The maximum rate of mammal evolution

How fast can a mammal evolve from the size of a mouse to the size of an elephant? Achieving such a large transformation calls for major biological reorganization. Thus, the speed at which this occurs has important implications for extensive faunal changes, including adaptive radiations and recovery from mass extinctions. To quantify the pace of large-scale evolution we developed a metric, clade maximum rate, which represents the maximum evolutionary rate of a trait within a clade. We applied this metric to body mass evolution in mammals over the last 70 million years, during which multiple large evolutionary transitions occurred in oceans and on continents and islands. Our computations suggest that it took a minimum of 1.6, 5.1, and 10 million generations for terrestrial mammal mass to increase 100-, and 1,000-, and 5,000- fold, respectively. Values for whales were down to half the length (i.e., 1.1, 3, and 5 million generations), perhaps due to the reduced mechanical constraints of living in an aquatic environment. When differences in generation time are considered, we find an exponential increase in maximum mammal body mass during the 35 million years following the Cretaceous–Paleogene (K–Pg) extinction event. Our results also indicate a basic asymmetry in macroevolution: very large decreases (such as extreme insular dwarfism) can happen at more than 10 times the rate of increases. Our findings allow more rigorous comparisons of microevolutionary and macroevolutionary patterns and processes. Keywords: haldanes, biological time, scaling, pedomorphosis

Morphology induced spinodal decomposition at the surface of symmetric diblock copolymer films

Atomic force microscopy is used to study the ordering dynamics of symmetric diblock copolymer films. The films order to form a lamellar structure which results in a frustration when the film thickness is incommensurate with the lamellae. By probing the morphology of incommensurate films in the early ordering stages, we discover an intermediate phase of lamellae arranged perpendicular to the film surface. This morphology is accompanied by a continuous growth in amplitude of the film surface topography with a characteristic wavelength, indicative of a spinodal process. Using selfconsistent field theory, we show that the observation of perpendicular lamellae suggests an intermediate state with parallel lamellae at the substrate and perpendicular lamellae at the free surface. The calculations confirm that the intermediate state is unstable to thickness fluctuations, thereby driving the spinodal growth of surface structures.

Effects of allometry, productivity and lifestyle on rates and limits of body size evolution

Body size affects nearly all aspects of organismal biology, so it is important to understand the constraints and dynamics of body size evolution. Despite empirical work on the macroevolution and macroecology of minimum and maximum size, there is little general quantitative theory on rates and limits of body size evolution. We present a general theory that integrates individual productivity, the lifestyle component of the slow–fast life-history continuum, and the allometric scaling of generation time to predict a clade's evolutionary rate and asymptotic maximum body size, and the shape of macroevolutionary trajectories during diversifying phases of size evolution. We evaluate this theory using data on the evolution of clade maximum body sizes in mammals during the Cenozoic. As predicted, clade evolutionary rates and asymptotic maximum sizes are larger in more productive clades (e.g. baleen whales), which represent the fast end of the slow–fast lifestyle continuum, and smaller in less productive clades (e.g. primates). The allometric scaling exponent for generation time fundamentally alters the shape of evolutionary trajectories, so allometric effects should be accounted for in models of phenotypic evolution and interpretations of macroevolutionary body size patterns. This work highlights the intimate interplay between the macroecological and macroevolutionary dynamics underlying the generation and maintenance of morphological diversity.

Linking alkaline phosphatase activity with bacterial phoD gene abundance in soil from a long-term management trial

Changes in land management practices may have significant implications for soil microbial communities important in organic P turnover. Soil bacteria can increase plant P availability by excreting phosphatase enzymes which catalyze the hydrolysis of ester-phosphate bonds. Examining the diversity and abundance of alkaline phosphatase gene harboring bacteria may provide valuable insight into alkaline phosphatase production in soils. This study examined the effect of 20 years of no input organic (ORG), organic with composted manure (ORG + M), conventional (CONV) and restored prairie (PRA) management on soil P bioavailability, alkaline phosphatase activity (ALP), and abundance and diversity of ALP gene (phoD) harboring bacteria in soils from the northern Great Plains of Canada. Management system influenced bioavailable P (P < 0.001), but not total P, with the lowest concentrations in the ORG systems and the highest in PRA. Higher rates of ALP were observed in the ORG and ORG + M treatments with a significant negative correlation between bioavailable P and ALP in 2011 (r2 = 0.71; P = 0.03) and 2012 (r2 = 0.51; P = 0.02), suggesting that ALP activity increased under P limiting conditions. The phoD gene abundance was also highest in ORG and ORG + M resulting in a significant positive relationship between bacterial phoD abundance and ALP activity (r2 = 0.71; P = 0.009). Analysis of phoD bacterial community fingerprints showed a higher number of species in CONV compared to ORG and ORG + M, contrary to what was expected considering greater ALP activity under ORG management. In 2012, banding profiles of ORG + M showed fewer phoD bacterial species following the second manure application, although ALP activity is higher than in 2011. This indicates that a few species may be producing more ALP and that quantitative gene analysis was a better indicator of activity than the number of species present.

Soil bacterial phoD gene abundance and expression in response to applied phosphorus and long-term management

Bacterial transformation of phosphorus (P) compounds in soil is largely dependent on soil microbial community function, and is therefore sensitive to anthropogenic disturbances such as fertilization or cropping systems. However, the effect of soil management on the transcription of bacterial genes that encode phosphatases, such as phoD, is largely unknown. This greenhouse study examined the effect of long-term management and P amendment on potential alkaline phosphatase (ALP) activity and phoD gene (DNA) and transcript (RNA) abundance. Soil samples (0–15 cm) were collected from the Glenlea Long-term Rotation near Winnipeg, Manitoba, to compare organic, conventional and prairie management systems. In the greenhouse, pots of soil from each management system were amended with P as either soluble mineral fertilizer or cattle manure and then planted with Italian ryegrass (Lolium multiforum). Soils from each pot were sampled for analysis immediately and after 30 and 106 days. Significant differences among the soil/P treatments were detected for inorganic P, but not the organic P in NaHCO3-extracts. At day 0, ALP activity was similar among the soil/P treatments, but was higher after 30 days for all P amendments in soil from organically managed plots. In contrast, ALP activity in soils under conventional and prairie management responded to increasing rates of manure only, with significant effects from medium and high manure application rates at 30 and 106 days. Differences in ALP activity at 30 days corresponded to the abundance of bacterial phoD genes, which were also significantly higher in soils under organic management. However, this correlation was not significant for transcript abundance. Next-generation sequencing allowed the identification of 199 unique phoD operational taxonomic units (OTUs) from the metagenome (soil DNA) and 35 unique OTUs from the metatranscriptome (soil RNA), indicating that a subset of phoD genes was being transcribed in all soils.

Sexually Dimorphic Effect of the Val66Met Polymorphism of BDNF on Susceptibility to Alzheimer`s Disease: New Data and Meta-Analysis

Conflicting results have been reported as to whether genetic variations (Val66Met and C270T) of the brain-derived neurotrophic factor gene (RDNF) confer susceptibility to Alzheimer`s disease (AD). We genotyped these polymorphisms in a Japanese sample of 657 patients with AD and 525 controls, and obtained weak evidence of association for Val66Met (P = 0.063), but not for C270T. After stratification by sex, we found a significant allelic association between Val66Met and AD in women (P = 0.017), but not in men. To confirm these observations, we collected genotyping data for each sex from 16 research centers worldwide (4,711 patients and 4,537 controls in total). The meta-analysis revealed that there was a clear sex difference in the allelic association; the Met66 allele confers susceptibility to AD in women (odds ratio = 1.14, 95% CI 1.05-1.24, P = 0.002), but not in men. Our results provide evidence that the Met66 allele of BDNF has a sexually dimorphic effect on susceptibility to AD. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

GIS-portal - Utredning och design av GIS-portal ochingående tjänst åt Vägverket

Denna rapport presenterar ett examensarbete på D-nivå där uppdragsgivaren har varit WM-data Consulting och kunden Vägverket Produktion.Vägverket har ett antal olika applikationer för geografisk information som ligger utspridda på företagets hemsida . För att samla alla applikationer på ett och samma ställe fick vi i uppdrag att göra en grundläggande utredning av en GIS-portal. Denna portal ska fungera som en enhetlig ingång där kartdata samkörs och visualiseras. Ytterligare en del i uppdraget var att utreda vad som borde förändras och förbättras i den redan existerande tjänsten Beläggning på vägarna. Denna tjänst kommer att fungera som en testapplikation för GIS-portalen.Målen med examensarbetet var att utreda vilka krav som finns på en GIS-portal och applikationen Beläggning på vägarna samt att beskriva de önskemål som finns på dessa. Ett designförslag och en funktionsbeskrivning arbetades fram för både tjänsten Beläggning på vägarna och för GIS-portalen. Utredningen kommer att ligga till grund för utveckling av en GIS-portal samt fortsatt utveckling och förbättringar av tjänsten Beläggning på vägarna.För att komma fram till ett resultat har vi använt oss av ett antal teorier om IT-tjänster, systemarkitektur och användbarhet. Förutom dessa teorier har även de intervjuer som utförts spelat en stor roll för vårt arbete. Vi har lagt en bra grund för Vägverket att fortsätta arbetet med utveckling av en GIS-portal och tjänsten Beläggning på vägarna.

Patienters oro inför anestesi : En litteraturöversikt

Syftet med studien var att beskriva förekomst och typ av patienters eventuella oro inför anestesi. Litteraturöversikten har baserats på vetenskapliga artiklar av både kvantitativ och kvalitativ art. Trettioen artiklar granskades och 21 av dessa valdes ut till resultatet.De flesta studier som behandlade oro inför anestesi var av kvantitativ art. Oro i form av olika slags olustkänslor definierades av flera författare utförligt och på flera sätt. Resultatet påvisade att oro var ett vanligt förekommande fenomen och kunde objektivt mätas med hjälp av självskattningsskalor, där de vanligast förekommande är Visuel Analog Skala (VAS) och State Trait Anxiety Inventory (STAI). Dagkirurgin har ökat och tiden att träffa patienten för mental förberedelse har minskat, vilket var till nackdel för både patient och personal. Vi har genom den här studien och kliniska erfarenheter uppmärksammat riskfaktorer för oro, till exempel kvinnor och yngre patienter. En studie påvisade även att patienter med sen placering på operationslistan hade en signifikant högre nivå av oro. För att ge känslomässigt stöd till patienter som har behov av ökad uppmärksamhet, krävs en bred insats som omfattar bemötande, information, patientutbildning och kommunikation. Trots all kunskap som finns presenterad i resultatet av studierna förstår vi det som att den psykologiska omvårdnaden är otillräcklig och måste prioriteras.

Stuprör, hängrännor och rännkrokar : Utvärdering av projektet Samordnat stöd till barn och föräldrar i familjer med missbruk 2013–2014

Sammanfattning Socialstyrelsen har initierat ett utvecklingsarbete i fem kommuner i syfte att samordna stödet till barn under 18 år och föräldrar i familjer där föräldrar har problem med riskbruk/missbruk. Arbetet skulle särskilt stärka helhetssynen och samverkan mellan enheter i kommunen som har ansvar för barn, ungdom och familj respektive missbruk och beroende. Med helhetssyn avses här att se barns och vuxnas individuella behov, men även som familj, när det gäller socialtjänstens arbete med att upptäcka missbruk bland föräldrar, utreda, ge insatser och följa upp. Utvärderingen, som om avser tiden november 2012 till september 2014., avser såväl själva utvecklingsarbetet (processen) som dess resultat. Det kan med utvärderingstermer benämnas programteoriutvärdering och som genererat tre övergripande frågeställningar: Har kommunerna genomfört vad de föresatt sig göra? Har de uppnått de mål som de satt upp? Vilka förhållanden hindrar alternativt befrämjar ett familjeperspektiv i socialtjänstens arbete med barn och vuxna? För analys och tolkning av resultaten har implementeringsteori och teorier kring organisation och samverkan använts. Två år är en kort tid för att ett utvecklingsarbete av den här omfattningen ska ge några synbara avtryck i verksamheterna och framförallt innebära något för brukarna/ klienterna. I två kommuner har arbetet fått ett sådant genomslag att även klienterna kunnat tillfrågas om upplevelsen av samordningen samt om och hur arbetet inneburit någon förändring för dem. I en kommun har arbetet inte gett några större avtryck vare sig i organisationen eller för klienterna. I två kommuner har det inneburit viss utveckling av samarbete och samordning på professions- och verksamhetsnivå. Alla fem kommuner har fullföljt projektet och har en ambition att fortsätta utvecklingsarbetet. Målsättningen att pröva de samordnande insatserna i större skala har omsatts i en av de deltagande kommunerna. Det kan konstateras att de i teorin beskrivna hindren även förekommer i detta projekt. Det gäller exempelvis brister i kommuniceringen, hur samordnandet och uppföljningen med familjen faktiskt ska gå till, hög personalomsättning, hög arbetsbelastning och brister i ledningsstöd. Att enheterna är lokaliserade på olika ställen eller organiserade i olika förvaltningar är andra hinder. Framgångsfaktorer har varit fungerande arbetsledarskap och förankring på flera nivåer. Ledare som tar aktiv del och lyssnar och lär. Att det finns mottagningsfunktioner på bägge enheterna inom respektive kommun banar vägen för samverkan när det gäller upptäckt och utredning. Att testa en samordningsmodell i några pilotärenden förefaller vara ett bra sätt att förbereda sig innan implementering sker i större skala. Att utbyta erfarenheter med andra kommuner har visat sig verkningsfullt. Det finns flera exempel på hur kommunerna av lärt varandra och även använt varandra i utvecklingsarbetet. Optimistiska, erfarna och uthålliga projektmedarbetare med tydliga mandat som leder implementeringen är en framgångsfaktor, liksom att utgå från faktiska behov av förändringar i organisationen. Tre förhållanden som identifierats som hindrande eller försvårande av ett samordnat arbetssätt kan sammankopplats med lagstiftning och organisationsformer. Utredning och insats går inte alltid i fas med varandra tidsmässigt på vuxenheten och enheten för barn och unga. Enligt socialtjänstlagen ska en barnutredning vara slutförd inom fyra månader och en förhandbedömning ska vara gjord inom 14 dagar (SOL 11:2). Sådana tidsgränser formuleras inte för vuxenärenden. Barnutredningen kan avslutas utan insats med hänvisning till att det finns en fungerande förälder och vuxenutredningen likaså, därför att den vuxne inte är motiverad att göra något åt sitt missbruk. Själva arbetets organiserande gör att det finns flera ärenden i en familj som inte synkroniseras. Slutligen diskuteras resultatet utifrån den vedertagna metaforen stuprör. De flesta kommuner i Sverige har en specialiserad organisation. I en sådan organisation flyter barnärendena i ett stuprör och vuxenärenden i ett annat. Utöver detta införs här metaforerna hängrännor och rännkrokar. Hängrännor behövs för att möjliggöra ett helhetsperspektiv på familjen, i hängrännorna blandas ärendena. Rännkrokar slutligen ses som strukturerna i organisationen som underlättar de blandade ärendeflödena. De samordningsmodeller som kommunerna prövat kan liknas vid försök att montera upp hängrännor. 

New metallomolecular wires based on carbon-rich bridging systems: a systematic study

This dissertation presents and discusses the preparation of molecular wires (MW) candidates that would then be probed for electron transfer properties. These wires are bridged by 1,4-diethynylbenzene derivatives with alkoxy side chains with palladium and ruthenium metal complex termini. Characterization of these compounds was performed by usual spectroscopic techniques like 1H, 13C{1H} and 31P{1H} NMR, MS, FTIR and UV-Vis as well as by cyclic voltammetry which allowed classifying the candidates in the Robin–Day system and determination of bridges side chain and length effects on electronic transport. Preparation of the 1,4-diethynylbenzene derivatives was done with synthetic pathways that relied heavily in palladium catalyzed cross-couplings (Sonogashira). A family of single ringed 1,4-diethynylbenzene ligands with different length alkoxy side chains (OCH3, OC2H5, OC7H15) was thus prepared allowing for the influence of these ring decorations to be assessed. The ruthenium binuclear rods showed communication between metal centres only when the shorter ligands were used whereas the longer Ru complexes showed only one redox pair in CV studies which is in agreement to non-communicating metal centres. Cyclic voltammetry studies show irreversible one wave processes for palladium dinuclear complexes, making these rods function as molecular insulators. Fluorescence decay studies performed on the prepared compounds (ligands and complexes) show a pattern of decreasing decay times upon coordination to the metal centres which can due to ligand charge redistribution upon coordination leading to non-radiative relaxation paths. Regarding the X-ray structures, two new ligand related structures were obtained as well as new structure for a palladium rod. The effect of the side chains was observed to be important to the wires’ electronic properties when comparing with the analogues without a side chain. The effect brought by longer chains is nevertheless almost negligible.

Hierarchical status and colour preference in Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

We studied the colour preference of isolated Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and whether previous residence or body size can affect environmental colour choice. In the first phase, a cylindrical tank was divided into five differently coloured compartments (yellow, blue, green, white and red), a single fish was introduced into the tank and the frequency at which this fish visited each compartment was recorded over a 2-day study period. An increasingly larger fish (approx +2 cm in length each time) was then added into the tank on each of days 3, 5 and 7 (=four fish in the tank by day 7), and the frequency at which each fish visited the different compartments of the tank was observed twice a day to obtain visit frequency data on the differently sized fishes. This experiment was replicated six times. In the first phase, the solitary fish established residence inside the yellow compartment on the first and second days. Following the introduction of a larger fish, the smaller fish was displaced from the occupied compartment. Nile tilapia possibly shows this preference for yellow as a function of its visual spectral sensitivity and/or the spectral characteristics of its natural environment. Moreover, body size is an important factor in determining hierarchical dominance and territorial defence, and dominant fish chose the preferred environmental colour compartment as their territory.

Cigarette smoking and high-risk HPV DNA as predisposing factors for high-grade cervical intraepithelial neoplasia (CIN) in young Brazilian women

Background. This cross-sectional study was designed to evaluate the role of cigarette smoking and high-risk HPV types as risk factors of CIN 2 and 3 in young, sexually active Brazilian women. Materials and method. A series of 100 consecutive women with abnormal Pap smears were recruited, subjected to colposcopy, punch biopsy, and questionnaire for their social, sexual and reproductive factors. Of these, 77 women between 20 and 35 years of age (median 26.5 years) with biopsy-confirmed CIN 1 or CIN 2 and 3, were enrolled in this study. Representative samples from the exocervix and endocervix were obtained for HPV testing with the Hybrid Capture HPV-DNA assay, including the probes for the oncogenic HPV types (16, 18, 31, 33, 35, 45, 51, 52 and 56). Results. The overall rate of CIN 2 and 3 was 23/77 (29.8%). The women with CIN 1, 2 and 3 did not differ from each other with regard to their age, race, schooling, marital status, life-time number of sexual partners, age at first intercourse, use of oral contraceptives, or parity. However, current cigarette smoking was strongly associated with CIN 2 and 3 (p < 0,001), and among smokers, the risk of high-grade CIN increased in parallel with the time of exposure (years of smoking) p = 0.07), HPV-DNA of the oncogenic types was detected in 43 (56%) women, the risk of being HPV DNA-positive was significantly higher in CIN 2 and 3 as compared with CIN 1 (p = 0.037). Importantly, the prevalence of high-risk HPV types was significantly higher in cigarette smokers than in non-smokers (p = 0.046). Conclusions. The results indicate that the severity of CIN lesions was clearly related to two fundamental risk factors: 1) high-risk HPV types, and 2) current cigarette smoking. These two risk factors were closely interrelated in that the high-risk HPV types were significantly more frequent in current smokers than in non-smokers, suggesting the possibility of a synergistic action between these two risk factors in cervical carcinogenesis.