Survival of small populations under demographic stochasticity

We estimate the mean time to extinction of small populations in an environment with constant carrying capacity but under stochastic demography. In particular, we investigate the interaction of stochastic variation in fecundity and sex ratio under several different schemes of density dependent population growth regimes. The methods used include Markov chain theory, Monte Carlo simulations, and numerical simulations based on Markov chain theory. We find a strongly enhanced extinction risk if stochasticity in sex ratio and fluctuating population size act simultaneously as compared to the case where each mechanism acts alone. The distribution of extinction times deviates slightly from a geometric one, in particular for short extinction times. We also find that whether maximization of intrinsic growth rate decreases the risk of extinction or not depends strongly on the population regulation mechanism. If the population growth regime reduces populations above the carrying capacity to a size below the carrying capacity for large r (overshooting) then the extinction risk increases if the growth rate deviates from an optimal r-value

Stochastic Transition between Turbulent Branch and Thermodynamic Branch of an Inhomogeneous Plasma

Transition phenomena between thermodynamic branch and turbulent branch in submarginal turbulent plasma are analyzed with statistical theory. Time-development of turbulent fluctuation is obtained by numerical simulations of Langevin equation which contains submarginal characteristics. Probability density functions and transition rates between two states are analyzed. Transition from turbulent branch to thermodynamic branch occurs in almost entire region between subcritical bifurcation point and linear stability boundary.Comment: 10 pages, 8 figures, to be published in J. Phys. Soc. Jp

Isopoll Maps and an Analysis of the Distribution of the Modern Pollen Rain, Eastern and Central Northern Canada

At 39 sites in eastern and central northern Canada, multiple samples of surface moss and lichens have been analyzed for their pollen content. Although pollen from 20 to 30 taxa were identified in the samples from each site, 8 pollen types (Alnus, Betula, Picea. Pinus, Salix, Gramineae, Cyperaceae and Ericaceae) usually comprise 90 to 100% of the pollen rain. We present isopoll maps of these taxa based on mean percentages of multiple samples from the 39 sites. The data are further analyzed by a number of statistical methods to determine whether there are specific pollen assemblages within this region and to what extent present day climatic parameters and floristic/vegetation zones correlate with pollen counts. Cluster analysis on raw data and on principal component scores yields six distinct pollen assemblages which are further examined by discriminant analysis. Pollen concentration maps for eastern Canada are also presented here and used as an aid in interpreting the percentage data.L'analyse pollinique d'un grand nombre d'échantillons de mousses et de lichens prélevés à la surface de 39 sites du centre et de l'est du Nord canadien a été faite. Même si on a pu identifier de 20 à 30 taxons dans les échantillons provenant de chacun des sites, 8 types polliniques (Alnus, Betula, Picea, Pinus, Salix, Gramineae, Cyperaceae, Ericaceae) se partagent habituellement entre 90 et 100% de la pluie pollinique. On présente ici les cartes isopolles de ces taxons, basées sur les pourcentages moyens des nombreux échantillons prélevés sur les 39 sites. L'analyse statistique des données qui a été faite avait pour but de dégager des assemblages polliniques distincts et de déterminer si les paramètres climatiques actuels ainsi que les régions floristiques pouvaient être mis en corrélation avec les sommes polliniques. Une analyse de grappes et de scores des composantes principales et des données brutes a permis de dégager 6 assemblages polliniques distincts qui ont fait l'objet d'une analyse discriminante. Les cartes de concentration pollinique de l'est du Canada, qui ont été dressées, ont servi à l'interprétation des données en pourcentage

Holocene Environmental Change in the Frobisher Bay Area, Baffin Island, N.W.T.: Deglaciation, Emergence, and the Sequence of Vegetation and Climate

The late-glacial and Holocene paleoenvironmental sequence for the Frobisher Bay area is outlined using glacial, sea level, and palynological evidence. A rapid retreat of ice from the late Foxe glacial maximum in the lower part of the bay after 11,000 BP was followed by a series of stillstands or minor readvances between ca. 8500 and 7000 BP and possibly later, before the final disappearance of the inland ice centred near Amadjuak Lake. Lithostratigraphy of three buried organic sections which together represent deposition occurring over the period from 5500 to 400 BP indicates a change from a relatively warm, moist environment before 5500 BP to neoglacial conditions, with the coldest phases centred around 5000, 2700, 1200 BP and probably sometime after 400 radiocarbon years BP. As evidenced by peat growth and pollen data, milder, wetter conditions prevailed from 4500 to 3000 BP and again from ca. 2600 to 1800 BP. Peat growth and soil organic fractions point to lesser mild intervals ca. 900 BP and 400 BP, but these are not apparent in the pollen assemblage. The pollen record does not extend to the last four centuries; however, lichenometric studies of neoglacial moraines by DOWDESWELL (1984) show that the maximum late Holocene advance of glaciers in the area occurred within the last century. Modern pollen samples indicate that the present vegetation of the inner Frobisher Bay area is comparable to that of the milder intervals of the late Holocene.La présente étude porte sur l'évolution paléoenvironnementale fini-glaciaire et holocène de la région de la baie de Frobisher et se fonde sur les niveaux marins ainsi que sur des témoins polliniques et glaciaires. Le retrait rapide des glaciers dans la partie intérieure de la baie depuis 11 000 BP a été suivi d'épisodes de stabilité et de récurrences mineures entre 8500 et 7000 ans BP. et peut-être plus tard, avant la disparition définitive des glaces continentales dont le centre se trouvait près du lac Amadjuak. L'analyse a porté sur trois sections de sol enfoui qui représentent les dépôts accumulés entre 5500 et 400 ans BP. La lithostratigraphie révèle le passage d'un climat relativement humide et chaud, il y a plus de 5500 ans, à un climat néoglaciaire dont les périodes les plus froides se situent vers 5000, 2700 et 1200 ans BP et probablement après 400 ans BP. La tourbe et les données polliniques témoignent de conditions climatiques plus douces et plus humides pour les périodes allant de 4500 à 3000 ans BP et d'environ 2600 à 1800 ans BP. Mais, contrairement aux associations polliniques, la tourbe et certaines portions organiques de sol font penser qu'ont existé des intervalles plus frais environ de 900 à 400 ans BP. Les données pollinique ne donnent aucun renseignement sur les quatre derniers siècles. Cependant, les études Ii-chénométriques que DOWDESWELL (1984) a faites sur les moraines néoglaciaires révèlent que, dans la région pendant l'Holocène supérieur, l'avancée maximale des glaces s'est produite au siècle dernier. Des échantillons polliniques récents démontrent que la végétation actuelle de l'intérieur de la baie de Frobisher ressemble à celle qu'on trouvait pendant les intervalles tempérés de l'Holocène supérieur.Die spàtglaziale und holozàne Abfolge des Palâomilieus im Gebiete der Frobisher Bucht wird durch glaziale, Meeresspiegel- und palynologische Beweise umrissen. Ein rasches Zurùckweichen des Eises aus dem niederen Teil der Bucht hat sich nach 11 000 BP ereignet. gefolgt von mehreren Stillstânden oder kleinerem Wiedervorrùcken zwischen etwa 8500 und 7000 BP oder evtl. spater, bevor das Inlandeis schliesslich verschwunden ist. Drei verdeckte Bodenprofile sind analysiert worden, die zu-sammen die Ablagerung der Zeit von 5500 bis 400 BP darstellen. Die Lithostratigraphie hat eine relativ warme, feuchte Umgebung vor 5500 BP ergeben, die sich alsdann zu neoglazialen Zustânden geàndert hat, mit dem Mittel der kâltesten Phasen um etwa 5000, 2700, und wahrscheinlich auch irgandwann nach 400 Radiokohlenstoffjahren BP. Torfwuchs sowie auch palynologische Daten zeigen, dass milde, feuchte Zustânde von 4500 bis 3000 BP und dann nochmals von etwa 2600 bis 1800 BP vorgeherrscht haben. Der Torfwuchs und der organische Anteil des Bodens deuten auch auf kleinere milde Zeitspannen um etwa 900 und 400 BP, aber dièse sind nicht aus der Pollenvergesellschaftung ersichtlich. Fur die jùngsten vier Jahrhunderte fehlen Pollenunterlagen; aber durch Untersuchung der Flechten auf neoglazialen Morânen hat DOWDESWELL (1984) fur dieses Gebiet ein spatholozànes Gletschervorrùcken wahrend des letzten Jahrhunderts belegen konnen. Pollenmuster beweisen. dass sich im Gebiet der inneren Frobisher Bucht die heutige Pflanzendecke gut mit der Vegetation mlldererer Spâtholozànintervalle vergleichen làsst

The Eastern Canadian Arctic at ca. 6 ka BP: A Time of Transition

The middle Holocene was a time of definite environmental transition in the Eastern Canadian Arctic. Based on several proxy indicators (pollen, diatoms, foraminifera, molluscs and nearshore sedimentation rates), it appears that a thermal maximum occurred around middle Holocene (6-4 ka), several thousand years after the insolation maximum — a lag caused by the thermal inertia of the earlier massive ice sheet. Terrestrial records indicate that a warming began around 6 ka, both in the subarctic (Labrador - Ungava) and on Baffin Island. Marine records, on the other hand, suggested major water structure changes around 6 ka both in the Northeastern Canadian Arctic and also along the East Greenland coast with evidence of a marine surface water temperature maximum at 8 ka. We hypothesize that the marine circulation changes, both along the Baffin Island and along the East Greenland coasts, were primarily driven by glacio-isostatic uplift of the Arctic Channels. With the cessation of water flow of Atlantic (warmer) origin, and decrease in water volume from the deeper parts of the Arctic Ocean through the Arctic Channels, the export through the Fram and Denmark straits increased and the water column changed. Changes in the concentration and duration of sea ice along the eastern Canadian coast would have had important repercussions on the biota of the coastal marine and terrestrial ecosystems.L'Holocène moyen a été une période de transition bien déterminée dans l'est de l'Arctique canadien. Selon de nombreux indicateurs (pollen, diatomées, foraminifères, mollusques et taux de sédimentation côtiers), il semble qu'un maximum thermique ait été atteint vers le milieu de l'Holocène (6-4 ka), plusieurs milliers d'années après le maximum d'insolation — un retard dû à l'inertie thermique causée par la présence de l'immense inlandsis. Les données terrestres démontrent qu'un réchauffement s'est amorcé vers 6 ka, à la fois dans le subarctique (Labrador, Ungava) et dans l'île de Baffin. Les données marines, d'autre part, indiquent qu'il y a eu des changements de structure de l'eau vers 6 ka à la fois dans le nord-est de l'Arctique canadien et le long de la côte du Groenland avec des indices de températures maximales marines de surface à 8 ka. Nous posons l'hypothèse selon laquelle les changements de circulation marine, à la fois le long de l'île de Baffin et le long de la côte est du Groenland ont été provoqués par le relèvement isostatique des chenaux arctiques. Avec l'arrêt de l'écoulement (plus chaud) en provenance de l'Atlantique et la diminution du cubage d'eau provenant des grandes profondeurs de l'océan Arctique dans les chenaux arctiques, l'évacuation par les détroits de Fram et du Danemark s'est accrue et la colonne d'eau s'est modifiée. Les changements de concentration et de durée de la glace marine le long de la côte est du Canada auraient eu d'importantes répercussions sur les écosystèmes marins côtiers et terrestres.Das mittlere Holozân war eine eindeutige Umwelt-Ùbergangszeit in der ostkanadischen Arktis. Gestùtzt auf zahlreiche Indikatoren (Pollen, Kieselalgen, Foraminiferen, Mollusken und die Sedimentationsrate am Ufer) scheint es, dap ein thermales Maximum um die Mitte des Holozàns erreicht wurde (6-4 ka), mehrere tausend Jahre nach dem Sonneneinstrahlungsmaximum - eine Verzôgerung, welche durch die thermale Trâgheit der frùheren massiven Eisdecke bewirkt wurde. Belege zu Land zeigen, daB eine Erwârmung um 6 ka begann, sowohl in der Subarktis (Labrador-Ungava) wie auch auf der Baffin-lnsel. Meeresbelege andererseits weisen auf bedeutende Wasserstruktur-Ànderungen um 6 ka, sowohl in der nordôstlichen kanadischen Arktis wie auch entlang der Kùste von Ost-Grônland, mit Anhaltspunkten fur maximale Wassertemperaturen an der Meeresober-flâche um 8 ka. Wir stellen die Hypothèse auf, daB die Wechsel der marinen Zirkulation, sowohl entlang der Baffin-lnsel wie auch der Kùsten von Ost-Grônland, in erster Linie durch die glazial-isostatische Anhebung der arktischen Kanâle hervorgerufen wurden. Mit der Beendigung des (wàrmeren) Wasserflusses vom Atlantik und der Abnahme des Wasservolumes von den tieferen Teilen des arktischen Ozeans durch die arktischen Kanâle nahm die Ausfuhr durch die Meeregen von Fram und Danemark zu, und die Wassersàule ânderte sich. Die Wechsel in der Konzentration und Dauer des Meereises entlang der ostkanadischen Kùste sollen bedeutende Auswirkungen auf Ôkosysteme an der Meereskùste und zu Land gehabt haben

Effect of antiandrogen flutamide on measures of hepatic regeneration in rats

Male rat liver undergoes a process of demasculinization during hepatic regeneration following partial hepatectomy. The possibility that antiandrogens might potentiate this demasculinization process and in so doing augment the hepatic regenerative response was investigated. Adult male Wistar rats were treated with the antiandrogen flutamide (2 mg/rat/day or 5 mg/rat/day subcutaneously) or vehicle for three days prior to and daily after a 70% partial hepatectomy. At various times after hepatectomy, the liver remnants were removed and weighed. Rates of DNA and polyamine synthesis were assessed by measuring thymidine kinase and ornithine decarboxylase activities, respectively. Hepatic estrogen receptor status and the activity of alcohol dehydrogenase, an androgen-sensitive protein, were measured. Prior to surgery, the administration of 5 mg/day flutamide reduced the hepatic cytosolic androgen receptor activity by 98% and hepatic cytosolic estrogen receptor content by 92% compared to that present in vehicle-treated controls. After hepatectomy, however, all differences in sex hormone receptor activity between the treatment groups were abolished. The rate of liver growth after partial hepatectomy in the three groups was identical. Moreover, hepatectomy-induced increases in ornithine decarboxylase activity and thymidine kinase activity were comparable. These data demonstrate that, although flutamide administration initially alters the sex hormone receptor status of the liver, these affects have no effect on the hepatic regenerative response following a partial hepatectomy. © 1989 Plenum Publishing Corporation

Steps for Shigella Gatekeeper Protein MxiC Function in Hierarchical Type III Secretion Regulation

Type III secretion systems are complex nanomachines used for injection of proteins from Gram-negative bacteria into eukaryotic cells. Although they are assembled when the environmental conditions are appropriate, they only start secreting upon contact with a host cell. Secretion is hierarchical. First, the pore-forming translocators are released. Second, effector proteins are injected. Hierarchy between these protein classes is mediated by a conserved gatekeeper protein, MxiC, in Shigella. As its molecular mechanism of action is still poorly understood, we used its structure to guide site-directed mutagenesis and to dissect its function. We identified mutants predominantly affecting all known features of MxiC regulation as follows: secretion of translocators, MxiC and/or effectors. Using molecular genetics, we then mapped at which point in the regulatory cascade the mutants were affected. Analysis of some of these mutants led us to a set of electron paramagnetic resonance experiments that provide evidence that MxiC interacts directly with IpaD. We suggest how this interaction regulates a switch in its conformation that is key to its functions