Characterization of black fly (Diptera: Simuliidae) silk proteins

Black fly (Simuliidae) silk is produced by the larvae and pharate pupae and is used for anchorage and cocoon production. There exists limited information on simuliid silks, including protein composition and genetic sequences encoding such proteins. The present study aimed to expand what is known about simuliid silks by examining the silks of several simuliid species and by making comparisons to the silk of non-biting midges (Chironomidae). Silk glands were dissected out of larval and pupal simuliids, and protein contents were separated by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and visualized with silver stain. Protein contents were compared by mass in kilodaltons (kDa) between life stages and among species. Polymerase chain reaction (PCR) was used to expand upon known gene sequence information, and to determine the presence of genes homologous to chironomid silk. SDS-PAGE of cocoons revealed the presence of a 56 kDa and a 67 kDa protein. Silk gland contained as many as 28 different proteins ranging from 319 kDa to 8 kDa. Protein profiles vary among species, and group into large (>200), intermediate(>100), and small (<100) protein classes as is found in chironomids. It is likely that silk evolved in a common ancestor of simuliids and chironomids

L'interaction entre les savoirs écologiques traditionnels et les changements climatiques : les Cris de la Baie-James, la bernache du Canada et le caribou des bois

Cette étude vise à identifier les effets des changements climatiques sur les activités de subsistance traditionnelles des chasseurs cris de la Baie-James. De nombreuses études se penchent sur les changements climatiques, mais relativement peu d’entre elles traitent de leurs effets socio-économiques et socioculturels sur les populations dans le Subarctique du Québec. Cette thèse explore les mécanismes d’intégration des connaissances scientifiques au savoir écologique traditionnel (SET) ; une intégration prônée par de nombreux chercheurs comme l’évolution souhaitable dans la recherche sur le SET et sur ses applications. L’étude de cette intégration se fait ici à l’aide d’une analyse des perceptions des chasseurs de l’Association des Trappeurs Cris concernant les effets des changements climatiques, avec l’accent sur les activités de subsistance traditionnelles en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois, deux espèces importantes culturellement. Une approche combinant l’aspect théorique de l’ethnoécologie et l’aspect pratique de l’étude de cas a été utilisée. Diverses sources de données ont été employées : l’analyse documentaire et cartographique, les questionnaires et les entrevues ouvertes et semi-dirigées. Cette recherche met en évidence des variations dans l’observation des changements climatiques et dans la perception de leurs effets par les chasseurs cris selon la localisation de leur communauté. Certains effets sont ressentis de la même façon par tous. Ainsi, les participants de toutes les communautés s’inquiètent des dangers liés à une fragilité accrue de la glace sur les lacs et les rivières. Cependant, ce sont surtout les membres des communautés côtières qui s’alarment du déplacement des bernaches vers l’intérieur du territoire. Ils sont aussi les seuls à ne pas percevoir de baisse du nombre de caribous des bois sur leurs lignes de trappe. Les effets des changements climatiques paraissent avoir un impact sur le mode de vie traditionnel cri en lien avec la bernache du Canada et le caribou des bois et affecter la transmission du savoir traditionnel vers les nouvelles générations quant au caribou des bois. Les résultats montrent aussi que la combinaison du SET et des données scientifiques permet de compléter le portrait de l’évolution du climat et des espèces (par ex. : variation du climat entre la côte et l’intérieur du territoire, apparition du cerf de Virginie et du coyote sur le territoire) et d’élaborer de nouvelles pistes de recherches et des hypothèses qui n’auraient pas été autrement identifiées (par ex. : causes d’un changement dans la structure de la gla ce, évolution des aires de répartition des sous-espèces de bernaches, impact des insectes suceurs-piqueurs sur la santé des caribous). Elle facilite également l’identification et la compréhension des enjeux et des processus d’adaptation qui ont lieu dans les communautés cries de la Baie-James (par ex. : diminution de la consommation du caribou, maintien de la consommation de la bernache, dangers accrus dans les déplacements liés à la fragilité de la glace ou à la difficulté à prévoir les schèmes climatiques). L’utilisation combinée du SET et du savoir scientifique permet de mieux appréhender les effets des changements climatiques et les dynamiques socioculturelles et environnementales complexes du territoire de la Baie-James.

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.

Species 2000 & ITIS Catalogue of Life, 2013 Annual Checklist

This release of the Catalogue of Life contains contributions from 132 databases with information on 1,352,112 species, 114,069 infraspecific taxa and also includes 928,147 synonyms and 408,689 common names covering the following groups: Viruses • Viruses and Subviral agents from ICTV_MSL UPDATED! Bacteria and Archaea from BIOS Chromista • Chromistan fungi from Species Fungorum Protozoa • Major groups from ITIS Regional, • Ciliates from CilCat, • Polycystines from WoRMS Polycystina UPDATED!, • Protozoan fungi from Species Fungorum and Trichomycetes database • Slime moulds from Nomen.eumycetozoa.com Fungi • Various taxa in whole or in part from CABI Bioservices databases (Species Fungorum, Phyllachorales, Rhytismatales, Saccharomycetes and Zygomycetes databases) and from three other databases covering Xylariaceae, Glomeromycota, Trichomycetes, Dothideomycetes • Lichens from LIAS UPDATED! Plantae (Plants) • Mosses from MOST • Liverworts and hornworts from ELPT • Conifers from Conifer Database • Cycads and 6 flowering plant families from IOPI-GPC, and 99 families from WCSP • Plus individual flowering plants families from AnnonBase, Brassicaceae, ChenoBase, Droseraceae Database, EbenaBase, GCC UPDATED!, ILDIS UPDATED!, LecyPages, LHD, MELnet UPDATED!, RJB Geranium, Solanaceae Source, Umbellifers. Animalia (Animals) • Marine groups from URMO, ITIS Global, Hexacorals, ETI WBD (Euphausiacea), WoRMS: WoRMS Asteroidea UPDATED!, WoRMS Bochusacea UPDATED!, WoRMS Brachiopoda UPDATED!, WoRMS Brachypoda UPDATED!, WoRMS Brachyura UPDATED!, WoRMS Bryozoa UPDATED!, WoRMS Cestoda NEW!, WoRMS Chaetognatha UPDATED!, WoRMS Cumacea UPDATED!, WoRMS Echinoidea UPDATED!, WoRMS Gastrotricha NEW!, WoRMS Gnathostomulida NEW!, WoRMS Holothuroidea UPDATED!, WoRMS Hydrozoa UPDATED!, WoRMS Isopoda UPDATED!, WoRMS Leptostraca UPDATED!, WoRMS Monogenea NEW!, WoRMS Mystacocarida UPDATED!, WoRMS Myxozoa NEW!, WoRMS Nemertea UPDATED!, WoRMS Oligochaeta UPDATED!, WoRMS Ophiuroidea UPDATED!, WoRMS Phoronida UPDATED!, WoRMS Placozoa NEW!, WoRMS Polychaeta UPDATED!, WoRMS Polycystina UPDATED!, WoRMS Porifera UPDATED!, WoRMS Priapulida NEW!, WoRMS Proseriata and Kalyptorhynchia UPDATED!, WoRMS Remipedia UPDATED!, WoRMS Scaphopoda UPDATED!, WoRMS Tanaidacea UPDATED!, WoRMS Tantulocarida UPDATED!, WoRMS Thermosbaenacea UPDATED!, WoRMS Trematoda NEW!, WoRMS Xenoturbellida UPDATED! • Rotifers, mayflies, freshwater hairworms, planarians from FADA databases: FADA Rotifera UPDATED!, FADA Ephemeroptera NEW!, FADA Nematomorpha NEW! & FADA Turbellaria NEW! • Entoprocts, water bears from ITIS Global • Spiders, scorpions, ticks & mites from SpidCat via ITIS UPDATED!, SalticidDB , ITIS Global, TicksBase, SpmWeb BdelloideaBase UPDATED! & Mites GSDs: OlogamasidBase, PhytoseiidBase, RhodacaridBase & TenuipalpidBase • Diplopods, centipedes, pauropods and symphylans from SysMyr UPDATED! & ChiloBase • Dragonflies and damselflies from Odonata database • Stoneflies from PlecopteraSF UPDATED! • Cockroaches from BlattodeaSF UPDATED! • Praying mantids from MantodeaSF UPDATED! • Stick and leaf insects from PhasmidaSF UPDATED! • Grasshoppers, locusts, katydids and crickets from OrthopteraSF UPDATED! • Webspinners from EmbiopteraSF UPDATED! • Bark & parasitic lices from PsocodeaSF NEW! • Some groups of true bugs from ScaleNet, FLOW, COOL, Psyllist, AphidSF UPDATED! , MBB, 3i Cicadellinae, 3i Typhlocybinae, MOWD & CoreoideaSF NEW!• Twisted-wing parasites from Strepsiptera Database UPDATED! • Lacewings, antlions, owlflies, fishflies, dobsonflies & snakeflies from LDL Neuropterida • Some beetle groups from the Scarabs UPDATED!, TITAN, WTaxa & ITIS Global • Fleas from Parhost • Flies, mosquitoes, bots, midges and gnats from Systema Dipterorum, CCW & CIPA • Butterflies and moths from LepIndex UPDATED!, GloBIS (GART) UPDATED!, Tineidae NHM, World Gracillariidae • Bees & wasps from ITIS Bees, Taxapad Ichneumonoidea, UCD, ZOBODAT Vespoidea & HymIS Rhopalosomatidae NEW!• Molluscs from WoRMS Mollusca NEW!, FADA Bivalvia NEW!, MolluscaFW NEW! & AFD (Pulmonata) • Fishes from FishBase UPDATED! • Reptiles from TIGR Reptiles • Amphibians, birds and mammals from ITIS Global PLUS additional species of many groups from ITIS Regional, NZIB and CoL China NEW!

Octenol as Attractant to Nyssomyia neivai (Diptera: Psychodidae: Phlebotominae) in the Field

The kairomone octenol is known as attractive to hematophagous Diptera such as mosquitoes, tsetse flies, and midges. There is little evidence that traps baited with octenol are also effective in attracting phlebotomine sand flies. The present report evaluated octenol in modified Centers for Disease Control and Prevention (CDC) traps in two experiments: 1) modified CDC trap without light and 2) modified CDC trap with light. The traps were baited with octenol at concentrations of 0.5, 27, and 43 mg/h in Rifled() locality, São Paulo, Brazil. Traps without octenol were used as controls. The sand fly Nyssomyia neivai (Pinto) (=Lutzomyia neivai) (Diptera: Psychodidae: Phlebotominae) was the prevalent species (99.9%) in both experiments. The results of the experiments showed that traps baited with octenol at 27 and 43 mg/h caught significantly more N. neivai than control and octenol at 0.5 mg/h with and without light. This is the first report that shows that octenol itself is attractive to N. neivai and associated with light traps significantly increases the catches.

Immunomodulatory effects of tick saliva

Ticks are bloodsucking ectoparasites that cause great damage to host organisms, so these ectoparasites are of great importance in medicine and veterinary medicine. All the biological success achieved by ticks is due to the action of bioactive components present in their saliva, which are synthesized by the salivary glands. These components have great diversity of functions such as enabling feeding and the permanence of ectoparasites on hosts, since they modulate immune system acting as complement inhibitors, immunosuppressors, cytokine expression modulator and chemokine binders of hosts. In addition, these components are an important source of protective antigens. In this sense, salivary glands/saliva are considered a potential source of multifunctional molecules. In this context, many studies have been conducted aiming at searching to establish a better understanding on the biology and morphophysiology of some organs such as salivary glands, as well as elucidate the complex relationship of these ectoparasites with their hosts. Such studies are conducted with the main objective of developing new immunobiological products aimed at the alternative control of ticks, as well as for the identification and isolation of bioactive molecules with pharmacological properties and with great therapeutic potential in the search for treatments for some diseases.

Acid phosphatase activity in Malpighian tubules of Triatoma infestans Klug

Acid phosphatase activity was detected in the Malpighian tubules of the bloodsucking hemipteran, Triatoma infestans. The enzyme activity was especially prominent in the cytoplasmic globules which were assumed to be laminated 'concretions', which occur in the distal cells of the organ. It was also verified in the nuclei and in some cytoplasmic granules (lysosomes) of the proximal cells. The data indicated that lysosomes were involved with the nature or origin of the laminated concretions, but it is still questionable whether acid phosphatase activity exists in the nuclei.

Effect of ricinoleic acid esters from castor oil (Ricinus communis) on the oocyte yolk components of the tick Rhipicephalus sanguineus (Latreille, 1806) (Acari: Ixodidae)

Rhipicephalus sanguineus are bloodsucking ectoparasites, whose main host is the domestic dog, thus being present in urban areas and closely located to people. Eventually, this tick species parasitize humans and can become a potential vector of infectious diseases. Methods to control this type of pest have been the focus of many research groups worldwide. The use of natural products is increasingly considered nowadays, due to the low toxicity levels to the host and low waste generation to the environment. This study tested the effect of ricinoleic acid esters from castor oil (as an potential acaricide) on the reproductive system of R sanguineus females, more specifically on the vitellogenesis process. For this, two groups were established: the control group (CG) and the treatment group (TG) with five rabbits in each (New Zealand White), used as hosts. NaCl and ester were added to rabbits' food and offered to the hosts. After full engorgement, the females were collected and had their ovaries extracted. The ticks ovaries were submitted to histochemical techniques so the effects of esters could be observed over polysaccharides, proteins and lipids yolk. Changes in the deposition of yolk components were observed. This caused modifications on elements of polysaccharide origin and on glycoprotein compounds, interfering in the final yolk synthesis and compromising the development of the future embryo. © 2012.

Diagnóstico molecular e relações filogenéticas entre nove espécies de Triatominae (Hemiptera, Reduviidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mini review: karyotypic survey in triatominae subfamily (Hemiptera, Heteroptera)

The Triatominae subfamily consists of 145 species distributed in 18 genera and grouped in six tribes. Currently, there are 86 karyotypes described in the literature, distributed in 11 genera. There are five chromosomal complements described for these bloodsucking insects, out more, 22 (20A+XY), 23 (20A+X1X2Y), 24 (20A+X1X2X3Y), 21 (18A+X1X2Y), 25 (22A+X1X2Y). Thus, we review all triatomine species with the number of chromosomes described in the literature. Through these data highlight the importance of further analysis cytogenetic with karyotype description in Triatominae subfamily, since it can help as an important tool cytotaxonomy and mainly allows the understanding of the evolution of this important group of insect vectors of Chagas disease.

An Insight into the Sialotranscriptome of Triatoma matogrossensis, a Kissing Bug Associated with Fogo Selvagem in South America

Triatoma matogrossensis is a Hemiptera that belongs to the oliveirai complex, a vector of Chagas' disease that feeds on vertebrate blood in all life stages. Hematophagous insects' salivary glands (SGs) produce potent pharmacologic compounds that counteract host hemostasis, including anticlotting, antiplatelet, and vasodilatory molecules. Exposure to T. matogrossensis was also found to be a risk factor associated with the endemic form of the autoimmune skin disease pemphigus foliaceus, which is described in the same regions where Chagas' disease is observed in Brazil. To obtain a further insight into the salivary biochemical and pharmacologic diversity of this kissing bug and to identify possible allergens that might be associated with this autoimmune disease, a cDNA library from its SGs was randomly sequenced. We present the analysis of a set of 2,230 (SG) cDNA sequences, 1,182 of which coded for proteins of a putative secretory nature.

Genetic characterization and molecular identification of the bloodmeal sources of the potential bluetongue vector Culicoides obsoletus in the Canary Islands, Spain

[EN] Background: Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) biting midges are vectors for a diversity of pathogens including bluetongue virus (BTV) that generate important economic losses. BTV has expanded its range in recent decades, probably due to the expansion of its main vector and the presence of other autochthonous competent vectors. Although the Canary Islands are still free of bluetongue disease (BTD), Spain and Europe have had to face up to a spread of bluetongue with disastrous consequences. Therefore, it is essential to identify the distribution of biting midges and understand their feeding patterns in areas susceptible to BTD. To that end, we captured biting midges on two farms in the Canary Islands (i) to identify the midge species in question and characterize their COI barcoding region and (ii) to ascertain the source of their bloodmeals using molecular tools.Methods: Biting midges were captured using CDC traps baited with a 4-W blacklight (UV) bulb on Gran Canaria and on Tenerife. Biting midges were quantified and identified according to their wing patterns. A 688 bp segment of the mitochondrial COI gene of 20 biting midges (11 from Gran Canaria and 9 from Tenerife) were PCR amplified using the primers LCO1490 and HCO2198. Moreover, after selected all available females showing any rest of blood in their abdomen, a nested-PCR approach was used to amplify a fragment of the COI gene from vertebrate DNA contained in bloodmeals. The origin of bloodmeals was identified by comparison with the nucleotide-nucleotide basic alignment search tool (BLAST). Results: The morphological identification of 491 female biting midges revealed the presence of a single morphospecies belonging to the Obsoletus group. When sequencing the barcoding region of the 20 females used to check genetic variability, we identified two haplotypes differing in a single base. Comparison analysis using the nucleotide-nucleotide basic alignment search tool (BLAST) showed that both haplotypes belong to Culicoides obsoletus, a potential BTV vector. As well, using molecular tools we identified the feeding sources of 136 biting midges and were able to confirm that C. obsoletus females feed on goats and sheep on both islands.Conclusions: These results confirm that the feeding pattern of C. obsoletus is a potentially important factor in BTV transmission to susceptible hosts in case of introduction into the archipelago. Consequently, in the Canary Islands it is essential to maintain vigilance of Culicoides-transmitted viruses such as BTV and the novel Schmallenberg virus.

CD4(+)CD25(+) T cells expressing FoxP3 in Icelandic horses affected with insect bite hypersensitivity

Insect bite hypersensitivity (IBH) is an IgE-mediated dermatitis caused by bites of midges from the genus Culicoides. We have shown previously that peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from IBH-affected horses produce higher levels of IL-4 and lower levels of IL-10 and TGF-beta1 than those from healthy horses, suggesting that IBH is associated with a reduced regulatory immune response. FoxP3 is a crucial marker of regulatory T cells (Tregs). Here we have determined the proportion of CD4(+)CD25(+)FoxP3(+) T cells by flow cytometry in PBMC directly after isolation or after stimulation with Culicoides extract or a control antigen (Tetanus Toxoid). There were no differences between healthy and IBH horses either in the proportion of FoxP3(+)CD4(+)CD25(+) cells in freshly isolated PBMC or in the following stimulation with Tetanus Toxoid. However, upon stimulation of PBMC with the allergen, expression of FoxP3 by CD4(+)CD25(+high) and CD4(+)CD25(+dim) cells was significantly higher in healthy than in IBH horses. Addition of recombinant IL-4 to PBMC from healthy horses stimulated with the allergen significantly decreased the proportion of FoxP3 expressing cells within CD4(+)CD25(+high). These results suggest that IBH is associated with a decreased number of allergen-induced Tregs. This could be a consequence of the increased IL-4 production by PBMC of IBH-affected horses.

The chironomid-temperature relationship: expression in nature and palaeoenvironmental implications

Fossils of chironomid larvae (non-biting midges) preserved in lake sediments are well-established palaeotemperature indicators which, with the aid of numerical chironomid-based inference models (transfer functions), can provide quantitative estimates of past temperature change. This approach to temperature reconstruction relies on the strong relationship between air and lake surface water temperature and the distribution of individual chironomid taxa (species, species groups, genera) that has been observed in different climate regions (arctic, subarctic, temperate and tropical) in both the Northern and Southern hemisphere. A major complicating factor for the use of chironomids for palaeoclimate reconstruction which increases the uncertainty associated with chironomid-based temperature estimates is that the exact nature of the mechanism responsible for the strong relationship between temperature and chironomid assemblages in lakes remains uncertain. While a number of authors have provided state of the art overviews of fossil chironomid palaeoecology and the use of chironomids for temperature reconstruction, few have focused on examining the ecological basis for this approach. Here, we review the nature of the relationship between chironomids and temperature based on the available ecological evidence. After discussing many of the surveys describing the distribution of chironomid taxa in lake surface sediments in relation to temperature, we also examine evidence from laboratory and field studies exploring the effects of temperature on chironomid physiology, life cycles and behaviour. We show that, even though a direct influence of water temperature on chironomid development, growth and survival is well described, chironomid palaeoclimatology is presently faced with the paradoxical situation that the relationship between chironomid distribution and temperature seems strongest in relatively deep, thermally stratified lakes in temperate and subarctic regions in which the benthic chironomid fauna lives largely decoupled from the direct influence of air and surface water temperature. This finding suggests that indirect effects of temperature on physical and chemical characteristics of lakes play an important role in determining the distribution of lake-living chironomid larvae. However, we also demonstrate that no single indirect mechanism has been identified that can explain the strong relationship between chironomid distribution and temperature in all regions and datasets presently available. This observation contrasts with the previously published hypothesis that climatic effects on lake nutrient status and productivity may be largely responsible for the apparent correlation between chironomid assemblage distribution and temperature. We conclude our review by summarizing the implications of our findings for chironomid-based palaeoclimatology and by pointing towards further avenues of research necessary to improve our mechanistic understanding of the chironomid-temperature relationship.

Cyclic nucleotide specific phosphodiesterases of Leishmania major

Background Leishmania represent a complex of important human pathogens that belong to the systematic order of the kinetoplastida. They are transmitted between their human and mammalian hosts by different bloodsucking sandfly vectors. In their hosts, the Leishmania undergo several differentiation steps, and their coordination and optimization crucially depend on numerous interactions between the parasites and the physiological environment presented by the fly and human hosts. Little is still known about the signalling networks involved in these functions. In an attempt to better understand the role of cyclic nucleotide signalling in Leishmania differentiation and host-parasite interaction, we here present an initial study on the cyclic nucleotide-specific phosphodiesterases of Leishmania major. Results This paper presents the identification of three class I cyclic-nucleotide-specific phosphodiesterases (PDEs) from L. major, PDEs whose catalytic domains exhibit considerable sequence conservation with, among other, all eleven human PDE families. In contrast to other protozoa such as Dictyostelium, or fungi such as Saccharomyces cerevisiae, Candida ssp or Neurospora, no genes for class II PDEs were found in the Leishmania genomes. LmjPDEA contains a class I catalytic domain at the C-terminus of the polypeptide, with no other discernible functional domains elsewhere. LmjPDEB1 and LmjPDEB2 are coded for by closely related, tandemly linked genes on chromosome 15. Both PDEs contain two GAF domains in their N-terminal region, and their almost identical catalytic domains are located at the C-terminus of the polypeptide. LmjPDEA, LmjPDEB1 and LmjPDEB2 were further characterized by functional complementation in a PDE-deficient S. cerevisiae strain. All three enzymes conferred complementation, demonstrating that all three can hydrolyze cAMP. Recombinant LmjPDEB1 and LmjPDEB2 were shown to be cAMP-specific, with Km values in the low micromolar range. Several PDE inhibitors were found to be active against these PDEs in vitro, and to inhibit cell proliferation. Conclusion The genome of L. major contains only PDE genes that are predicted to code for class I PDEs, and none for class II PDEs. This is more similar to what is found in higher eukaryotes than it is to the situation in Dictyostelium or the fungi that concomitantly express class I and class II PDEs. Functional complementation demonstrated that LmjPDEA, LmjPDEB1 and LmjPDEB2 are capable of hydrolyzing cAMP. In vitro studies with recombinant LmjPDEB1 and LmjPDEB2 confirmed this, and they demonstrated that both are completely cAMP-specific. Both enzymes are inhibited by several commercially available PDE inhibitors. The observation that these inhibitors also interfere with cell growth in culture indicates that inhibition of the PDEs is fatal for the cell, suggesting an important role of cAMP signalling for the maintenance of cellular integrity and proliferation.