The COLOSS BEEBOOK Volume II, Standard methods for Apis mellifera pest and pathogen research: Introduction

The COLOSS BEEBOOK is a practical manual compiling standard methods in all fields of research on the western honey bee, Apis mellifera. The COLOSS network was founded in 2008 as a consequence of the heavy and frequent losses of managed honey bee colonies experienced in many regions of the world (Neumann and Carreck, 2010). As many of the world’s honey bee research teams began to address the problem, it soon became obvious that a lack of standardized research methods was seriously hindering scientists’ ability to harmonize and compare the data on colony losses obtained internationally. In its second year of activity, during a COLOSS meeting held in Bern, Switzerland, the idea of a manual of standardized honey bee research methods emerged. The manual, to be called the COLOSS BEEBOOK, was inspired by publications with similar purposes for fruit fly research (Lindsley and Grell, 1968; Ashburner, 1989; Roberts, 1998; Greenspan, 2004).

Small aliquot and single grain IRSL and post-IR IRSL dating of fluvial and alluvial sediments from the Pativilca valley, Peru

Infrared stimulated luminescence (IRSL) and post-IR IRSL are applied to small aliquots and single grains to determine the equivalent dose (De) of eleven alluvial and fluvial sediment samples collected in the Pativilca valley, Central Peru at ca. 10°S latitude. Small aliquot De distributions are rather symmetric and display over-dispersion values between 15 and 46%. Small aliquot g-values range between 4 and 8% per decade for the IRSL and 1 and 2% per decade for the post-IR IRSL signal. The single grain De distributions are highly over-dispersed with some of them skewed to higher doses, implying partial bleaching; this is especially true for the post-IR IRSL. Measurements of a modern analog reveal that residuals due to partial bleaching are present in both the IRSL as well as the post-IR IRSL signal. The g-values of individual grains exhibit a wide range with high individual uncertainties and might contribute significantly to the spread of the single grain De values, at least for the IRSL data. Electron Microprobe Analysis performed on single grains reveal that a varying K-content can be excluded as the origin of over-dispersion. Final ages for the different approaches are calculated using the Central Age Model and the Minimum Age Model (MAM). The samples are grouped into well-beached, potentially well-bleached and partially bleached according to the evaluation of the single grain distributions and the agreement of age estimates between methods. The application of the MAM to the single grain data resulted in consistent age estimates for both the fading corrected IRSL and the post-IR IRSL ages, and suggests that both approaches are suitable for dating these samples. Keywords

A comparative assessment of endothelium from pseudophakic and phakic donor corneas stored in organ culture

AIMS To evaluate the endothelial quality of corneas obtained from pseudophakic donors and to compare the data with matched phakic controls. METHODS Corneas from eyes with posterior chamber intraocular lenses (PCIOLs) and corneas from phakic eyes (controls) were stored for 1-2 weeks in organ culture and then examined after staining with Alizarin red S. The corneas were divided into two groups according to the duration of storage. Endothelial cell density, the percentage of hexagonal cells, and the coefficient of variation (CV) were determined. RESULTS There was no statistically significant difference between the 14 PCIOL corneas and the 13 controls stored in organ culture for 7 days for any of the three parameters studied. The mean cell density was 2155 (SD 529) cells/mm(2) in the PCIOL corneas and 2118 (453) cells/mm(2) in the controls (p=0.85). The mean percentage of hexagonal cells was 52% (8%) and 58% (7%), respectively (p=0.06). The mean CV was 0.32 (0.18) in the pseudophakic corneas and 0.39 (0.18) in the controls (p=0.33). Moreover, there was no significant difference between the PCIOL corneas and the controls stored for up to 2 weeks. CONCLUSIONS The corneal endothelium from eyes with PCIOLs appears to be similar to that of phakic eyes after 1-2 weeks in organ culture. This finding suggests that corneas from pseudophakic eyes should not routinely be disqualified for transplantation. The use of at least some pseudophakic corneas may substantially increase the potential donor pool.

Fruit production in three masting tree species does not rely on stored carbon reserves

Fruiting is typically considered to massively burden the seasonal carbon budget of trees. The cost of reproduction has therefore been suggested as a proximate factor explaining observed mast-fruiting patterns. Here, we used a large-scale, continuous 13C labeling of mature, deciduous trees in a temperate Swiss forest to investigate to what extent fruit formation in three species with masting reproduction behavior (Carpinus betulus, Fagus sylvatica, Quercus petraea) relies on the import of stored carbon reserves. Using a free-air CO2 enrichment system, we exposed trees to 13C-depleted CO2 during 8 consecutive years. By the end of this experiment, carbon reserve pools had significantly lower δ13C values compared to control trees. δ13C analysis of new biomass during the first season after termination of the CO2 enrichment allowed us to distinguish the sources of built-in carbon (old carbon reserves vs. current assimilates). Flowers and expanding leaves carried a significant 13C label from old carbon stores. In contrast, fruits and vegetative infructescence tissues were exclusively produced from current, unlabeled photoassimilates in all three species, including F. sylvatica, which had a strong masting season. Analyses of δ13C in purified starch from xylem of fruit-bearing shoots revealed a complete turn-over of starch during the season, likely due to its usage for bud break. This study is the first to directly demonstrate that fruiting is independent from old carbon reserves in masting trees, with significant implications for mechanistic models that explain mast seeding.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

A New Technique for Firn Grain-Size Measurement Using SEM Image Analysis

Firn microstructure is accurately characterized using images obtained from scanning electron microscopy (SEM). Visibly etched grain boundaries within images are used to create a skeleton outline of the microstructure. A pixel-counting utility is applied to the outline to determine grain area. Firn grain sizes calculated using the technique described here are compared to those calculated using the techniques of Cow (1969) and Gay and Weiss (1999) on samples of the same material, and are found to be substantially smaller. The differences in grain size between the techniques are attributed to sampling deficiencies (e.g. the inclusion of pore filler in the grain area) in earlier methods. The new technique offers the advantages of greater accuracy and the ability to determine individual components of the microstructure (grain and pore), which have important applications in ice-core analyses. The new method is validated by calculating activation energies of grain boundary diffusion using predicted values based on the ratio of grain-size measurements between the new and existing techniques. The resulting activation energy falls within the range of values previously reported for firn/ice.

Biomass and Stored Carbohydrate Compensation after Above-Ground Biomass Removal in a Perennial Herb: Does Environmental Productivity Play a Role?

Many plant species are able to tolerate severe disturbance leading to removal of a substantial portion of the body by resprouting from intact or fragmented organs. Resprouting enables plants to compensate for biomass loss and complete their life cycles. The degree of disturbance tolerance, and hence the ecological advantage of damage tolerance (in contrast to alternative strategies), has been reported to be affected by environmental productivity. In our study, we examined the influence of soil nutrients (as an indicator of environmental productivity) on biomass and stored carbohydrate compensation after removal of aboveground parts in the perennial resprouter Plantago lanceolata. Specifically, we tested and compared the effects of nutrient availability on biomass and carbon storage in damaged and undamaged individuals. Damaged plants of P. lanceolata compensated neither in terms of biomass nor overall carbon storage. However, whereas in the nutrient-poor environment, root total non-structural carbohydrate concentrations (TNC) were similar for damaged and undamaged plants, in the nutrient-rich environment, damaged plants had remarkably higher TNC than undamaged plants. Based on TNC allocation patterns, we conclude that tolerance to disturbance is promoted in more productive environments, where higher photosynthetic efficiency allows for successful replenishment of carbohydrates. Although plants under nutrient-rich conditions did not compensate in terms of biomass or seed production, they entered winter with higher content of carbohydrates, which might result in better performance in the next growing season. This otherwise overlooked compensation mechanism might be responsible for inconsistent results reported from other studies.

The COLOSS BEEBOOK Volume II: Standard methods for Apis mellifera pest and pathogen research

n recent years, declines of honey bee populations have received massive media attention worldwide, yet attempts to understand the causes have been hampered by a lack of standardisation of laboratory techniques. Published as a response to this, the COLOSS BEEBOOK is a unique collaborative venture involving 234 bee scientists from 34 countries, who have produced the definitive guide to how to carry out research on honey bees. It is hoped that these volumes will become the standards to be adopted by bee scientists worldwide. Volume II includes approximately 600 separate protocols dealing with the study of the pests and diseases of the honey bee, Apis mellifera. These cover epidemiology and surveying techniques, virus diseases, bacterial diseases such as European and American foulbrood, fungal and microsporidian diseases such as Nosema, mites such as Acarapis, Varroa and Tropilaelaps, and other pests such as the small hive beetle.

Ma tobu : Festklänge zur Feier der Einweihung des neuerbauten isr. Cultus-Tempels zu Pest im September 1859

von L. M. Bauer

Gedichte : Sr. Hochwürden Dr. W. A. Meisel, Ober-Rabbiner in Pest achtungsvoll gewidm.

von Moritz Blass