Report of the Michigan Academy of Science.

1894-1899

Report of the Michigan Academy of Science.

1905

Report of the Michigan Academy of Science.

1902

Report of the Michigan Academy of Science.

1909

Social evolution in the sweat bee Halictus scabiosae

The evolution of eusociality is one of the major evolutionary transitions of life on earth. For investigating the conditions and processes that are central to the origin of such integrated social organization, it is best to study organisms in which individuals have retained some flexibility in their reproductive strategies. Halictid bees are especially well suited as model organisms, because they show huge variation in social systems, both within and between species. In this thesis, I investigated female reproductive strategies in the primitively eusocial bee Halictus scabiosae, with a focus on the role of helpers, in order to get insight into the mechanisms governing the evolution and maintenance of eusociality. This species produces two broods per year. The females from the first brood can stay in the natal nest to help raise a second brood of males and gynes that become the next-generation foundresses in spring. We first compared the morphology of females from the two broods, as well as the nutrition they receive as larvae. Then we conducted a helper- removal experiment in the field to quantify the effects of the presence of helpers on colony survival and productivity. Finally, we reconstructed pedigree relationships of individuals using microsatellite markers in order to detect who reproduces in the nest and how much individuals drift between nests. We found that first brood females had a uniformly small size and low fat reserves, which may be caused by the restricted pollen and nectar provisions on which they develop. Colony survival and productivity was increased by the presence of a single helper, but the effect was small and mostly limited to small colonies. By inferring parentage within and across colonies, we could determine that females from the first brood rarely reproduce in their natal nests. However, foundresses are frequently replaced, and foundresses and females from the first brood occasionally move to and reproduce in foreign colonies. As a result, colonies often contain offspring from unrelated individuals, and the relatedness of females to the brood they rear is low. Overall, this thesis shows that the reproductive system of H. scabiosae is highly flexible. The production of helpers in the first brood is important for colony success and productivity, but there is a high colony failure rate and part of the first brood females drift and reproduce in foreign nests. Both foundresses and helpers appear to be constrained by harsh environmental conditions or social factors limiting reproduction and independent colony founding. - L'origine des insectes sociaux est un domaine fascinant pour la recherche. Pour comprendre les mécanismes et les conditions qui sont nécessaires pour l'évolution et le maintien de la vie en société, il est judicieux d'étudier des sociétés primitives d'insectes, où toutes les femelles ont conservé la capacité de se reproduire, même si leur rôle comportemental dans la colonie est d'aider sans se reproduire. Une des familles d'abeilles, les halictes, est idéale pour cette sorte de recherche, en raison de la grande variabilité dans leur comportement social. Dans cette thèse, j'ai étudié les stratégies reproductives des femelles de Halictus scabiosae pour mieux comprendre les mécanismes qui influencent l'évolution de la vie en société. Cette espèce produit deux cohortes de couvain par année. Les femelles du premier couvain restent souvent dans leur nid natal pour aider à élever le deuxième couvain, tandis que les femelles du deuxième couvain s'accouplent et hibernent pour devenir les nouvelles fondatrices au printemps suivant. Nous avons d'abord comparé la morphologie des femelles issues des deux couvains ainsi que leur nutrition au stade de larve. Puis, dans une expérience sur le terrain, nous avons quantifié l'apport d'une ouvrière pour la survie et la productivité de la colonie. Finalement, nous avons reconstruit des pedigrees en utilisant des marqueurs génétiques, pour savoir qui se reproduit dans la colonie et combien d'individus migrent entre colonies. Les résultats montrent que les femelles du premier couvain sont uniformément plus petites et plus maigres, ce qui indique que les fondatrices réduisent les provisions de nourriture pour leur premier couvain afin de les inciter à aider dans le nid au lieu de se reproduire indépendamment. Dans l'expérience sur le terrain, la survie et la productivité de la colonie augmentaient avec la présence d'une ouvrière additionnelle, mais l'effet était petit et limité aux petites colonies. Par la reconstruction de pedigrees, nous pouvions constater que les femelles du premier couvain pondent rarement dans leurs nids natals. Les fondatrices cependant sont souvent remplacées en cours de saison, et migrent fréquemment entre nids, tandis que les femelles du premier couvain pondent parfois des oeufs dans des nids étrangers. De ce fait, les colonies contiennent souvent des descendants d'individus étrangers, et la parenté génétique entre les femelles et le deuxième couvain est basse. Cette thèse démontre que le système reproductif de H. scabiosae est très flexible. La production d'ouvrières est importante pour la survie de la colonie et sa productivité, mais le taux d'échec est élevé et une partie des femelles du premier couvain migrent et pondent dans une colonie étrangère. Autant les fondatrices que les ouvrières semblent être contraintes par des conditions environnementales ou sociales qui limitent la reproduction et les nouvelles fondations de colonie. - Die Entstehung von sozialen Lebensformen ist eines der wichtigsten Entwicklungen in der Geschichte des Lebens. Um die Bedingungen oder Prozesse zu verstehen, welche bei der Entstehung und dem Erhalt von sozialen Merkmalen wichtig sind, sollte man Lebewesen untersuchen, welche je nach Umwelteinflüßen ihr soziales Verhalten flexibel ändern können. Furchenbienen (Halictidae) gehören dazu. Diese weisen nämlich ein breites Spektrum verschiedener sozialer Organisationsformen auf, oftmals sogar innerhalb der einzelnen Arten. In meiner Doktorarbeit befasste ich mich mit den Fortpflanzungsstrategien der Weibchen der Skabiosen-Furchenbiene Halictus scabiosae. Diese Art produziert zwei Brüten pro Jahr. Die Weibchen der ersten Brut bleiben dabei meist als Arbeiterinnen in ihrem Geburtsnest, wohingegen die Weibchen der zweiten Brut nach der Paarung überwintern, um im nächsten Frühling neue Kolonien zu gründen. In einem ersten Schritt verglichen wir die beiden Brüten bezüglich der Grösse und der Fettreserven der Weibchen sowie der Pollen-Nektar-Vorräte für die Larven. Dann bestimmten wir in einem Feldexperiment, wieviel eine zusätzliche Arbeiterin zum Überleben und zur Produktiviät der Kolonie beiträgt. Schliesslich ermittelten wir durch genetische Tests die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen den Bienen, um herauszufinden, wer in den Kolonien tatsächlich die Eier legt und ob und wieviel die Bienen zwischen verschiedenen Nestern wandern. Wir stellten fest, dass die Weibchen von der ersten Brut einheitlich kleiner sind und weniger Fettreserven besitzen. Das weist daraufhin, dass die Nestgründerin die erste Brut unterernährt, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass diese Weibchen als Arbeiterinnen im Nest bleiben anstatt sich unabhängig fortzupflanzen. Schon eine einzelne zusätzliche Arbeiterin verbesserte die Überlebenschancen und Produktivität der Kolonie, der Effekt war allerdings klein und auf kleine Kolonien beschränkt. Die Verwandtschaftsanalysen zeigten, dass die Arbeiterinnen nur sehr selten ein Ei in ihr Geburtsnest legen. Erstaunlicherweise wanderten die Nestgründerinnen oft zwischen verschiedenen Nestern. Einige Weibchen der ersten Brut wanderten auch in ein fremdes Nest und produzierten dort Nachkommen. Diese Doktorarbeit zeigt, dass die Fortpflanzungsstrategien der Skabiosen-Furchenbiene tatsächlich sehr flexibel sind. Die Anwesenheit von Arbeiterinnen ist wichtig für das Überleben und die Produktivität der Kolonie. Die Misserfolgsraten bleiben jedoch hoch, und ein Teil der Weibchen der ersten Brut pflanzt sich in fremden Nestern fort. Sowohl die Nestgründerinnen als auch die Weibchen der ersten Brut scheinen durch Umweltsbedingungen oder durch soziale Faktoren in der Wahl ihrer Fortpflanzungs¬strategie eingeschränkt zu sein.

Clinical and genetic findings in a large cohort of patients with congenital myopathies due to mutations in the skeletal muscle ryanodine receptor (RYR1) gene

RYR1 mutations are the most common cause of structural congenital myopathies and may exhibit both dominant and recessive inheritance. Histopathological findings are variable and include central cores, multi-minicores, type 1 predominance/ uniformity, fibre type disproportion, increased internal nucleation and fatty and connective tissue. Until recently, diagnostic RYR1 sequencing was limited to mutational hotspots due to the large size of the gene. Since the introduction of full RYR1 sequencing in 2007 we have detected pathogenic mutations in 77 families: 39 had dominant inheritance and 38 recessive inheritance. In some cases with presumably recessive inheritance, only one heterozygous mutation inherited from an asymptomatic parent was identified. Of 28 dominant mutations, 6 were novel; 37 of the 59 recessive mutations were also novel. Dominant mutations were more frequently in recognized hotspot regions, while recessive mutations were distributed throughout the coding sequence. Dominant mutations were predominantly missense, whereas recessive mutations included many nonsense and splice mutations expected to result in reduced RyR1 protein. There was wide clinical variability in patients with both dominant and recessive inheritance. As a group, those with dominant mutations were generally more mildly affected than those with recessive inheritance, who had earlier onset and were weaker with more functional limitations. Extraocular muscle involvement was almost exclusively observed in the recessive group. Bulbar involvement was also more prominent in this group, resulting in a larger number requiring gastrostomy insertion. In conclusion, genomic sequencing of the entire RYR1 leads to the detection of many novel mutations, but may miss large genetic rearrangements in some cases. Assigning pathogenicity to novel mutations is often difficult and interpretation of genetic results in the context of clinical, histological and, increasingly, muscle MRI findings is essential.

Intraobserver and interobserver variability of ascending aorta diameter as assessed with ECG-gated MDCT: automatic versus manual measurements

Purpose: Recently morphometric measurements of the ascending aorta have been done with ECG-gated MDCT to help the development of future endovascular therapies (TCT) [1]. However, the variability of these measurements remains unknown. It will be interesting to know the impact of CAD (computer aided diagnosis) with automated segmentation of the vessel and automatic measurements of diameter on the management of ascending aorta aneurysms. Methods and Materials: Thirty patients referred for ECG-gated CT thoracic angiography (64-row CT scanner) were evaluated. Measurements of the maximum and minimum ascending aorta diameters were obtained automatically with a commercially available CAD and semi-manually by two observers separately. The CAD algorithms segment the iv-enhanced lumen of the ascending aorta into perpendicular planes along the centreline. The CAD then determines the largest and the smallest diameters. Both observers repeated the automatic measurements and the semimanual measurements during a different session at least one month after the first measurements. The Bland and Altman method was used to study the inter/intraobserver variability. A Wilcoxon signed-rank test was also used to analyse differences between observers. Results: Interobserver variability for semi-manual measurements between the first and second observers was between 1.2 to 1.0 mm for maximal and minimal diameter, respectively. Intraobserver variability of each observer ranged from 0.8 to 1.2 mm, the lowest variability being produced by the more experienced observer. CAD variability could be as low as 0.3 mm, showing that it can perform better than human observers. However, when used in nonoptimal conditions (streak artefacts from contrast in the superior vena cava or weak lumen enhancement), CAD has a variability that can be as high as 0.9 mm, reaching variability of semi-manual measurements. Furthermore, there were significant differences between both observers for maximal and minimal diameter measurements (p<0.001). There was also a significant difference between the first observer and CAD for maximal diameter measurements with the former underestimating the diameter compared to the latter (p<0.001). As for minimal diameters, they were higher when measured by the second observer than when measured by CAD (p<0.001). Neither the difference of mean minimal diameter between the first observer and CAD nor the difference of mean maximal diameter between the second observer and CAD was significant (p=0.20 and 0.06, respectively). Conclusion: CAD algorithms can lessen the variability of diameter measurements in the follow-up of ascending aorta aneurysms. Nevertheless, in non-optimal conditions, it may be necessary to correct manually the measurements. Improvements of the algorithms will help to avoid such a situation.

Tötungsstile. Ein triebpsychologischer und pathoanalytischer Beitrag zum Verständnis psychischer Begleitprozesse bei Tötungsdelikten = L'acte de tuer. Eclairage szondien et pathoanalytique sur les styles de meurtre

Zusammenfassung: Um die innerpsychischen Begleitprozesse von Tötungsdelikten aus triebpsychologischer Sicht zu verstehen, wendete ich mich an 33 Menschen, die ein Tötungsdelikt begangen oder zu begehen versucht haben. Als Methode diente mir der Szondi-Test, den ich mit den Betreffenden durchführte, die mir ausserdem von sich und ihrem Delikt erzählten. Die reguläre triebdiagnostische Analyse wie auch die Kainsyndromatik nach Szondi ergaben jedoch keine Gruppenbildungen und brachten mich in meinem Verständnis der Tötungen nicht wirklich weiter. So wendete ich mich der pathoanalytischen Betrachtungsweise zu, die mittels der vier grossen Nosographien der klassischen Psychiatrie, Gruppenvergleiche erst möglich machte und mir einen Überblick über verschiedene Grundstrukturen bot. Die Strukturdiagnostik der 33 Szondi-Tests sollte die Basis und demnach meine neue Ausgangslage bilden. Hypothesengenerierend stiess ich dann auf zwei weitere Einflussgrössen, die den Prozess einer Tötung entscheidend mitzuprägen schienen: die verschiedenen Aggressionsstile und die acting-Prozesse. Diese drei Einflussgrössen ergaben in ihrem Zusammenspiel auf der nosographischen, der anthropologischen und der metapsychologischen Ebene vier konstante Grössen mit je spezifischen Eigenschaften, die ich als Tötungsstile bezeichnete. Auf diese Weise entstand ein theoretisch-klinisches Modell zur retrospektiven Erfassung innerpsychischer Prozesse, die eine tötende Handlung aus triebpsychologischer und pathoanalytischer Sicht begleiten.

Clinical and genetic findings in a large cohort of patients with ryanodine receptor 1 gene-associated myopathies.

Ryanodine receptor 1 (RYR1) mutations are a common cause of congenital myopathies associated with both dominant and recessive inheritance. Histopathological findings frequently feature central cores or multi-minicores, more rarely, type 1 predominance/uniformity, fiber-type disproportion, increased internal nucleation, and fatty and connective tissue. We describe 71 families, 35 associated with dominant RYR1 mutations and 36 with recessive inheritance. Five of the dominant mutations and 35 of the 55 recessive mutations have not been previously reported. Dominant mutations, typically missense, were frequently located in recognized mutational hotspot regions, while recessive mutations were distributed throughout the entire coding sequence. Recessive mutations included nonsense and splice mutations expected to result in reduced RyR1 protein. There was wide clinical variability. As a group, dominant mutations were associated with milder phenotypes; patients with recessive inheritance had earlier onset, more weakness, and functional limitations. Extraocular and bulbar muscle involvement was almost exclusively observed in the recessive group. In conclusion, our study reports a large number of novel RYR1 mutations and indicates that recessive variants are at least as frequent as the dominant ones. Assigning pathogenicity to novel mutations is often difficult, and interpretation of genetic results in the context of clinical, histological, and muscle magnetic resonance imaging findings is essential.

Historian itsetutkistelu

Pääkirjoitus