Ontogeny of Sleeping in Color - Linking melanism to sleep architecture and rhythmicity variation in wild barn owl nestlings

The function of sleep remains unknown. To gain insight into the function of sleep in natural conditions, I assessed variation in sleep architecture and its link with fitness-related phenotypic traits. I considered melanin-based coloration because its underlying genetic basis is very well known giving an opportunity to examine whether some genes pleiotropically regulate both coloration and sleep. The melanocortin system is known to generate covariation between melanin-based coloration and other phenotypes like behaviour, physiology and life history traits. I investigated whether this system of genes could participate in the co-expression of coloration and sleep. I carried out a study with nestling barn owls (Tyto alba) in order to tackle the potential link between variation in color traits and the ontogeny of sleep under natural conditions. For this I established a suitable method for recording the brain activity (electroencephalogram) of owls in nature. Birds are especially interesting, because they convergently evolved sleep states similar to those exhibited by mammals. As in mammals, I found that in owlets time spent in rapid eye movement (REM) sleep declines with age, a relationship thought to eflect developmental changes in the brain. Thus this developmental trajectory appears to reflect a fundamental feature of sleep. Additionally, I discovered an association between a gene involved in melanism expressed in the feather follicles (proprotein convertase subtilisin/kexin type 2, PCSK2) and the age-related changes in sleep in the brain. Nestlings with higher expression levels of PCSK2 showed a more precocial pattern of sleep development and a higher degree of melanin-based coloration compared to nestlings with lower PCSK2 expression. Also sleep architecture and the development of rhythmicity in brain and physical activity was related to plumage traits of the nestlings and their biological parents. This pattern during ontogeny might reflect differences in life l history strategies, antipredator behaviour and developmental pace. Therefore, differently colored individuals may differentially deal with trade-offs between the costs and benefits of sleep which in turn lead to differences in brain organization and ultimately fitness. These results should stimulate evolutionary biologists to consider sleep as a major life history trait. Résumé La fonction du sommeil reste inconnue. Afin d'acquérir une meilleur compréhension de la fonction du sommeil dans les conditions naturelles, j'ai analysé la variation dans l'architecture du sommeil et son lien avec d'autres traits phénotypiques liés au succès reproducteur (fitness). J'ai choisi et examiné la coloration mélanique, car ses bases génétiques sont bien connues et il est ainsi possible d'étudier si certains gènes, de façon pléiotropique régulent à la fois la coloration et le sommeil. J'ai exploré si ce système génétique était impliqué dans la co-expression de la coloration et du sommeil. J'ai effectué mon étude sur des poussins de chouette effraie (Tyto alba) en condition naturelle, pour rechercher ce lien potentiel entre la variation de la coloration et l'ontogenèse du sommeil. Dans ce but, j'ai établi une méthodologie permettant d'enregistrer l'activité cérébrale (électroencéphalogramme) des chouettes dans la nature. Les oiseaux sont particulièrement intéressants car ils ont développé, par évolution convergente, des phases de sommeil similaires à celles des mammifères. De manière semblable à ce qui a été montré chez les mammifères, j'ai découvert que le temps passé dans le sommeil paradoxal diminue avec l'âge des poussins. On pense que ceci est dû aux changements développementaux au niveau du cerveau. Cette trajectoire développementale semble refléter une caractéristique fondamentale du sommeil. J'ai également découvert une association entre l'un des gènes impliqué dans le mélanisme, exprimé dans les follicules plumeux (proprotein convertase subtilisin/kexin type 2, PCSK2), et les changements dans la structure du sommeil avec l'âge. Les poussins ayant un niveau d'expression génétique élevé de la PCSK2 présentent une structure du sommeil plus précoce et un taux de coloration dû à la mélanine plus élevé que des poussins avec un niveau d'expression moindre de la PCSK2. L'architecture du sommeil et le développement de la rythmicité dans le cerveau ainsi que l'activité physique sont également liés à la coloration des plumes des poussins et pourraient ainsi refléter des différences de stratégies d'histoire de vie, de comportements anti-prédateur et de vitesses développementales. Ainsi, des individus de coloration différente sembleraient traiter différemment les coûts et les bénéfices du sommeil, ce qui aurait des conséquences sur l'organisation cérébrale et pour finir, sur le succès reproducteur. Ces résultats devraient encourager les biologistes évolutionnistes à considérer le sommeil comme un important trait d'histoire de vie. Zusammenfassung Die Funktion von Schlaf ist noch unbekannt. Um mehr Einsicht in diese unter natürlichen Bedingungen zu bekommen, habe ich die Variation in der Schlafarchitektur und die Verknüpfung mit phänotypischen Merkmalen, die mit der Fitness zusammenhängen, studiert. Ich habe mir melanin-basierte Färbung angesehen, da die zugrunde liegende genetische Basis bekannt ist und somit die Möglichkeit gegeben ist, zu untersuchen, ob einige Gene beides regulieren, Färbung und Schlaf. Das melanocortin System generiert eine Kovariation zwischen melanin-basierter Färbung und anderen phänotypischer Merkmale wie Verhalten, Physiologie und Überlebensstrategien. Ich habe untersucht, ob dieses Gensystem an einer gleichzeitigen Steuerung von Färbung und Schlaf beteiligt ist. Dazu habe ich Schleiereulen (Tyto alba) studiert um einen möglichen Zusammenhang zwischen der Variation in der Pigmentierung und der Entwicklung des Schlafs unter natürlichen Bedingungen zu entdecken. Für diese Studie entwickelte ich eine Methode um die Gehirnaktivität (Elektroenzephalogramm) bei Eulen in der Natur aufzunehmen. Vögel sind besonders interessant, da sie die gleichen Schlafstadien aufweisen wie Säugetiere und diese unabhängig konvergent entwickelt haben. Genauso wie bei Säugetieren nahm die Dauer des sogenannten ,,rapid eye movement" (REM) - Schlafes mit zunehmendem Alter ab. Es wird angenommen, dass dieser Zusammenhang die Entwicklung des Gehirns widerspiegelt. Daher scheint dieses Entwicklungsmuster ein fundamentaler Aspekt von Schlaf zu sein. Zusätzlich entdeckte ich einen Zusammenhang zwischen der Aktivität eines Gens in den Federfollikeln (proprotein convertase subtilisin/kexin type 2, PCSK2), das für die Ausprägung schwarzer Punkte auf den Federn der Eulen verantwortlich ist, und den altersabhängigen Änderungen im Schlafmuster im Gehirn. Küken mit höherer Aktivität von PCSK2 zeigten eine frühreifere Schlafentwicklung und eine dunklere Färbung als Küken mit niedriger PCSK2 Aktivität. Die Architekture des Schlafes und die Entwicklung der Rhythmik im Gehirn und die der physischen Aktivität ist mit der Färbung des Gefieders von den Küken und ihren Eltern verknüpft. Dieses Muster während der Entwicklung kann Unterschiede in Überlebensstrategien, Feindabwehrverhalten und in der Entwicklungsgeschwindigkeit reflektieren. Unterschiedlich gefärbte Individuen könnten unterschiedliche Strategien haben um zwischen den Kosten und Nutzen von Schlaf zu entscheiden, was zu Unterschieden in der Gehirnstruktur führen kann und letztendlich zur Fitness. Diese Ergebnisse sollten Evolutionsbiologen stimulieren Schlaf als einen wichtigen Bestandteil des Lebens zu behandeln.

Effects of antiresorptive agents on bone micro-architecture assessed by Trabecular Bone Score in women age 50 and older. The Manitoba Prospective Study

Antiresorptive agents such as bisphosphonates induce a rapid increase of BMD during the 1st year of treatment and a partial maintenance of bone architecture. Trabecular Bone Score (TBS), a new grey-level texture measurement that can be extracted from the DXA image, correlates with 3D parameters of bone micro-architecture. Aim: To evaluate the longitudinal effect of antiresorptive agents on spine BMD and on site-matched spine microarchitecture as assessed by TBS. Methods: From the BMD database for Province of Manitoba, Canada, we selected women age >50 with paired baseline and follow up spine DXA examinations who had not received any prior HRT or other antiresorptive drug.Women were divided in two subgroups: (1) those not receiving any HRT or antiresorptive drug during follow up (=non-users) and (2) those receiving non-HRT antiresorptive drug during follow up (=users) with high adherence (medication possession ratio >75%) from a provincial pharmacy database system. Lumbar spine TBS was derived by the Bone Disease Unit, University of Lausanne, for each spine DXA examination using anonymized files (blinded from clinical parameters and outcomes). Effects of antiresorptive treatment for users and non-users on TBS and BMD at baseline and during mean 3.7 years follow-up were compared. Results were expressed % change per year. Results: 1150 non-users and 534 users met the inclusion criteria. At baseline, users and non-users had a mean age and BMI of [62.2±7.9 vs 66.1±8.0 years] and [26.3±4.7 vs 24.7±4.0 kg/m²] respectively. Antiresorptive drugs received by users were bisphosphonates (86%), raloxifene (10%) and calcitonin (4%). Significant differences in BMD change and TBS change were seen between users and nonusers during follow-up (p<0.0001). Significant decreases in mean BMD and TBS (−0.36± 0.05% per year; −0.31±0.06% per year) were seen for non-users compared with baseline (p<0.001). A significant increase in mean BMD was seen for users compared with baseline (+1.86±0.0% per year, p<0.0018). TBS of users also increased compared with baseline (+0.20±0.08% per year, p<0.001), but more slowly than BMD. Conclusion: We observed a significant increase in spine BMD and a positive maintenance of bone micro-architecture from TBS with antiresorptive treatment, whereas the treatment naïve group lost both density and micro-architecture. TBS seems to be responsive to treatment and could be suitable for monitoring micro-architecture. This article is part of a Special Issue entitled ECTS 2011. Disclosure of interest: M.-A. Krieg: None declared, A. Goertzen: None declared, W. Leslie: None declared, D. Hans Consulting fees from Medimaps.

quantiNemo: an individual-based program to simulate quantitative traits with explicit genetic architecture in a dynamic metapopulation.

quantiNemo is an individual-based, genetically explicit stochastic simulation program. It was developed to investigate the effects of selection, mutation, recombination and drift on quantitative traits with varying architectures in structured populations connected by migration and located in a heterogeneous habitat. quantiNemo is highly flexible at various levels: population, selection, trait(s) architecture, genetic map for QTL and/or markers, environment, demography, mating system, etc. quantiNemo is coded in C++ using an object-oriented approach and runs on any computer platform. Availability: Executables for several platforms, user's manual, and source code are freely available under the GNU General Public License at http://www2.unil.ch/popgen/softwares/quantinemo.

Bone mineral density (BMD), micro-architecture estimation (TBS) and vertebral fracture assessment (VFA) extracted from a single DXA device in combination with clinical risk factors improve significantly the identification of women at high risk of fracture.

Osteoporosis (OP) is a systemic skeletal disease characterized by a low bone mineral density (BMD) and a micro-architectural (MA) deterioration. Clinical risk factors (CRF) are often used as a MA approximation. MA is yet evaluable in daily practice by the trabecular bone score (TBS) measure. TBS is very simple to obtain, by reanalyzing a lumbar DXA-scan. TBS has proven to have diagnosis and prognosis values, partially independent of CRF and BMD. The aim of the OsteoLaus cohort is to combine in daily practice the CRF and the information given by DXA (BMD, TBS and vertebral fracture assessment (VFA)) to better identify women at high fracture risk. The OsteoLaus cohort (1400 women 50 to 80 years living in Lausanne, Switzerland) started in 2010. This study is derived from the cohort COLAUS who started in Lausanne in 2003. The main goal of COLAUS is to obtain information on the epidemiology and genetic determinants of cardiovascular risk in 6700 men and women. CRF for OP, bone ultrasound of the heel, lumbar spine and hip BMD, VFA by DXA and MA evaluation by TBS are recorded in OsteoLaus. Preliminary results are reported. We included 631 women: mean age 67.4 ± 6.7 years, BMI 26.1 ± 4.6, mean lumbar spine BMD 0.943 ± 0.168 (T-score − 1.4 SD), and TBS 1.271 ± 0.103. As expected, correlation between BMD and site matched TBS is low (r2 = 0.16). Prevalence of VFx grade 2/3, major OP Fx and all OP Fx is 8.4%, 17.0% and 26.0% respectively. Age- and BMI-adjusted ORs (per SD decrease) are 1.8 (1.2-2.5), 1.6 (1.2-2.1), and 1.3 (1.1-1.6) for BMD for the different categories of fractures and 2.0 (1.4-3.0), 1.9 (1.4-2.5), and 1.4 (1.1-1.7) for TBS respectively. Only 32 to 37% of women with OP Fx have a BMD < − 2.5 SD or a TBS < 1.200. If we combine a BMD < − 2.5 SD or a TBS < 1.200, 54 to 60% of women with an osteoporotic Fx are identified. As in the already published studies, these preliminary results confirm the partial independence between BMD and TBS. More importantly, a combination of TBS subsequent to BMD increases significantly the identification of women with prevalent OP Fx which would have been misclassified by BMD alone. For the first time we are able to have complementary information about fracture (VFA), density (BMD), micro- and macro architecture (TBS and HAS) from a simple, low ionizing radiation and cheap device: DXA. Such complementary information is very useful for the patient in the daily practice and moreover will likely have an impact on cost effectiveness analysis.

Final architecture diploma projects in the analysis of the UPC buildings energy performance

A partir de maig de 2003, per iniciativa del Vicerectorat adjunt d’Edificacions de la UPC, el Centre Interdisciplinari de Tecnologia, Innovació i Educació per a la Sostenibilitat (CITIES) treballa en l’elaboració i la implantació del Pla d’Eficiència en el Consum de Recursos (PECR), amb l’objectiu d’establir polítiques i definir línees d’actuació per a l’estalvi i l’eficiència en el consum dels recursos energètics i d’ aigua en els edificis de la UPC.El PECR contempla, en una de les primeres fases, la realització d’avaluacions energètiques en les edificacions de la UPC per valorar l’estat actual dels edificis i poder establir uns indicadors del seu comportament energètic a partir dels quals establir els objectius d’estalvi i d’eficiència. Per fer aquestes avaluacions, es va crear una línea de projectes finals de carrera (PFC) per a estudiants de l’Escola Politècnica Superior de l’Edificació de Barcelona (EPSEB), sota la coordinació de professors tutors de diferents departaments y amb la col•laboració indispensable de totes les unitats de recolzament de la UPC.Aquesta publicació és la ponència presentada al IV Congrès "Sustainable City", a Tallinn, en el que es va presentar aquest projecte com a una eina de treball amb l'objectiu de reduir l'impacte ambiental dels edificis universitaris en les ciutats.

The complex SNP and CNV genetic architecture of the increased risk of congenital heart defects in Down syndrome.

Congenital heart defect (CHD) occurs in 40% of Down syndrome (DS) cases. While carrying three copies of chromosome 21 increases the risk for CHD, trisomy 21 itself is not sufficient to cause CHD. Thus, additional genetic variation and/or environmental factors could contribute to the CHD risk. Here we report genomic variations that in concert with trisomy 21, determine the risk for CHD in DS. This case-control GWAS includes 187 DS with CHD (AVSD = 69, ASD = 53, VSD = 65) as cases, and 151 DS without CHD as controls. Chromosome 21-specific association studies revealed rs2832616 and rs1943950 as CHD risk alleles (adjusted genotypic P-values <0.05). These signals were confirmed in a replication cohort of 92 DS-CHD cases and 80 DS-without CHD (nominal P-value 0.0022). Furthermore, CNV analyses using a customized chromosome 21 aCGH of 135K probes in 55 DS-AVSD and 53 DS-without CHD revealed three CNV regions associated with AVSD risk (FDR ≤ 0.05). Two of these regions that are located within the previously identified CHD region on chromosome 21 were further confirmed in a replication study of 49 DS-AVSD and 45 DS- without CHD (FDR ≤ 0.05). One of these CNVs maps near the RIPK4 gene, and the second includes the ZBTB21 (previously ZNF295) gene, highlighting the potential role of these genes in the pathogenesis of CHD in DS. We propose that the genetic architecture of the CHD risk of DS is complex and includes trisomy 21, and SNP and CNV variations in chromosome 21. In addition, a yet-unidentified genetic variation in the rest of the genome may contribute to this complex genetic architecture.

Domestic architecture and social differences in North-Eastern Iberia during the iron age (c.525-200 BC)

This paper is concerned with the organization of societies in north-eastern Iberia (present-day Catalonia) during the Iron Age, using data provided by domestic architecture and settlement organization. I offer an analysis of the social differences detected in the dwellings based on a sample of houses excavated at different types of settlement. Although many Iberian houses had simple layouts and small surface areas, some larger dwellings at the main sites are distinguished by the shape of their ground plans, their surface areas, architectural features, and central locations; these houses are believed to be the residences of the Iberian elite. Such dwellings are not found at all sites and the data suggest that there was a relationship between the category of the settlement (or its function) and the types of dwelling in it.

Alterations in growth and canopy architecture among dwarf, semidwarf and tall oat lines grown under northern conditions

Selostus: Korkeudeltaan eri tyyppisten kauralinjojen kasvu ja sadontuotto pohjoisissa viljelyoloissa

Service Architecture in Mobile IP Telephony Network

Uudet palvelut ovat tarkeinta, mita asiakkaat odottavat uudelta teknologialta.Se on paaasiallinen syy siihen, etta asiakkaat ovat valmiita maksamaan uudesta teknologiasta ja kayttamaan sita. Sen vuoksi uuden verkon tuoma uusi palveluarkkitehtuuri on tarkea koko projektin onnistumiselle. Tama dokumentti keskittyy kolmannen sukupolven matkapuhelinverkkojen palveluarkkitehtuuriin, jonka viitemallista annetaan kuvaus. Verkon palvelut esitellaan ja kuvaillaan. Toteutukseen liittyvia asioita selostetaan. USA:n markkinoilla tarvittava WIN konsepti kuvataan ja sen toteutuksesta annetaan myos kuvaus. Lopussa kuvataan Pre-Paid tilaajien laskutustietojen kasittelya WIN konseptissa elvytystilanteessa.

Physical layer development in third generation protocol software architecture

Diplomityön tavoitteena oli kehittää kolmannen sukupolven fyysistä protokollakerrosta matkapuhelimen ohjelmistoarkkitehtuurille. Kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmät ovat aikaisempia järjestelmiä monimutkaisempia. Ohjelmiston koon ja monimutkaisuuden sekä aikataulujen kiireellisyyden vuoksi on tullut tarve ottaa käyttöön formaaleja menetelmiä ohjelmiston kehitystyöhön. Formaalit kuvauskielet mahdollistavat tarkan, yksiselitteisen ja simuloitavissa olevan järjestelmäkuvauksen muodostamisen. Fyysinen protokollakerros tarjoaa tiedon siirtoa ylemmille protokollakerroksille. Tämän tiedonsiirron hallinta vaatii protokollakerrosten välistä viestinvälitystä. Formaaleja kuvauskieliä käyttämällä voidaan viestinvälityksen toteutusta automatisoida ja siinä tarvittavaa logiikkaa havainnollistaa. Työssä suunniteltiin, toteutettiin ja testattiin ylempien protokollakerrosten kanssa kommunikoivaa osaa fyysisestä protokollakerroksesta. Tuloksena saatiin solunvalintatoiminnallisuuden vaatiman kommunikoinnin ja tilakoneen toteutus ohjelmistoarkkitehtuurissa. Ohjelmistonkehityksen alkuvaiheiden havaittiin olevan fyysisen kerroksen suorituskyvyn kannalta merkittävässä asemassa, koska tällöin viestinvälityksen optimointi on helpointa. Formaalit kuvauskielet eivät ole sellaisenaan täysin soveltuvia tarkoin määritellyn ohjelmistoarkkitehtuurin osien kehitykseen.

Making Space for Festival 1400-1700. Interactions of Architecture and Performance in Late Medieval and Early Modern Festivals

Las relaciones entre actos festivos y espacios arquitectónicos, y las modalidades con que las ceremonias cortesanas llegaban a modificar los centros urbanos y las residen- cias palaciegas, han sido los temas principales del congreso internacional Making Space for Festival, 14001700. Interactions of Architecture and Performance in Late Medieval and Early Modern Festivals, que tuvo lugar del 21 al 24 de marzo de 2013 en el Palacio Pesaro-Papafava de Venecia, residencia de la Universidad de Warwick en la Laguna. La Society for European Festivals Research (SEFR), entidad vinculada a esta universidad, ha promovido el encuentro junto con la Red PALATIUM financia- da por el Research Networking Programme de la European Science Fundation (ESF) (2010-2015), dedicada al estudio de las residencias palaciegas de la Edad Moderna como espacios de intercambios políticos y culturales. El tema de las jornadas nacía de la unión de los intereses científicos de los grupos organizadores, dejando lugar a temáticas diferentes como: la articulación de un mensaje festivo a lo largo del recorri- do de procesiones y entradas públicas, la financiación y los aspectos más prácticos de la puesta en escena de un evento festivo, la tipificación de ceremonias y decoraciones en determinados contextos, el intercambio cultural a través de la fiesta, o la recepción de las modificaciones de los espacios por parte de los espectadores

Multimedia Messaging Service Center in a Component Based Architecture

Multimedia-sanomanvälityspalvelu (MMS) on matkapuhelinten väliseen viestintään kehitetty palvelu, joka mahdollistaa yhteyden Internet maailmaan. Multimedia-sanomanvälityspalvelua voidaan käyttää luomaan yhteys matkapuhelimen käyttäjän ja ulkoisen sovelluspalvelimen välille. MMS voidaan nähdä sovelluksena, joka yhdistää multimediaviestin luonnin, käsittelyn sekä toimituksen monelle eri sisältö tyypille. Multimedia-viestikeskus (MMSC) on uusi verkkoelementti, joka on vastuussa multimediaviestien varastoinnista ja toimituksesta. Multimedia-viestikeskuksella on kolme loogista elementtiä, jotka ovat välityspalvelin, sovellusrajapinnat ja matkapuhelinverkkorajapinta. Operaattorit sekä kolmannen osapuolen sovelluskehittäjät voivat kehittää lisäarvopalveluita multimedia-sanomanvälityspalvelulle hyödyntämällä sovellusrajapintoja. Sovellusrajapinnat perustuvat olemassa oleviin Internet protokolliin. Tämä diplomityö tutkii Multimedia-sanomanvälityspalvelun verkkoelementtien rajapintoja. Tulevaisuudessa on tarkoitus lisätä Multimedia-sanomanvälityspalvelun verkkoelementtejä sähköisen kaupankäynnin kehysarkkitehtuuriin, joka perustuu komponentteihin.

Adding Value to Message Mediation in Multioperator MMS Network Architecture

Mobiiliviestintään käytetystä lyhytsanomapalvelusta (Short Messaging Service, SMS) on tullut ilmiömäinen menestys. SMS-palvelulle on tulossa seuraaja, jota kutsutaan monimediaviestipalveluksi (Multimedia Messaging Service, MMS). MMS-viestit voivat sisältää useita erilaisia kuva-, ääni- ja videoformaatteja. Vaikka yhteensopimattomia SMS-keskuksia yhdistämään tarvitaan Intellitel Messaging Gatewayn kaltaisia sanomanvälitystuotteita, ei tällainen SMS-keskeinen lähestyminen sanomanvälitykseen ole MMS-kykyisen sanomanvälittimen kannalta järkevä ratkaisu. MMS-kykyisen sanomanvälittimen täytyy lisätä arvoa itse sanomanvälitysprosessiin, jotta tuotteesta tulisi menestyksekäs. Tässä työssä käsitellään MMS-sanomanvälityksen ongelmallisuuksia. Erityisesti painotetaan MMS-kykyisen sanomanvälittimen kehittämistä olemassaolevasta SMS-sanomanvälitintuotteesta, sekä selvitetään syitä arvonlisäyksen välttämättömyydelle. Työssä esitetään myös erilaisia arvonlisäystapoja MMS-sanomanvälitykseen. Eräitä esitetyistä arvonlisäystavoista käytetään käytännön osassa toteutetussa Nokian MMS-keskuksen MM7/VAS-rajapintaan kytkeytymään kykenevässä sanomanvälityskomponentissa.