The Multilateral Standard of Review: Export Restrictions, GATT Exceptions and Exemptions

This dissertation argues for the adoption of a new interpretative standard that urges the WTO adjudicator to explicitly take account of the economic heterogeneity of the WTO Membership when construing exemption provisions in the GATT 1994. In particular, the judicial decision maker should construe and interpret exemption provisions using the embedded standard of review, such that the Member States’ economic conditions enlighten the contextual interpretation of the language of the provision. This multilateral standard of review compels the adjudicator to accord conditional deference to developmental policies, as applied by a Member State in expression of its preferred economic strategy to expand the trade and production of goods and services. This dissertation examines the history of the standard of review in the GATT 1947 and GATT 1994 in order to critically examine its application to the construction and interpretation of the exemption provision of Article XI:2(a) GATT 1994. The proposed multilateral standard of review overcomes the post-modern critique of judicial practice by emphasizing the collaborative intent of the Membership, as revealed through the adjudicator’s understanding of the object and purpose of the agreement

The role of visual adaptation in cichlid fish speciation

D. Shane Wright (1) , Ole Seehausen (2), Ton G.G. Groothuis (1), Martine E. Maan (1) (1) University of Groningen; GELIFES; EGDB(2) Department of Fish Ecology & Evolution, EAWAG Centre for Ecology, Evolution and Biogeochemistry, Kastanienbaum AND Institute of Ecology and Evolution, Aquatic Ecology, University of Bern.In less than 15,000 years, Lake Victoria cichlid fishes have radiated into as many as 500 different species. Ecological and sexual sel ection are thought to contribute to this ongoing speciation process, but genetic differentiation remains low. However, recent work in visual pigment genes, opsins, has shown more diversity. Unlike neighboring Lakes Malawi and Tanganyika, Lake Victoria is highly turbid, resulting in a long wavelength shift in the light spectrum with increasing depth, providing an environmental gradient for exploring divergent coevolution in sensory systems and colour signals via sensory drive. Pundamilia pundamila and Pundamilia nyererei are two sympatric species found at rocky islands across southern portions of Lake Victoria, differing in male colouration and the depth they reside. Previous work has shown species differentiation in colour discrimination, corresponding to divergent female preferences for conspecific male colouration. A mechanistic link between colour vision and preference would provide a rapid route to reproductive isolation between divergently adapting populations. This link is tested by experimental manip ulation of colour vision - raising both species and their hybrids under light conditions mimicking shallow and deep habitats. We quantify the expression of retinal opsins and test behaviours important for speciation: mate choice, habitat preference, and fo raging performance

Genomics of speciation in humback dolphins (Genus Sousa)

Tese de mestrado em Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018“Como se originam novas espécies?” é uma questão fundamental em Evolução e a importância de compreender os mecanismos e processos por detrás dessa origem está ligado à formação da biodiversidade. Designado por especiação, é um processo contínuo e complexo que envolve múltiplas barreiras e interações entre as mesmas que levam ao isolamento de populações e por consequente a formação de novas espécies. Estas múltiplas barreiras podem ser de dois tipos de isolamento – prézigótico e pós-zigótico – e cada uma destas barreiras deixa assinaturas diferentes no genoma. Com o avanço das tecnologias de next generation sequencing, scans genómicos têm vindo a ganhar extrema relevância neste campo de investigação. O rápido decréscimo do custo de sequenciação em gerar milhares de marcadores genéticos e com o desenvolvimento de novos programas que lidam com dados genómicos, veio tornar possível aos investigadores a obtenção de um número vasto de loci/genes e identificar assinaturas e padrões de heterogeneidade em diferentes espécies. Com estes novos meios torna-se possível ter uma melhor compreensão dos mecanismos genéticos que estão envolvidos na estabilização do isolamento das populações, e que leva à origem de novas espécies. A especiação tem sido muito estudada, mas atualmente tudo o que se sabe sobre os mecanismos por detrás deste processo contínuo, deriva sobretudo de estudos realizados em espécies terrestres e de água doce. A terra e os oceanos têm diferentes características e diferentes tipos de barreiras ao fluxo genético entre populações. Relativamente aos oceanos, barreiras como correntes oceânicas, upwelling, batimetria, temperatura de superfície e salinidade têm sido propostas como alguns dos fatores que explicam a diversidade genética observada em espécies marinhas, incluindo os mamíferos marinhos. Os mamíferos marinhos estão divididos em quatro diferentes grupos, e todos eles representam uma das transições evolutivas mais impressionantes entre o ambiente terrestre para o ambiente aquático. Os cetáceos, um dos grupos de mamíferos marinhos, é composto por espécies com elevada capacidade de dispersão, aparentemente sem barreiras à sua dispersão. Todavia, estudos recentes têm vindo a demonstrar que barreiras oceanográficas, comportamento e estrutura social são fatores que explicam os padrões observados de diversidade e estrutura genética nestes animais. O género Sousa, pertencente à Família Delphinidae, encontra-se distribuído descontinuamente ao longo da costa Oeste Africana até à costa Este do Oceano Pacífico, e atualmente são quatro as espécies diferentes: S. teuszii, S. plumbea, S. chinensis e S. sahulensis. As quatro espécies são morfologicamente distintas, estando as diferenças focadas principalmente na coloração e na forma da barbatana dorsal e a corcunda existente por baixo da barbatana dorsal. Poucos estudos têm sido feitos para compreender o seu comportamento, ecologia e genética. Contudo, tem sido apontado que barreiras oceanográficas podem estar por detrás da aparente regionalização das populações. Mais recentemente, estudos genéticos demonstraram que existe uma população altamente diferenciada no Bangladesh com aparente distribuição ao longo da Baia de Bengala, e apresenta características mistas entre duas das espécies, S. chinensis e S. plumbea. Ao nível do DNA mitocondrial sabe-se que esta população não se agrupa com nenhuma dessas espécies, mas sim que se encontra mais próxima filogeneticamente de S. sahulensis que ocorre na Austrália. Com a possibilidade de reformulação da taxonomia do género Sousa e com a necessidade de implementar programas de conservação, quais foram os processos evolutivos que levaram a esta diversidade de populações tem sido alvo de discussão, das quais as barreiras oceanográficas têm sido apontadas como causais. Assim, deste modo, neste estudo aplicamos técnicas de scans genómico para estudar a complexidade do processo de especiação dentro do género Sousa. De modo a termos uma ideia da estrutura populacional e dos efeitos das barreiras sobre o genoma que levam à especiação nestes organismos, utilizamos a técnica de genotyping-by-sequencing para obter single nucleotide polymorphisms, dos quais observou-se padrões de variação e diferenciação genómica ao longo da distribuição destas espécies, e possíveis assinaturas de seleção e loci candidatos que aparentam ter um papel no processo de especiação. Com o objetivo de estudar a estrutura populacional do género Sousa, 36 amostras foram recolhidas ao longo de toda a distribuição do género abrangendo todas as espécies atualmente conhecidas, juntamente com a população do Bangladesh. Desses 36 indivíduos, devido à má qualidade de algumas das amostras apenas 32 foram usados para o data set final, focando a análise apenas na distribuição do Indo-Pacífico. Todas as análises realizadas ao nível da estrutura populacional apontam para que o género Sousa ao longo do Indo-Pacífico é composto por 5 grupos: S. sahulensis, S. chinensis, a população do Bangladesh e S. plumbea que está segregado em dois grupos, a da costa Africana e a do mar da Arábia. Todas os grupos surgem como altamente diferenciados uns dos outros, com exceção dos grupos de S. plumbea que apresentam algum fluxo genético entre elas. Esta estrutura separada em 5 grupos apresenta valores de FST elevados quando comparados com valores obtidos em comparações entre espécies de golfinhos, sendo esta estrutura também suportada por antigos trabalhos nos quais foram utilizados menos marcadores que este presente estudo. A população do Bangladesh apresenta-se altamente diferenciada das restantes, embora morfologicamente apresente características mistas de S. plumbea e S. chinensis. Voltou-se a verificar que esta população não se agrupa com nenhuma das duas espécies, e está filogeneticamente mais próxima de a S. sahulensis. Contudo esta população não pode ser classificada como uma nova espécie devida à falta de amostras ao longo da distribuição de S. chinensis. Portanto, em trabalhos futuros, para resolver a taxonomia deste género é importante incluir amostras ao longo da distribuição de S. chinensis. Apesar das razões ecológicas e sociais para a explicação da elevada estruturação deste género ainda serem desconhecidas, o nosso estudo permitiu criar hipóteses diferentes das que têm sido apresentadas até à data. Neste trabalho foram evidenciados cerca de 24 genes com relevância funcional, dos quais apresentaram sinais de seleção direcional. Embora não tenha sido possível obter vias metabólicas selecionadas devido aos poucos genes usados, as descrições destes 24 genes apontam para elevadas expressões no cérebro e em tecidos do sistema reprodutor em humanos. Relativamente aos genes expressos no cérebro, todos eles apresentaram grande importância em funções neurológicas como o stress, memória, aprendizagem e circuitos emocionais. Alguns deles como os genes DRD2 e GRM7 que são recetores para diferentes neurotransmissores e que tem vindo a demonstrar importância em muitas doenças que afetam o foro social em humanos, como Esquizofrenia e Défice de atenção e hiperatividade. Já para os genes relacionados com tecidos reprodutores, embora alguns aparentem ser importantes para a formação do espermatozóide ou para a manutenção do desenvolvimento embrionário, nenhum deles foi estudado sobre o seu efeito como uma barreira pós-zigótica com implicações no isolamento das populações. No entanto o seu papel funcional pode implicar a possível formação dessa barreira. Sabe-se que diferenças em condições ambientais influenciam a divergência entre populações, e condições oceanográficas não são diferentes. As condições extraordinárias encontradas na Baia de Bengala, como a água pouco profunda, enorme intrusão de água doce e sedimentos devido a sistemas de mangal e a um grande sistema estuarino (dos maiores do mundo), upwellings e reversão da corrente como mesoeddies, muito provavelmente explicam a distinção genética que se observa neste local. Contudo, com a análise dos genes candidatos existe a possibilidade que caracteres sociais estejam também a influenciar a divergência das populações no género Sousa. Os cetáceos são conhecidos por terem variações no seu comportamento e sistemas sociais complexos, e cada vez mais existem estudos que comprovam que as estruturas sociais afetam a divergência entre populações. Infelizmente, nos golfinhos do género Sousa poucos estudos de comportamento têm sido feitos em diferentes populações, e as suas associações têm sido descritas como uma estrutura de fission-fusion. Com pouca informação destas populações poucas causas podem ser apontadas para a explicação dos genes candidatos observados. Porém, o facto de as populações aparecerem regionalmente separadas, nós supomos que a estruturação deste género poderá estar a ser afetada por caracteres sociais e fatores ambientais, em que ambos permitem com que as populações se mantenham isoladas geneticamente. O esclarecimento da estrutura populacional do género Sousa e a compreensão dos mecanismos que levam à sua diversidade e divergência, não são só importantes para a ciência como também são de extrema importância para a conservação destas espécies. Este estudo demonstra que diversos factores ambientais e sociais são importantes para a manutenção das populações como unidades evolutivas únicas, e que é preciso ter em conta todos estes mecanismos para auxiliar na criação de novas políticas de conservação adequadas a estas espécies, inclusivamente na criação de Áreas Marinhas Protegidas em regiões do mundo pouco desenvolvidas, mas de grande valor ecológico.Speciation is a fundamental process in evolution and is important for the formation of biodiversity. It is a continuous and complex process which involves multiple interacting barriers that lead to heterogeneous genomic landscapes with various peaks of divergence between populations. With the advances in next generation sequencing technologies, genome-scans became extremely important tools for this research field, due to their higher ability to obtain thousands of genetic markers. This high-density of genetic markers, along with the emergence of new analytical approaches for this type of data, made it possible to help clarify not only our understanding of the genomic basis and the evolution of genetic barriers, but also helping to unify research on both the ecological and non-ecological causes of speciation. In this study, we applied genome-scans to gain insights on the speciation process occurring in the genus Sousa, not only to understand the population structure but also to find signatures of selection and possible candidate loci that may have a putative role in the establishment of divergence and speciation. Through population structure analysis we found 5 distinct clusters, clearly separating the three already known species, S. plumbea, S. chinensis and S. sahulensis. A slightly segregation was observed within S. plumbea, separating African Coast and Arabian Sea populations. The population from Bangladesh appears highly-differentiated from all others populations, supporting previous studies conducted with mtDNA. With this highly structured genus we found possible evidence for genic divergence with putative functional relevance. From the 16 SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) that showed signs of directional selection, the corresponding genes are highly expressed in human tissues – brain and reproductive system – and appear to have important roles on socio-biological traits. Even though it has been hypothesized that this genus may be geographically structured due to the influence of oceanographic variables, our work shows a possible additional influence of social drivers in the maintenance of these highly isolated populations within this genus

Exploiting whole-genome sequencing to understand the evolution of corals and their symbionts

Jia Zhang's research undertook an in-depth study of Acropora coral population genomics using whole-genome sequencing data. Her focus was the genetic diversity and evolution of these corals in the Great Barrier Reef and Kimberley, northwestern Australia. The study's findings enhance our understanding of coral speciation and provide projections on coral adaptability to future climate changes

Differential evolution of non-coding DNA across eukaryotes and its close relationship with complex multicellularity on Earth

Here, I elaborate on the hypothesis that complex multicellularity (CM, sensu Knoll) is a major evolutionary transition (sensu Szathmary), which has convergently evolved a few times in Eukarya only: within red and brown algae, plants, animals, and fungi. Paradoxically, CM seems to correlate with the expansion of non-coding DNA (ncDNA) in the genome rather than with genome size or the total number of genes. Thus, I investigated the correlation between genome and organismal complexities across 461 eukaryotes under a phylogenetically controlled framework. To that end, I introduce the first formal definitions and criteria to distinguish ‘unicellularity’, ‘simple’ (SM) and ‘complex’ multicellularity. Rather than using the limited available estimations of unique cell types, the 461 species were classified according to our criteria by reviewing their life cycle and body plan development from literature. Then, I investigated the evolutionary association between genome size and 35 genome-wide features (introns and exons from protein-coding genes, repeats and intergenic regions) describing the coding and ncDNA complexities of the 461 genomes. To that end, I developed ‘GenomeContent’, a program that systematically retrieves massive multidimensional datasets from gene annotations and calculates over 100 genome-wide statistics. R-scripts coupled to parallel computing were created to calculate >260,000 phylogenetic controlled pairwise correlations. As previously reported, both repetitive and non-repetitive DNA are found to be scaling strongly and positively with genome size across most eukaryotic lineages. Contrasting previous studies, I demonstrate that changes in the length and repeat composition of introns are only weakly or moderately associated with changes in genome size at the global phylogenetic scale, while changes in intron abundance (within and across genes) are either not or only very weakly associated with changes in genome size. Our evolutionary correlations are robust to: different phylogenetic regression methods, uncertainties in the tree of eukaryotes, variations in genome size estimates, and randomly reduced datasets. Then, I investigated the correlation between the 35 genome-wide features and the cellular complexity of the 461 eukaryotes with phylogenetic Principal Component Analyses. Our results endorse a genetic distinction between SM and CM in Archaeplastida and Metazoa, but not so clearly in Fungi. Remarkably, complex multicellular organisms and their closest ancestral relatives are characterized by high intron-richness, regardless of genome size. Finally, I argue why and how a vast expansion of non-coding RNA (ncRNA) regulators rather than of novel protein regulators can promote the emergence of CM in Eukarya. As a proof of concept, I co-developed a novel ‘ceRNA-motif pipeline’ for the prediction of “competing endogenous” ncRNAs (ceRNAs) that regulate microRNAs in plants. We identified three candidate ceRNAs motifs: MIM166, MIM171 and MIM159/319, which were found to be conserved across land plants and be potentially involved in diverse developmental processes and stress responses. Collectively, the findings of this dissertation support our hypothesis that CM on Earth is a major evolutionary transition promoted by the expansion of two major ncDNA classes, introns and regulatory ncRNAs, which might have boosted the irreversible commitment of cell types in certain lineages by canalizing the timing and kinetics of the eukaryotic transcriptome.:Cover page Abstract Acknowledgements Index 1. The structure of this thesis 1.1. Structure of this PhD dissertation 1.2. Publications of this PhD dissertation 1.3. Computational infrastructure and resources 1.4. Disclosure of financial support and information use 1.5. Acknowledgements 1.6. Author contributions and use of impersonal and personal pronouns 2. Biological background 2.1. The complexity of the eukaryotic genome 2.2. The problem of counting and defining “genes” in eukaryotes 2.3. The “function” concept for genes and “dark matter” 2.4. Increases of organismal complexity on Earth through multicellularity 2.5. Multicellularity is a “fitness transition” in individuality 2.6. The complexity of cell differentiation in multicellularity 3. Technical background 3.1. The Phylogenetic Comparative Method (PCM) 3.2. RNA secondary structure prediction 3.3. Some standards for genome and gene annotation 4. What is in a eukaryotic genome? GenomeContent provides a good answer 4.1. Background 4.2. Motivation: an interoperable tool for data retrieval of gene annotations 4.3. Methods 4.4. Results 4.5. Discussion 5. The evolutionary correlation between genome size and ncDNA 5.1. Background 5.2. Motivation: estimating the relationship between genome size and ncDNA 5.3. Methods 5.4. Results 5.5. Discussion 6. The relationship between non-coding DNA and Complex Multicellularity 6.1. Background 6.2. Motivation: How to define and measure complex multicellularity across eukaryotes? 6.3. Methods 6.4. Results 6.5. Discussion 7. The ceRNA motif pipeline: regulation of microRNAs by target mimics 7.1. Background 7.2. A revisited protocol for the computational analysis of Target Mimics 7.3. Motivation: a novel pipeline for ceRNA motif discovery 7.4. Methods 7.5. Results 7.6. Discussion 8. Conclusions and outlook 8.1. Contributions and lessons for the bioinformatics of large-scale comparative analyses 8.2. Intron features are evolutionarily decoupled among themselves and from genome size throughout Eukarya 8.3. “Complex multicellularity” is a major evolutionary transition 8.4. Role of RNA throughout the evolution of life and complex multicellularity on Earth 9. Supplementary Data Bibliography Curriculum Scientiae Selbständigkeitserklärung (declaration of authorship