The breeding season of the American barn owl (Strix pratincola) in South Carolina

This document contains information on the breeding season of the American Barn Owl in South Carolina.

Linking melanism to brain development: expression of a melanism-related gene in barn owl feather follicles covaries with sleep ontogeny.

BACKGROUND: Intra-specific variation in melanocyte pigmentation, common in the animal kingdom, has caught the eye of naturalists and biologists for centuries. In vertebrates, dark, eumelanin pigmentation is often genetically determined and associated with various behavioral and physiological traits, suggesting that the genes involved in melanism have far reaching pleiotropic effects. The mechanisms linking these traits remain poorly understood, and the potential involvement of developmental processes occurring in the brain early in life has not been investigated. We examined the ontogeny of rapid eye movement (REM) sleep, a state involved in brain development, in a wild population of barn owls (Tyto alba) exhibiting inter-individual variation in melanism and covarying traits. In addition to sleep, we measured melanistic feather spots and the expression of a gene in the feather follicles implicated in melanism (PCSK2). RESULTS: As in mammals, REM sleep declined with age across a period of brain development in owlets. In addition, inter-individual variation in REM sleep around this developmental trajectory was predicted by variation in PCSK2 expression in the feather follicles, with individuals expressing higher levels exhibiting a more precocial pattern characterized by less REM sleep. Finally, PCSK2 expression was positively correlated with feather spotting. CONCLUSIONS: We demonstrate that the pace of brain development, as reflected in age-related changes in REM sleep, covaries with the peripheral activation of the melanocortin system. Given its role in brain development, variation in nestling REM sleep may lead to variation in adult brain organization, and thereby contribute to the behavioral and physiological differences observed between adults expressing different degrees of melanism.

Female plumage spottiness and parasite resistance in the barn owl (Tyto alba)

The hypothesis that extravagant ornaments signal parasite resistance has received support in several species for ornamented males but more rarely for ornamented females. However, recent theories have proposed that females should often be under sexual selection, and therefore females may signal the heritable capacity to resist parasites. We investigated this hypothesis in the socially monogamous barn owl, Tyto alba, in which females exhibit on average more and larger black spots on the plumage than males, and in which males were suggested to choose a mate with respect to female plumage spottiness. We hypothesized that the proportion of the plumage surface covered by black spots signals parasite resistance. In line with this hypothesis, we found that the ectoparasitic fly, Carnus hemapterus, was less abundant on young raised by more heavily spotted females and those flies were less fecund. In an experiment, where entire clutches were cross-fostered between nests, we found that the fecundity of the flies collected on nestlings was negatively correlated with the genetic mother's plumage spottiness. These results suggest that the ability to resist parasites covaries with the extent of female plumage spottiness. Among females collected dead along roads, those with a lot of black spots had a small bursa of Fabricius. Given that parasites bigger the development of this immune organ, this observation further suggests that more spotted females are usually less parasitized. The same analyses performed on male plumage spottiness all provided non-significant results. To our knowledge, this study is the first one showing that a heritable secondary sexual characteristics displayed by females reflects parasite resistance.

Representation of motor habit in a sequence of repetitive reach and grasp movements performed by macaque monkeys: evidence for a contribution of the dorsolateral prefrontal cortex.

In the context of an autologous cell transplantation study, a unilateral biopsy of cortical tissue was surgically performed from the right dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC) in two intact adult macaque monkeys (dlPFC lesioned group), together with the implantation of a chronic chamber providing access to the left motor cortex. Three other monkeys were subjected to the same chronic chamber implantation, but without dlPFC biopsy (control group). All monkeys were initially trained to perform sequential manual dexterity tasks, requiring precision grip. The motor performance and the prehension's sequence (temporal order to grasp pellets from different spatial locations) were analysed for each hand. Following the surgery, transient and moderate deficits of manual dexterity per se occurred in both groups, indicating that they were not due to the dlPFC lesion (most likely related to the recording chamber implantation and/or general anaesthesia/medication). In contrast, changes of motor habit were observed for the sequential order of grasping in the two monkeys with dlPFC lesion only. The changes were more prominent in the monkey subjected to the largest lesion, supporting the notion of a specific effect of the dlPFC lesion on the motor habit of the monkeys. These observations are reminiscent of previous studies using conditional tasks with delay that have proposed a specialization of the dlPFC for visuo-spatial working memory, except that this is in a different context of "free-will", non-conditional manual dexterity task, without a component of working memory.

Corticosterone shifts reproductive behaviour towards self-maintenance in the barn owl and is linked to melanin-based coloration in females.

Trade-offs between the benefits of current reproduction and the costs to future reproduction and survival are widely recognized. However, such trade-offs might only be detected when resources become limited to the point where investment in one activity jeopardizes investment in others. The resolution of the trade-off between reproduction and self-maintenance is mediated by hormones such as glucocorticoids which direct behaviour and physiology towards self-maintenance under stressful situations. We investigated this trade-off in male and female barn owls in relation to the degree of heritable melanin-based coloration, a trait that reflects the ability to cope with various sources of stress in nestlings. We increased circulating corticosterone in breeding adults by implanting a corticosterone-releasing-pellet, using birds implanted with a placebo-pellet as controls. In males, elevated corticosterone reduced the activity (i.e. reduced home-range size and distance covered within the home-range) independently of coloration, while we could not detect any effect on hunting efficiency. The effect of experimentally elevated corticosterone on female behaviour was correlated with their melanin-based coloration. Corticosterone (cort-) induced an increase in brooding behaviour in small-spotted females, while this hormone had no detectable effect in large-spotted females. Cort-females with small eumelanic spots showed the normal body-mass loss during the early nestling period, while large spotted cort-females did not lose body mass. This indicates that corticosterone induced a shift towards self-maintenance in males independently on their plumage, whereas in females this shift was observed only in large-spotted females.

Multisensory facilitation of behavior in monkeys: effects of stimulus intensity.

Multisensory stimuli can improve performance, facilitating RTs on sensorimotor tasks. This benefit is referred to as the redundant signals effect (RSE) and can exceed predictions on the basis of probability summation, indicative of integrative processes. Although an RSE exceeding probability summation has been repeatedly observed in humans and nonprimate animals, there are scant and inconsistent data from nonhuman primates performing similar protocols. Rather, existing paradigms have instead focused on saccadic eye movements. Moreover, the extant results in monkeys leave unresolved how stimulus synchronicity and intensity impact performance. Two trained monkeys performed a simple detection task involving arm movements to auditory, visual, or synchronous auditory-visual multisensory pairs. RSEs in excess of predictions on the basis of probability summation were observed and thus forcibly follow from neural response interactions. Parametric variation of auditory stimulus intensity revealed that in both animals, RT facilitation was limited to situations where the auditory stimulus intensity was below or up to 20 dB above perceptual threshold, despite the visual stimulus always being suprathreshold. No RT facilitation or even behavioral costs were obtained with auditory intensities 30-40 dB above threshold. The present study demonstrates the feasibility and the suitability of behaving monkeys for investigating links between psychophysical and neurophysiologic instantiations of multisensory interactions.

Comparative safety respiratory pharmacology : validation of a head-out plethysmograph – pneumotachometer testing device in male Sprague–Dawley rats, Beagle dogs and Cynomolgus monkeys

Le but de cette étude était d’évaluer les qualifications de performance du système FlexiWare® chez le rat male Sprague Dawley et le singe Cynomolgus éveillés, ainsi que chez le chien Beagle éveillé et anesthésié, suite à l’administration de produits ayant une activité pharmacologique connue. Les produits utilisés incluaient l’albutérol administré par inhalation, la méthacholine, et le rémifentanil administrés par voie intraveineuse. Une solution saline administré par voie intraveneuse, a été utilisée comme substance témoin. Différentes variables ont servi à évaluer la réponse des animaux (rats, chien, singe). Ces dernières comprenaient la fréquence respiratoire (RR), le volume courant (TV), la ventilation minute (MV). Des paramètres additionnels ont été évalués chez le rat, soit les temps d’inspiration (IT) et d’expiration (ET), le temps du pic de débit expiratoire, les pics de débits inspiratoire et expiratoire, le ratio inspiratoire:expiratoire (I:E), le ratio inspiratoire sur respiration totale (I:TB), et l’écoulement expiratoire moyen (EF50). Les résultats obtenus ont démontré que le système FlexiWare® était suffisamment sensible et spécifique pour dépister, chez les espèces animales utilisées, les effets bronchodilateur, bronchoconstricteur et dépresseur central des substances testées. Il pourrait faire partie des méthodes (ICH 2000) utilisées en pharmacologie de sécurité lors de l’évaluation de substances pharmacologiques sur le système respiratoire des animaux de laboratoire. Les espèces animales utilisées ont semblé s’adapter aisément aux procédures de contention. Les paramètres évalués, RR, TV et MV ont permis de caractériser la réponse des animaux suite à l’administration de produits pharmacologiques à effets connus, judicieusement complétés par les variables de débit. L’ajout de paramètres du temps n’était pas primordiale pour détecter les effets des drogues, mais offre des outils complémentaires d’interpréter les changements physiologiques. Cependant, chez le rat conscient, la période d’évaluation ne devrait pas s’étendre au-delà d’une période de deux heures post traitement. Ces études constituent une évaluation des qualifications de performance de cet appareil et ont démontré de manière originale, la validation concurrentielle, en terme de précision (sensibilité et spécificité) et fiabilité pour différentes variables et sur différentes espèces.

Représentation OWL de la ressource lexicale LVF et son utilisation dans le traitement automatique de la langue

Le dictionnaire LVF (Les Verbes Français) de J. Dubois et F. Dubois-Charlier représente une des ressources lexicales les plus importantes dans la langue française qui est caractérisée par une description sémantique et syntaxique très pertinente. Le LVF a été mis disponible sous un format XML pour rendre l’accès aux informations plus commode pour les applications informatiques telles que les applications de traitement automatique de la langue française. Avec l’émergence du web sémantique et la diffusion rapide de ses technologies et standards tels que XML, RDF/RDFS et OWL, il serait intéressant de représenter LVF en un langage plus formalisé afin de mieux l’exploiter par les applications du traitement automatique de la langue ou du web sémantique. Nous en présentons dans ce mémoire une version ontologique OWL en détaillant le processus de transformation de la version XML à OWL et nous en démontrons son utilisation dans le domaine du traitement automatique de la langue avec une application d’annotation sémantique développée dans GATE.

Localization and function of the endocannabinoid system throughout the retinogeniculate pathway of vervet monkeys

Le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le système nerveux central (SNC) de mammifères, incluant la rétine, et est responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la présence du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) a bien été documenté dans la rétine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant à la présence du récepteur cannabinoïde de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers à signaler les patrons d’expression du CB2R dans la rétine de singe. Nos résultats démontrent que le CB2R est exprimé exclusivement dans les cellules de Müller de la rétine du singe. En outre, nous avons comparé les différents patrons d’expression du système eCB dans la rétine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGLα (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conservées parmi ces espèces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) présentent différents profils d'expression. CB2R n'a pas été détecté dans les cellules neuronales de la rétine des primates. L’immunoréactivité de NAPE-PLD est présente dans les couches de la rétine de souris et toupayes, mais a été limitée à la couche des photorécepteurs des singes vervet et macaque. Pour étudier les corrélats neuronaux et le rôle de la signalisation du système eCB dans la rétine, nous avons établi un protocole standard pour l'électrorétinographie (ERG), puis enregistré la réponse ERG de la rétine après le blocage des récepteurs avec des antagonistes spécifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Comparé au témoin, dans des conditions photopiques, et à certaines intensités faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu’à des intensités plus élevées, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des récepteurs cannabinoïdes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions d’adaptation à l'obscurité, le blocage de CB1R et CB2R réduit l’amplitudes de l'onde a seulement à des intensités plus élevées et réduit l’onde b à intensités plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont été observées dans les deux cas. Ces résultats indiquent que les récepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqués dans la fonction rétinienne conditions photopiques. En outre, nous avons évalué le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-delà de la rétine dans le corps géniculé latéral des singes et nous rapportons pour la première fois que CB1R et FAAH sont exprimés davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a été localisée à travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes n’est exprimée dans les couches koniocellulaires. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les effets des cannabinoïdes sur le système visuel qui pourraient nous mener à trouver éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques.

Context Mediation in the Semantic Web: Handling OWL Ontology and Data Disparity through Context Interchange

The COntext INterchange (COIN) strategy is an approach to solving the problem of interoperability of semantically heterogeneous data sources through context mediation. COIN has used its own notation and syntax for representing ontologies. More recently, the OWL Web Ontology Language is becoming established as the W3C recommended ontology language. We propose the use of the COIN strategy to solve context disparity and ontology interoperability problems in the emerging Semantic Web – both at the ontology level and at the data level. In conjunction with this, we propose a version of the COIN ontology model that uses OWL and the emerging rules interchange language, RuleML.