Spermiogenesis and spermatozoon ultrastructure of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Gadiformes: Merlucciidae)

Spermiogenesis and the ultrastructure of the spermatozoon of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Linnaeus, 1758), have been studied by means of transmission electron microscopy. Spermiogenesis involves firstly the formation of a differentiation zone. It is characterized by the presence of two centrioles associated with striated rootlets, an intercentriolar body and an electron-dense material in the apical region of this zone. Later, two flagella develop from the centrioles, growing orthogonally in relation to the median cytoplasmic process. Flagella then undergo a rotation of 90° until they become parallel to the median cytoplasmic process, followed by the proximodistal fusion of the flagella with the median cytoplasmic process. The nucleus elongates and afterwards it migrates along the spermatid body. Spermiogenesis finishes with the appearance of the apical cone surrounded by the single helical crested body at the base of the spermatid. Finally, the narrowing of the ring of arched membranes detaches the fully formed spermatozoon. The mature spermatozoon of C. crassiceps is filiform and contains two axonemes of the 9 + '1' trepaxonematan pattern, a parallel nucleus, parallel cortical microtubules, and electron-dense granules of glycogen. The anterior extremity of the gamete exhibits a short electron-dense apical cone and one crested body, which turns once around the sperm cell. The first axoneme is surrounded by a ring of thick cortical microtubules that persist until the appearance of the second axoneme. Later, these thick cortical microtubules disappear and thus, the mature spermatozoon exhibits two bundles of thin cortical microtubules. The posterior extremity of the male gamete presents only the nucleus. Results are discussed and compared particularly with the available ultrastructural data on the former 'pseudophyllideans'. Two differences can be established between spermatozoa of Bothriocephalidea and Diphyllobothriidea, the type of spermatozoon (II vs I) and the presence/absence of the ring of cortical microtubules.

The accumulation of reproductive incompatibilities in African cichlid fish.

The rate at which different components of reproductive isolation accumulate with divergence time between species has only been studied in a limited, but growing, number of species. We measured premating isolation and hybrid inviability at four different ontogenetic stages from zygotes to adults in interspecific hybrids of 26 pairs of African cichlid species, spanning the entire East African haplochromine radiation. We then used multiple relaxed molecular clock calibrations to translate genetic distances into absolute ages to compare evolutionary rates of different components of reproductive isolation. We find that premating isolation accumulates fast initially but then changes little with increasing genetic distance between species. In contrast, postmating isolation between closely related species is negligible but then accumulates rapidly, resulting in complete hybrid inviability after 4.4/8.5/18.4 million years (my). Thus, the rate at which complete intrinsic incompatibilities arise in this system is orders of magnitude lower than rates of speciation within individual lake radiations. Together these results suggest divergent ecological adaptations may prevent populations from interbreeding and help maintain cichlid species diversity, which may be vulnerable to environmental degradation. By quantifying the capacity to produce viable hybrids between allopatric, distantly related lineages our results also provide an upper divergence time limit for the "hybrid swarm origin" model of adaptive radiation.

Effects of total fishing prohibition on the rocky fish assemblages of Medes Islands marine reserve (NW Mediterranean)

Visual scuba diving censuses were used to assess the effects of fishing prohibition on abundance and size structure of littoral fish populations by comparing the same benthic communities inside and outside the protected area of Medes Islands (NE Catalonia, Spain). The total number of species found was 43 in the reserve and 44 outside, but the mean value of species richness per sampling station was significantly higher in the protected area. However, diversity, heavily affected by the presence or absence of large schools of pelagic species, showed no significant differences between sites. The prohibition of fishing for 6 years is the first factor affecting the qualitative and quantitative structure of fish populations ('reserve effect'), and depth is the second factor. Thus, except in the cases of Serranus cabrilla and Mullus surmuletus, all other vulnerable species are highly sensitive to the protection measures. The size structure of all vulnerable species was found to be absolutely different at the reserve sites than in the unprotected zones, and the modal size classes of size frequency distributions were always higher in the reserve than outside. The reserve effect was significantly responsible of the differences observed in this change on size structure. Some highly vulnerable species, such as Epinephelus guaza and Sciaena umbra, have only been found in the protected area. Others, such as Sparus aurata, Diplodus cervinus and Dicentrarchus labrax, were much more frequent inside the reserve.

Geochemical study of vertebrate fossils from the Upper Cretaceous (Santonian) Csehbanya Formation (Hungary): Evidence for a freshwater habitat of mosasaurs and pycnodont fish

The diverse vertebrate remains from the Upper Cretaceous freshwater settings at Iharkut, Hungary, contain two fossil groups, Pycnodontiformes fish and Mosasauridae that are almost exclusively known from marine palaeo-environments. Hence, their appearance in alluvial sediments is very unusual. Trace element and isotope compositions of the remains have been analyzed to investigate the taphonomy and the ecological differences among the different fossil groups present at Iharkut. All examined fossils have undergone post-depositional diagenetic alteration, which resulted in high concentrations of REE, U, and Fe, together with almost complete homogenization of delta(18)O(CO3) values. Similar REE patterns in different fossils suggest a common origin for all remains, hence the discovered species most likely lived in the same local ecosystem. Despite partial diagenetic overprinting, the delta(18)O(PO4) values of the fossils indicate sufficient taxon-specific isotopic diversity to permit some broad conclusions on the palaeo-environment of the fossils. In particular, it is apparent that the isotopic composition of the Pycnodontiformes fish and Mosasauridae remains is most compatible with a freshwater palaeo-habitat and incompatible with a marine palaeo-environment. In addition, the Sr concentration and isotope data indicate that the Pycnodontiformes and Mosasauridae likely lived predominantly in a freshwater environment and were not simply occasional visitors to the Iharkut river ecosystem. Regarding other fossil groups, high delta(18)O(PO4) values of Alligatoroidea and Iharkutosuchus teeth suggest that these small crocodile species might have inhabited swamps and ponds where the water was relatively rich in (18)O due to evaporation. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Iowa fish and wildlife news, Special Winter Issue [1999]

This DNR periodical contains current information on Iowa Fish and Wildlife Management.

Iowa fish and wildlife news, Special 1999 Fishing Issue

This DNR periodical contains current information on Iowa Fish and Wildlife Management.

Iowa fish and wildlife news, Special 1999 hunting issue

This DNR periodical contains current information on Iowa Fish and Wildlife Management.

Iowa Fish and Wildlife news, Special Fall Hunting Issue, 1998

This DNR periodical contains current information on Iowa Fish and Wildlife Management.

Novel action of a wake-promoting neuropeptide in hippocampus : inhibition of nmda receptor function at excitatory synapses through orexin-a

One of the most intriguing functions of the brain is the ability to learn and memorize. The mechanism through which memory and learning are expressed requires the activation of NMDA receptors (NMDARs). These molecular entities are placed at the postsynaptic density of excitatory synapses and their function is tightly controlled by the actions of several modulators at the extracellular, intracellular and pore sites. A large part of the intracellular modulation comes from the action of G-protein coupled receptors (GPCRs). Through intracellular cascades typically involving kinases and phosphatases, GPCRs potentiate or inhibit NMDARs, controlling the conductive state but also the trafficking within the synapse. The GPCRs are involved in the modulation of a variety of brain functions. Many of them control cognition, memory and learning performance, therefore, their effects on NMDARs are extensively studied. The orexinergic system signals through GPCRs and it is well known for the regulation of waking, feeding, reward and autonomic functions. Moreover, it is involved in potentiating hippocampus-related cognitive tasks. Orexin receptors and fibers are present within the hippocampus, but whether these directly modulate hippocampal cells and synapses has not yet been determined. During my thesis, I studied orexinergic actions on excitatory synaptic transmission via whole-cell patch-clamp recordings in rat acute hippocampal slices. I observed that exogenously applied orexin-A (ox-A) exerted a strong inhibitory action on NMDAR-mediated synaptic potentials at mossy fiber (MF)-CA3 synapses, by postsynaptically activating orexin-2 receptors, a minor inhibition at Schaffer collateral-CAl synapses and did not affect other synapses with the CA3 area. Moreover, I demonstrated that the susceptibility of NMDARs to ox- A depends on the tone of endogenous orexin known to fluctuate during the day-night cycle. In fact, in slices prepared during the active period of the rats, when endogenous orexin levels are high, NMDAR-currents were not affected by exogenously applied ox-A. The inhibitory effect of ox-A was, however, reverted when interfering with the orexinergic system through intraperitoneal injections of almorexant, a dual orexin receptor antagonist, during the active phase prior to slice preparation. This thesis work suggests that the orexinergic system regulates NMDAR-dependent information flow through select hippocampal pathways depending on the time-of-day. The specific orexinergic modulation of NMDARs at MFs dampens the excitability of the hippocampal circuit and could impede the mechanisms related to memory formation, possibly also following extended periods of waking. -- La capacité d'apprentissage et de mémorisation est une des fonctions les plus intrigantes de notre cerveau. Il a été montré qu'elles requièrent l'activation des récepteurs NMDA (NMDARs). Ces entités moléculaires sont présentes au niveau de la densité post-synaptique des synapses excitatrices et leur fonction est étroitement contrôlée par l'action de nombreux modulateurs au niveau extracellulaire, intracellulaire et membranaire de ces récepteurs. Une grande partie de la modulation intracellulaire s'effectue via l'action de récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs). Grace à leurs cascades intracellulaires typiquement impliquant des kinases et des phosphatases, les GPCRs favorisent l'activation ou l'inhibition des NMDARs, contrôlant ainsi leur perméabilité mais aussi leur mouvement à la synapse. Les GPCRs sont impliquées dans de nombreuses fonctions cérébrales telles que la cognition, la mémoire ainsi que la capacité d'apprentissage c'est pour cela que leurs effets sur les NMDARs sont très étudiés. Le système orexinergique fait intervenir ces GPCRs et est connu par son rôle dans la régulation de fonctions physiologiques telles que l'éveil, la prise alimentaire, la récompense ainsi que d'autres fonctions du système nerveux autonome. De plus, ce système est impliqué dans la régulation de tâches cognitives liées à l'hippocampe. Bien que les fibres et les récepteurs à l'orexine soient présents dans l'hippocampe, leur mécanisme d'action sur les cellules et les synapses de l'hippocampe n'a pas encore été élucidé. Durant ma thèse, je me suis intéressée aux effets de l'orexine sur la transmission synaptique excitatrice en utilisant la méthode d'enregistrement en patch-clamp en configuration cellule entière sur des tranches aiguës d'hippocampes de rats. J'ai observé que l'application exogène d'orexine A d'une part inhibe fortement les courants synaptiques dépendants de l'activation des NMDARs au niveau de la synapse entre les fibres moussues et CA3 via l'activation post-synaptique des orexine récepteurs 2 mais d'autre part n'inhibe que de façon mineure la synapse entre les collatérales de Schaffer et CAI et n'affecte pas les autres synapses impliquant CA3. J'ai également démontré que la sensibilité des NMDARs à l'orexine A dépend de sa concentration endogène qui fluctue durant le cycle éveil-sommeil. En effet, lorsque les coupes d'hippocampes sont préparées durant la période active de l'animal correspondant à un niveau endogène d'orexine élevé, l'application exogène d'orexine A n'a aucun effet sur les courants dépendants de l'activation des NMDARs. Cependant, l'injection dans le péritoine, durant la phase active de l'animal, d'un antagoniste des orexine récepteurs, l'almorexant, va supprimer l'effet inhibiteur de l'orexine A. Les résultats de ma thèse suggèrent donc que le système orexinergique module les informations véhiculées par les NMDARs via des voies de signalisation sélectives de l'hippocampe en fonction du moment de la journée. La modulation orexinergique des NMDARs au niveau des fibres moussues diminue ainsi l'excitabilité du circuit hippocampal et pourrait entraver les mécanismes liés à la formation de la mémoire, potentiellement après de longues périodes d'éveil.

Quaternary coral reef refugia preserved fish diversity.

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

Fish Glucose Transporter (GLUT)-4 Differs from Rat GLUT4 in Its Traffic Characteristics but Can Translocate to the Cell Surface in Response to Insulin in Skeletal Muscle Cells

In mammals, glucose transporter (GLUT)-4 plays an important role in glucose homeostasis mediating insulin action to increase glucose uptake in insulin-responsive tissues. In the basal state, GLUT4 is located in intracellular compartments and upon insulin stimulation is recruited to the plasma membrane, allowing glucose entry into the cell. Compared with mammals, fish are less efficient restoring plasma glucose after dietary or exogenous glucose administration. Recently our group cloned a GLUT4-homolog in skeletal muscle from brown trout (btGLUT4) that differs in protein motifs believed to be important for endocytosis and sorting of mammalian GLUT4. To study the traffic of btGLUT4, we generated a stable L6 muscle cell line overexpressing myc-tagged btGLUT4 (btGLUT4myc). Insulin stimulated btGLUT4myc recruitment to the cell surface, although to a lesser extent than rat-GLUT4myc, and enhanced glucose uptake. Interestingly, btGLUT4myc showed a higher steady-state level at the cell surface under basal conditions than rat-GLUT4myc due to a higher rate of recycling of btGLUT4myc and not to a slower endocytic rate, compared with rat-GLUT4myc. Furthermore, unlike rat-GLUT4myc, btGLUT4myc had a diffuse distribution throughout the cytoplasm of L6 myoblasts. In primary brown trout skeletal muscle cells, insulin also promoted the translocation of endogenous btGLUT4 to the plasma membrane and enhanced glucose transport. Moreover, btGLUT4 exhibited a diffuse intracellular localization in unstimulated trout myocytes. Our data suggest that btGLUT4 is subjected to a different intracellular traffic from rat-GLUT4 and may explain the relative glucose intolerance observed in fish.

Spermiogenesis and spermatozoon ultrastructure of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Gadiformes: Merlucciidae)

Spermiogenesis and the ultrastructure of the spermatozoon of the bothriocephalidean cestode Clestobothrium crassiceps (Rudolphi, 1819), a parasite of the teleost fish Merluccius merluccius (Linnaeus, 1758), have been studied by means of transmission electron microscopy. Spermiogenesis involves firstly the formation of a differentiation zone. It is characterized by the presence of two centrioles associated with striated rootlets, an intercentriolar body and an electron-dense material in the apical region of this zone. Later, two flagella develop from the centrioles, growing orthogonally in relation to the median cytoplasmic process. Flagella then undergo a rotation of 90° until they become parallel to the median cytoplasmic process, followed by the proximodistal fusion of the flagella with the median cytoplasmic process. The nucleus elongates and afterwards it migrates along the spermatid body. Spermiogenesis finishes with the appearance of the apical cone surrounded by the single helical crested body at the base of the spermatid. Finally, the narrowing of the ring of arched membranes detaches the fully formed spermatozoon. The mature spermatozoon of C. crassiceps is filiform and contains two axonemes of the 9 + '1' trepaxonematan pattern, a parallel nucleus, parallel cortical microtubules, and electron-dense granules of glycogen. The anterior extremity of the gamete exhibits a short electron-dense apical cone and one crested body, which turns once around the sperm cell. The first axoneme is surrounded by a ring of thick cortical microtubules that persist until the appearance of the second axoneme. Later, these thick cortical microtubules disappear and thus, the mature spermatozoon exhibits two bundles of thin cortical microtubules. The posterior extremity of the male gamete presents only the nucleus. Results are discussed and compared particularly with the available ultrastructural data on the former 'pseudophyllideans'. Two differences can be established between spermatozoa of Bothriocephalidea and Diphyllobothriidea, the type of spermatozoon (II vs I) and the presence/absence of the ring of cortical microtubules.

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

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

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

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