On the use of reporter bacteria for measuring availability of organic contaminants

Natural environments are constantly challenged by the release of hydrophobic organic contaminants, which represent a threat for both the ecosystem and human health. Despite a substantial degradation by naturally occurring micro-organisms, a non negligible fraction of these pollutants tend to persist in soil and sediments due to their reduced accessibility to microbial degraders. This lack of 'bioavailability' is acknowledged as a key parameter for the natural and stimulated clean-up (bioremediation) of contaminated sites. We developed a bacterial bioreporter that responds to the presence of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) by the production of the green fluorescent protein (GFP), based on the PAH-degrading bacterium Burkholderia sartisoli. We showed in this study that the bacterial biosensor B. sartisoli strain RP037 was faithfully reporting the degradation of naphthalene and phenanthrene (two PAHs of low molecular weight) via the production of GFP. What is more, the magnitude of GFP induction was influenced by change in the PAH flux triggered by a variety of physico-chemical parameters, such as the contact surface between the pollutant and the aqueous suspension. Further experiments permitted to test the influence of dissolved organic matter, which is an important component of natural habitats and can interact with organic pollutants. In addition, we tested the influence of two types of biosurfactants (tensio-active agents produced by living organisms) on phenanthrene's degradation by RP037. Interestingly, the surfactant's effects on the biodegradation rate appeared to depend on the type of biosurfactant and probably on the type of bacterial strain. Finally, we tagged B. sartisoli strain RP037 with a constitutively expressed mCherry fluorescent protein. The presence of mCherry allowed us to visualize the bacteria in complex samples even when GFP production was not induced. The new strain RP037-mChe embedded in a gel patch was used to detect PAH fluxes from a point source, such as a non-aqueous liquid or particles of contaminated soil. In parallel, we also developed and tested a so-called multiwell bacterial biosensor platform, which permitted the simultaneous use of four different reporter strains for the detection of major crude oil components (e.g., saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatics) in aqueous samples. We specifically constructed the strain B. sartisoli RP007 (pPROBE-phn-luxAB) for the detection of naphthalene and phenanthrene. It was equipped with a reporter plasmid similar to the one in strain RP037, except that the gfp gene was replaced by the genes luxAB, which encoded the bacterial luciferase. The strain was implemented in the biosensor platform and detected an equivalent naphthalene concentration in oil spilled-sea water. We also cloned the gene for the transcriptional activator AlkS and the operator/promoter region of the operon alkSB1GHJ from the alkane-degrader bacterium Alcanivorax borkumensis strain SK2 in order to construct a new bacterial biosensor with higher sensitivity towards long-chain alkanes. However, the resulting strain showed no increased light emission in presence of tetradecane (C14), while it still efficiently reported low concentrations of octane (C8). RÉSUMÉ : Les écosystèmes naturels sont constamment exposés à nombre de contaminants organiques hydrophobes (COHs) d'origine industrielle, agricole ou même naturelle. Les COHs menacent à la fois l'environnement, le bien-être des espèces animales et végétales et la santé humaine, mais ils peuvent être dégradés par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons, qui peuvent être capables des les transformer en produits inoffensifs comme le gaz carbonique et l'eau. La biodégradation des COHs est cependant fréquemment limitée par leur pauvre disponibilité envers les organismes qui les dégradent. Ainsi, bien que la biodégradation opère partiellement, les COHs persistent dans l'environnement à de faibles concentrations qui potentiellement peuvent encore causer des effets toxiques chroniques. Puisque la plupart des COHs peuvent être métabolisés par l'activité microbienne, leur persistance a généralement pour origine des contraintes physico-chimiques plutôt que biologiques. Par exemple, leur solubilité dans l'eau très limitée réduit leur prise par des consommateurs potentiels. De plus, l'adsorption à la matière organique et la séquestration dans les micropores du sol participent à réduire leur disponibilité envers les microbes. Les processus de biodisponibilité, c'est-à-dire les processus qui gouvernent la dissolution et la prise de polluants par les organismes vivants, sont généralement perçus comme des paramètres clés pour la dépollution (bioremédiation) naturelle et stimulée des sites contaminés. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAPs) sont un modèle de COH produits par les activités aussi bien humaines que naturelles, et listés comme des contaminants chroniques de l'air, des sols et des sédiments. Ils peuvent être dégradés par un vaste nombre d'espèces bactériennes mais leur taux de biodégradation est souvent limité par les contraintes mentionnées ci-dessus. Afin de comprendre les processus de biodisponibilité pour les cellules bactériennes, nous avons décidé d'utiliser les bactéries elles-mêmes pour détecter et rapporter les flux de COH. Ceci a été réalisé par l'application d'une stratégie de conception visant à produire des bactéries `biocapteurs-rapporteurs', qui littéralement s'allument lorsqu'elles détectent un composé cible pour lequel elles ont été conçues. En premier lieu, nous nous sommes concentrés sur Burkholderia sartisoli (souche RP007), une bactérie isolée du sol et consommatrice de HAP .Cette souche a servi de base à la construction d'un circuit génétique permettant la formation de la protéine autofluorescente GFP dès que les cellules détectent le naphtalène ou le phénanthrène, deux HAP de faible masse moléculaire. En effet, nous avons pu montrer que la bactérie obtenue, la souche RP037 de B. sartisoli, produit une fluorescence GFP grandissante lors d'une exposition en culture liquide à du phénanthrène sous forme cristalline (0.5 mg par ml de milieu de culture). Nous avons découvert que pour une induction optimale il était nécessaire de fournir aux cellules une source additionnelle de carbone sous la forme d'acétate, ou sinon seul un nombre limité de cellules deviennent induites. Malgré cela, le phénanthrène a induit une réponse très hétérogène au sein de la population de cellules, avec quelques cellules pauvrement induites tandis que d'autres l'étaient très fortement. La raison de cette hétérogénéité extrême, même dans des cultures liquides mélangées, reste pour le moment incertaine. Plus important, nous avons pu montrer que l'amplitude de l'induction de GFP dépendait de paramètres physiques affectant le flux de phénanthrène aux cellules, tels que : la surface de contact entre le phénanthrène solide et la phase aqueuse ; l'ajout de surfactant ; le scellement de phénanthrène à l'intérieur de billes de polymères (Model Polymer Release System) ; la dissolution du phénanthrène dans un fluide gras immiscible à l'eau. Nous en avons conclu que la souche RP037 détecte convenablement des flux de phénantrène et nous avons proposé une relation entre le transfert de masse de phénanthrène et la production de GFP. Nous avons par la suite utilisé la souche afin d'examiner l'effet de plusieurs paramètres chimiques connus dans la littérature pour influencer la biodisponibilité des HAP. Premièrement, les acides humiques. Quelques rapports font état que la disponibilité des HAP pourrait être augmentée par la présence de matière organique dissoute. Nous avons mesuré l'induction de GFP comme fonction de l'exposition des cellules RP037 au phénanthrène ou au naphtalène en présence ou absence d'acides humiques dans la culture. Nous avons testé des concentrations d'acides humiques de 0.1 et 10 mg/L, tandis que le phénanthrène était ajouté via l'heptamethylnonane (HMN), un liquide non aqueux, ce qui au préalable avait produit le plus haut flux constant de phénanthrène aux cellules. De plus, nous avons utilisé des tests en phase gazeuse avec des concentrations d'acides humiques de 0.1, 10 et 1000 mg/L mais avec du naphtalène. Contrairement à ce que décrit la littérature, nos résultats ont indiqué que dans ces conditions l'expression de GFP en fonction de l'exposition au phénanthrène dans des cultures en croissance de la souche RP037 n'était pas modifiée par la présence d'acides humiques. D'un autre côté, le test en phase gazeuse avec du naphtalène a montré que 1000 mg/L d'acides humiques abaissent légèrement mais significativement la production de GFP dans les cellules de RP037. Nous avons conclu qu'il n'y a pas d'effet général des acides humiques sur la disponibilité des HAP pour les bactéries. Par la suite, nous nous sommes demandé si des biosurfactants modifieraient la disponibilité du phénanthrène pour les bactéries. Les surfactants sont souvent décrits dans la littérature comme des moyens d'accroître la biodisponibilité des COHs. Les surfactants sont des agents tensio-actifs qui augmentent la solubilité apparente de COH en les dissolvant à l'intérieur de micelles. Nous avons ainsi testé si des biosurfactants (des surfactants produits par des organismes vivants) peuvent être utilisé pour augmenter la biodisponibilité du phénanthrène pour la souche B. sartisoli RP037. Premièrement, nous avons tenté d'obtenir des biosurfactants produits par une autre bactérie vivant en co-culture avec les biocapteurs bactériens. Deuxièmement, nous avons utilisé des biosurfactants purifiés. La co-cultivation en présence de la bactérie productrice de lipopeptide Pseudomonas putida souche PCL1445 a augmenté l'expression de GFP induite par le phénanthrène chez B. sartisoli en comparaison des cultures simples, mais cet effet n'était pas significativement différent lorsque la souche RP037 était co-cultivée avec un mutant de P. putida ne produisant pas de lipopeptides. L'ajout de lipopeptides partiellement purifiés dans la culture de RP037 a résulté en une réduction de la tension de surface, mais n'a pas provoqué de changement dans l'expression de GFP. D'un autre côté, l'ajout d'une solution commerciale de rhamnolipides (un autre type de biosurfactants produits par Pseudomonas spp.) a facilité la dégradation du phénanthrène par la souche RP037 et induit une expression de GFP élevée dans une plus grande proportion de cellules. Nous avons ainsi conclu que les effets des biosurfactants sont mesurables à l'aide de la souche biocapteur, mais que ceux-ci sont dépendants du type de surfactant utilisé conjointement avec le phénanthrène. La question suivante que nous avons abordée était si les tests utilisant des biocapteurs peuvent être améliorés de manière à ce que les flux de HAP provenant de matériel contaminé soient détectés. Les tests en milieu liquide avec des échantillons de sol ne fournissant pas de mesures, et sachant que les concentrations de HAP dans l'eau sont en général extrêmement basses, nous avons conçu des tests de diffusion dans lesquels nous pouvons étudier l'induction par les HAPs en fonction de la distance aux cellules. Le biocapteur bactérien B. sartisoli souche RP037 a été marqué avec une seconde protéine fluorescente (mCherry), qui est constitutivement exprimée dans les cellules et leur confère une fluorescence rouge/rose. La souche résultante RP037-mChe témoigne d'une fluorescence rouge constitutive mais n'induit la fluorescence verte qu'en présence de naphtalène ou de phénanthrène. La présence d'un marqueur fluorescent constitutif nous permet de visualiser les biocapteurs bactériens plus facilement parmi des particules de sol. Un test de diffusion a été conçu en préparant un gel fait d'une suspension de cellules mélangées à 0.5 % d'agarose. Des bandes de gel de dimensions 0.5 x 2 cm x 1 mm ont été montées dans des chambres d'incubation et exposées à des sources de HAP (soit dissouts dans du HMN ou en tant que matériel solide, puis appliqués à une extrémité de la bande). En utilisant ce montage expérimental, le naphtalène ou le phénanthrène (dissouts dans du HMN à une concentration de 2.5 µg/µl) ont induit un gradient d'intensité de fluorescence GFP après 24 heures d'incubation, tandis que la fluorescence mCherry demeurait comparable. Un sol contaminé par des HAPs (provenant d'un ancien site de production de gaz) a induit la production de GFP à un niveau comparable à celui du naphtalène. Des biocapteurs bactériens individuels ont également détecté un flux de phénanthrène dans un gel contenant des particules de sol amendées avec 1 et 10 mg/g de phénanthrène. Ceci a montré que le test de diffusion peut être utilisé pour mesurer des flux de HAP provenant de matériel contaminé. D'un autre côté, la sensibilité est encore très basse pour plusieurs sols contaminés, et l'autofluorescence de certains échantillons rend difficile l'identification de la réponse de la GFP chez les cellules. Pour terminer, un des points majeurs de ce travail a été la production et la validation d'une plateforme multi-puits de biocapteurs bactériens, qui a permis l'emploi simultané de plusieurs souches différentes de biocapteurs pour la détection des constituants principaux du pétrole. Pour cela nous avons choisi les alcanes linéaires, les composés mono-aromatiques, les biphényls et les composés poly-aromatiques. De plus, nous avons utilisé un capteur pour la génotoxicité afin de détecter la `toxicité globale' dans des échantillons aqueux. Plusieurs efforts d'ingénierie ont été investis de manière à compléter ce set. En premier lieu, chaque souche a été équipée avec soit gfp, soit luxAB en tant que signal rapporteur. Deuxièmement, puisqu'aucune souche de biocapteur n'était disponible pour les HAP ou pour les alcanes à longues chaînes, nous avons spécifiquement construit deux nouveaux biocapteurs. L'un d'eux est également basé sur B. sartisoli RP007, que nous avons équipé avec le plasmide pPROBE-phn-luxAB pour la détection du naphtalène et du phénanthrène mais avec production de luciférase bactérienne. Un autre est un nouveau biocapteur bactérien pour les alcanes. Bien que nous possédions une souche Escherichia coli DHS α (pGEc74, pJAMA7) détectant les alcanes courts de manière satisfaisante, la présence des alcanes à longues chaînes n'était pas rapportée efficacement. Nous avons cloné le gène de l'activateur transcriptionnel A1kS ainsi que la région opérateur/promoteur de l'opéron alkSB1GHJ chez la bactérie dégradant les alcanes Alcanivorax borkumensis souche SK2, afin de construire un nouveau biocapteur bactérien bénéficiant d'une sensibilité accrue envers les alcanes à longues chaînes. Cependant, la souche résultante E. coli DHSα (pAlk3} n'a pas montré d'émission de lumière augmentée en présence de tétradécane (C14), tandis qu'elle rapportait toujours efficacement de basses concentrations d'octane (C8). De manière surprenante, l'utilisation de A. borkumensis en tant que souche hôte pour le nouveau plasmide rapporteur basé sur la GFP a totalement supprimé la sensibilité pour l'octane, tandis que la détection de tétradécane n'était pas accrue. Cet aspect devra être résolu dans de futurs travaux. Pour calibrer la plateforme de biocapteurs, nous avons simulé une fuite de pétrole en mer dans une bouteille en verre ouverte de 5L contenant 2L d'eau de mer contaminée avec 20 ml (1%) de pétrole brut. La phase aqueuse a été échantillonée à intervalles réguliers après la fuite durant une période allant jusqu'à une semaine tandis que les principaux contaminants pétroliers étaient mesurés via les biocapteurs. L'émission de bioluminescence a été mesurée de manière à déterminer la réponse des biocapteurs et une calibration intégrée faite avec des inducteurs types a servi à calculer des concentrations d'équivalents inducteurs dans l'échantillon. E. coli a été utilisée en tant que souche hôte pour la plupart des spécificités des biocapteurs, à l'exception de la détection du naphtalène et du phénanthrène pour lesquels nous avons utilisé B. sartisoli. Cette souche, cependant, peut être employée plus ou moins selon la même procédure. Il est intéressant de noter que le pétrole répandu a produit une apparition séquentielle de composés dissouts dans la phase aqueuse, ceux-ci .étant détectables par les biocapteurs. Ce profil contenait d'abord les alcanes à courtes chaînes et les BTEX (c'est-à dire benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes), apparaissant entre des minutes et des heures après que le pétrole a été versé. Leurs concentrations aqueuses ont par la suite fortement décru dans l'eau échantillonnée après 24 heures, à cause de la volatilisation ou de la biodégradation. Après quelques jours d'incubation, ces composés sont devenus indétectables. Les HAPs, en revanche, sont apparus plus tard que les alcanes et les BTEX, et leur concentration a augmenté de pair avec un temps d'incubation prolongé. Aucun signal significatif n'a été mis en évidence avec le biocapteur pour le biphényl ou pour la génotoxicité. Ceci démontre l'utilité de ces biocapteurs, spécifiquement pour la détection des composés pétroliers, comprenant les alcanes à courtes chaînes, les BTEX et les HAPs légers.

Infrastructures and productivity: an updated survey

The relationship between infrastructures and productivity has been the subject of an ongoing debate during the last two decades. The available empirical evidence is inconclusive and its interpretation is complicated by econometric problems that have not been fully solved. This paper surveys the relevant literature, focusing on studies that estimate aggregate production functions or growth regressions, and extracts some tentative conclusions. On the whole, my reading of the evidence is that there are sufficient indications that public infrastructure investment contributes significantly to productivity growth, at least for countries where a saturation point has not been reached. The returns to such investment are probably quite high in early stages, when infrastructures are scarce and basic networks have not been completed, but fall sharply thereafter. Hence, appropriate infrastructure provision is probably a key input for development policy, even if it does not hold the key to rapid productivity growth in advanced countries where transportation and communications needs are already adequately served.

Three Essays on the Formation and Impact of Economic Policy

Introduction In my thesis I argue that economic policy is all about economics and politics. Consequently, analysing and understanding economic policy ideally has at least two parts. The economics part, which is centered around the expected impact of a specific policy on the real economy both in terms of efficiency and equity. The insights of this part point into which direction the fine-tuning of economic policies should go. However, fine-tuning of economic policies will be most likely subject to political constraints. That is why, in the politics part, a much better understanding can be gained by taking into account how the incentives of politicians and special interest groups as well as the role played by different institutional features affect the formation of economic policies. The first part and chapter of my thesis concentrates on the efficiency-related impact of economic policies: how does corporate income taxation in general, and corporate income tax progressivity in specific, affect the creation of new firms? Reduced progressivity and flat-rate taxes are in vogue. By 2009, 22 countries are operating flat-rate income tax systems, as do 7 US states and 14 Swiss cantons (for corporate income only). Tax reform proposals in the spirit of the "flat tax" model typically aim to reduce three parameters: the average tax burden, the progressivity of the tax schedule, and the complexity of the tax code. In joint work, Marius Brülhart and I explore the implications of changes in these three parameters on entrepreneurial activity, measured by counts of firm births in a panel of Swiss municipalities. Our results show that lower average tax rates and reduced complexity of the tax code promote firm births. Controlling for these effects, reduced progressivity inhibits firm births. Our reading of these results is that tax progressivity has an insurance effect that facilitates entrepreneurial risk taking. The positive effects of lower tax levels and reduced complexity are estimated to be significantly stronger than the negative effect of reduced progressivity. To the extent that firm births reflect desirable entrepreneurial dynamism, it is not the flattening of tax schedules that is key to successful tax reforms, but the lowering of average tax burdens and the simplification of tax codes. Flatness per se is of secondary importance and even appears to be detrimental to firm births. The second part of my thesis, which corresponds to the second and third chapter, concentrates on how economic policies are formed. By the nature of the analysis, these two chapters draw on a broader literature than the first chapter. Both economists and political scientists have done extensive research on how economic policies are formed. Thereby, researchers in both disciplines have recognised the importance of special interest groups trying to influence policy-making through various channels. In general, economists base their analysis on a formal and microeconomically founded approach, while abstracting from institutional details. In contrast, political scientists' frameworks are generally richer in terms of institutional features but lack the theoretical rigour of economists' approaches. I start from the economist's point of view. However, I try to borrow as much as possible from the findings of political science to gain a better understanding of how economic policies are formed in reality. In the second chapter, I take a theoretical approach and focus on the institutional policy framework to explore how interactions between different political institutions affect the outcome of trade policy in presence of special interest groups' lobbying. Standard political economy theory treats the government as a single institutional actor which sets tariffs by trading off social welfare against contributions from special interest groups seeking industry-specific protection from imports. However, these models lack important (institutional) features of reality. That is why, in my model, I split up the government into a legislative and executive branch which can both be lobbied by special interest groups. Furthermore, the legislative has the option to delegate its trade policy authority to the executive. I allow the executive to compensate the legislative in exchange for delegation. Despite ample anecdotal evidence, bargaining over delegation of trade policy authority has not yet been formally modelled in the literature. I show that delegation has an impact on policy formation in that it leads to lower equilibrium tariffs compared to a standard model without delegation. I also show that delegation will only take place if the lobby is not strong enough to prevent it. Furthermore, the option to delegate increases the bargaining power of the legislative at the expense of the lobbies. Therefore, the findings of this model can shed a light on why the U.S. Congress often practices delegation to the executive. In the final chapter of my thesis, my coauthor, Antonio Fidalgo, and I take a narrower approach and focus on the individual politician level of policy-making to explore how connections to private firms and networks within parliament affect individual politicians' decision-making. Theories in the spirit of the model of the second chapter show how campaign contributions from lobbies to politicians can influence economic policies. There exists an abundant empirical literature that analyses ties between firms and politicians based on campaign contributions. However, the evidence on the impact of campaign contributions is mixed, at best. In our paper, we analyse an alternative channel of influence in the shape of personal connections between politicians and firms through board membership. We identify a direct effect of board membership on individual politicians' voting behaviour and an indirect leverage effect when politicians with board connections influence non-connected peers. We assess the importance of these two effects using a vote in the Swiss parliament on a government bailout of the national airline, Swissair, in 2001, which serves as a natural experiment. We find that both the direct effect of connections to firms and the indirect leverage effect had a strong and positive impact on the probability that a politician supported the government bailout.

Monophyletic origin of multiple clonal lineages in an asexual fish (Poecilia formosa).

Despite the advantage of avoiding the costs of sexual reproduction, asexual vertebrates are very rare and often considered evolutionarily disadvantaged when compared to sexual species. Asexual species, however, may have advantages when colonizing (new) habitats or competing with sexual counterparts. They are also evolutionary older than expected, leaving the question whether asexual vertebrates are not only rare because of their 'inferior' mode of reproduction but also because of other reasons. A paradigmatic model system is the unisexual Amazon molly, Poecilia formosa, that arose by hybridization of the Atlantic molly, Poecilia mexicana, as the maternal ancestor, and the sailfin molly, Poecilia latipinna, as the paternal ancestor. Our extensive crossing experiments failed to resynthesize asexually reproducing (gynogenetic) hybrids confirming results of previous studies. However, by producing diploid eggs, female F(1) -hybrids showed apparent preadaptation to gynogenesis. In a range-wide analysis of mitochondrial sequences, we examined the origin of P. formosa. Our analyses point to very few or even a single origin(s) of its lineage, which is estimated to be approximately 120,000 years old. A monophyletic origin was supported from nuclear microsatellite data. Furthermore, a considerable degree of genetic variation, apparent by high levels of clonal microsatellite diversity, was found. Our molecular phylogenetic evidence and the failure to resynthesize the gynogenetic P. formosa together with the old age of the species indicate that some unisexual vertebrates might be rare not because they suffer the long-term consequences of clonal reproduction but because they are only very rarely formed as a result of complex genetic preconditions necessary to produce viable and fertile clonal genomes and phenotypes ('rare formation hypothesis').

Female genital mutilation and its prevention: a challenge for paediatricians.

Female genital mutilation (FGM) is defined as an injury of the external female genitalia for cultural or non-therapeutic reasons. FGM is mainly performed in sub-Saharan and Eastern Africa. The western health care systems are confronted with migrants from this cultural background. The aim is to offer information on how to approach this subject. The degree of FGM can vary from excision of the prepuce and clitoris to infibulation. Infections, urinary retention, pain, lesions of neighbouring organs, bleeding, psychological trauma and even death are possible acute complications. The different long-term complications include the risk of reduced fertility and difficulties during labour, which are key arguments against FGM in the migrant community. Paediatricians often have questions on how to approach the subject. With an open, neutral approach and basic knowledge, discussions with parents are constructive. Talking about the newborn, delivery or traditions may be a good starting point. Once they feel accepted, they speak surprisingly openly. FGM is performed out of love for their daughters. We have to be aware of their arguments and fears, but we should also stress the parents' responsibility in taking a health risk for their daughters. It is important to know the family's opinion on FGM. Some may need support, especially against community pressure. As FGM is often performed on newborns or at 4-9 years of age, paediatricians should have an active role in the prevention of FGM, especially as they have repeated close contact with those concerned and medical consequences are the main arguments against FGM.

Ecologia de les Invasions Ecològiques

La paradoxa de les invasions planteja com és possible que algunes espècies siguin capaces d'envair regions a les que no han evolucionat i, fins i tot, arribar a ser més abundants que espècies autòctones que han tingut més oportunitat d’adaptars’hi. Comprendre l’ecologia de les invasions és especialment interessant perquè algunes d’aquestes espècies causen greus impactes ecològics i econòmics arreu del món. Per intentar resoldre la paradoxa en aquest treball s’ha seguit dues aproximacions. Per una banda, mitjançant anàlisis comparatius s’ha volgut identificar aquelles característiques que afecten el resultat de les introduccions d’ocells, i utilitzar-les com a predictors en protocols d’avaluació de riscos per prevenir futures invasions. Seguint en aquest nivell d’aproximació també s’ha volgut validar si, tal com prediu la teoria ecològica, les estratègies vitals de les espècies afecten l'èxit en l'establiment de poblacions d'ocells exòtics. D'altra banda, a través d'aproximacions descriptives i experimentals, s’ha volgut investigar els mecanismes d’invasió en un cas d’estudi concret, el del Rossinyol del Japó (Leiothrix lutea) als boscos de Collserola (Barcelona). Els anàlisis comparatius han mostrat que és possible de predir la probabilitat d’establiment de les espècies introduïdes a partir d’unes poques característiques amb notable precisió. Altrament, l’anàlisi sobre l’efecte de les estratègies vitals sobre el resultat de les invasions sembla indicar que hi ha un biaix en el registre històric d’introduccions que impedeix descobrir la naturalesa d’aquesta relació i suggereixen buscar una aproximació alternativa per al problema. Respecte el cas del Rossinyol del Japó, els resultats preliminars suggereixen que les raons del seu èxit als boscos de Collserola podrien ser que ha trobat un nínxol ecològic que està poc aprofitat per les espècies natives. Aquest treball vol mostrar com a través de la integració de diferents aproximacions podem ser capaços d’aportar una visió més completa per comprendre la paradoxa de les invasions.

Límites teóricos de sujeto epistolar y sujeto poético románticos, en la literatura escrita por mujeres

El proyecto, desarrollado bajo los auspicios del grupo Cos i Textualitat, aborda las relaciones entre las categorías de sujeto poético y sujeto epistolar, en la literatura romántica escrita por mujeres, que abarca corpus textuales del siglo XIX y principios del siglo XX. Haciendo uso de las herramientas del comparatismo, de la teoría de la literatura y de los estudios de género y sexualidad, el proyecto en una primera instancia se detuvo a estudiar la obra de aquellas escritoras (en el ámbito de la literatura norteamericana, española e hispanomericana) que desarrollaron e impulsaron el subgénero de la cartapoema, y cómo dicho subgénero les permitía velar su espacio íntimo, enmascarar su identidad literaria y social, al tiempo que obtenían legitimación social en esta estrategia de escritura. De este modo, el proyecto insiste en las estrategias de lectura de este tipo de textos, marginados por la crítica literaria, y de un tratamiento clasificatorio ciertamente ambiguo, y al mismo tiempo contaminado por la lectura autobiográfica de los textos. Cabe destacar que el punto de partida de este proceso de investigación fue la obra de la escritora norteamericana Emily Dickinson (1830-1886), pero se extendió con posterioridad desde autoras del romanticismo hispanoamericano, incluso hasta llegar a autoras españolas que escapan al movimiento romántico, bien entrado ya el siglo XX.

Going beyond energy intensity to understand the energy metabolism of nations: the case of Argentina

The link between energy consumption and economic growth has been widely studied in the economic literature. Understanding this relationship is important from both an environmental and a socio-economic point of view, as energy consumption is crucial to economic activity and human environmental impact. This relevance is even higher for developing countries, since energy consumption per unit of output varies through the phases of development, increasing from an agricultural stage to an industrial one and then decreasing for certain service based economies. In the Argentinean case, the relevance of energy consumption to economic development seems to be particularly important. While energy intensity seems to exhibit a U-Shaped curve from 1990 to 2003 decreasing slightly after that year, total energy consumption increases along the period of analysis. Why does this happen? How can we relate this result with the sustainability debate? All these questions are very important due to Argentinean hydrocarbons dependence and due to the recent reduction in oil and natural gas reserves, which can lead to a lack of security of supply. In this paper we study Argentinean energy consumption pattern for the period 1990-2007, to discuss current and future energy and economic sustainability. To this purpose, we developed a conventional analysis, studying energy intensity, and a non conventional analysis, using the Multi-Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) accounting methodology. Both methodologies show that the development process followed by Argentina has not been good enough to assure sustainability in the long term. Instead of improving energy use, energy intensity has increased. The current composition of its energy mix, and the recent economic crisis in Argentina, as well as its development path, are some of the possible explanations.

Density-dependent pollen limitation and reproductive assurance in a wind-pollinated herb with contrasting sexual systems

1. Wind pollination is thought to have evolved in response to selection for mechanisms to promote pollination success, when animal pollinators become scarce or unreliable. We might thus expect wind-pollinated plants to be less prone to pollen limitation than their insect-pollinated counterparts. Yet, if pollen loads on stigmas of wind-pollinated species decline with distance from pollen donors, seed set might nevertheless be pollen-limited in populations of plants that cannot self-fertilize their progeny, but not in self-compatible hermaphroditic populations.2. Here, we test this hypothesis by comparing pollen limitation between dioecious and hermaphroditic (monoecious) populations of the wind-pollinated herb Mercurialis annua.3. In natural populations, seed set was pollen-limited in low-density patches of dioecious, but not hermaphroditic, M. annua, a finding consistent with patterns of distance-dependent seed set by females in an experimental array. Nevertheless, seed set was incomplete in both dioecious and hermaphroditic populations, even at high local densities. Further, both factors limited the seed set of females and hermaphrodites, after we manipulated pollen and resource availability in a common garden experiment.4. Synthesis. Our results are consistent with the idea that pollen limitation plays a role in the evolution of combined vs. separate sexes in M. annua. Taken together, they point to the potential importance of pollen transfer between flowers on the same plant (geitonogamy) by wind as a mechanism of reproductive assurance and to the dual roles played by pollen and resource availability in limiting seed set. Thus, seed set can be pollen-limited in sparse populations of a wind-pollinated species, where mates are rare or absent, having potentially important demographic and evolutionary implications.

Reduced ejection fraction after myocardial infarction: is it sufficient to justify implantation of a defibrillator?

BACKGROUND: Improved survival after prophylactic implantation of a defibrillator in patients with reduced left ventricular ejection fraction (EF) after myocardial infarction (MI) has been demonstrated in patients who experienced remote MIs in the 1990s. The absolute survival benefit conferred by this recommended strategy must be related to the current risk of arrhythmic death, which is evolving. This study evaluates the mortality rate in survivors of MI with impaired left ventricular function and its relation to pre-hospital discharge baseline characteristics. METHODS: The clinical records of patients who had sustained an acute MI between 1999 and 2000 and had been discharged from the hospital with an EF of < or = 40% were included. Baseline characteristics, drug prescriptions, and invasive procedures were recorded. Bivariate and multivariate analyses were performed using a primary end point of total mortality. RESULTS: One hundred sixty-five patients were included. During a median follow-up period of 30 months (interquartile range, 22 to 36 months) 18 patients died. The 1-year and 2-year mortality rates were 6.7% and 8.6%, respectively. Variables reflecting coronary artery disease and its management (ie, prior MI, acute reperfusion, and complete revascularization) had a greater impact on mortality than variables reflecting mechanical dysfunction (ie, EF and Killip class). CONCLUSIONS: The mortality rate among survivors of MIs with reduced EF was substantially lower than that reported in the 1990s. The strong decrease in the arrhythmic risk implies a proportional increase in the number of patients needed to treat with a prophylactic defibrillator to prevent one adverse event. The risk of an event may even be sufficiently low to limit the detectable benefit of defibrillators in patients with the prognostic features identified in our study. This argues for additional risk stratification prior to the prophylactic implantation of a defibrillator.

Coltop3D: A new software for structural analysis with high resolution 3D point clouds and DEM

Coltop3D is a software that performs structural analysis by using digital elevation model (DEM) and 3D point clouds acquired with terrestrial laser scanners. A color representation merging slope aspect and slope angle is used in order to obtain a unique code of color for each orientation of a local slope. Thus a continuous planar structure appears in a unique color. Several tools are included to create stereonets, to draw traces of discontinuities, or to compute automatically density stereonet. Examples are shown to demonstrate the efficiency of the method.

Prospective evaluation of three point of care devices for glycemia measurement in a neonatal intensive care unit.

Hypoglycemia, if recurrent, may have severe consequences on cognitive and psychomotor development of neonates. Therefore, screening for hypoglycemia is a daily routine in every facility taking care of newborn infants. Point-of-care-testing (POCT) devices are interesting for neonatal use, as their handling is easy, measurements can be performed at bedside, demanded blood volume is small and results are readily available. However, such whole blood measurements are challenged by a wide variation of hematocrit in neonates and a spectrum of normal glucose concentration at the lower end of the test range. We conducted a prospective trial to check precision and accuracy of the best suitable POCT device for neonatal use from three leading companies in Europe. Of the three devices tested (Precision Xceed, Abbott; Elite XL, Bayer; Aviva Nano, Roche), Aviva Nano exhibited the best precision. None completely fulfilled the ISO-accuracy-criteria 15197: 2003 or 2011. Aviva Nano fulfilled these criteria in 92% of cases while the others were <87%. Precision Xceed reached the 95% limit of the 2003 ISO-criteria for values ≤4.2 mmol/L, but not for the higher range (71%). Although validated for adults, new POCT devices need to be specifically evaluated on newborn infants before adopting their routine use in neonatology.

Neues aus Diagnostik und Therapie der spinalen Erkrankungen [Novel aspects of diagnostics and therapy of spinal cord diseases].

BACKGROUND: Both non-traumatic and traumatic spinal cord injuries have in common that a relatively minor structural lesion can cause profound sensorimotor and autonomous dysfunction. Besides treating the cause of the spinal cord injury the main goal is to restore lost function as far as possible. AIM: This article provides an overview of current innovative diagnostic (imaging) and therapeutic approaches (neurorehabilitation and neuroregeneration) aiming for recovery of function after non-traumatic and traumatic spinal cord injuries. MATERIAL AND METHODS: An analysis of the current scientific literature regarding imaging, rehabilitation and rehabilitation strategies in spinal cord disease was carried out. RESULTS: Novel magnetic resonance imaging (MRI) based techniques (e.g. diffusion-weighted MRI and functional MRI) allow visualization of structural reorganization and specific neural activity in the spinal cord. Robotics-driven rehabilitative measures provide training of sensorimotor function in a targeted fashion, which can even be continued in the homecare setting. From a preclinical point of view, defined stem cell transplantation approaches allow for the first time robust structural repair of the injured spinal cord. CONCLUSION: Besides well-established neurological and functional scores, MRI techniques offer the unique opportunity to provide robust and reliable "biomarkers" for restorative therapeutic interventions. Function-oriented robotics-based rehabilitative interventions alone or in combination with stem cell based therapies represent promising approaches to achieve substantial functional recovery, which go beyond current rehabilitative treatment efforts.

The fou2 mutation in the major vacuolar cation channel TPC1 confers tolerance to inhibitory luminal calcium.

The SV channel encoded by the TPC1 gene represents a Ca(2+)- and voltage-dependent vacuolar cation channel. Point mutation D454N within TPC1, named fou2 for fatty acid oxygenation upregulated 2, results in increased synthesis of the stress hormone jasmonate. As wounding causes Ca2+ signals and cytosolic Ca2+ is required for SV channel function, we here studied the Ca(2+)-dependent properties of this major vacuolar cation channel with Arabidopsis thaliana mesophyll vacuoles. In patch clamp measurements, wild-type and fou2 SV channels did not exhibit differences in cytosolic Ca2+ sensitivity and Ca2+ impermeability. K+ fluxes through wild-type TPC1 were reduced or even completely faded away when vacuolar Ca2+ reached the 0.1-mm level. The fou2 protein under these conditions, however, remained active. Thus, D454N seems to be part of a luminal Ca2+ recognition site. Thereby the SV channel mutant gains tolerance towards elevated luminal Ca2+. A three-fold higher vacuolar Ca/K ratio in the fou2 mutant relative to wild-type plants seems to indicate that fou2 can accumulate higher levels of vacuolar Ca(2+) before SV channel activity vanishes and K(+) homeostasis is impaired. In response to wounding fou2 plants might thus elicit strong vacuole-derived cytosolic Ca2+ signals resulting in overproduction of jasmonate.