Gonadal alterations in male whitefish Coregonus fatioi: no evidence for genetic damage reducing viability in early life stages.

In recent years, numerous cases of morphological gonadal alterations in fish have been recorded throughout the world and across a wide range of species. In the whitefish Coregonus fatioi from the pre-alpine Lake Thun (Switzerland), the frequency of gonadal alterations is particularly high and the variety of alteration types large. Little is known about the proximal causes and the direct consequences of these morphological features on population persistence. In particular, the potential for the observed alterations to be the phenotypic expression of reduced genetic quality has not yet been addressed. In this study, we used offspring survival during embryogenesis as a proximate indicator of male genetic quality and tested whether the presence of gonadal alterations in males is an indicator of reduced quality. Embryos resulted from in vitro fertilizations of gametes from 126 males and females. We found no significant correlation between embryo survival and gonadal alteration in adults. Our findings suggest that in C. fatioi of Lake Thun, alterations in gonad morphology are not a phenotypic expression of variation in genetic quality.

Effect of different potassium sources on the seasonal variation of potassium and free polyamines in scots pine needles

Summary

Plumage ornaments, bacterial colonisation and signalling in european starling, "Sturnus vulgaris"

Abstract Animal behaviours or structures are used by senders as signals to try to increase their fitness by altering the behaviour of receivers. A large fraction of studies on sexual selection have focussed on male ornaments and have demonstrated that these ornaments signal the quality of their owner and are used by female for mate choice. Although females can also exhibit conspicuous traits, studies on female ornaments are markedly lacking. In chapter 1, we show that female starlings are showier on chest whiteness than males and that females' whiteness may potentially indicate female condition at the start of breeding and provide fitness advantages to breeding birds. Furthermore we point out that feather density and abrasion are important factors shaping the expression of chest whiteness. This suggests that further understanding of the evolution of chest whiteness in Starlings requires to examine the environmental and physiological factors that shape feather condition. Plumage may suffer from damage through abrasion and bacterial activity. In chapter 2, we focus on factors that influence feather-degrading bacterial communities. Within the hypothesis that parental care can be trade-off against the demands of self-maintenance, we show that a brood size manipulation modifies the structure of feather-degrading bacterial communities and the density of free- living bacteria. Thus we have pointed out a potentially poorly known cost of reproduction. In the same context of a trade-off between reproductive activities and individual self-maintenance, chapter 3 shows that at a proximate level in females but not in males, the individual variation in time and/or energy allocated in reproductive activities is associated with prolactin hormone levels. Our study provides evidence for the existence of a sex related difference in the relationship between brood size and prolactin levels. Birds have evolved sanitation behaviours and preen gland secretions to preserve the condition of their plumage. In chapter 4, we describe a method that allows to measure preen gland in situ. Then we use this method to characterize a number of phenotypic and ecological factors that explain variation in preen gland size in free-living individuals. In parent-offspring interactions, parents use offspring signals to provision their brood. In chapter 5, we demonstrate that nestling flanges and body skin reflect in the ultra-violet (UV) wavelengths ant that parents use this UV reflectance in food allocation decisions. Résumé Certains comportements et structures chez les animaux agissent, pour ceux qui les émettent, comme des signaux permettant d'augmenter leur fitness en altérant les comportements de ceux qui les perçoivent. Une grande partie des études sur la sélection sexuelle s'est focalisée sur les ornements mâles. Ces études ont démontré que ces ornements pouvaient signaler la qualité de celui qui les porte et influencer le choix des femelles. Bien que les femelles puissent aussi présenter des traits voyants, les études sur leurs ornements font défaut. Dans le chapitre 1 de ce travail, nous montrons que les étourneaux femelles sont plus voyantes que les mâles sur la base de la blancheur de la poitrine. De plus la blancheur des femelles peut signaler leur condition au début de la saison de reproduction et ainsi être corrélée avec leur fitness. Nous mettons aussi en évidence que la densité et l'abrasion des plumes sont des facteurs importants, contrôlant l'expression de la blancheur de la poitrine. Ceci suggère que des études futures pourraient examiner le rôle des facteurs environnementaux et physiologiques qui influencent la condition des plumes pour mieux comprendre l'évolution de la blancheur chez les étourneaux. Le plumage subit des dommages à travers l'abrasion et probablement aussi par l'activité de dégradation de bactéries. Dans le chapitre 2 de ce travail, nous nous intéressons aux facteurs qui influencent les communautés de bactéries dégradant les plumes. Nous basant sur l'hypothèse selon laquelle il existe un compromis entre les soins parentaux et la maintenance corporelle, nous montrons qu'une manipulation de la taille de nichée modifie la structure des communautés de bactéries dégradant les plumes ainsi que les densités de bactéries libres présentes sur le plumage. Ainsi nous mettons en évidence un coût encore peu connu des activités de reproduction. Dans le même contexte, nous montrons, dans le chapitre 3, que des variations individuelles dans l'énergie et/ou le temps alloué dans les activités de reproduction sont associés, chez les femelles, à un niveau proximal à l'hormone prolactine. Cette relation n'est pas présente chez les mâles. Cette étude montre que la relation entre la taille de nichée et les niveaux de prolactine diffère avec le sexe des individus. Les oiseaux utilisent des comportements de nettoyage associés aux sécrétions de la glande uropygiale afin de préserver la condition de leurs plumes. Dans le chapitre 4 de ce travail, nous décrivons une méthode qui permet de mesurer la taille de la glande in situ. Puis nous caractérisons certains facteurs écologiques et physiologiques qui expliquent les variations de la taille de la glande chez des individus capturés dans leur environnement. Les parents nourrissent leur progéniture en réponse à des signaux émis par ceux-ci. Dans le chapitre 5 de ce travail, nous démontrons que les commissures et la peau sur le corps des oisillons reflètent la lumière dans l'ultraviolet. Nous montrons que les parents utilisent cette réflexion dans l'ultraviolet lors de l'allocation de nourriture pour leurs jeunes.

Congenital disorder of glycosylation type Id (CDG Id) : phenotypic, biochemical and molecular characterization of a new patient

Rapport de synthèseLes troubles de la glycosylation (Congenital Disorders of Glycosylation, CDG) regroupent une famille de maladies multi-systémiques héréditaires causées par des défauts dans la synthèse de glycoconjugés. La glycosylation est une réaction enzymatique consistant à lier de façon covalente un glucide à une chaîne peptidique ou une protéine. Il existe deux types de glycosylation. La N-gjycosylation est l'addition de glucides aux chaînes peptidiques en croissance dès leur entrée dans la lumière du réticulum endoplasmique. Elle s'effectue sur les futures glycoprotéines membranaires et conduit à des chaînes de sucres courtes et ramifiées. La O-glycosylation est l'addition de glucides au niveau des résidus hydroxylés des acides aminés sérine et thréonine des chaînes peptidiques déjà présentes dans la lumière de l'appareil de Golgi. Elle est, dans la plupart des cas, effectuée sur îes protéoglycanes et conduit à des chaînes de sucres longues et non ramifiées. La classification des CDG repose sur le niveau de l'étape limitante de la glycosylation. Les CDG de type 1, plus fréquents, regroupent les déficits enzymatiques se situant en amont du transfert de Poligosaccharide sur la chaîne peptidique. Les CDG de type 2 regroupent ceux ayant lieu en aval de ce transfert. Parmi les nombreux différents sous-types de CDG, le CDG de type ld est causé par une anomalie de la mannosyltransferase, enzyme codée par le gène ALG3 (chromosome 3q27). Jusqu'à ce jour, six patients atteints de CDG ld ont été reportés dans la littérature. Notre travail a permis de décrire un septième patient et d'affiner les caractéristiques cliniques, biologiques, neuroradiologiques et moléculaires du CDG ld. Notre patient est notamment porteur d'une nouvelle mutation de type missense sur le gène ALG3. Tous les patients atteints de CDG ld présentent une encéphalopathie progressive avec microcéphalie, retard psychomoteur sévère et épilepsie. Une ostéopénie marquée est présente chez certains patients. Elle est parfois sous diagnostiquée et révélée uniquement lors de fracture pathologique. Les patients atteints de CDG ld présentent également des traits dysmorphiques typiques, mais aucune atteinte multi-systémique ou anomalie biologique spécifique n'est retrouvée telle que dans les autres types de CDG. Le dépistage biochimique des troubles de la glycosylation se fait par une analyse simple et peu coûteuse qui est l'analyse de la transferrine sérique par isoelectrofocusing ou par électrophorèse capillaire. Un tel dépistage devrait être effectué chez tout patient présentant une encéphalopathie d'origine indéterminée, et cela même en l'absence d'atteinte multi- systémique. Notre travail a été publié sous forme d'article de type « short report », peer-reviewed, dans le Journal of Inherited Metabolic Diseases. Le Journal est une révue spécialisée du domaine des erreirs innées du métabolisme. S'agissant d'un seul patient rapporté, l'article ne montre que très synthétiquement le travail effectué, Pour cette raison un complément à l'article avec matériel, méthodes et résultats figure ci-après et concerne la partie de recherche moléculaire de notre travail. La doctorante a non seulement encadré personnellement le patient au niveau clinique et biochimique, mais a plus particulièrement mis au point l'analyse moléculaire du gène ALG3 dans le laboratoire de Pédiatrie Moléculaire pour la première fois ; cela a impliqué l'étude du gène, le choix des oligonucleotides et l'optimisation des réactions d'amplification et séquençage.

Age-specific variation of resistance to oxidative stress in the greater flamingo (Phoenicopterus ruber roseus)

Birds exhibit exceptional longevity and are thus regarded as a convenient model to study the intrinsic mechanisms of aging. The oxidative stress theory of aging suggests that individuals age because molecules, cells, tissues, organs, and, ultimately, animals accumulate oxidative damage over time. Accumulation of damage progressively reduces the level of antioxidant defences that are expected to decline with age. To test this theory, we measured the resistance of red blood cells to free radical attack in a captive population of greater flamingo (Phoenicopterus ruber roseus) of known age ranging from 0.3 to 45 years. We observed a convex relationship with young adults (12-20 years old) having greater resistance to oxidative stress than immature flamingos (5 months old) and old flamingos (30-45 years old). Our results suggest that the antioxidant detoxifying system must go through a maturation process before being completely functional. It then declines in older adults, supporting the oxidative theory of aging. Oxidative stress could hence play a significant role in shaping the pattern of senescence in a very long-lived bird species.

Geographical and altitudinal population genetic structure of two dung fly species with contrasting mobility and temperature preference.

Local adaptation of populations requires some degree of spatio-temporal isolation. Previous studies of the two dung fly species Scathophaga stercoraria and Sepsis cynipsea have revealed low levels of geographic and altitudinal genetic differentiation in quantitative life history and morphological traits, but instead high degrees of phenotypic plasticity. These patterns suggest that gene flow is extensive despite considerable geographic barriers and large spatio-temporal variation in selection on body size and related traits. In this study we addressed this hypothesis by investigating genetic differentiation of dung fly populations throughout Switzerland based on the same 10 electrophoretic loci in each species. Overall, we found no significant geographic differentiation of populations for either species. This is inconsistent with the higher rates of gene flow expected due to better flying capacity of the larger S. stercoraria. However, heterozygote deficiencies within populations indicated structuring on a finer scale, seen for several loci in S. cynipsea, and for the locus PGM (Phosphoglucomutase) in S. stercoraria. Additionally, S. cynipsea showed a tendency towards a greater gene diversity at higher altitudes, mediated primarily by the locus MDH (malate dehydrogenase), at which a second allele was only present in populations above 1000 m. This may be caused by increased environmental stress at higher altitudes in this warm-adapted species. MDH might thus be a candidate locus subject to thermal selection in this species, but this remains to be corroborated by direct evidence. In S. stercoraria, no altitudinal variation was found.

Forest insects and environmental variation in stand edges

Summary

Genetic regulation of colony social organization in fire ants: an integrative overview

Expression of colony social organization in fire ants appears to be under the control of a single Mendelian factor of large effect. Variation in colony queen number in Solenopsis invicta and its relatives is associated with allelic variation at the gene Gp-9, but not with variation at other unlinked genes; workers regulate queen identity and number on the basis of Gp-9 genotypic compatibility. Nongeneticfactors, such as prior social experience, queen reproductive status, and local environment, have negligible effects on queen number which illustrates the nearly complete penetrance of Gp-9. As predicted, queen number can be manipulated experimentally by altering worker Gp-9 genotype frequencies. The Gp-9 allele lineage associated with polygyny in South American fire? ants has been retained across multiple speciation events, which may signal the action of balancing selection to maintain social polymorphism in these species. Moreover positive selection is implicated in driving the molecular evolution of Gp-9 in association with the origin of polygyny. The identity of the product of Gp-9 as an odorant-binding protein suggests plausible scenarios for its direct involvement in the regulation of queen number via a role in chemical communication. While these and other lines of evidence show that Gp-9 represents a legitimate candidate gene of major effect, studies aimed at determining (i) the biochemical pathways in which GP-9 functions; (ii) the phenotypic effects of molecular variation at Gp-9 and other pathway genes; and (iii) the potential involvement of genes in linkage disequilibrium with Gp-9 are needed to elucidate the genetic architecture underlying social organization in fire ants. Information that reveals the links between molecular variation, individual phenotype, and colony-level behaviors, combined with behavioral models that incorporate details of the chemical communication involved in regulating queen number will yield a novel integrated view of the evolutionary changes underlying a key social adaptation.

Effects of thresholding level variation in fringe binarization of multiobject joint transform correlation

It is possible to improve the fringe binarization method of joint transform correlation by choosing a suitable threshold level.

Karyotypic variation between wood mouse species: banded chromosomes of Apodemus alpicola and A-microps

The banding pattern (G-, C-, AgNOR-staining) was described in karyotypes of Apodemus alpicola Heinrich, 1952 and A. microps Kratochvil et Rosicky, 1952 collected from the Alps and central Europe, Distinct differences between the two species were revealed in the distribution of C-heterochromatic regions in autosomes and the sex chromosomes, and the distribution of nucleolar organizer regions (NORs). Extensive variation in the distribution pattern of C-heterochromatin and NORs obviously exists among the wood mice of the subgenus Sylvaemus, and individual species can be distinguished according to a specific variation pattern. However, it seems premature to designate individual karyotypic forms as separate species, because the extent of overall geographical interpopulation variation is still not sufficiently known.