucosida and M. granulomatis reflects later genome rearrangements within each subclade. The evolution of the novel 5' flanking region in M. haemolytica + M. glucosida resulted in transcriptional coupling between the divergently arranged artJ and lkt promoters. We propose that the chimeric promoter have led to high level expression of the leukotoxin operon which could explain the increased potential of certain M. haemolytica + M. glucosida strains to cause a particular type of infection.