Neonicotinoid Insecticides and Their Impacts on Bees: A Systematic Review of Research Approaches and Identification of Knowledge Gaps

It has been suggested that the widespread use of neonicotinoid insecticides threatens bees, but research on this topic has been surrounded by controversy. In order to synthesize which research approaches have been used to examine the effect of neonicotinoids on bees and to identify knowledge gaps, we systematically reviewed research on this subject that was available on the Web of Science and PubMed in June 2015. Most of the 216 primary research studies were conducted in Europe or North America (82%), involved the neonicotinoid imidacloprid (78%), and concerned the western honey bee Apis mellifera (75%). Thus, little seems to be known about neonicotinoids and bees in areas outside Europe and North America. Furthermore, because there is considerable variation in ecological traits among bee taxa, studies on honey bees are not likely to fully predict impacts of neonicotinoids on other species. Studies on crops were dominated by seed-treated maize, oilseed rape (canola) and sunflower, whereas less is known about potential side effects on bees from the use of other application methods on insect pollinated fruit and vegetable crops, or on lawns and ornamental plants. Laboratory approaches were most common, and we suggest that their capability to infer real-world consequences are improved when combined with information from field studies about realistic exposures to neonicotinoids. Studies using field approaches often examined only bee exposure to neonicotinoids and more field studies are needed that measure impacts of exposure. Most studies measured effects on individual bees. We suggest that effects on the individual bee should be linked to both mechanisms at the sub-individual level and also to the consequences for the colony and wider bee populations. As bees are increasingly facing multiple interacting pressures future research needs to clarify the role of neonicotinoids in relative to other drivers of bee declines

Imidacloprid-Induced Impairment of Mushroom Bodies and Behavior of the Native Stingless Bee Melipona quadrifasciata anthidioides

Declines in pollinator colonies represent a worldwide concern. The widespread use of agricultural pesticides is recognized as a potential cause of these declines. Previous studies have examined the effects of neonicotinoid insecticides such as imidacloprid on pollinator colonies, but these investigations have mainly focused on adult honey bees. Native stingless bees (Hymenoptera: Apidae: Meliponinae) are key pollinators in neotropical areas and are threatened with extinction due to deforestation and pesticide use. Few studies have directly investigated the effects of pesticides on these pollinators. Furthermore, the existing impact studies did not address the issue of larval ingestion of contaminated pollen and nectar, which could potentially have dire consequences for the colony. Here, we assessed the effects of imidacloprid ingestion by stingless bee larvae on their survival, development, neuromorphology and adult walking behavior. Increasing doses of imidacloprid were added to the diet provided to individual worker larvae of the stingless bee Melipona quadrifasciata anthidioides throughout their development. Survival rates above 50% were only observed at insecticide doses lower than 0.0056 µg active ingredient (a.i.)/bee. No sublethal effect on body mass or developmental time was observed in the surviving insects, but the pesticide treatment negatively affected the development of mushroom bodies in the brain and impaired the walking behavior of newly emerged adult workers. Therefore, stingless bee larvae are particularly susceptible to imidacloprid, as it caused both high mortality and sublethal effects that impaired brain development and compromised mobility at the young adult stage. These findings demonstrate the lethal effects of imidacloprid on native stingless bees and provide evidence of novel serious sublethal effects that may compromise colony survival. The ecological and economic importance of neotropical stingless bees as pollinators, their susceptibility to insecticides and the vulnerability of their larvae to insecticide exposure emphasize the importance of studying these species

Anisotropic nanomaterials: structure, growth, assembly, and functions

Comprehensive knowledge over the shape of nanomaterials is a critical factor in designing devices with desired functions. Due to this reason, systematic efforts have been made to synthesize materials of diverse shape in the nanoscale regime. Anisotropic nanomaterials are a class of materials in which their properties are direction-dependent and more than one structural parameter is needed to describe them. Their unique and fine-tuned physical and chemical properties make them ideal candidates for devising new applications. In addition, the assembly of ordered one-dimensional (1D), two-dimensional (2D), and three-dimensional (3D) arrays of anisotropic nanoparticles brings novel properties into the resulting system, which would be entirely different from the properties of individual nanoparticles. This review presents an overview of current research in the area of anisotropic nanomaterials in general and noble metal nanoparticles in particular. We begin with an introduction to the advancements in this area followed by general aspects of the growth of anisotropic nanoparticles. Then we describe several important synthetic protocols for making anisotropic nanomaterials, followed by a summary of their assemblies, and conclude with major applications

Inclusive and multiplicity dependent production of electrons from heavy-flavour hadron decays in pp and p-Pb collisions

Measurements of the production of electrons from heavy-flavour hadron decays in pp collisions at root s = 13 TeV at midrapidity with the ALICE detector are presented down to a transverse momentum (p(T)) of 0.2 GeV/c and up to p(T) = 35 GeV/c, which is the largest momentum range probed for inclusive electron measurements in ALICE. In p-Pb collisions, the production cross section and the nuclear modification factor of electrons from heavy-flavour hadron decays are measured in the p(T) range 0.5 < p(T) < 26 GeV/c at root s(NN) = 8.16 TeV. The nuclear modification factor is found to be consistent with unity within the statistical and systematic uncertainties. In both collision systems, first measurements of the yields of electrons from heavy-flavour hadron decays in different multiplicity intervals normalised to the multiplicity-integrated yield (self-normalised yield) at midrapidity are reported as a function of the self-normalised charged-particle multiplicity estimated at midrapidity. The self-normalised yields in pp and p-Pb collisions grow faster than linear with the self-normalised multiplicity. A strong p(T) dependence is observed in pp collisions, where the yield of high-p(T) electrons increases faster as a function of multiplicity than the one of low-p(T) electrons. The measurement in p-Pb collisions shows no p(T) dependence within uncertainties. The self-normalised yields in pp and p-Pb collisions are compared with measurements of other heavy-flavour, light-flavour, and strange particles, and with Monte Carlo simulations

Measurement of the non-prompt D-meson fraction as a function of multiplicity in proton-proton collisions at s \sqrt{s} = 13 TeV

The fractions of non-prompt (i.e. originating from beauty-hadron decays) D0 and D+ mesons with respect to the inclusive yield are measured as a function of the charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV with the ALICE detector at the LHC. The results are reported in intervals of transverse momentum (pT) and integrated in the range 1 < pT < 24 GeV/c. The fraction of non-prompt D0 and D+ mesons is found to increase slightly as a function of pT in all the measured multiplicity intervals, while no significant dependence on the charged- particle multiplicity is observed. In order to investigate the production and hadronisation mechanisms of charm and beauty quarks, the results are compared to PYTHIA 8 as well as EPOS 3 and EPOS 4 Monte Carlo simulations, and to calculations based on the colour glass condensate including three-pomeron fusion

Welche instrumentellen akustischen Merkmale verbessern sich bei Patienten mit funktionellen Stimmstörungen durch eine logopädische Stimmübungstherapie?

Hintergrund: Funktionelle Dysphonien, Stimmstörungen ohne organische oder neurogene Ursache, betreffen 30% aller Stimmpatienten (Van Houtte et al. 2010). Die Diagnose und der Nachweis eines Therapieerfolgs erfordern nach dem ELS Protokoll eine umfassende Beurteilung der Stimmfunktion. Die Aussagekraft instrumenteller akustischer Messungen der Grundtonschwankung (Jitter) und des Stimmumfangsprofiles hierfür wird jedoch kritisch diskutiert (Brockmann-Bauser et al. 2011, Pabo et al. 2011). Diese Studie untersucht unter anderem, ob Patienten mit einer funktionellen Stimmstörung nach einer Stimmübungstherapie verbesserte instrumentelle Merkmale aufweisen.Material und Methoden: 25 Patienten (17 F/8 M) von 31-77 Jahren (Mittel:51,6) mit funktioneller Dysphonie wurden retrospektiv vor und nach Stimmtherapie analysiert. Im Mittel fanden 7,88 Therapien über 7-59 Wochen von 01/2011-07/2013 in der Abteilung Phoniatrie und Klinische Logopädie der ORL-Klinik am Universitätsspital Zürich statt.Untersucht wurden: a) subjektive Beschwerden gemäss Voice Handicap Index (VHI-9i), b) perzeptive Merkmale gemäss GRBAS-Skala, c) die instrumentellen Parameter Jitter (%), Mittelwert/Umfang von Tonhöhe und Lautstärke der Sprech- und Rufstimme, min./max. Lautstärke plus Dynamikbreite sowie min./max. Tonhöhe und Tonumfang der Singstimme, Dysphonia Severity Index (DSI). Unterschiede und Zusammenhänge wurden mittels Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test und Spearman-Rang-Korrelation statistisch berechnet.Ergebnisse: Nach Stimmtherapie waren der VHI-9i (17 auf 9 Punkte; p< 0,001), der Gesamtgrad Heiserkeit (G) (1 auf 0,72; p=0,016), die Behauchtheit (B) (0,72 auf 0,28; p=0,003) und Asthenie (A) (0,52 auf 0,12; p=0,011) signifikant verbessert. Von allen instrumentellen Parametern lag nur beim Sprechstimmumfang eine signifikante Verbesserung von 7,4 auf 8,96 Halbtöne vor (p=0,03).Diskussion: Entscheidend für den Nachweis eines Therapieerfolgs bei funktioneller Dysphonie sind subjektive Beschwerden, der perzeptive Stimmeindruck und der Sprechstimmumfang. Die Aussagekraft aller anderen instrumentellen Parameter zum Nachweis einer Verbesserung der Stimmfunktion bleibt weiterhin offen.Fazit: Für den Nachweis eines Therapieerfolgs bei funktioneller Dysphonie sind subjektive Beschwerden, der perzeptive Stimmeindruck und der Sprechstimmumfang entscheidend

Welche diagnostischen Parameter verbessern sich nach einer Stimmübungstherapie bei Patienten mit funktionellen Stimmstörungen?

Hintergrund: Funktionelle Dysphonien betreffen ca. 30% der Stimmpatienten und werden bei 46-93% mittels Stimmübungstherapie verbessert. Instrumentelle akustische, perzeptive und subjektive Untersuchungen sind entscheidend zur Charakterisierung von funktionellen Einschränkungen, jedoch wird deren Aussagekraft zum Nachweis von Therapieeffekten kritisch diskutiert. Diese Arbeit untersucht die Verbesserung und den Zusammenhang akustischer, perzeptiver und subjektiver Parameter der Standarddiagnostik nach einer Übungstherapie.Material und Methoden: Retrospektive Analyse von 39 Patienten, 26 Frauen und 13 Männer von 20-70 Jahren (Mittel: 44.5), mit funktioneller Dysphonie, die von 01/2011-07/2015 am UniversitätsSpital Zürich behandelt wurden. Parameter waren subjektive Beschwerden gemäß Voice Handicap Index (VHI-9i), perzeptive Merkmale gemäß GRBAS-Skala und die instrumentellen akustischen Parameter Mittelwert/Umfang von Tonhöhe und Lautstärke der Sprech- und Rufstimme, min./max. Lautstärke plus Dynamikbreite sowie min./max. Tonhöhe und Tonumfang der Singstimme, Jitter (%) und der Dysphonia Severity Index (DSI). Unterschiede wurden mittels Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test, Zusammenhänge mittels Spearman-Rang-Korrelation berechnet.Ergebnisse: Nach der Therapie waren subjektive Beschwerden im VHI-9i von 15.6 auf 8.6 Punkte und alle perzeptiven Parameter der GRBAS-Skala signifikant verbessert (p<0.05). Zusätzlich nahmen der Tonhöhenumfang (7 auf 8.13 Halbtöne) und die Lautstärke der Sprechstimme (12.9 auf 14.85 dB(A)) zu (p=0.03); beide Parameter korrelierten signifikant (p<0.001). Beim normal lauten Zählen sank die mittlere Grundfrequenz von 172.49 auf 164.1 Hz (p=0.021). Alle anderen instrumentellen Parameter zeigten keine signifikante Veränderung. Die subjektiven, perzeptiven und instrumentellen Parameter korrelierten nicht miteinander.Diskussion: Signifikant verbesserte subjektive Beschwerden und perzeptive Merkmale belegen die Wirksamkeit der Übungstherapie bei Patienten mit funktioneller Dysphonie. Die Zunahme von Tonhöhenumfang und Lautstärke der Sprechstimme weisen auf eine veränderte Sprechtechnik hin.Fazit: Effekte einer Stimmübungstherapie zeigen sich bei Patienten mit funktioneller Dysphonie durch die Abnahme von subjektiven und perzeptiven Auffälligkeiten, die Zunahme von Tonhöhenumfang und Lautstärke der Sprechstimme und eine tiefere Grundfrequenz beim Zählen. Die subjektiven, perzeptiven und instrumentellen akustischen Parameter müssen als diagnostisch unabhängige Messwerte interpretiert werden