Comparison of Some Molecular-genetic Techniques for Identification of Leishmania Circulating in Natural Foci of Zoonotic Cutaneous Leishmaniasis in the Central Asia Region

Different molecular-genetic methods were used to identify a cohort of Leishmania strains from natural foci of zoonotic cutaneous leishmaniasis located in Central Asia, on the former USSR territory. The results obtained using isoenzymes, PCR, restriction fragment length polymorphisms of kDNA and molecular hybridization techniques are discussed in terms of their applicability, discrimination power and feasibility for answering questions related to molecular epidemiological research and for detecting mixed Leishmania infections

Note on seismic hazard assessment using gradient of uplift velocities on the Turan Block (Central Asia)

Uplift gradients can provide the location of highly strained zones, which can be considered to be seismic. The Turan block (Central Asia) contains zones with high gradient of uplift velocities, above the threshold 0.04mm km-1year-1. Some of these zones are associated with important seismic activity and others are not correlated with any recent important recorded earthquakes, however, recent faults scarps as well as diverted rivers may indicate a recent tectonic activity. This threshold of gradient is probably a significant rheologic property of the upper crust. On the basis of these considerations the Uzboy river area is proposed as a potential high seismic hazard zone.

Origin and genome evolution of polyploid green toads in Central Asia: evidence from microsatellite markers.

Polyploidization, which is expected to trigger major genomic reorganizations, occurs much less commonly in animals than in plants, possibly because of constraints imposed by sex-determination systems. We investigated the origins and consequences of allopolyploidization in Palearctic green toads (Bufo viridis subgroup) from Central Asia, with three ploidy levels and different modes of genome transmission (sexual versus clonal), to (i) establish a topology for the reticulate phylogeny in a species-rich radiation involving several closely related lineages and (ii) explore processes of genomic reorganization that may follow polyploidization. Sibship analyses based on 30 cross-amplifying microsatellite markers substantiated the maternal origins and revealed the paternal origins and relationships of subgenomes in allopolyploids. Analyses of the synteny of linkage groups identified three markers affected by translocation events, which occurred only within the paternally inherited subgenomes of allopolyploid toads and exclusively affected the linkage group that determines sex in several diploid species of the green toad radiation. Recombination rates did not differ between diploid and polyploid toad species, and were overall much reduced in males, independent of linkage group and ploidy levels. Clonally transmitted subgenomes in allotriploid toads provided support for strong genetic drift, presumably resulting from recombination arrest. The Palearctic green toad radiation seems to offer unique opportunities to investigate the consequences of polyploidization and clonal transmission on the dynamics of genomes in vertebrates.

Handbook for travellers in Russia, Poland, and Finland: including the Crimea, Caucasus, Siberia, and Central Asia

With maps and plans

The precipitation climate of Central Asia: intercomparison of observational and numerical data sources in a remote semiarid region

In this study, we systematically compare a wide range of observational and numerical precipitation datasets for Central Asia. Data considered include two re-analyses, three datasets based on direct observations, and the output of a regional climate model simulation driven by a global re-analysis. These are validated and intercompared with respect to their ability to represent the Central Asian precipitation climate. In each of the datasets, we consider the mean spatial distribution and the seasonal cycle of precipitation, the amplitude of interannual variability, the representation of individual yearly anomalies, the precipitation sensitivity (i.e. the response to wet and dry conditions), and the temporal homogeneity of precipitation. Additionally, we carried out part of these analyses for datasets available in real time. The mutual agreement between the observations is used as an indication of how far these data can be used for validating precipitation data from other sources. In particular, we show that the observations usually agree qualitatively on anomalies in individual years while it is not always possible to use them for the quantitative validation of the amplitude of interannual variability. The regional climate model is capable of improving the spatial distribution of precipitation. At the same time, it strongly underestimates summer precipitation and its variability, while interannual variations are well represented during the other seasons, in particular in the Central Asian mountains during winter and spring

Statistical–dynamical downscaling of present day and future precipitation regimes in the Aksu river catchment in Central Asia

A statistical–dynamical downscaling (SDD) approach is applied to determine present day and future high-resolution rainfall distributions in the catchment of the river Aksu at the southern slopes of the Tienshan Mountains, Central Asia. First, a circulation weather type (CWT) classification is employed to define typical lower atmospheric flow regimes from ERA-40 reanalysis data. Selected representatives of each CWT are dynamically downscaled with the regional climate model COSMO-CLM 4.8 at a horizontal grid resolution of 0.0625°, using the ERA-40 reanalysis data as boundary conditions. Finally, the simulated representatives are recombined to obtain a high-resolution rainfall climatology for present day climate. The methodology is also applied to ensemble simulations of three different scenarios of the global climate model ECHAM5/MPI-OM1 to derive projections of rainfall changes until 2100. Comparisons of downscaled seasonal and annual rainfall with observational data suggest that the statistical–dynamical approach is appropriate to capture the observed present-day precipitation climatology over the low lands and the first elevations of the Tienshan Mountains. On the other hand, a strong bias is found at higher altitudes, where precipitation is clearly underestimated by SDD. The application of SDD to the ECHAM5/MPI-OM1 ensemble reveals that precipitation changes by the end of the 21st century depend on the season. While for autumn an increase of seasonal precipitation is found for all simulations, a decrease in precipitation is obtained during winter for most parts of the Aksu catchment. The spread between different ECHAM5/MPI-OM1 ensemble members is strongest in spring, where trends of opposite sign are found. The largest changes in rainfall are simulated for the summer season, which also shows the most pronounced spatial heterogeneity. Most ECHAM5/MPI-OM1 realizations indicate a decrease of annual precipitation over large parts of the Tienshan, and an increase restricted to the southeast of the study area. These results provide a good basis for downscaling present-day and future rainfall distributions for hydrological purposes.

Oceanic crust and island arc formation in Central Asia during late Neoproterozoic times - evidence from petrological and geochemical studies

Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung des 570 Ma alten, neoproterozoischen Agardagh - Tes-Chem Ophioliths (ATCO) in Zentralasien. Dieser Ophiolith liegt südwestlich des Baikalsees (50.5° N, 95° E) und wurde im frühen Stadium der Akkretion des Zentralasiatischen Mobilgürtels auf den nordwestlichen Rand des Tuvinisch-Mongolischen Mikrokontinentes aufgeschoben. Bei dem Zentralasiatische Mobilgürtel handelt es sich um einen riesigen Akkretions-Subduktionskomplex, der heute das größte zusammenhängende Orogen der Erde darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe plutonischer und vulkanischer Gesteine, sowie verschiedene Mantelgesteine des ATCO mittels mikroanalytischer und geochemischer Verfahren untersucht (Elektronenstrahlmikrosonde, Ionenstrahlmikrosonde, Spurenelement- und Isotopengeochemie). Die Auswertung dieser Daten ermöglichte die Entwicklung eines geodynamisch-petrologischen Modells zur Entstehung des ATCO. Die vulkanischen Gesteine lassen sich aufgrund ihrer Spurenelement- und Isotopenzusammensetzung in inselbogenbezogene und back-arc Becken bezogene Gesteine (IA-Gesteine und BAB-Gesteine) unterscheiden. Darüber hinaus gibt es eine weitere, nicht eindeutig zuzuordnende Gruppe, die hauptsächlich mafische Gänge umfasst. Der grösste Teil der untersuchen Vulkanite gehört zur Gruppe der IA-Gesteine. Es handelt sich um Al-reiche Basalte und basaltische Andesite, welche aus einem evolvierten Stammmagma mit Mg# 0.60, Cr ~ 180 µg/g und Ni ~ 95 µg/g hauptsächlich durch Klinopyroxenfraktionierung entstanden sind. Das Stammmagma selbst entstand durch Fraktionierung von ca. 12 % Olivin und geringen Anteilen von Cr-Spinell aus einer primären, aus dem Mantel abgeleiteten Schmelze. Die IA-Gesteine haben hohe Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen (leichte-(L)- Seltenerdelement-(SEE)-Konzentrationen etwa 100-fach chondritisch, chondrit-normierte (La/Yb)c von 14.6 - 5.1), negative Nb-Anomalien (Nb/La = 0.37 - 0.62) und niedrige Zr/Nb Verhältnisse (7 - 14) relativ zu den BAB-Gesteinen. Initiale eNd Werte liegen bei etwa +5.5, initiale Bleiisotopenverhältnisse sind: 206Pb/204Pb = 17.39 - 18.45, 207Pb/204Pb = 15.49 - 15.61, 208Pb/204Pb = 37.06 - 38.05. Die Anreicherung lithophiler inkompatibler Spurenelemente (LILE) in dieser Gruppe ist signifikant (Ba/La = 11 - 130) und zeigt den Einfluss subduzierter Komponenten an. Die BAB-Gesteine repräsentieren Schmelzen, die sehr wahrscheinlich aus der gleichen Mantelquelle wie die IA-Gesteine stammen, aber durch höhere Aufschmelzgrade (8 - 15 %) und ohne den Einfluss subduzierter Komponenten entstanden sind. Sie haben niedrigere Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen, flache SEE-Muster ((La/Yb)c = 0.6 - 2.4) und höhere initiale eNd Werte zwischen +7.8 und +8.5. Nb Anomalien existieren nicht und Zr/Nb Verhältnisse sind hoch (21 - 48). Um die geochemische Entwicklung der vulkanischen Gesteine des ATCO zu erklären, sind mindestens drei Komponenten erforderlich: (1) eine angereicherte, ozeaninselbasalt-ähnliche Komponente mit hoher Nb Konzentration über ~ 30 µg/g, einem niedrigen Zr/Nb Verhältnis (ca. 6.5), einem niedrigen initialen eNd Wert (um 0), aber mit radiogenen 206Pb/204Pb-, 207Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen; (2) eine N-MORB ähnliche back-arc Becken Komponente mit flachem SEE-Muster und einem hohen initialen eNd Wert von mindestens +8.5, und (3) eine Inselbogen-Komponente aus einer verarmten Mantelquelle, welche durch die abtauchende Platte geochemisch modifiziert wurde. Die geochemische Entstehung der ATCO Vulkanite lässt sich dann am besten durch eine Kombination aus Quellenkontamination, fraktionierte Kristallisation und Magmenmischung erklären. Geodynamisch gesehen entstand der ATCO sehr wahrscheinlich in einem intraozeanischen Inselbogen - back-arc System. Bei den untersuchten Plutoniten handelt es sich um ultramafische Kumulate (Wehrlite und Pyroxenite) sowie um gabbroische Plutonite (Olivin-Gabbros bis Diorite). Die geochemischen Charakteristika der mafischen Plutonite sind deutlich unterschiedlich zu denen der vulkanischen Gesteine, weshalb sie sehr wahrscheinlich ein späteres Entwicklungsstadium des ATCO repräsentieren. Die Spurenelement-Konzentrationen in den Klinopyroxenen der ultramafischen Kumulate sind extrem niedrig, mit etwa 0.1- bis 1-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit deutlich LSEE-verarmten Mustern ((La/Yb)c = 0.27 - 0.52). Berechnete Gleichgewichtsschmelzen der ultramafischen Kumulate zeigen grosse Ähnlichkeit zu primären boninitischen Schmelzen. Die primären Magmen waren daher boninitischer Zusammensetzung und entstanden in dem durch vorausgegangene Schmelzprozesse stark verarmten Mantelkeil über einer Subduktionszone. Niedrige Spurenelement-Konzentrationen zeigen einen geringen Einfluss der abtauchenden Platte an. Die Spurenelement-Konzentrationen der Gabbros sind ebenfalls niedrig, mit etwa 0.5 - 10-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit variablen SEE-Mustern ((La/Yb)c = 0.25 - 2.6). Analog zu den Vulkaniten der IA-Gruppe haben alle Gabbros eine negative Nb-Anomalie mit Nb/La = 0.01 - 0.31. Die initialen eNd Werte der Gabbros variieren zwischen +4.8 und +7.1, mit einem Mittelwert von +5.9, und sind damit identisch mit denen der IA-Vulkanite. Bei den untersuchten Mantelgesteinen handelt es sich um teilweise serpentinisierte Dunite und Harzburgite, die alle durch hohe Mg/Si- und niedrige Al/Si-Verhältnisse gekennzeichnet sind. Dies zeigt einen refraktären Charakter an und steht in guter Übereinstimmung mit den hohen Cr-Zahlen (Cr#) der Spinelle (bis zu Cr# = 0.83), auf deren Basis der Aufschmelzgrad der residuellen Mantelgesteine berechnet wurde. Dieser beträgt etwa 25 %. Die geochemische Zusammensetzung und die petrologischen Daten der Ultramafite und Gabbros lassen sich am besten erklären, wenn man für die Entstehung dieser Gesteine einen zweistufigen Prozess annimmt. In einer ersten Stufe entstanden die ultramafischen Kumulate unter hohem Druck in einer Magmenkammer an der Krustenbasis, hauptsächlich durch Klinopyroxen-Fraktionierung. Bei dieser Magmenkammer handelte es sich um ein offenes System, dem von unten laufend neue Schmelze zugeführt wurde, und aus dem im oberen Bereich evolviertere Schmelzen geringerer Dichte entwichen. Diese evolvierten Schmelzen stiegen in flachere krustale Bereiche auf und bildeten dort meist isolierte Intrusionskörper. Diese Intrusionskörper erstarrten ohne Magmen-Nachschub, weshalb petrographisch sehr unterschiedliche Gesteine entstehen konnten. Eine geochemische Modifikation der abkühlenden Schmelzen erfolgte allerdings durch die Assimilation von Nebengestein. Da innerhalb der Gabbros keine signifikante Variation der initalen eNd Werte existiert, handelte es sich bei dem assimilierten Material hauptsächlich um vulkanische Gesteine des ATCO und nicht um ältere, möglicherweise kontinentale Kruste.