Segmentation of the C57BL/6J mouse cerebellum in magnetic resonance images

The C57BL mouse is the centerpiece of efforts to use gene-targeting technology to understand cerebellar pathology, thus creating a need for a detailed magnetic resonance imaging (MRI) atlas of the cerebellum of this strain. In this study we present a methodology for systematic delineation of the vermal and hemispheric lobules of the C57BL/6J mouse cerebellum in magnetic resonance images. We have successfully delineated 38 cerebellar and cerebellar-related structures. The higher signal-to-noise ratio achieved by group averaging facilitated the identification of anatomical structures. In addition, we have calculated average region volumes and created probabilistic maps for each structure. The segmentation method and the probabilistic maps we have created will provide a foundation for future studies of cerebellar disorders using transgenic mouse models

The Taxonomic Status of the Middle Pleistocene Hominins: A 3D Geometric Morphometric Investigation of Variation in the Supraorbital Region

This study investigated the significance of variation in the supraorbital morphology of the Middle Pleistocene hominins (MPH), using 3D geometric morphometric methods and a comparative taxonomic framework. The morphology of the supraorbital and orbital region of fourteen MPH from Africa, Asia, and Europe was recorded using 230 3D landmarks and surface semilandmarks. A comparative sample of 460 primates (Pan, Gorilla, Papio and Macaca) and 237 hominins (Early Pleistocene to Holocene) were included to model supraorbital variation in groups of varying taxonomic classification, ecology, and geographic and temporal range. It was found that the fourteen MPH had relatively low morphological distinctiveness in relation to established species, although they did cluster together in most morphometric analyses. Nevertheless, the variation in the supraorbital and orbital region of the MPH was not larger than could be expected in a single, cross-continental species, and the validity of continental subgroups within the MPH could not be supported based on comparisons to established primate and hominin taxa. Instead, results indicated that some of the MPH may represent transitional specimens or members of other hominin lineages. Sex could not be reliably estimated for the MPH using patterns of sexual dimorphism in other groups of known sex, and while differences in size, allometry, and encephalisation were found to have significant effects on variation in the supraorbital region, geography and chronology did not have significant effects on variation within the MPH. Based on the application of a morphological species concept and comparative primate and hominin data on supraorbital variation, the existence of multiple MPH taxa is indicated by the results found here. It is therefore suggested that the term Homo heidelbergensis (sensu lato) be applied to a restricted, cross-continental group of MPH (Bodo, Kabwe, Saldanha, Petralona, Arago 21, Ceprano, Narmada, and possibly Eliye Springs)

Female social relationships among wild Assemese macaques (Macaca assamensis)

Es wurde wiederholt gezeigt, dass enge, affiliative soziale Beziehungen (im Folgenden “soziale Beziehungen”) äußerst wichtig für die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen sind. Eine steigende Zahl von Befunden deutet darauf hin, dass nicht-menschliche Arten Sozialbeziehungen führen, die wichtige Eigenschaften menschlicher sozialer Beziehungen teilen, insbesondere Differenzierung in Stärke, Stabilität und Gleichwertigkeit, und dass diese Beziehungen eine wichtige Rolle für die Fitness und das Wohlbefinden dieser Arten spielen. Allerdings wurden diese Arbeiten von einigen stark kritisiert und es wird argumentiert, die scheinbaren Gemeinsamkeiten zwischen menschlichen und nicht-menschlichen sozialen Beziehungen könnten Begleiterscheinungen anderer, einfacherer Prozesse sein. Zudem wurden nicht alle Aspekte der vorgeschlagenen, gemeinsamen Eigenschaften vollständig mit den menschlichen Entsprechungen verglichen. Untersuchungen nicht-menschlicher sozialer Beziehungen werden außerdem grundsätzlich durch einen Mangel an Übereinstimmung darüber, wie nicht-menschliche soziale Beziehungen am besten quantitativ zu bewerten sind, erschwert. Das allgemeine Ziel dieser Doktorarbeit war, die Eigenschaften sozialer Beziehungen zwischen frei lebenden weiblichen Assam-Makaken zu ermitteln und sorgfältig zu prüfen, inwiefern diese den Eigenschaften enger sozialer Beziehungen zwischen Menschen und anderen nichtmenschlichen Arten gleichen. Ich habe mich im Speziellen mit den Kritiken und den Wissenslücken hinsichtlich nicht-menschlicher sozialer Beziehungen befasst. Des Weiteren habe ich die neuen Möglichkeiten, die die soziale Netzwerkanalyse bietet, um soziales Verhalten zu messen, beurteilt und genutzt, sowie geprüft, ob diese Messmethoden unsere Bewertung nichtmenschlicher Beziehungen verbessern können. Die Daten dieser Arbeit stammen von einer einzelnen Gruppe Assam-Makaken, die in ihrem natürlichen Lebensraum im Phu Khieo Wildlife Sanctuary (16°5′–35′N, 101°20′–55′O) in der Provinz Chaiyaphum im Nordosten Thailands leben. Das Schutzgebiet umfasst 1573km² und ist Teil des ca. 6500 km² umfassenden, zusammenhängenden Western Forest Complex. Die Daten wurden in zwei einjährigen Beobachtungszeiträumen erhoben (Zeitraum 1: Oktober 2007 – September 2008; Zeitraum 2: Mai 2010 – April 2011). Während dieser Zeit bestand die Gruppe aus insgesamt 49-53 Individuen, davon 12 adulten Weibchen im ersten und 15 adulten Weibchen im zweiten Beobachtungszeitraum. Alle adulten Weibchen wurden regelmäßig mittels der Fokustiermethode beobachtet, währenddessen alle sozialen Interaktionen kontinuierlich und allgemeine Aktivitäten nach einer zeitabhängigen Regel aufgezeichnet wurden. Insgesamt wurden über 2100 Stunden an Verhaltensbeobachtungen gesammelt. Die Analyse dieser Daten zeigte, dass die sozialen Beziehungen weiblicher Assam- Makaken wesentliche Charakteristika enger sozialer Beziehungen von Menschen teilen. Wie beim Menschen unterschieden sich die Sozialbeziehungen weiblicher Assammakaken deutlich in ihrer Stärke, wobei Weibchen dazu neigen nur wenige überdurchschnittlich enge soziale Beziehungen zu bilden. Außerdem blieben soziale Beziehungen über ein ganzes Jahr stabil, trotz signifikanter Veränderungen in der Zeit, die Weibchen für andere Verhaltensweisen, wie z.B. Fressen und Ruhen, aufwandten, wie sie mit Veränderungen im weiblichen Reproduktionszyklus einhergehen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die sozialen Beziehungen über mehrere Jahre stabil bestehen bleiben. Ich konnte nachweisen, dass Weibchen Leistungen balanciert austauschen, allerdings wurden die Art und der Zeitrahmen, über den Leistungen ausgetauscht wurden, im Gegensatz zu sozialen Beziehungen beim Menschen nicht durch die Stärke sozialer Beziehungen beeinflusst. Der Einsatz der sozialen Netzwerkanalyse in meiner Arbeit zeigte, dass diese nicht nur nützliche Messwerte liefert, um die Struktur der sozialen Beziehungen weiblicher Assam-Makaken zu quantifizieren, sondern auch andere, potentiell nützliche Messwerte für zukünftige Studien nicht-menschlicher sozialer Beziehungen. Diese Ergebnisse liefern einen wertvollen Beitrag für unser Verständnis sowohl nichtmenschlicher als auch menschlicher Sozialbeziehungen. Sie geben uns einen tieferen Einblick in das Sozialleben von Assam-Makaken im Allgemeinen, in dem gezeigt wird, dass feste soziale Beziehungen eine wichtige Größe des weiblichen Soziallebens dieser Art sind, während die Rangordnung eine untergeordnete Rolle im weiblichen Verhalten spielt. Sie unterstützen den “Ansatz der wertvollen Beziehungen”, der genutzt wird, um nicht-menschliche soziale Beziehungen zu verstehen, und nicht den Ansatz der, von einigen vorgeschlagenen, biologischen Markttheorie. Schließlich haben diese Ergebnisse Auswirkungen auf unser Verständnis des evolutionären Ursprungs menschlicher sozialer Beziehungen, insbesondere für ihren ursprünglichen funktionalen Nutzen, da sie Hinweise darauf geben, dass soziale Beziehungen nicht-menschlicher Arten wichtige Eigenschaften mit engen zwischenmenschlichen Beziehungen gemeinsam haben. In Zukunft können wir unser Verständnis nicht-menschlicher Sozialbeziehungen vertiefen, indem weiter untersucht wird, in welchen Eigenschaften sich diese sozialen Beziehungen ähneln. Zeitgleich sollten wir versuchen, Eigenschaften, die insbesondere für nicht-menschliche Arten von größerer Bedeutung sein könnten, zu ermitteln und zu untersuchen. Schließlich sollten wir beginnen, unsere Aufmerksamkeit auf die vielen schwachen und dynamischen sozialen Beziehungen zurichten, die in Gruppen nicht-menschlicher Arten existieren, und ihren potentiellen Nutzen zu erforschen

Achievement and maintenance of dominance in male crested macaques (Macaca nigra)

Dominance rank often determines the share of reproduction an individual male can secure in group-living animals (i.e. dominance rank-based reproductive skew). However, our knowledge of the interplay between individual and social factors in determining rank trajectories of males is still limited. The overall aim of this thesis was therefore to investigate mechanisms that underlie individual dominance rank trajectories in male crested macaques (Macaca nigra) and to highlight potential individual and social determinants of how males can achieve and maintain the highest rank possible. Data for this thesis were collected on 37 males during a field study on a natural population of crested macaques living in the Tangkoko-Batuangus Nature Reserve in Indonesia. In study 1, I validate Elo-rating as a particularly well suited method to quantify dominance hierarchies in animal species with dynamic dominance relationships. In studies 2 and 3, I suggest a personality structure for crested macaque males consisting of five distinct factors and further demonstrate that two personality factors determine whether males will rise or fall in rank. Finally, in study 4, I present results on how males utilize coalitions to increase their future rank. Together, these results shed light on how individual attributes and social environment both can impact male careers. Ultimately, in order to understand what determines rank-based reproductive skew, we need to consider the complexity and likely diversity of the mechanisms underlying rank trajectories of individual males which are likely to differ across different species