Evolution of ultraviolet vision in the largest avian radiation - the passerines

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Interspecific variation in avian colour vision falls into two discrete classes: violet sensitive (VS) and ultraviolet sensitive (UVS). They are characterised by the spectral sensitivity of the most shortwave sensitive of the four single cones, the SWS1, which is seemingly under direct control of as little as one amino acid substitution in the cone opsin protein. Changes in spectral sensitivity of the SWS1 are ecologically important, as they affect the abilities of birds to accurately assess potential mates, find food and minimise visibility of social signals to predators. Still, available data have indicated that shifts between classes are rare, with only four to five independent acquisitions of UV sensitivity in avian evolution.</p> <p>Results</p> <p>We have classified a large sample of passeriform species as VS or UVS from genomic DNA and mapped the evolution of this character on a passerine phylogeny inferred from published molecular sequence data. Sequencing a small gene fragment has allowed us to trace the trait changing from one stable state to another through the radiation of the passeriform birds. Their ancestor is hypothesised to be UVS. In the subsequent radiation, colour vision changed between UVS and VS at least eight times.</p> <p>Conclusions</p> <p>The phylogenetic distribution of SWS1 cone opsin types in Passeriformes reveals a much higher degree of complexity in avian colour vision evolution than what was previously indicated from the limited data available. Clades with variation in the colour vision system are nested among clades with a seemingly stable VS or UVS state, providing a rare opportunity to understand how an ecologically important trait under simple genetic control may co-evolve with, and be stabilised by, associated traits in a character complex.</p

Évaluation de l’impact économique du crédit d’impôt pour la compétitivité et l’emploi (CICE)

À la suite de la remise au Premier ministre du Rapport Gallois, le gouvernement a décidé, pour relancer la compétitivité et l'emploi en France, la création du Crédit d'impôt pour la compétitivité et l'emploi (CICE). Ouvert à toutes les entreprises, le CICE sera égal à 6 % de la masse salariale, hors cotisations patronales, correspondant aux salaires de moins de 2,5 SMIC. Représentant 20 milliards d'euros, son financement reposera pour moitié sur des économies supplémentaires sur les dépenses publiques, dont le détail n'a pas été précisé, et pour moitié sur des recettes fiscales : une réforme de la TVA à compter du 1er janvier 2014 et un renforcement de la fiscalité écologique. Le CICE diminuerait en moyenne de 2,6 % le coût du travail du secteur marchand : l'impact sectoriel le plus fort sur le coût du travail serait dans la construction (-3,0 %), l'industrie (-2,8 %) et les services marchands (-2,4 %). Le CICE représenterait 1,8 % de la valeur ajoutée des entreprises industrielles, 1,9 % de la valeur ajoutée de la construction et 1,3 % de celle des services marchands. Globalement, le CICE pèse pour 1,4 % dans la valeur ajoutée des entreprises du secteur marchand. Selon notre évaluation, réalisée à l'aide du modèle e-mod.fr, le CICE devrait permettre de créer, cinq ans après sa mise en place, environ 150 000 emplois faisant baisser le taux de chômage de 0,6 point et il générerait un gain de croissance de 0,1 point de PIB en 2018

Load control speed screw conveyer

<p>The flight paths of two blue bottle flies (<i>Calliphora vomitoria</i>) sampled from high-speed video (<a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0151099#pone.0151099.s002" target="_blank">S1 Movie</a>): A) at the rate of the visual system of a human (40 frames/s) and B) at the rate of a pied flycatcher (120 frames/s) at a light intensity of approximately 500 cdm^-2. The flycatcher refreshes visual input almost three times faster, resulting in a much more detailed view of the flight paths of the flies.</p

Comparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation

Birds are the most species-rich class of tetrapod vertebrates and have wide relevance across many research fields. We explored bird macroevolution using full genomes from 48 avian species representing all major extant clades. The avian genome is principally characterized by its constrained size, which predominantly arose because of lineage-specific erosion of repetitive elements, large segmental deletions, and gene loss. Avian genomes furthermore show a remarkably high degree of evolutionary stasis at the levels of nucleotide sequence, gene synteny, and chromosomal structure. Despite this pattern of conservation, we detected many non-neutral evolutionary changes in protein-coding genes and noncoding regions. These analyses reveal that pan-avian genomic diversity covaries with adaptations to different lifestyles and convergent evolution of traits

Plumage Colours and the Eye of the Beholder : The Ecology of Colour and its Perception in Birds

Virtually all diurnal birds have tetrachomatic vision based on four different colour receptors. As a result, birds are potentially able to perceive their environment in twice as many colours as humans and four times as many colours compared to most other mammals, which are dichromatic. In addition to the spectrum visible to humans, birds are able to detect ultraviolet (UV) light. Signals with a UV component have been shown to be important to birds both in foraging and colour signalling. Because of the superior colour discrimination of the avian eye, UV sensitivity, but especially owing to its tetrachromacy, we cannot know what birds look like to those that matter, i.e. other birds. In my thesis I describe a new molecular method with which it is possible to identify the vision system of birds only using a small amount of DNA, without the need to keep or sacrifice the animal. It thereby facilitates large screenings, including rare and endangered species. The method has been used to increase the number of species with identified vision system type from 19 to 66. I show that raptors and songbirds have different vision systems, giving songbirds the possibility of a secret channel for colour signalling, and that male songbirds in coniferous forest take advantage of this to be significantly more cryptic to raptors than to females songbirds. I show that gulls have gained a vision system enabling them to detect the UV signals of fish when the fish swim close to the surface. Even though we tend to be rather self-satisfied with the quality of our colour vision, we are colour-blind when compared to birds. My work shows that human colour vision is inadequate for judging animal coloration, and that there is much more going on in bird colour signalling than meets our eye

The phylogenetic distribution of ultraviolet sensitivity in birds

Background: Colour vision in birds can be categorized into two classes, the ultraviolet (UVS) and violet sensitive (VS). Their phylogenetic distributions have traditionally been regarded as highly conserved. However, the complicated nature of acquiring spectral sensitivities from cone photoreceptors meant that until recently, only a few species had actually been studied. Whether birds are UVS or VS can nowadays be inferred from a wide range of species via genomic sequencing of the UV/violet SWS1 cone opsin gene. Results: We present genomic sequencing results of the SWS1 gene from 21 avian orders. Amino acid residues signifying UV sensitivity are found in the two most important spectral tuning sites 86 and 90 of Pteroclidiformes and Coraciiformes, in addition to the major clades, Palaeognathae, Charadriiformes, Trogoniformes, Psittaciformes and Passeriformes, where they where previously known to occur. We confirm that the presumed UVS-conferring amino acid combination F86, C90 and M93 is common to Palaeognathae and unique to this clade, despite available spectrometric evidence showing the ostrich retina to be VS. Conclusions: By mapping our results together with data from previous studies on a molecular phylogeny we show that avian colour vision shifted between VS and UVS at least 14 times. Single nucleotide substitutions can explain all these shifts. The common ancestor of birds most likely had a VS phenotype. However, the ancestral state of the avian SWS1 opsin's spectral tuning sites cannot be resolved, since the Palaeognathae are F86, C90 while the Neognathae are ancestrally S86, S90. The phylogenetic distribution of UVS and VS colour vision in birds is so complex that inferences of spectral sensitivities from closely related taxa should be used with caution.Correction in: BMC Evolutionary Biology, vol. 14:62, doi: 10.1186/1471-2148-14-62</p

Havsbaserad vindenergi ur ett fågelperspektiv : - kraftverkens synlighet för fågelögat

I decennier har det funnits en utbredd oro för att en utbyggnad av vindenergin skulle kunna leda till en icke önskvärd förhöjd dödlighet hos fåglar orsakad av kollisioner. Ett flertal studier av fåglars rörelsemönster i närheten av vindparker och försöksplattformar till havs har företagits under senare år. Den generella bilden baserad på dessa studier visar dock att den förhöjda dödligheten varit begränsad. I enstaka fall och under exceptionella väderförhållanden kan emellertid dödligheten bli markant högre och även drabba särskilt skyddsvärda arter. Det finns också farhågor att en massiv framtida utbyggnad av vindenergin kan orsaka barriäreffekter när sträckande fåglar störs bort från sina naturliga flyttvägar. Det är därför värdefullt att studera hur fåglar reagerar på utbyggnaden av vindkraftverk och vilka arter som är mest känsliga. Denna studie är den första som har undersökt synligheten av havsbaserade vindkraftsanläggningar med utgångspunkt från fåglarnas synfysiologi. Metoden vi arbetat med är telespektrofotometri. Studierna har skett vid kraftverken vid Utgrunden I i Kalmarsund och två fyrar som har fått fungera som simulerade vindkraftverk: en i Kalmarsund utanför Bergkvara samt en vid nuvarande Lillgrunds vindkraftpark i Öresund. Huvudfrågan har varit om strukturerna syns bättre eller sämre för fåglar än människor med avseende på färgkontrasterna som uppstår gentemot den naturliga bakgrunden. Vi har studerat såväl de korta avstånd där fåglarna riskerar att kollidera med strukturerna som de betydligt längre avstånd från kustlinjen där synliga kraftverk kan utgöra en estetisk olägenhet. Vi har även studerat de medelstora avstånd där barriäreffekter kan antas kunna uppstå när sträckande fåglar väljer att vika av och ta vägen runt vindparkerna. Kunskapen är motiverad för att exempelvis lägga grunden till en fågelanpassad färgsättning av framtida vindparker som ändå inte verkar störande för en mänsklig betraktare. Våra resultat visar att de faktiska vindkraftverken vid Utgrunden, liksom de simulerade i Kalmarsund och vid Lillgrund, syns bättre för fåglar än för människor, särskilt på korta avstånd. Skillnaden är större mellan de så kallade ultraviolettkänsliga fågelarterna (UVS) och människor än mellan människor och så kallat violettkänsliga fåglar (VS), vilka utgör den helt dominerande gruppen bland sträckande fåglar i Kalmarsund. Men generellt sett så följs de tre synsystemen väl åt. Trots att synligheten varierar kraftigt med väder, tid på dagen, årstid, väderstreck och avstånd, verkar vindkraftverkens färgsättning vara rätt väl anpassad för att såväl möta estetiska krav från mänskliga betraktare som att minimera kollisionsrisken för vilda fåglar.

Havsbaserad vindenergi ur ett fågelperspektiv : - kraftverkens synlighet för fågelögat

I decennier har det funnits en utbredd oro för att en utbyggnad av vindenergin skulle kunna leda till en icke önskvärd förhöjd dödlighet hos fåglar orsakad av kollisioner. Ett flertal studier av fåglars rörelsemönster i närheten av vindparker och försöksplattformar till havs har företagits under senare år. Den generella bilden baserad på dessa studier visar dock att den förhöjda dödligheten varit begränsad. I enstaka fall och under exceptionella väderförhållanden kan emellertid dödligheten bli markant högre och även drabba särskilt skyddsvärda arter. Det finns också farhågor att en massiv framtida utbyggnad av vindenergin kan orsaka barriäreffekter när sträckande fåglar störs bort från sina naturliga flyttvägar. Det är därför värdefullt att studera hur fåglar reagerar på utbyggnaden av vindkraftverk och vilka arter som är mest känsliga. Denna studie är den första som har undersökt synligheten av havsbaserade vindkraftsanläggningar med utgångspunkt från fåglarnas synfysiologi. Metoden vi arbetat med är telespektrofotometri. Studierna har skett vid kraftverken vid Utgrunden I i Kalmarsund och två fyrar som har fått fungera som simulerade vindkraftverk: en i Kalmarsund utanför Bergkvara samt en vid nuvarande Lillgrunds vindkraftpark i Öresund. Huvudfrågan har varit om strukturerna syns bättre eller sämre för fåglar än människor med avseende på färgkontrasterna som uppstår gentemot den naturliga bakgrunden. Vi har studerat såväl de korta avstånd där fåglarna riskerar att kollidera med strukturerna som de betydligt längre avstånd från kustlinjen där synliga kraftverk kan utgöra en estetisk olägenhet. Vi har även studerat de medelstora avstånd där barriäreffekter kan antas kunna uppstå när sträckande fåglar väljer att vika av och ta vägen runt vindparkerna. Kunskapen är motiverad för att exempelvis lägga grunden till en fågelanpassad färgsättning av framtida vindparker som ändå inte verkar störande för en mänsklig betraktare. Våra resultat visar att de faktiska vindkraftverken vid Utgrunden, liksom de simulerade i Kalmarsund och vid Lillgrund, syns bättre för fåglar än för människor, särskilt på korta avstånd. Skillnaden är större mellan de så kallade ultraviolettkänsliga fågelarterna (UVS) och människor än mellan människor och så kallat violettkänsliga fåglar (VS), vilka utgör den helt dominerande gruppen bland sträckande fåglar i Kalmarsund. Men generellt sett så följs de tre synsystemen väl åt. Trots att synligheten varierar kraftigt med väder, tid på dagen, årstid, väderstreck och avstånd, verkar vindkraftverkens färgsättning vara rätt väl anpassad för att såväl möta estetiska krav från mänskliga betraktare som att minimera kollisionsrisken för vilda fåglar.

Activity Pattern and Correlation between Bat and Insect Abundance at Wind Turbines in South Sweden

Simple Summary:& nbsp;Wind power is an important energy system in the global transition towards renewable energy. As new wind farms are erected in increasing numbers, they will have an impact on many organisms, e.g., through habitat changes and collision mortalities. In this study, we measure bat activity, insect abundance, and weather conditions to test the hypothesis that insect abundance attracts bats to wind turbines because of feeding opportunities. We found that the relationship between insect abundance and bat activity was relatively weak, providing some support for the feeding-attraction hypothesis. However, we also found a strong correlation between bat passes and weather conditions. This suggests that stop-regulation based on weather conditions might be a solution to avoid collisions. However, this study highlights some of the problems with defining the limits for stop-regulation, as bat activity may be high also at relatively high wind speeds and low temperatures.& nbsp;We present data on species composition and activity of bats during two years at three different wind- turbines, located in south Sweden, both at the base and nacelle height. To test the hypothesis that bats are attracted to wind turbines because of feeding opportunities, insects were sampled at nacelle height at one wind turbine using a suction trap, simultaneously as bat activity were measured. At this wind turbine, we also compared two different technical systems for ultrasound recordings and collect meteorological data. The variation in bat activity was high between nights and between wind turbines. In addition to the expected open-air foraging species (Pipistrellus, Nyctalus, Vespertilio and Eptesicus), some individuals of unexpected species (Myotis, Barbastella, and Plecotus) were found at nacelle height. There was a weak but significant positive relation between bat activity and insect abundance, so the hypothesis could not be rejected, suggesting there might be other factors than insect abundance explaining the frequency of bat visits at the nacelle. We found a strong correlation between bat passes and weather conditions. A reasonable way to mitigate collisions is with stop-regulation. However, this study highlights some of the problems with defining the limits for stop-regulation based on weather conditions

Insekters attraktion till färger och hinderbelysning på vindkraftverk : Slutrapport

Insekter som samlas vid vindkraftverk utgör föda för fladdermöss och vissa fågelarter. Det är antagligen flera faktorer som bestämmer hur mycket insekter som finns tillgängliga för fladdermöss och fåglar vid vindkraftverk. Rapporten beskriver studier som har testat om blinkfrekvensen och färgsammansättningen av hinderbelysningen, samt färgen på vindkraftverken, kan påverka i vilken utsträckning insekter lockas till vindkraftverk. Resultaten av blinkförsöken visade att ansamlingen av insekter minskade om lampan var tänd kortare tid per minut än den nuvarande blinkregimen. Färgsammansättningen av hinderbelysningen kan inte på ett enkelt sätt ändras för att radikalt minska antalet insekter. Nuvarande sammansättning får anses vara bra. De LED-lamporna som testades lockade till sig flera djur. När det gäller färgen på vindkraftverken, visade resultatet det skulle gå att minska anlockningen av insekter genom att måla nederdelen av tornen i rosa eller ljusgrönt. Detta skulle dock påverka synligheten för människor och är inte en lämplig åtgärd i alla miljöer