Novel Magnetic Materials Based on Macrocyclic Ligands: Towards High Relaxivity Contrast Agents and Mononuclear Single-Molecule Magnets

The preparation and characterization of coordination complexes of Schiff-base and crown ether macrocycles is presented, for application as contrast agents for magnetic resonance imaging, Project 1; and single-molecule magnets (SMMs), Projects 2 and 3. In Project 1, a family of eight Mn(II) and Gd(III) complexes of N3X2 (X = NH, O) and N3O3 Schiff-base macrocycles were synthesized, characterized, and evaluated as potential contrast agents for MRI. In vitro and in vivo (rodent) studies indicate that the studied complexes display efficient contrast behaviour, negligible toxicity, and rapid excretion. In Project 2, DyIII complexes of Schiff-base macrocycles were prepared with a view to developing a new family of mononuclear Ln-SMMs with pseudo-D5h geometries. Each complex displayed slow relaxation of magnetization, with magnetically-derived energy barriers in the range Ueff = 4 – 24 K. In Project 3, coordination complexes of selected later lanthanides with various crown ether ligands were synthesized. Two families of complexes were structurally and magnetically analyzed: ‘axial’ or sandwich-type complexes based on 12-crown-4 and 15-crown-5; and ‘equatorial’ complexes based on 18-crown-6. Magnetic data are supported by ab initio calculations and luminescence measurements. Significantly, the first mononuclear Ln-SMM prepared from a crown ether ligand is described.

Photophysical Investigations of Thiophene Azomethine Derivatives

Une série de dimères composés de thiophène-aniline encombrée stériquement a été synthétisée. Les différents processus de désactivation de l’état singulet excité ont été étudiés par UV-visible, fluorescence, phosphorescence, photolyse par impulsion laser et calculs théoriques. Les graphiques de Stern-Volmer obtenus à partir des expériences de désactivation des états singulet et triplet ont démontré l’efficacité de l’azométhine à désactiver les fluorophores. Les calculs semi-empiriques AM1 examinant l’effet des substituants encombrés ont démontrés que les groupements tert-butyls sur l’aniline ont moins d’influence sur la barrière de rotation N-aryl que les substitutions alkyles en ont sur la rotation de thiophène-C. Les calculs Rehm-Weller basés sur les potentiels d’oxydation et de réduction ont montré que l’autodésactivation de l’état excité des azométhines se fait par transfert d’électron photoinduit menant à une éradication complète de la fluorescence. Des complexes métalliques contenant des ligands azométhines ont aussi été préparés. Le ligand est composé d’une unité hydroxyquinoline lié à un cycle thiophène. Les données photophysiques de ces complexes indiquent un déplacement bathochromique aussi bien en absorbance qu’en fluorescence. Des dispositifs de détection d’ion métallique ont été préparés et un exemple à partir d’une solution de cuivre a montré un déplacement bathochromique.

Effet de la N-acétylcystéine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à une hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin

Effet positif de la N-acétylcystéine sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à une hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin A. A. HORN, M-C AUBIN, YF SHI, J-C TARDIF, M. CARRIER , L. P. PERRAULT INSTITUT DE CARDIOLOGIE DE MONTRÉAL, MONTRÉAL, CANADA, Objectif : Il a été démontré dans le laboratoire que dans notre modèle d’hypertrophie ventriculaire gauche, la dysfonction endothéliale est secondaire à une diminution de la biodisponibilité du NO, celle-ci étant causée par une augmentation du stress oxydant tel que démontré par Malo et al. (2003) et Aubin et al. (2006). Le but de la présente étude est d’étudier l’effet d’un traitement chronique de la N-acétylcystéine (NAC) (un antioxydant) sur la dysfonction endothéliale associée à une hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Méthodologie: L’HVG a été induite par cerclage aortique (CA) chez vingt-et-un porcelets âgés de deux mois qui furent divisés aléatoirement en quatre groupes expérimentaux. Le groupe témoin (groupe 1) a été soumis à une thoracotomie antérolatérale gauche sans cerclage aortique (n=3). Le groupe 2 a été soumis à un cerclage aortique pour une période de 60 jours (n=6). Le groupe 3 a subi un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine de 1000 mg/jour per os pendant 60 jours commençant le jour de la chirurgie (n=6). Le groupe 4 a été soumis à un cerclage aortique et a reçu un traitement oral de N-acétylcystéine : 1000 mg/par jour pendant 30 jours commençant le jour 30 (post-chirurgie) (n=6). L’hypertrophie fut évaluée par échocardiographie. La réactivité vasculaire fut étudiée à l’aide de chambres d’organes par la construction des courbes concentration-réponse à la sérotonine (5-HT: relaxations induites par les récepteurs 5-HT1D, couplés aux protéines Gi) et à la bradykinine (BK: relaxations induites par les récepteurs B2, couplés aux protéines Gq). Les quantités de nitrites/nitrates et la production basale de GMPc ont été mesurées pour évaluer la fonction endothéliale. Le stress oxydant a été étudié en quantifiant les concentrations plasmatiques d’hydroperoxydes lipidiques et de glutathion réduit, ainsi que l’activité plasmatique des enzymes antioxydantes peroxydase du glutathion et dismutase du superoxyde. Résultats: Le rapport masse ventricule gauche/masse corporelle était significativement plus élevé pour le groupe 2 comparativement au groupe 1 (p<0,05) confirmant la présence d’une HVG. Le développement de l’HVG dans le groupe 3 a pu être prévenu par la NAC et sa progression fut atténuée dans le groupe 4 (p<0,05 versus groupe 2). La présence de la dysfonction endothéliale a été confirmée chez le groupe 2, tel qu’illustré par une diminution significative des relaxations maximales à la 5-HT et à la BK comparativement au groupe témoin. Le traitement à la NAC a significativement potentialisé les relaxations maximales (p<0,05) induites par la sérotonine et par la bradykinine, chez les deux groupes traités. Cette amélioration des relaxations dépendantes de l’endothélium peut être la conséquence d’une augmentation significative (p<0,05) de la biodisponibilité du monoxyde d’azote pour les cellules musculaires lisses, tel que suggéré par l’augmentation du ratio nitrites/nitrates et de la production basale de GMPc chez les groupes 3 et 4 comparativement au groupe 2. Cette augmentation du facteur relaxant peut résulter d’une augmentation de sa production par les cellules endothéliales ou d’une diminution de sa neutralisation par les espèces réactives oxygénées. De fait, les concentrations d’hydroperoxydes lipidiques étaient significativement inférieures (p<0,05) et associées à une augmentation des concentrations de l’antioxydant glutathion réduit et de l’activité de la peroxydase du glutathion chez les deux groupes traités par rapport au groupe 2. Conclusion: Le traitement à la NAC prévient le développement de la dysfonction endothéliale coronaire ainsi que l’HVG qui lui est associée.

Évaluation de l'acuité visuelle chez la personne âgée atteinte de troubles de la cognition

Objectif : L'évaluation de l'acuité visuelle (AV) chez la personne âgée atteinte de troubles cognitifs peut être limitée par le manque de collaboration ou les difficultés de communication du patient. Très peu d'études ont examiné l'AV chez les patients atteints de déficits sévères de la cognition. L’objectif de cette étude était d’évaluer l'AV chez la personne âgée vulnérable ayant des troubles cognitifs à l'aide d'échelles variées afin de vérifier leur capacité à répondre à ces échelles. Méthodes: Trois groupes de 30 sujets chacun ont été recrutés. Le premier groupe était constitué de sujets jeunes (Moy.±ET: 24.9±3.5ans) et le second, de sujets âgés (70.0±4.5ans), ne présentant aucun trouble de la cognition ou de la communication. Le troisième groupe, composé de sujets atteints de démence faible à sévère (85.6±6.9ans), a été recruté au sein des unités de soins de longue durée de l’Institut Universitaire de Gériatrie de Montréal. Le test du Mini-Mental State Examination (MMSE) a été réalisé pour chaque sujet afin de déterminer leur niveau cognitif. L’AV de chaque participant a été mesurée à l’aide de six échelles validées (Snellen, cartes de Teller, ETDRS-lettres,-chiffres,-Patty Pics,-E directionnel) et présentées selon un ordre aléatoire. Des tests non paramétriques ont été utilisés afin de comparer les scores d’AV entre les différentes échelles, après une correction de Bonferroni-Holm pour comparaisons multiples. Résultats: Le score moyen au MMSE chez les sujets atteints de démence était de 9.8±7.5, alors qu’il était de 17.8±3.7 et 5.2±4.6 respectivement, chez les sujets atteints de démence faible à modérée (MMSE supérieur ou égal à 13; n=11) et sévère (MMSE inférieur à 13; n=19). Tous les sujets des groupes 1 et 2 ont répondu à chacune des échelles. Une grande majorité de sujets avec démence ont répondu à toutes les échelles (n=19) alors qu’un seul sujet n’a répondu à aucune échelle d’AV. Au sein du groupe 3, les échelles d’AV fournissant les scores les plus faibles ont été les cartes de Teller (20/65) et les Patty Pics (20/62), quelque soit le niveau cognitif du sujet, alors que les meilleurs scores d’AV ont été obtenus avec les échelles de Snellen (20/35) et les lettres ETDRS (20/36). Une grande proportion de sujets avec démence sévère ont répondu aux cartes de Teller (n=18) mais le score d’AV obtenu était le plus faible (20/73). Au sein des trois groupes, l’échelle de lettres-ETDRS était la seule dont les scores d’AV ne différaient pas de ceux obtenus avec l’échelle de Snellen traditionnelle. Conclusions: L’acuité visuelle peut être mesurée chez la personne âgée atteinte de troubles cognitifs ou de la communication. Nos résultats indiquent que les échelles les plus universelles, utilisant des lettres comme optotypes, peuvent être utilisées avec de bons résultats chez les personnes âgées atteintes de démence sévère. Nos résultats suggèrent de plus que la mesure d’acuité visuelle doit être tentée chez toutes les personnes, peu importe leur niveau cognitif.

Effet du resvératrol sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à l’hypertrophie ventriculaire gauche dans un modèle porcin.

Les propriétés antioxydantes du resvératrol sont d’un grand intérêt pour contrer la dysfonction endothéliale où la contribution du stress oxydant est majeure. Cette dysfonction endothéliale est d’ailleurs bien caractérisée en hypertrophie ventriculaire gauche (HVG). Cette étude vise à explorer les effets thérapeutiques du resvératrol sur la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques associée à l’HVG. L’HVG est induite suite à un cerclage aortique (CA) sur des porcelets de 2 mois. Le resvératrol est ensuite administré à 20 mg/kg/jour per os aux animaux répertoriés dans différents groupes. Le groupe 1 comprend les animaux contrôles sans CA alors que le groupe 2 représente les porcelets ayant subit le CA sans traitement. Le groupe 3 comprend les animaux traités pendant les 60 jours après la chirurgie alors que le groupe 4 est traité seulement à partir du 30ème jour jusqu’au jour 60. Des analyses échocardiographiques et histologiques ont été effectuées afin de déterminer le degré d’hypertrophie et l’impact du resvératrol sur la progression de l’HVG alors que la réactivité vasculaire a été évaluée par des expériences de chambres d’organes. La dysfonction endothéliale a été étudiée in vitro par quantification des métabolites nitriques et des niveaux de GMPc tandis que le stress oxydant est décrit par les niveaux d’angiotensine II (Ang II) et de protéines carbonylées. Les courbes dose-réponse à la sérotonine du groupe 3 traité pendant les 60 jours au resvératrol ont démontré une relaxation vasculaire significativement améliorée comparé au groupe 2 non-traité (p<0,05). Le pourcentage de changement du rapport de la masse du ventricule gauche sur la masse corporelle (LVmass/BW) a démontré une inhibition du développement de l’HVG dans le groupe 3 alors que le groupe 4 n’a pas eu d’effets bénéfiques des 30 jours de traitement au resvératrol. La biodisponibilité du NO représentée par la mesure de ses métabolites en circulation (398,71±21,74 ; 151,04±14,95 ; 241,86±15,53 ; 208,17±26,52 uM pour les groupes 1, 2, 3 et 4 respectivement, p<0,001 pour groupe 1 et 3 vs groupe 2) et par le niveau de GMPc a été augmentée avec l’administration du polyphénol (2,54±0,63 ; 0,67±0,45 ; 1,71±0,25 ; 1,98±0,29 pmol/ml pour les groupes 1, 2, 3 et 4 respectivement, p<0,05 pour groupe 1, 3 et 4 vs groupe 2). Le rôle antioxydant du resvératrol a été confirmé avec une réduction des niveaux de protéines carbonylées chez le groupe 3 comparé aux valeurs du groupe 2 (0,14±0,05 vs 0,33±0,03 nmol/mg respectivement) sans diminution des niveaux d’Ang II. Le resvératrol a aussi réduit l’hypertrophie des cardiomyocytes et la fibrose interstitielle. Ainsi, le resvératrol peut effectivement réduire la dysfonction endothéliale des artères coronaires épicardiques et limiter l’occurrence de remodelage myocardique associé à l’HVG, principalement à travers l’activation de la signalisation dépendante du NO.

Polystyrene Anchored Vanillin Schiff Base—Complexation and Ion Removal Studies

A set of six new polystyrene anchored metal complexes have been synthesized by the reaction of the metal salt with the polystyrene anchored Schiff base of vanillin. These complexes were characterized by elemental analyses, Fourier transform infrared spectroscopy, diffuse reflectance studies, thermal studies, and magnetic susceptibility measurements. The elemental analyses suggest a metal : ligand ratio of 1 : 2. The ligand is unidentate and coordinates through the azomethine nitrogen. The Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), and Cu(II) complexes are all paramagnetic while Zn(II) is diamagnetic. The Cu(II) complex is assigned a square planar structure, while Zn(II) is assigned a tetrahedral structure and Mn(II), Fe(III), Co(II), and Ni(II) are all assigned octahedral geometry. The thermal analyses were done on the ligand and its complexes to reveal their stability. Further, the application of the Schiff base as a chelating resin in ion removal studies was investigated. The polystyrene anchored Schiff base gave 96% efficiency in the removal of Ni(II) from a 20-ppm solution in 15 min, without any interference from ions such as Mn(II), Co(II), Fe(III), Cu(II), Zn(II), U(VI), Na , K , NH4 , Ca2 , Cl , Br , NO3 , NO2 ,and CH3CO2 . The major advantage is that the removal is achieved without altering the pH.

Complexation and ion removal studies of a polystyrene anchored Schiff base

This paper reports the synthesis of a series of six new polystyrene anchored metal complexes of Co(II), Fe(III), Ni(II), Cu(II), Zn(II), and dioxouanium(VI) using the polystyrene anchored Schiff base of 2-nitrobenzaldehyde and the corresponding metal salts. The metal salts used were anhydrous FeCl3, CoCl2 Æ 6H2O, Ni(CH3COO)2 Æ 4H2O, Cu(CH3- COO)2 Æ H2O, Zn(CH3COO)2 Æ 2H2O, and UO2(CH3COO) Æ 2H2O. Physico chemical characterizations have been made from diffuse reflectance and vibrational spectra, elemental analysis, magnetic measurements, and TG studies. The elemental analysis suggest a 1:2 metal:ligand ratio when the complexation has carried out at 70 C for about 12 h reflux. The ligand is monodentate and coordinates through the azomethine nitrogen. The Fe(III), Co(II), Ni(II), and Cu(II) complexes are all paramagnetic whereas Zn(II) and U(VI) are diamagnetic. Zn(II) is assigned a tetrahedral structure, Cu(II) and Co(II) are assigned a square planar structure and Fe(III), Ni(II), and U(VI) are all assigned an octahedral structure. The polystyrene anchored ligand has been developed as an excellent reagent for the removal of Cu(II). Optimum conditions have been developed for the removal of metal ion from solutions by studying the effect of change of concentration of metal ion, ligand, effect of pH, time of reflux, and interference effect of other ions. It was found that within a span of 20 min it is possible to remove 90% of the metal ion from a 30 ppm metal ion solution in the pH range 4–5.5.

Ligation properties of N4-phenylsemicarbazones towards transition metals: Synthesis and spectral studies

Semicarbazones and their transition metal complexes have been receiving considerable attention because of their biological relevance and applications in the field of analysis and in the field of organic NLO materials. Their structural diversity also attracted inorganic chemists. A good deal of work has been reported on the synthesis and structural investigation of semicarbazones and their complexes. This is due partially to their capability of acting as multidentate, NO, NNO, ONO and ONNO donors with the formation of either mono or bi or polynuclear complexes. Their chemistry and pharmacological applications have been extensively investigated. Appreciable biological applications as well as diverse stereochemistry of their metal complexes prompted us to synthesize two new tridentate ONO donor N4-phenyl semicarbazones derived from 2-hydroxy-4-methoxyacetophenone and 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone and their transition metal complexes. These ketones were selected since they can provide a further binding site from phenolic–OH and can thus increase the denticity. Introduction of heterocyclic bases like 1,10-phenanthroline, 2,2′-bipyridine, 4,4′-dimethyl- 2,2′-bipyridine and 4-picoline and some pseudohalides like azide and thiocyanate ion can result in mixed ligand metal chelates with different geometries in coordination compounds In the present study, oxovanadium(IV), manganese(II), cobalt (II/III), nickel(II), copper(II) and zinc(II) complexes of 2-hydroxy-4- methoxyacetophenone-N4-phenylsemicarbazone (H2ASC) and 2-hydroxy-4- methoxybenzophenone-N4-phenylsemicarbazone (H2BSC) were synthesized and characterized.

Studies On Chelating Ion-Exchange Resins

Ion-exchange chromatography has emerged as a practical and rapid method of separation and analysis. A review of literature on chelating resins reveals that eventhough investigations on highly selective resins are intensively pursued from early 1940s, such resins are still insufficiently used in analytical chemistry and process technology. This is mainly due to the complexity of their synthesis and high cost. In this context, it is worthwhile to develop novel chelating resins which are specific or at least selective towards a group of metal ions. Synthesis, characterization and analytical applications of two such resins are presented in this thesis.

El efecto de los anti inflamatorios no esteroideos sobre el espesor retiniano, inflamación y agudeza visual posterior a la extracción de catarata: un estudio prospectivo comparando nepafenac y dexametasona

Objetivos: Comparar el volumen macular total (VMT) y espesor retiniano, la agudeza visual mejor corregida (AVCC) y la incidencia de edema macular post cirugía de catarata, en ojos tratados con nepafenac 0.1%, dexametasona 0.1% o la combinación de los dos. Métodos: En una estudio prospectivo, aleatorizado, controlado y ciego para el observador, se aleatorizaron 147 ojos con catarata para recibir dexametasona 0.1% cada 6 horas por 12 días de forma postoperatoria, nepafenac 0.1% cada 8 horas antes de cirugía y por 15 días postoperatorios o la combinación de los dos. Los desenlaces medidos fueron presión intraocular a la primera y sexta semana, AVCC, VMT (medido por OCT), espesor foveal y perifoveal, y la presencia o ausencia de edema macular (espesor foveal > 240 micras, medido por OCT) a las 6 semanas. Resultados: En la primera semana, la presión intraocular fue significativamente mayor en el Grupo de dexametasona (p<0.05), y luego fue similar entre grupos a la sexta semana. No se presentaron diferencias significativas en agudeza visual. El espesor perifoveal fue significativamente menor en el grupo de nepafenac (p<0.05). La incidencia de edema macular medido por OCT fue de 7.5% (11 ojos); de estos 5 pertenecían al grupo dexametasona, tres al Grupo de Nepafenac y 3 ojos al Grupo de la combinación (p>0.05) Conclusión:. Los resultados demuestran que el nepafenac es por lo menos igual de efectivo para evitar la inflamación postoperatoria al compararlo con dexametasona, y adicionalmente podría ser útil para evitar el edema macular post cirugía de catarata.

Seguimiento de áreas cruentas cubiertas con queratinocitos autólogos cultivados en suero autólogo: Estudio multicéntrico en Bogotá

En 2009 se presento la estandarización de cultivos de queratinocitos autólogos cultivados en suero autólogo. En este estudio los autores describen la efectividad de estos parches de regeneración de piel, para la cobertura de áreas cruentas con indicación de injerto de piel parcial. El porcentaje de epitelización del área cruenta fue el punto principal. Métodos: 47 pacientes fueron incluidos consecutivamente, equivalentes a 78 áreas cruentas. Las áreas fueron estratificadas según la profundidad: grupo 1:IIA (n=8) grupo 2: IIB (n=39); grupo 3,III (n=24) y grupo 4, etiología diferente: Otras (n=7). Todas las áreas fueron tratadas con injertos de queratinocitos autólogos cultivados en suero autólogo y se realizo registro fotográfico y del porcentaje de epitelización al día 5, 7, 15 y 30. Resultados: La efectividad de los injertos de queratinocitos autólogos es de 53.16% ± 46.46%. El porcentaje de epitelización es mayor para el grupo 1 (100%) y grupo 2 (62.79%) que para el grupo 3 (27.57%) y el grupo 4 (33.86%). Se encontró relación entre la interacción de las medianas del porcentaje de epitelización entre área corporal y grado de quemadura (p<0.001 KW) siendo mayor para el grupo 1 en todas las áreas, grupo 2 en cara, grupo 3 en tronco y grupo 4 en cara; y el menor porcentaje de epitelización en el grupo 3 y grupo 4 de las áreas ubicadas tronco. Conclusión: Los injertos de queratinocitos autólogos cultivados en suero autólogo son un método de cobertura eficaz para áreas cruentas producidas por quemaduras IIA y IIB independientemente del tamaño y la localización , y para las áreas cruentas pequeñas (<9cm2) de etiología diferente o grado III de profundidad. Palabras Clave: Cultivo queratinocitos, cobertura áreas cruentas, efectividad.

El uso de sangre fresca total en cardiopatías congénitas complejas

Objetivos: Describir si el uso de sangre fresca total (SFT) intraoperatoria en pacientes llevados a procedimientos RACHS 3 y 4 en la Fundación Cardioinfantil, disminuye el sangrado postoperatorio y el volumen de transfusión de elementos sanguíneos, en comparación a aquellos en quienes no se usa SFT. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de cohorte histórica, tomando una población menor de 1 año expuesta a la sangre fresca total y comparándola con una población de similares características, llevadas a procedimientos de riesgo similar no expuesta. Los análisis se realizaron mediante pruebas estándar para variables continuas y discretas. Un valor de p menor a 0.05 fue aceptado como signficativo. Resultados: 46 pacientes expuestos a SFT y se compararon con 50 pacientes no expuestos. La principal diferencia entre los grupos fue la edad, siendo mayor en el grupo de no expuestos (3.8 años vs 0.9; p<0.001). El volumen de sangrado postoperatorio fue similar, sin embargo los pacientes expuestos a SFT recibieron mayor volumen de transfusiones, sin ser una diferencia estadísticamente significativa (155cc vs 203cc, P=0.9). No hubo diferencia significativa en complicaciones o mortalidad. Conclusiones: En nuestro estudio no se encontró una disminución en el volumen de sangrado postoperatorio en los pacientes menores de 1 año, sometidos a cirugías catalogadas como RACHS 3 y 4, expuestos a SFT, sin embargo se necesitan estudios clínicos controlados que respondan definitivamente a la pregunta.

Aproximación al manejo de la seguridad ambiental canadiense y estadounidense frente a la degradación del sistema de la los Grandes Lagos. Periodo 1995-2000

El propósito de la presente monografía es determinar la relación entre la degradación y navegación en los Grandes Lagos en la noción de seguridad ambiental de Estados Unidos y Canadá en un entorno de interdependencia entre 1995 - 2000. En ese sentido, se busca determinar como los recursos de poder de Canadá y Estados Unidos en la relación degradación-navegación transforma la noción de seguridad ambiental. De este modo, se analiza el concepto de seguridad ambiental desde la navegación, elemento esencial para entender la relación bilateral dentro del sistema de los Grandes Lagos. Esta investigación de tipo cualitativo que responde a las variables de la seguridad ambiental planteadas por Barry Buzan, Thomas Homer-Nixon, y Stephan Libiszewski, y a la teoría de la Interdependencia Compleja por Robert Keohane y Joseph Nye, pretende avanzar hacia la complejización de la dimensión ambiental lejos de la tradicional definición antropocéntrica.

Mineral and geochemical characterization of a leptic aluandic soil and a thapto aluandic-ferralsol developed on trachytes in Mount Bambouto (Cameroon volcanic line)

Mineral and geochemical investigations were carried out on soil samples and fresh rock (trachytes) from two selected soil profiles (TM profile on leptic aluandic soils and TL profile on thapto aluandic-ferralsols) from Mount Bambouto to better understand geochemical processes and mineral paragenesis involved in the development of soils in this environment. In TM profile, the hydrated halloysites and goethite occur in the weathered saprolite boulders of BC horizon while dehydrated halloysite, gibbsite and goethite dominate the soils matrices of BC and A horizons. In TL profile, the dehydrated halloysites and goethite are the most abundant secondary minerals in the weathered saprolites of C and BC horizons while gibbsite, hematite and kaolinite occur in the soil matrices of BC, B and A horizons. The highest gibbsite content is in the platy nodules of B horizon. In both soil profiles, organo-metal complexes (most likely of AI and Fe) are present in the surface A horizon. Geochemically, between the fresh rock and the weathered saprolites in both soils, SiO2, K2O, CaO, Na2O and MgO contents decrease strongly while Fe2O3 and Al2O3 tend to accumulate. The molar ratio of SiO2/Al2O3 (Ki) and the sum of Ca, Mg, K and Na ions (TRB) also decreases abruptly between fresh rocks and the weathered saprolites, but increases significantly at the soil surface. The TM profile shows intense Al enrichment whereas the TL profile highlights enrichment in both AI and Fe as the weathering progresses upwards. Both soil profiles are enriched in Ni, Cu, Ba and Co and depleted in U, Th, Ta, Hf, Y, Sr, Pb, Zr and Zn relative to fresh rock. They also show a relatively low fractionation of the rare earth elements (REE: La, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb and Lu), except for Ce which tends to be enriched in soils compared to CI chondrite. All these results give evidence of intense hydrolysis at soil deep in Mount Bambouto resulting in the formation of halloysite which progressively transforms into gibbsite and/or dehydrated halloysite. At the soil surface, the prominent pedogenetic process refers to andosolization with formation of organo-metal complexes. In TL profile, the presence of kaolinite in soil matrices BC and B horizons is consistent with ferralitization at soil deep. In conclusion, soil forming processes in Mount Bambouto are strongly influenced by local climate: (i) in the upper mountain (>2000 m), the fresh, misty and humid climate favors andosolization; whereas (ii) in the middle lands (1700-2000 m) with a relatively dry climate, both andosolization at the soil surface and ferralitization at soil deep act together. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Landscape context and habitat type as drivers of bee diversity in European annual crops

To better understand the dynamics of bee populations in crops, we assessed the effect of landscape context and habitat type on bee communities in annual entomophilous crops in Europe. We quantified bee communities in five pairs of crop-country: buckwheat in Poland, cantaloupe in France, field beans in the UK, spring oilseed rape in Sweden, and strawberries in Germany. For each country, 7-10 study fields were sampled over a gradient of increasing proportion of semi-natural habitats in the surrounding landscape. The CORINE land cover classification was used to characterize the landscape over a 3 km radius around each study field and we used multivariate and regression analyses to quantify the impact of landscape features on bee abundance and diversity at the sub-generic taxonomic level. Neither overall wild bee abundance nor diversity, taken as the number of sub-genera. was significantly affected by the proportion of semi-natural habitat. Therefore, we used the most precise level of the CORINE classification to examine the possible links between specific landscape features and wild bee communities. Bee community composition fell into three distinct groups across Europe: group I included Poland, Germany, and Sweden, group 2 the UK, and group 3 France. Among all three groups, wild bee abundance and sub-generic diversity were affected by 17 landscape elements including some semi-natural habitats (e.g., transitional wood land-shrub), some urban habitats (e.g., sport and leisure facilities) and some crop habitats (e.g., non-irrigated arable land). Some bee taxa were positively affected by urban habitats only, others by semi-natural habitats only, and others by a combination of semi-natural, urban and crop habitats. Bee sub-genera favoured by urban and crop habitats were more resistant to landscape change than those favoured only by semi-natural habitats. In agroecosystems, the agricultural intensification defined as the loss of semi-natural habitats does not necessarily cause a decline in evenness at the local level, but can change community composition towards a bee fauna dominated by common taxa. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.