When several queens reign: how polygyny affects social life in ants

Astract: The aim of this thesis was to investigate how the presence of multiple queens (polygyny) affects social organization in colonies of the ant Formica exsecta. This is important because polygyny results in reduced relatedness among colony members and therefore reflects a potential paradox for altruistic cooperation being explained by inclusive fitness theory. The reason for this is that workers in polygynous colonies rear no longer only their siblings (high inclusive fitness gain) but also more distantly ox even unrelated brood (low or no inclusive fitness gain). All research projects conducted in this thesis are novel and significant contributions to the understanding of the social evolution of insect societies. We used a mixture of experimental and observational methodologies in laboratory and field colonies of F. exsecta to examine four important aspects of social life that are impacted by polygyny. First, we investigated the influence of queen number on colony sex allocation and found that the number of queens present in a colony significantly affects colony sex ratio investment. The data were consistent with the queen-replenishment hypothesis, which is based on the observation that newly mated queens are often recruited back to their parental nest. According to this theory, colonies containing many queens should only produce males due to local resource competition (i.e. related queens compete for common resources), whereas colonies hosting few queens benefit most from producing new queens to ensure colony survival. Second, we examined how reproduction is partitioned among nestmate queens. We detected a novel pattern of reproductive partitioning whereby a high proportion of queens were completely specialized in the production of only a subset of offspring classes produced within a colony, which might translate into great differences in reproductive success between queens. Third, we could demonstrate that F. exsecta workers indiscriminately reared highly related and unrelated brood although such nepotistic behaviour (preferential rearing of relatives) would be predicted by inclusive fitness theory. The absence of nepotism is probably best explained by its negative effects on overall colony efficiency. Finally, we conducted a detailed population genetic analysis, which revealed that the genetic population structure is different for queens and workers. Our data were best explained with queens forming family-based groups (multicolonial population structure), whereas workers from several nests seemed to be grouped into larger unites (unicolonial population structure) with workers moving freely between neighbouring nests. Altogether, the presented work significantly increased our understanding of the complex organization of polygynous social insect colonies and shows how an important life history trait such as queen number affects social organization at various levels. Résumé: Le but de cette thèse était d'étudier comment la présence de plusieurs reines par colonie (polygynie) influence la vie sociale chez la fourmi Formica exsecta. Ce sujet est important parce que la polygynie chez les insectes sociaux présente un passible paradoxe au niveau de la théorie du "fitness inclusive". Ce paradoxe est basé sur le fait que les ouvrières n'élèvent plus uniquement leurs frères et soeurs (gain de "fitness inclusive" maximale), mais également des individus moins ou pas du tout apparentés (gain de "fitness inclusive" réduit ou absent). Tous les projets de recherche présentés au cours de cette thèse apportent une meilleure compréhension et connaissance au niveau de l'organisation des colonies chez les insectes sociaux. Nous avons employé des méthodes d'observation et de laboratoire afin de mettre en évidence des aspects importants de la vie sociale chez les fourmis influencés par la polygynie. Quatre aspects ont été caractérisés : (1) l'influence du nombre de reines sur le sexe ratio produit par la colonie. Nous avons démontré que les colonies contenant beaucoup de reines produisaient rarement des reines tandis que les colonies contenant peu de reines souvent investissaient beaucoup de ressources dans la production des reines. Ces résultats sont en accord avec la "queen-replenishment hypothesis" qui est basé sur l'observation que les nouvelles reines sont recrutées dans la colonie où elles étaient nées. Cette hypothèse postule que la production des reines est défavorable dans les colonies contenant beaucoup de reines, parce que ces reines apparentées, rentrent en compétition pour des ressources communes. Au contraire, la production des reines est favorable dans des colonies contenant peu de reines afin d'assurer la survie de la colonie ; (2) comment les reines dans une colonie répartissent leur reproduction. Nous avons mis en évidence un nouveau pattern de cette répartition où une grande proportion de reines est complètement spécialisée dans la production d'un seul type de couvain ce qui probablement aboutit à des différences significatives entre reines dans le succès reproducteur ; (3) la capacité des ouvrières à discriminer un couvain de soeur d'un couvain non apparenté. Les résultats ont montré que les ouvrières ne font pas de discrimination entre le couvain de soeur et le couvain non apparenté ce qui n'est pas en accord avec la théorie de la "fitness inclusive". Cette absence de discrimination est probablement due à des effets négatifs comme par exemple la diminution de la production du couvain; (4) la structure génétique d'une population de F. exsecta. Nous avons mis en évidence que la structure génétique entre des groupes de reines est significativement différente de la structure génétique entre des groupes d'ouvrières. Les données suggèrent que les reines forment des groupes basés sur une structure familiale tandis que les ouvrières sont groupées dans des unités plus grandes.

Horae ad usum romanum.

F. 1-12v. Calendrier d’Autun en français, inscrit à l’or et à l’encre, alternativement rouge et bleue : 1er juin, « s. Reverien » [év. d’Autun] ; 12 juin, en or : « s. Nazaire » [révélation] ; 28 juil., « ss. Nazaire et Celse » ; 4 août, « s. Cassien [év. d’Autun] » ; 1er sept., « s. Ladre » [Lazare] ; 5 sept., «ste Royne » [Reine d’Alise] ; 19 sept., « s. Soigne » [Seine] ; 24 sept., « Andoche » [év. d’Autun] ; 2 oct., « Legier » [év. d’Autun] ; 20 oct., « revelacion s. Ladre » ; 17 déc., « s. Lazaire » ; 20 déc., « s. Nasaire » [21 déc., dédicace de Saint-Nazaire d’Autun]. F. 13-18. Péricopes évangéliques : Io 1, 1-14, suivi du suffrage adressé à l’apôtre ; Mt 2, 1-12 ; Lc 1, 26-38 ; Mc 16, 14-20. Les évangiles de Mathieu et de Luc sont incomplets du début par suite de la perte du premier fol. F. 19-78v. Heures de la Vierge à l’usage de Rome. Les heures de tierce, sexte, none et vêpres sont incomplètes du début par suite de la perte du premier feuillet. F. 79-82v. “Obsecro te…”, prière au masculin (éd. Leroquais, Livres d’heures, II, 347). F. 83-86v. Office de la Croix « De sancta cruce ». F. 87-90v. Office du Saint Esprit « De sancto Spiritu ». F. 91-107v. Psaumes de la pénitence , suivis des Litanies, incomplet du premier feuillet. A noter, parmi les confesseurs, « sancte Ludovice », Louis d’Anjou, év. de Toulouse. F. 107v-154. Office des morts à l’usage de Rome. « In agenda mortuorum ad vesperas ». F. 154v-159. Addition du XVe siècle : « Oraison de saint Sebastien », suffrage ; [Oraison pour les trépassés] « Avete omnes fideles anime quorum corpora… coronemur... Domine Jhesu Christe salus et liberatio animarum... jubeas. Per... » (154v et 159). — Additions du début du XVIe siècle. « Veni creator Spiritus... spiritus. Amen » ; « De s. Johanne Baptista » ; « Salve regina misericordie vita... ostende » ; « Domine non sum digna… animeam meam », à noter la forme féminine (156-158). — Sur le verso du f. 158, a été cousu un petit feuillet de parchemin portant l’oraison « O passio magna, o profunda vulnera, o effusio sanguinis, o dulcis dulcedo, o mortis amaritudo, da michi vitam eternam. Amen. Pater. Ave Maria. Credo ».

How do Swiss Gastroenterologists assess Activity of Inflammatory Bowel Disease in Daily Practice: by Clinical Indices, Endoscopic Activity, or Biomarkers?

Background a nd A ims: There is a n ongoing d ebate which i sthe most appropriate w ay t o measure inflammatory boweldisease (IBD) activity (be it b y clinical i ndices, e ndoscopy, orbiomarkers). Accumulating evidence associates m ucosalhealing with a reduction in I BD-related s urgery andhospitalizations. We a imed to i nvestigate which outcomeparameters are used in daily practice for IBD monitoring.Methods: A q uestionnaire was sent in J uly 2010 t o all boardcertified gastroenterologists in S witzerland to evaluate t heassessment strategy of IBD activity, t he items on whichtherapeutic decisions w ere based upon, and the kind ofbiomarkers used for monitoring IBD activity.Results: Response rate was 57% (153/270). Mean physician'sage was 5 0±9years, mean duration o f gastroenterologicpractice 1 4±8years, 52% of them were working in p rivatepractice a nd 48% in h ospitals. S eventy-eight percent usedclinical activity i ndices as g old standard for IBD activityassessment, followed by 15% choosing endoscopic activity, and7% favouring biomarkers. Gastroenterologists based theirtherapeutic decisions in 70% on clinical activity indices, 24% onendoscopic activity, a nd 6% o n biomarkers. Most frequentlyused biomarkers were C-reactive protein (94%), complete bloodcount (78%) and fecal calprotectin (74%).Conclusions: I n daily p ractice, most IBD patients a remonitored based u pon t heir clinical a ctivity. B iomarkers a reperceived as l ess important compared to clinical andendoscopic activity. S imilar to activity a ssessment, alsotherapeutic decisions a re mostly made on the basis of clinicalactivity indices. The upcoming scientific evidence on the impactof mucosal h ealing does n ot yet seem to influence the dailypractice of gastroenterologists.

Regulation of antibiotic production in root-colonizing Peudomonas spp. and relevance for biological control of plant disease.

Certain strains of fluorescent pseudomonads are important biological components of agricultural soils that are suppressive to diseases caused by pathogenic fungi on crop plants. The biocontrol abilities of such strains depend essentially on aggressive root colonization, induction of systemic resistance in the plant, and the production of diffusible or volatile antifungal antibiotics. Evidence that these compounds are produced in situ is based on their chemical extraction from the rhizosphere and on the expression of antibiotic biosynthetic genes in the producer strains colonizing plant roots. Well-characterized antibiotics with biocontrol properties include phenazines, 2,4-diacetylphloroglucinol, pyoluteorin, pyrrolnitrin, lipopeptides, and hydrogen cyanide. In vitro, optimal production of these compounds occurs at high cell densities and during conditions of restricted growth, involving (i) a number of transcriptional regulators, which are mostly pathway-specific, and (ii) the GacS/GacA two-component system, which globally exerts a positive effect on the production of extracellular metabolites at a posttranscriptional level. Small untranslated RNAs have important roles in the GacS/GacA signal transduction pathway. One challenge in future biocontrol research involves development of new strategies to overcome the broad toxicity and lack of antifungal specificity displayed by most biocontrol antibiotics studied so far.

Tracheostomy in children.

We reviewed the records of 108 patients who had a tracheostomy performed over a 10-year period from July 1979 to April 1989. Median age at tracheostomy was 6 months (1 week-15 years). Indications for surgery were acquired subglottic stenosis (31.4%), bilateral vocal cord paralysis (22.2%), congenital airway malformations (22.2%) and tumours (11.1%). No epiglottis and no emergency situation had to be managed by tracheostomy. Operation was uneventful in all, but 8 patients (7.4%) developed a pneumothorax in the postoperative period. Twenty-one (19.5%) had severe complications during the cannulation period (tube obstruction in 11 patients with cardiorespiratory arrest in 4; dislocation of the tube in 6 patients). Fifteen patients (13.8%) had severe complications after decannulation (2 had a cardiorespiratory arrest); all 15 had to be recannulated. At the end of the study period 85 patients (78.7%) were successfully decannulated with a median period of tracheostomy of 486 days (8 days-6.6 years). The median hospital stay was 159 days (13 days-2.7 years). All patients could be discharged. Eight patients (7.4%) died but no death was related to tracheostomy. In summary the mortality rate is lower than reported in previous reviews and tracheostomy is a safe operation even in small children but cannula-related complications may lead to life-threatening events. The management of tracheostomized small children and infants in a highly staffed and monitored intensive care unit has allowed better handling of complications and has resulted in a reduction in cannula-related deaths.

Adresse aux habitans de la campagne sur la Constitution civile du clergé ([Reprod.]) / [Vernadet, Combry, Beraud]

Collection : Les archives de la Révolution française ; 8.1010

Providing more informative projections of climate change impact on plant distribution in a mountain environment

Summary Due to their conic shape and the reduction of area with increasing elevation, mountain ecosystems were early identified as potentially very sensitive to global warming. Moreover, mountain systems may experience unprecedented rates of warming during the next century, two or three times higher than that records of the 20th century. In this context, species distribution models (SDM) have become important tools for rapid assessment of the impact of accelerated land use and climate change on the distribution plant species. In my study, I developed and tested new predictor variables for species distribution models (SDM), specific to current and future geographic projections of plant species in a mountain system, using the Western Swiss Alps as model region. Since meso- and micro-topography are relevant to explain geographic patterns of plant species in mountain environments, I assessed the effect of scale on predictor variables and geographic projections of SDM. I also developed a methodological framework of space-for-time evaluation to test the robustness of SDM when projected in a future changing climate. Finally, I used a cellular automaton to run dynamic simulations of plant migration under climate change in a mountain landscape, including realistic distance of seed dispersal. Results of future projections for the 21st century were also discussed in perspective of vegetation changes monitored during the 20th century. Overall, I showed in this study that, based on the most severe A1 climate change scenario and realistic dispersal simulations of plant dispersal, species extinctions in the Western Swiss Alps could affect nearly one third (28.5%) of the 284 species modeled by 2100. With the less severe 61 scenario, only 4.6% of species are predicted to become extinct. However, even with B1, 54% (153 species) may still loose more than 80% of their initial surface. Results of monitoring of past vegetation changes suggested that plant species can react quickly to the warmer conditions as far as competition is low However, in subalpine grasslands, competition of already present species is probably important and limit establishment of newly arrived species. Results from future simulations also showed that heavy extinctions of alpine plants may start already in 2040, but the latest in 2080. My study also highlighted the importance of fine scale and regional. assessments of climate change impact on mountain vegetation, using more direct predictor variables. Indeed, predictions at the continental scale may fail to predict local refugees or local extinctions, as well as loss of connectivity between local populations. On the other hand, migrations of low-elevation species to higher altitude may be difficult to predict at the local scale. Résumé La forme conique des montagnes ainsi que la diminution de surface dans les hautes altitudes sont reconnues pour exposer plus sensiblement les écosystèmes de montagne au réchauffement global. En outre, les systèmes de montagne seront sans doute soumis durant le 21ème siècle à un réchauffement deux à trois fois plus rapide que celui mesuré durant le 20ème siècle. Dans ce contexte, les modèles prédictifs de distribution géographique de la végétation se sont imposés comme des outils puissants pour de rapides évaluations de l'impact des changements climatiques et de la transformation du paysage par l'homme sur la végétation. Dans mon étude, j'ai développé de nouvelles variables prédictives pour les modèles de distribution, spécifiques à la projection géographique présente et future des plantes dans un système de montagne, en utilisant les Préalpes vaudoises comme zone d'échantillonnage. La méso- et la microtopographie étant particulièrement adaptées pour expliquer les patrons de distribution géographique des plantes dans un environnement montagneux, j'ai testé les effets d'échelle sur les variables prédictives et sur les projections des modèles de distribution. J'ai aussi développé un cadre méthodologique pour tester la robustesse potentielle des modèles lors de projections pour le futur. Finalement, j'ai utilisé un automate cellulaire pour simuler de manière dynamique la migration future des plantes dans le paysage et dans quatre scénarios de changement climatique pour le 21ème siècle. J'ai intégré dans ces simulations des mécanismes et des distances plus réalistes de dispersion de graines. J'ai pu montrer, avec les simulations les plus réalistes, que près du tiers des 284 espèces considérées (28.5%) pourraient être menacées d'extinction en 2100 dans le cas du plus sévère scénario de changement climatique A1. Pour le moins sévère des scénarios B1, seulement 4.6% des espèces sont menacées d'extinctions, mais 54% (153 espèces) risquent de perdre plus 80% de leur habitat initial. Les résultats de monitoring des changements de végétation dans le passé montrent que les plantes peuvent réagir rapidement au réchauffement climatique si la compétition est faible. Dans les prairies subalpines, les espèces déjà présentes limitent certainement l'arrivée de nouvelles espèces par effet de compétition. Les résultats de simulation pour le futur prédisent le début d'extinctions massives dans les Préalpes à partir de 2040, au plus tard en 2080. Mon travail démontre aussi l'importance d'études régionales à échelle fine pour évaluer l'impact des changements climatiques sur la végétation, en intégrant des variables plus directes. En effet, les études à échelle continentale ne tiennent pas compte des micro-refuges, des extinctions locales ni des pertes de connectivité entre populations locales. Malgré cela, la migration des plantes de basses altitudes reste difficile à prédire à l'échelle locale sans modélisation plus globale.

Recovery of a persistent Canine distemper virus expressing the enhanced green fluorescent protein from cloned cDNA.

Wild-type A75/17-Canine distemper virus (CDV) is a highly virulent strain, which induces a persistent infection in the central nervous system (CNS) with demyelinating disease. Wild-type A75/17-CDV, which is unable to replicate in cell lines to detectable levels, was adapted to grow in Vero cells and was designated A75/17-V. Sequence comparison between the two genomes revealed seven nucleotide differences located in the phosphoprotein (P), the matrix (M) and the large (L) genes. The P gene is polycistronic and encodes two auxiliary proteins, V and C, besides the P protein. The mutations resulted in amino acid changes in the P and V, but not in the C protein, as well as in the M and L proteins. Here, a rescue system was developed for the A75/17-V strain, which was shown to be attenuated in vivo, but retains a persistent infection phenotype in Vero cells. In order to track the recombinant virus, an additional transcription unit coding for the enhanced green fluorescent protein (eGFP) was inserted at the 3' proximal position in the A75/17-V cDNA clone. Reverse genetics technology will allow us to characterize the genetic determinants of A75/17-V CDV persistent infection in cell culture.

A treatment planning method for sequentially combining radiopharmaceutical therapy and external radiation therapy.

PURPOSE: Effective cancer treatment generally requires combination therapy. The combination of external beam therapy (XRT) with radiopharmaceutical therapy (RPT) requires accurate three-dimensional dose calculations to avoid toxicity and evaluate efficacy. We have developed and tested a treatment planning method, using the patient-specific three-dimensional dosimetry package 3D-RD, for sequentially combined RPT/XRT therapy designed to limit toxicity to organs at risk. METHODS AND MATERIALS: The biologic effective dose (BED) was used to translate voxelized RPT absorbed dose (D(RPT)) values into a normalized total dose (or equivalent 2-Gy-fraction XRT absorbed dose), NTD(RPT) map. The BED was calculated numerically using an algorithmic approach, which enabled a more accurate calculation of BED and NTD(RPT). A treatment plan from the combined Samarium-153 and external beam was designed that would deliver a tumoricidal dose while delivering no more than 50 Gy of NTD(sum) to the spinal cord of a patient with a paraspinal tumor. RESULTS: The average voxel NTD(RPT) to tumor from RPT was 22.6 Gy (range, 1-85 Gy); the maximum spinal cord voxel NTD(RPT) from RPT was 6.8 Gy. The combined therapy NTD(sum) to tumor was 71.5 Gy (range, 40-135 Gy) for a maximum voxel spinal cord NTD(sum) equal to the maximum tolerated dose of 50 Gy. CONCLUSIONS: A method that enables real-time treatment planning of combined RPT-XRT has been developed. By implementing a more generalized conversion between the dose values from the two modalities and an activity-based treatment of partial volume effects, the reliability of combination therapy treatment planning has been expanded.

Emergence du mobbing: personnalités perverses ou effets de l'organisation du travail?

La question du harcèlement psychologique, ou mobbing, constitue aujourd'hui une préoccupation importante s'agissant de la santé au travail. Cet article veut engager une réflexion sur les conditions d'émergence du phénomène de mobbing et sur les interprétations qui lui sont données. Alors que des auteurs comme Hirigoyen et Leyman développent le point de vue selon lequel le mobbing est l'effet de personnalités perverses, cet article soutient un point de vue différent, selon lequel le mobbing est en réalité étroitement lié aux nouvelles modalités d'organisation et aux rapports de travail, indépendamment de la présence de personnalités déviantes. L'article décrit les formes d'organisation qui, tout en cassant les anciennes solidarités, poussent à un engagement individualisé dans le projet de l'entreprise. Ceci place les salariés dans des contradictions dont ils sortent en développant des stratégies de survie et d'évitement du conflit, dont le mobbing est l'une des expressions. [Auteurs]