Systematics of the Neotropical Genus Leptodactylus Fitzinger, 1826 (Anura: Leptodactylidae): Phylogeny, the Relevance of Non-molecular Evidence, and Species Accounts

A phylogeny of the species-rich clade of the Neotropical frog genus Leptodactylus sensu stricto is presented on the basis of a total evidence analysis of molecular (mitochondrial and nuclear markers) and non-molecular (adult and larval morphological and behavioral characters) sampled from > 80% of the 75 currently recognized species. Our results support the monophyly of Leptodactylus sensu stricto, with Hydrolaetare placed as its sister group. The reciprocal monophyly of Hydrolaetare and Leptodactylus sensu stricto does not require that we consider Hydrolaetare as either a subgenus or synonym of Leptodactylus sensu lato. We recognize Leptodactylus sensu stricto, Hydrolaetare, Adenomera, and Lithodytes as valid monophyletic genera. Our results generally support the traditionally recognized Leptodactylus species groups, with exceptions involving only a few species that are easily accommodated without proposing new groups or significantly altering contents. The four groups form a pectinate tree, with the Leptodactylus fuscus group diverging first, followed by the L. pentadactylus group, which is sister to the L. latrans and L. melanonotus groups. To evaluate the impact of non-molecular evidence on our results, we compared our total evidence results with results obtained from analyses using only molecular data. Although non-molecular evidence comprised only 3.5% of the total evidence matrix, it had a strong impact on our total evidence results. Only one species group was monophyletic in the molecular-only analysis, and support differed in 86% of the 54 Leptodactylus clades that are shared by the results of the two analyses. Even though no non-molecular evidence was included for Hydrolaetare, exclusion of that data partition resulted in that genus being nested within Leptodactylus, demonstrating that the inclusion of a small amount of non-molecular evidence for a subset of species can alter not only the placement of those species, but also species that were not scored for those data. The evolution of several natural history and reproductive traits is considered in the light of our phylogenic framework. Invasion of rocky outcrops, larval oophagy, and use of underground reproductive chambers are restricted to species of the Leptodactylus fuscus and L. pentadactylus groups. In contrast, larval schooling, larval attendance, and more complex parental care are restricted to the L. latrans and L. melanonotus groups. Construction of foam nests is plesiomorphic in Leptodactylus but their placement varies extensively (e.g., underground chambers, surface of waterbodies, natural or excavated basins). Information on species synonymy, etymology, adult and larval morphology, advertisement call, and geographic distribution is summarized in species accounts for the 30 species of the Leptodactylus fuscus group, 17 species of the L. pentadactylus group, eight species of the L. latrans group, and 17 species of the L. melanonotus group, as well as the three species that are currently unassigned to any species group.Se presenta una filogenia del género Leptodactylus, un ciado neotropical rico en especies, basada en análises combinados de datos moleculares (marcadores nuclear y mitocondriales) y no moleculares (caracteres de la morfología de adultos y larvas así como de comportamiento) se muestrearon > 80% de las 75 especies reconocidas. Los resultados apoyan la monofília de Leptodactylus sensu stricto, con Hydrolaetare como su grupo hermano. La monofília recíproca de Hydrolaetare y Leptodactylus no requiere considerar a Hydrolaetare como un subgénero o sinónimo de Leptodactylus sensu lato. Se reconocen Leptodactylus sensu stricto, Hydrolaetare, Adenomera y Lithodytes como géneros monofiléticos válidos. Los resultados en general resuelven los grupos tradicionalmente reconocidos de Leptodactylus, con excepciones de algunas especies que son reasignadas sin la necesidad de proponer nuevos grupos o alterar significativamente el contenido de los grupos tradicionales. Los cuatro grupos de especies forman una topología pectinada donde el grupo de L. fuscus tiene una posición basal, seguido por el grupo de L. pentadactylus que es el grupo hermano al clado formado por los grupo de L. latrans y L. melanonotus. Se estimó el impacto de los datos no moleculares en los resultados, comparándose los resultados de evidencia total con los de los análises de datos moleculares solamente. Los datos no moleculares representan un 3.5% de la matriz de evidencia total, pero estos datos tuvieron un impacto significativo en los resultados del análisis de evidencia total. En el análisis estrictamente molecular solamente un grupo de especies resultó monofilético, y el apoyo difirió en 86% de los 54 ciados de Leptodactylus compartidos entre los dos análises. A pesar que datos no moleculares no fueron incluidos para Hydrolaetare, la exclusión de evidencia no molecular resultó en el género estar dentro de Leptodactylus, demostrando que la inclusión de evidencia no molecular pequeña para un subgrupo de especies altera no solamente la posición topológica de esas especies, sino tambien de las especies para las cuales dichos datos no fueron codificados. La evolución de patrones de historia natural y reprodución se evalúan en el contexto filogenético. La invasión de afloramientos rocosos y la construción de cámaras de reprodución subterraneas está limitada a los grupos de Leptodactylus fuscus y L. pentadactylus, mientras que la oofagia larval está restringida al grupo de L. pentadactylus. Por otro lado, los cárdumenes larvales, la proteción del cárdumen, y otros comportamientos parentales complejos carecterizan al clado formado por los grupos de especies de L. latrans y L. melanonotus. Los resúmenes de especies incluyen información de sinonimias, etimología, morfología de adultos y larvas, cantos, y distribución geográfica para las 30 especies del grupo de Leptodactylus fuscus, 17 especies del grupo L. pentadactylus, ocho especies del grupo de L. latrans, 17 especies del grupo de L. melanonotus, así como para las tres especies que actualmente no se encuentran asociadas a ninguno de los grupos de especies.Taran Grant was supported by Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Proc. 307001/2011-3 and Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo Proc. 2012/10000-5

Development of a new method for fast measurement of water sorption isotherms in the high humidity range Validation on gelatine gel

International audienceA fast and accurate method has been set up to measure sorption isotherms of solid foods in the water activity range 0.9–1. In a purpose-built device thin slices of the studied material are submitted to an air flow of very high velocity (more than 10 m s−1), at any temperature between 4°C and 40°C. Air relative humidity is controlled by a reduction in pressure of a saturated air. This method was validated over the range 0.7–0.9 using gelatine gel samples by comparison with the standard saturated salt method. Results obtained at two temperatures (3.5°C, 20°C) and three values of pH (4, 5.2 and 8) were used to test the ability of different fitting models

Modelling of temperature and weight loss kinetics during meat chilling for time-variable conditions using an analytical-based method. II. Calculations versus measurements on wet plaster cylinders and cast

Calculations carried out using the heat-transfer model in an infinite cylinder, adapted to account for time-variable boundary conditions (see part I), are compared to experimental temperature and weight loss kinetics. The model is first validated by comparing the calculations with measurements carried out on wet plaster cylinders (diameters : 12.7, 10.0 and 7.5 cm), chilled under the following conditions - under time-constant conditions, 34 trials covering a wide range of variation in air properties (temperature 0 to 10°C - humidity 44 to 100 % - velocity 1.0 to 2.2 m/s) - 12 trials under time-variable conditions, air temperature varying between - 15°C and +10°C and an air velocity varying between 0.6 and 2.2 m/s. Without adjustment, the temperature kinetics at different points within the sample are predicted with a margin error of 1°C. The relative error in chilling time prediction is 5%. Weight loss at the end of chilling, which is around 2% of the original weight, is calculated with an absolute error of 0.1%. The ability of the model to simulate the behaviour of a plaster mould of a pork carcass hindquarter was tested, five trials yielded a shape factor adjustment. The mean temperature variation of the thickest section was successfully simulated. Difficulties encountered in simulating the weight loss kinetics, with the same precision as for cylinders, revealed the limits of the analytical approach. / Les calculs réalisés à l'aide du modèle analytique de transfert de chaleur dans un cylindre infini, adapté pour tenir compte de conditions aux limites variables (cf. partie I), sont comparés à des cinétiques de température et de perte de poids expérimentales. Le modèle est d'abord validé en comparant les calculs aux mesures effectuées sur des cylindres en plâtre humides (diamètres : 12.7, 10.0 et 7.5 cm), réfrigérés sous les conditions suivantes : - sous conditions constantes dans le temps, 34 essais couvrant une large gamme de variation des propriétés de l'air (température de 0 à 10°C - humidité de 44 à 100% - vitesse de 1.0 à 2.2 m/s) - 12 essais sous des conditions variables dans le temps (température de l'air variant entre -15°C et +10°C et vitesse de l'air variant entre 0.6 et 2.2 m/s). Sans ajustement, les cinétiques de température en divers points à l'intérieur des échantillons sont prédites avec une marge d'erreur de 1°C. L'erreur relative de prévision du temps de refroidissement est de 5%. La perte de poids à la fin de la réfrigération, qui est d'environ 2% du poids initial, est calculée avec une erreur absolue de 0.1%. L'aptitude du modèle à simuler le comportement d'un moulage en plâtre de quartier arrière de porc a été testé ; 5 essais ont fourni un coefficient de forme. La variation de la température moyenne de la section la plus épaisse a été simulée avec succès. Les difficultés rencontrées pour simuler les cinétiques de perte de poids, avec la même précision que pour les cylindres, révèlent les limites de l'approche analytique

Modelling of temperature and weight loss kinetics during meat chilling for time-variable conditions using an analytical-based method. I. The model and its sensitivity to certain parameters

A mathematical model for the calculation of meat chilling is presented ; it allows the prediction of both the weight loss kinetics and internal temperature profile evolution. The model is based on analytical solutions of unsteady heat transfer in infinite cylinders. These solutions were adapted to account for : (1) product surface water evaporation to avoid fitting the effective heat transfer coefficient ; and (2) the variable chilling conditions that exist in industrial chillers. Calculation time is around 25 s on a microcomputer. The sensitivity of the calculations to physical phenomena, physical constant values and possible measurement errors in validation experiments is discussed. This model can easily be transposed to other elementary shapes. / On présente un modèle mathématique pour le calcul de la réfrigération de la viande ; il permet la prévision à la fois des cinétiques de perte de poids et de l'évolution du profil de la température interne. Le modèle est basé sur des solutions analytiques du transfert de chaleur transitoire dans des cylindres infinis. Ces solutions ont été adaptées pour prendre en compte : (1) l'évaporation de l'eau à la surface du produit pour éviter d'avoir à ajuster le coefficient de transfert de chaleur effectif ; et (2) les conditions variables de réfrigération qui existent dans les refroidisseurs industriels. Le temps de calcul est d'environ 25 s sur un microordinateur. On discute la sensibilité des calculs aux phénomènes physiques, aux valeurs des constantes physiques et aux erreurs possibles de mesure pendant les essais de validation. Ce modèle est facilement transposable aux autres formes élémentaires

Valeur et répartition des coefficients de transfert dans un ensemble de cylindres de hauteur réduite soumis à un écoulement d'air turbulent

National audienceHeat transfer coefficients were determined inside a rectangular array of small cylinders as a function of air velocity and turbulence intensity and of cylinders distances. Results show that the air velocity inside the bank mainly explains the effect of cylinder distance on transfer coefficients. Moreover the transfer coefficients value in the first row of cylinders is strongly affected by the turbulence of the main flow.Les coefficients de transfert de chaleur ont été déterminés dans un ensemble constitué de cylindres de hauteur réduite, H/D = 1. Ils sont disposés régulièrement suivant une maille rectangulaire. Ces coefficients ont été déterminés en fonction de la vitesse et de la turbulence de l'écoulement à l'amont de l'ensemble et des écartements entre les objets. Des mesures de vitesse d'air ont également été effectuées à l'intérieur de l'ensemble de cylindres. Les résultats montrent que l'effet des écartements sur la valeur des coefficients de transfert s'explique principalement par l'évolution de la vitesse à l'intérieur de l'ensemble. D'autre part, la valeur des coefficients de transfert sur la première rangée de cylindres dépend fortement de la turbulence de l'écoulement principal

Valeur et répartition des coefficients de transfert dans un ensemble de cylindres de hauteur réduite soumis à un écoulement d'air turbulent

National audienceHeat transfer coefficients were determined inside a rectangular array of small cylinders as a function of air velocity and turbulence intensity and of cylinders distances. Results show that the air velocity inside the bank mainly explains the effect of cylinder distance on transfer coefficients. Moreover the transfer coefficients value in the first row of cylinders is strongly affected by the turbulence of the main flow.Les coefficients de transfert de chaleur ont été déterminés dans un ensemble constitué de cylindres de hauteur réduite, H/D = 1. Ils sont disposés régulièrement suivant une maille rectangulaire. Ces coefficients ont été déterminés en fonction de la vitesse et de la turbulence de l'écoulement à l'amont de l'ensemble et des écartements entre les objets. Des mesures de vitesse d'air ont également été effectuées à l'intérieur de l'ensemble de cylindres. Les résultats montrent que l'effet des écartements sur la valeur des coefficients de transfert s'explique principalement par l'évolution de la vitesse à l'intérieur de l'ensemble. D'autre part, la valeur des coefficients de transfert sur la première rangée de cylindres dépend fortement de la turbulence de l'écoulement principal

Modelling coupled heat–water transfers during a decontamination treatment of the surface of solid food products by a jet of hot air—II. Validations of product surface temperature and water activity under fast transient air temperature conditions

International audienceThe coupled heat–water model presented in paper I is used to calculate the temperature and water activity at the surface of an unwrapped lean beef meat sample subjected to changing temperature conditions. Variation in aw during heat treatment was determined from weight loss measurements. Surface temperature and water activity predicted by the coupled heat–water model agree with measurements, providing that the water diffusivity inside the product varies with the local water content