Evolution of life history traits in a natural population of the shrew Crocidura russula

Abstract Life history traits encompass all the decisions concerning fitness an individual is faced with during his life. The study of these traits is crucial to understand the factors shaping the biology of living organisms. Up until now, most of the information on the evolution of life history traits comes from laboratory studies. While these studies are interesting to test the effect of specific parameters, their conclusions are difficult to extrapolate to natural populations. Investigating the evolution of life history traits in natural populations is of great interest. This may be tricky because it requires information on reproduction, survival and morphology of individuals. Mark-recapture methods allow most of this information to be obtained. However, when direct observations of a species are not possible due to its ecology, indirect methods must be used to infer lifetime reproductive success. In this case, molecular markers are particularly helpful in assessing the genetic relationships between individuals and allow the construction of a pedigree. This thesis focuses on a natural population of a small insectivorous mammal, the greater white-toothed shrew, Crocidura russula. Because of its hidden lifestyle, the two complementary techniques mentioned above were combined to gather information on this population. The data were used to explore diverse aspects of evolutionary biology. We demonstrated that the high genetic variance displayed by the species was not maintained by its mating system because this shrew was less monogamous than previously thought. The large genetic diversity was most likely promoted by gene flow from the neighborhood. Dispersal was thus a central topic in this thesis. We showed that dispersal was not driven by inbreeding avoidance. In addition, we did not find any inbreeding depression in the population. Dispersal was promoted by a high number of vacant territories in the population for both sexes, meaning that territory acquisition played an important role in driving dispersal. Moreover, dispersal propensity was shown to have a genetic basis and, once achieved, to have no effect on individual fitness. Body mass was found to be a life history trait strongly influenced by sexual and viability selection in both sexes. Larger individuals had higher access to reproduction through territory acquisition and defense than lighter ones. By contrast, intermediate size individuals were favored by viability selection presumably because of ecological constraints and metabolic costs. Finally, we demonstrated that the majority of the life history traits in our shrew population has the potential to evolve because they maintained substantial amounts of additive genetic variance. Nonetheless, life history traits had no significant heritability due to their high level of nonadditive or environmental variance. Résumé Les traits d'histoire de vie comprennent toutes les décisions auxquelles un individu est confronté au cours de sa vie et qui concernent sa valeur adaptative. L'étude de ces traits est cruciale pour comprendre les facteurs qui façonnent la biologie des êtres vivants. Jusqu'à ce jour, la majorité des informations sur l'évolution des traits d'histoire de vie provient d'études réalisées en laboratoire. Alors que ces études sont intéressantes pour tester l'effet de paramètres spécifiques, leurs conclusions sont difficilement extrapolables aux populations naturelles. Il est particulièrement intéressant d'étudier l'évolution des traits d'histoire de vie dans des populations naturelles. Toutefois, ces études peuvent se révéler difficiles parce qu'elles requièrent des informations sur la reproduction, la survie et la morphologie des individus. Des méthodes de marquage-recapture permettent d'obtenir ces informations. Cependant, lorsque l'écologie de l'espèce rend les obervations directes impossibles, des méthodes indirectes doivent être utilisées pour obtenir le succès reproducteur des individus. Dans ce cas, les marqueurs moléculaires sont particulièrement utiles pour évaluer les relations génétiques entre individus et permettre la construction d'un pedigree. Cette thèse porte sur une population naturelle d'un petit mammifère insectivore, la musaraigne musette, Crocidura russula. Parce que cette espèce présente un mode de vie souterrain, les deux techniques complémentaires mentionnées ci-dessus ont été combinées pour acquérir les informations nécessaires. Les données ont été utilisées pour explorer divers aspects de biologie evolutive. Nous avons montré que la grande quantité de variance génétique trouvée chez cette espèce n'est pas maintenue par son système d'appariement. Celle-ci s'est en effet avérée être moins monogame que ce qui était admis jusqu'ici. Sa grande diversité génétique est plutôt entretenue par le flux de gènes provenant du voisinage. La dispersion a donc été un sujet phare dans cette thèse. Nous avons montré qu'elle n'est pas provoquée par un évitement de la consanguinité et nous n'avons pas trouvé de dépression de consanguité dans notre population. L'acquisition d'un territoire joue par contre un rôle important dans la dispersion. En outre, la dispersion possède une base génétique chez cette espèce. De plus, une fois qu'ils ont dispersé, les individus n'ont pas une valeur adaptative differente d'individus philopatriques. Le poids s'est avéré être un trait d'histoire de vie fortement influencé par la sélection sexuelle et de viabilité chez les deux sexes. Les gros individus ont accès à la reproduction parce qu'ils acquièrent et défendent un territoire plus facilement que les plus légers. Au contraire, les individus de taille intermédiaire sont favorisés par la sélection de viabilité, certainement à cause de contraintes écologiques et de coûts métaboliques. Finalement, nous avons montré que la majorité des traits d'histoire de vie dans notre population a le potentiel d'évoluer parce qu'elle maintient des quantités considérables de variance génétique additive. Néanmoins, l'héritabilité de ces traits d'histoire de vie n'est pas significative à cause de la grande quantité de variance non-additive ou environmentale associée à ces traits.

Hépatite B et migrants : Doit-on mieux faire ?

L'hépatite B chronique touche plus de 5% de la population mondiale. Les migrants, et en particulier les requérants d'asile font partie d'une population à risque d'être infectée puisque la plupart viennent de pays à moyenne ou haute endémicité. Pourtant, en Suisse, aucun dépistage de cette infection chronique ne leur est proposé systématiquement. Dans une résolution émise en 2010, l'OMS appelle à promouvoir la vaccination, mais aussi le dépistage des individus à risque, ainsi que la prise en charge des individus infectés. Sur la base d'une enquête bidirectionnelle chez des requérants d'asile du canton de Vaud, le taux de positivité pour les Ac anti-HBc est estimé à 42% et celui des AgHBs à 8%. Les stratégies de dépistage et de prise en charge possibles sont discutées à la lumière de ces données. L'identification des migrants infectés permettrait leur prise en charge, diminuant les complications, ainsi que la transmission du virus entre migrants et à la population locale.

ADIDAL : Base de dades de música clàssica

El projecte consisteix en el desenvolupament d'una eina que permeti gestionar peces musicals de l'anomenada música culta o clàssica. La informació es pot utilitzar per fer cerques i també per mantenir un registre d'una biblioteca de partitures i una fonoteca.

Construcció d'una base de dades històrica de projectes Informàtics

El tema del treball de final de carrera se centra en el disseny d'una base de dades històrica de projectes informàtics, concretament especialitzada en projectes informàtics relacionats amb el disseny, la construcció i la posada en marxa i el posterior manteniment de programari.

Disseny i implementació d'una base de dades relacional per a la gestió d'incidències de productes

El projecte suposa el disseny i construcció de diferents parts: anàlisi dels requeriments de l'empresa, el disseny de les taules de la base de dades, definició dels índexs de les taules, disseny i implementació dels procediments emmagatzemats de la base de dades. Aquests procediments emmagatzemats seran l'única forma d'entrada o sortida de la base de dades ocultant així els detalls més pesats relatius a l'estructura interna de la base de dades creada, d'aquesta manera, les consultes de les dades podran ser realitzades per part d'usuaris que no tenen coneixements específics sobre bases de dades.

Disseny i implementació d'una base de dades relacional per a la gestió d'incidències de productes

Treball Final de Grau l'objectiu del qual és proporcionar les eines de programari necessàries, implementades com procediments emmagatzemats, per a poder realitzar totes les tasques relacionades amb les incidències d'un servei post venta.

DESARROLLO DE UNA BASE DE DATOS Y UNA APLICACIÓN WEB DE ACCESO A LA MISMA PARA UN GRUPO DE INVESTIGACIÓN MARINA DE ORGANISMOS DE PROFUNDIDAD (DEEP-SEA)

Este proyecto se fraguó previamente a la elección de un trabajo final de carrera. Para poder entenderlo debo mencionar que trabajo como titulado superior de investigación y laboratorio en el Instituto de Ciencias del Mar (ICM)del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), dentro de un grupo de investigación en oceanografía biológica, concretamente en recursos marinos renovables. En base a mi experiencia con este tipo de entorno de investigación, observe que existían una serie de mejoras de carácter técnico que se podrían introducir, y que ha la larga iban a facilitar mucho más el trabajo científico del grupo.Este grupo durante muchos años se ha dedicado a la obtención de datos de dos especies marinas de interés comercial del mar Mediterráneo que tienen su hábitat en aguas profundas: la gamba rosada (Aristeus antennatus) y la cigala (Nephrops norvegicus). Por ende, de manera colateral, datos de las especies que interaccionan con ellas, y que por este hecho se ven influenciadas al ser pescadas las anteriores. En estos años ha ido en aumento la evidencia de que ecosistemas más someros de nuestros mares tienen una relación mucho mayor de lo que se suponía con los ecosistemas profundos de los mismos. Además estos ecosistemas profundos influyen en los someros, también más de lo que cabía esperar, actuando de refugio de larvas y especies que tienen capacidad de sobrevivir en rangos batimétricos amplios. Si desean tener una visión más profunda al respecto pueden ver algunas de las últimas referencias bibliográficas a las que hago referencia en este párrafo acerca de este hecho, así como del incremento de la importancia de los grupos de investigación en el mundo dedicados a este tipo de investigación. En algunas de estas publicaciones han participado miembros del grupo al cual va dirigido el trabajo que aquí expongo.A medida que crecía el número de miembros del grupo, la importancia del mismo, la mejora tecnológica empleada en los muestreos, las colaboraciones internacionales con otras instituciones y la cantidad de proyectos en el grupo de investigación, crecía a su vez proporcionalmente, la cantidad de datos y la disparidad en formatos y sistemas de almacenaje (Hojas MS Excel o bases de datos MS Access, archivos de texto, etc.). Se ha hecho necesaria entonces la creación de una herramienta que los gestione de una forma común, y una base de datos para el almacenaje de los mismos de una forma coherente y robusta. Así mismo el hecho de tener los datos en una fuente común, posibilitará su distribución a otras bases de datos mundiales sobre la materia con las cuales se colabora, dependientes de organismos tan en la cresta a de la ola, como el Census of marine life (COML), el Alfred Wegener Institute (AWI) y el Center for Marine Environmental Sciences (MARUM)de Alemania. Estos a su vez carecen de datos de las zonas geográficas pertenecientes al mar Mediterráneo foco de la investigación del grupo.

Etude d'administration contrôlée de cannabis et profils cinétiques des cannabinoïdes dans les fluides biologiques

Le cannabis est l'une des drogues illégales les plus consommées au monde. Le delta-9- tétrahydrocannabinol (THC) est le composé psychoactif majeur du cannabis et est fréquemment détecté dans le sang de conducteurs impliqués dans un accident de la route, alors qu'il est actuellement interdit de conduire sous l'influence du THC en Suisse comme dans de nombreux pays européens. La détection de ce composé dans le sang est suivie d'une série de mesures pénales et administratives à l'encontre du conducteur impliqué. Cette thèse intitulée « Etude d'administration contrôlée de cannabis et profils cinétiques dans les fluides biologiques » s'inscrit dans une étude toxicologique menée au Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV). Le but de cette étude est d'évaluer les effets du cannabis sur le fonctionnement du cerveau lorsque le consommateur accompli une tâche fondamentale de la conduite automobile. Pour cela, l'imagerie médicale par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf) est combinée à un test informatisé simulant une tâche psychomotrice requise pour une conduite automobile sûre. Il s'agit d'un test de double tâche de poursuite d'une cible au moyen d'un curseur dirigé par un joystick, combiné à une tâche secondaire de détection de signaux routiers. Parallèlement, les profils cinétiques sanguins et salivaires des volontaires ont été déterminés grâce à des prélèvements effectués tout au long de la journée d'étude. Les objectifs principaux de ce travail de thèse sont les suivants : après une revue de la littérature existante sur les techniques d'analyse des cannabinoïdes dans les fluides biologiques, une méthode a été développée et validée pour ces composés dans la salive puis appliquée aux échantillons de l'étude. En parallèle, les échantillons sanguins et urinaires ont été analysés, en partie avec une méthode adaptée de celle développée pour la salive. Pour montrer la versatilité de cette méthode, celle-ci a été employée pour analyser des échantillons de bile qui a l'avantage de contenir des concentrations élevées de métabolites conjugués. Dans un deuxième temps, les dosages effectués sur le sang et la salive ont permis d'établir les profils cinétiques des cannabinoïdes, de déterminer leurs paramètres pharmacocinétiques et de les comparer. Les données obtenues ont montré que la concentration sanguine en acide 11-nor-9- carboxy-delta-9-tétrahydrocannabinol (THCCOOH) pouvait servir à distinguer les fumeurs occasionnels des fumeurs réguliers de cannabis, car elle est significativement plus élevée chez les consommateurs réguliers. De plus, d'autres cannabinoïdes présents dans la salive pourraient servir de marqueurs de consommation récente dans ce fluide biologique. Enfin, que ce soit dans le sang, la salive ou l'urine, des phytocannabinoïdes peuvent être utilisés comme marqueur de consommation de cannabis illégal car ils sont absents des médicaments à base de cannabis utilisant des préparations synthétiques ou purifiées du THC.

L'hémisphérotomie péri-insulaire: technique chirurgicale, monitoring EEG intraopératoire et résultats sur le contrôle de l'épilepsie [Periinsular hemispherotomy: surgical technique, intraoperative EEG monitoring and results on seizure outcome]

Peri-insular hemispherotomy is a surgical technique used in the treatment of drug-resistant epilepsy of hemispheric origin. It is based on the exposure of insula and semi-circular sulci, providing access to the lateral ventricle through a supra- and infra-insular window. From inside the ventricle, a parasagittal callosotomy is performed. The basal and medial portion of the frontal lobe is isolated. Projections to the anterior commissure are interrupted at the time of amygdala resection. The hippocampal tail and fimbria-fornix are disrupted posteriorly. We report our experience of 18 cases treated with this approach. More than half of them presented with congenital epilepsy. Neuronavigation was useful in precisely determining the center and extent of the craniotomy, as well as the direction of tractotomies and callosotomy, allowing minimal exposure and blood loss. Intra-operative monitoring by scalp EEG on the contralateral hemisphere was used to follow the progression of the number of interictal spikes during the disconnection procedure. Approximately 90% of patients were in Engel's Class I. We observed one case who presented with transient postoperative neurological deterioration probably due to CSF overdrainage and documented one case of incomplete disconnection in a patient presenting with hemimegalencephaly who needed a second operation. We observed a good correlation between a significant decrease in the number of spikes at the end of the procedure and seizure outcome. Peri-insular hemispherotomy provides a functional disconnection of the hemisphere with minimal resection of cerebral tissue. It is an efficient technique with a low complication rate. Intra-operative EEG monitoring might be used as a predictive factor of completeness of the disconnection and consequently, seizure outcome.

Abnormal EEG Synchronization Correlates with Demyelination in Alzheimer's Disease

Introduction : The pathological processes caused by Alzheimer's disease (AD) supposedly disrupt communication between and within the distributed cortical networks due to the dysfunction/loss of synapses and myelination breakdown. Indeed, recently (Knyazeva et al. 2008), we have revealed the whole-head topography of EEG synchronization specific to AD. Here we analyze whether and how these abnormalities of synchronization are related to the demyelination of cortico-cortical fibers. Methods : Fifteen newly diagnosed AD patients (CDR 0.5-1) and 15 controls matched for age, participated in the study. Their multichannel (128) EEGs were recorded during 3-5 min at rest. They were submitted to the multivariate phase synchronization (MPS) analysis for mapping regional synchronization. To obtain individual whole-head maps, the MPS was computed for each sensor considering its 2nd nearest topographical neighbors. Separate calculations were performed for the delta, theta, alpha-1/−2, and beta-1/−2 EEG bands. The same subjects were scanned on a 3 Tesla Philips scanner. The protocol included a high-resolution T1-weighted sequence and a Magnetization Transfer Imaging (MTI) acquisition. For each subject, we defined a 3mm thick layer of white matter exactly below the cortical gray matter. The magnetization transfer ratio (MTR) - an estimator of myelination - was calculated for this layer in 39 Brodmann-defined ROIs per hemisphere. To assess the between-group differences, we used a permutation version of Hotelling's T2 test or two-sample T-test (Pcorrected <0.05). For correlation analysis, Spearman Rank Correlation was calculated. Results : In AD patients, we have found an abnormal landscape of synchronization characterized by a decrease in MPS over the fronto-temporal region of the left hemisphere and an increase over the temporo-parieto-occipital regions bilaterally. Also, we have shown a widespread decrease in regional MTR in the AD patients for all the areas excluding motor, premotor, and primary sensory ones. Assuming that AD-related changes in synchronization are associated with demyelination, we hypothesized a correlation between the regional MTR values and MPS values in the hypo- and hyper-synchronized clusters. We found that MPS in the left fronto-temporal hypo-synchronized cluster directly correlates with myelination in BA42-46 of the left hemisphere: the lower the myelination in individual patients, the lower the EEG synchronization. By contrast, in the posterior hyper-synchronized cluster, MPS inversely correlated with myelination, i.e., the lower the myelination, the higher the synchronization. This posterior hyper-synchronization, more characteristic for early-onset AD, probably, results from the initial effect of the disease on cortical inhibition, reducing cortical capacity for decoupling irrelevant connections. Remarkably, it showed different topography of correlations in early- vs. late-onset patients. In the early-onset patients, hyper-synchronization was mainly related to demyelination in posterior BAs, the effect being significant in all the EEG frequency bands. In the late-onset patients, widely distributed correlations were significant for the EEG delta band, suggesting an interaction between the cerebral manifestations of AD and the age of its onset, i.e., topographically selective impairment of cortical inhibition in early-onset AD vs. its wide-spread weakening in old age. Conclusions : Overall, our results document that the degradation of white matter is a significant factor of AD pathogenesis leading to functional dysconnection, the latter being reflected in EEG synchronization abnormalities.

A discrete forest in a continuous landscape : investigating interactions between natural resource management and sustainable development

Summary Forests are key ecosystems of the earth and associated with a large range of functions. Many of these functions are beneficial to humans and are referred to as ecosystem services. Sustainable development requires that all relevant ecosystem services are quantified, managed and monitored equally. Natural resource management therefore targets the services associated with ecosystems. The main hypothesis of this thesis is that the spatial and temporal domains of relevant services do not correspond to a discrete forest ecosystem. As a consequence, the services are not quantified, managed and monitored in an equal and sustainable manner. The thesis aims were therefore to test this hypothesis, establish an improved conceptual approach and provide spatial applications for the relevant land cover and structure variables. The study was carried out in western Switzerland and based primarily on data from a countrywide landscape inventory. This inventory is part of the third Swiss national forest inventory and assesses continuous landscape variables based on a regular sampling of true colour aerial imagery. In addition, land cover variables were derived from Landsat 5 TM passive sensor data and land structure variables from active sensor data from a small footprint laserscanning system. The results confirmed the main hypothesis, as relevant services did not scale well with the forest ecosystem. Instead, a new conceptual approach for sustainable management of natural resources was described. This concept quantifies the services as a continuous function of the landscape, rather than a discrete function of the forest ecosystem. The explanatory landscape variables are therefore called continuous fields and the forest becomes a dependent and function-driven management unit. Continuous field mapping methods were established for land cover and structure variables. In conclusion, the discrete forest ecosystem is an adequate planning and management unit. However, monitoring the state of and trends in sustainability of services requires them to be quantified as a continuous function of the landscape. Sustainable natural resource management iteratively combines the ecosystem and gradient approaches. Résumé Les forêts sont des écosystèmes-clés de la terre et on leur attribue un grand nombre de fonctions. Beaucoup de ces fonctions sont bénéfiques pour l'homme et sont nommées services écosystémiques. Le développement durable exige que ces services écosystémiques soient tous quantifiés, gérés et surveillés de façon égale. La gestion des ressources naturelles a donc pour cible les services attribués aux écosystèmes. L'hypothèse principale de cette thèse est que les domaines spatiaux et temporels des services attribués à la forêt ne correspondent pas à un écosystème discret. Par conséquent, les services ne sont pas quantifiés, aménagés et surveillés d'une manière équivalente et durable. Les buts de la thèse étaient de tester cette hypothèse, d'établir une nouvelle approche conceptuelle de la gestion des ressources naturelles et de préparer des applications spatiales pour les variables paysagères et structurelles appropriées. L'étude a été menée en Suisse occidentale principalement sur la base d'un inventaire de paysage à l'échelon national. Cet inventaire fait partie du troisième inventaire forestier national suisse et mesure de façon continue des variables paysagères sur la base d'un échantillonnage régulier sur des photos aériennes couleur. En outre, des variables de couverture ? terrestre ont été dérivées des données d'un senseur passif Landsat 5 TM, ainsi que des variables structurelles, dérivées du laserscanning, un senseur actif. Les résultats confirment l'hypothèse principale, car l'échelle des services ne correspond pas à celle de l'écosystème forestier. Au lieu de cela, une nouvelle approche a été élaborée pour la gestion durable des ressources naturelles. Ce concept représente les services comme une fonction continue du paysage, plutôt qu'une fonction discrète de l'écosystème forestier. En conséquence, les variables explicatives de paysage sont dénommées continuous fields et la forêt devient une entité dépendante, définie par la fonction principale du paysage. Des méthodes correspondantes pour la couverture terrestre et la structure ont été élaborées. En conclusion, l'écosystème forestier discret est une unité adéquate pour la planification et la gestion. En revanche, la surveillance de la durabilité de l'état et de son évolution exige que les services soient quantifiés comme fonction continue du paysage. La gestion durable des ressources naturelles joint donc l'approche écosystémique avec celle du gradient de manière itérative.