Individual-based Modeling of Genome Evolution in Haplodiploid Organisms

Ants, bees, wasps, bark beetles, and other species have haploid males and diploid females. Although such haplodiploid species play key ecological roles and are threatened by environmental changes, no general framework exists for simulating their genetic evolution. Here, we use the SLiM simulation environment to build a novel model for individual-based forward simulation of genetic evolution in haplodiploids. We compare the fates of adaptive and deleterious mutations and find that selection on recessive mutations is more effective in haplodiploids than in diploids. Our open-source model will foster an understanding of the evolution of sociality and how ecologically important haplodiploid species may respond to changing environments

Recurring adaptive introgression of a supergene variant that determines social organization

Introgression has been proposed as an essential source of adaptive genetic variation. However, a key barrier to adaptive introgression is that recombination can break down combinations of alleles that underpin many traits. This barrier might be overcome in supergene regions, where suppressed recombination leads to joint inheritance across many loci. Here, we study the evolution of a large supergene region that determines a major social and ecological trait in Solenopsis fire ants: whether colonies have one queen or multiple queens. Using coalescent-based phylogenies built from the genomes of 365 haploid fire ant males, we show that the supergene variant responsible for multiple-queen colonies evolved in one species and repeatedly spread to other species through introgressive hybridization. This finding highlights how supergene architecture can enable a complex adaptive phenotype to recurrently permeate species boundaries

Degenerative expansion of a young supergene.

Long term suppression of recombination ultimately leads to gene loss, as demonstrated by the depauperate Y and W chromosomes of long-established pairs of XY and ZW chromosomes. The young social supergene of the Solenopsis invicta red fire ant provides a powerful system to examine the effects of suppressed recombination over a shorter timescale. The two variants of this supergene are carried by a pair of heteromorphic chromosomes, referred to as the social B and social b (SB and Sb) chromosomes. The Sb variant of this supergene changes colony social organization and has an inheritance pattern similar to a Y or W chromosome because it is unable to recombine. We used high-resolution optical mapping, k-mer distribution analysis and quantification of repetitive elements on haploid ants carrying alternate variants of this young supergene region. We find that instead of shrinking, the Sb variant of the supergene has increased in length by more than 30%. Surprisingly, only a portion of this length increase is due to consistent increases in the frequency of particular classes of repetitive elements. Instead, haplotypes of this supergene variant differ dramatically in the amounts of other repetitive elements, indicating that the accumulation of repetitive elements is a heterogeneous and dynamic process. This is the first comprehensive demonstration of degenerative expansion in an animal and shows that it occurs through non-linear processes during the early evolution of a region of suppressed recombination

Sequenceserver: A Modern Graphical User Interface for Custom BLAST Databases

Comparing newly obtained and previously known nucleotide and amino-acid sequences underpins modern biological research. BLAST is a well-established tool for such comparisons but is challenging to use on new data sets. We combined a user-centric design philosophy with sustainable software development approaches to create Sequenceserver, a tool for running BLAST and visually inspecting BLAST results for biological interpretation. Sequenceserver uses simple algorithms to prevent potential analysis errors and provides flexible text-based and visual outputs to support researcher productivity. Our software can be rapidly installed for use by individuals or on shared servers

Fire ant social chromosomes: Differences in number, sequence and expression of odorant binding proteins.

Variation in social behavior is common yet our knowledge of the mechanisms underpinning its evolution is limited. The fire ant Solenopsis invicta provides a textbook example of a Mendelian element controlling social organization: alternate alleles of a genetic element first identified as encoding an odorant binding protein (OBP) named Gp-9 determine whether a colony accepts one or multiple queens. The potential roles of such a protein in perceiving olfactory cues and evidence of positive selection on its amino acid sequence made it an appealing candidate gene. However, we recently showed that recombination is suppressed between Gp-9 and hundreds of other genes as part of a >19 Mb supergene-like region carried by a pair of social chromosomes. This finding raises the need to reassess the potential role of Gp-9. We identify 23 OBPs in the fire ant genome assembly, including nine located in the region of suppressed recombination with Gp-9. For six of these, the alleles carried by the two variants of the supergene-like region differ in protein-coding sequence and thus likely in function, with Gp-9 showing the strongest evidence of positive selection. We identify an additional OBP specific to the Sb variant of the region. Finally, we find that 14 OBPs are differentially expressed between single- and multiple-queen colonies. These results are consistent with multiple OBPs playing a role in determining social structure

Evolution of a supergene that regulates a trans-species social polymorphism

Supergenes are clusters of linked genetic loci that jointly affect the expression of complex phenotypes, such as social organization. Little is known about the origin and evolution of these intriguing genomic elements. Here we analyse whole-genome sequences of males from native populations of six fire ant species and show that variation in social organization is under the control of a novel supergene haplotype (termed Sb), which evolved by sequential incorporation of three inversions spanning half of a 'social chromosome'. Two of the inversions interrupt protein-coding genes, resulting in the increased expression of one gene and modest truncation in the primary protein structure of another. All six socially polymorphic species studied harbour the same three inversions, with the single origin of the supergene in their common ancestor inferred by phylogenomic analyses to have occurred half a million years ago. The persistence of Sb along with the ancestral SB haplotype through multiple speciation events provides a striking example of a functionally important trans-species social polymorphism presumably maintained by balancing selection. We found that while recombination between the Sb and SB haplotypes is severely restricted in all species, a low level of gene flux between the haplotypes has occurred following the appearance of the inversions, potentially mitigating the evolutionary degeneration expected at genomic regions that cannot freely recombine. These results provide a detailed picture of the structural genomic innovations involved in the formation of a supergene controlling a complex social phenotype

O líder sedutor: Uma leitura psicanalítica do fenómeno da liderança carismática

Dissertação de Mestrado em Psicopatologia e Psicologia ClínicaCom o presente trabalho, pretende-se examinar a possível articulação entre o pressuposto básico de dependência, tal como Bion o formula, a liderança carismática e a sedução. Baseando-me sobretudo nos escritos de Freud sobre psicologia colectiva, que postulam a existência de laços libidinais entre o líder e os membros do grupo, como condição da manutenção do grupo como tal (capítulo I), e no trabalho de Bion com grupos que o levou a formular a teoria dos pressupostos básicos (Capítulo II), proponho que o líder carismático utiliza a sedução para persuadir e motivar os seus colaboradores. De acordo com Freud, é condição necessária para que o grupo se forme e se mantenha, que os seus membros se identifiquem entre si, o que conseguem colocando o objecto (no caso o líder) no lugar do ideal do Eu. Bion contrapõe a este modelo neurótico de introjecção do objecto, a tese de que o funcionamento dos grupos é sobretudo do tipo psicótico. Segundo Bion, fantasias e ansiedades primitivas emergem nos grupos, obstruindo o seu funcionamento como grupos de trabalho. Foram estas fantasias partilhadas, estas formas de actividade mental, estes estados emocionais arcaicos, avessos à aprendizagem e ao contacto com a realidade, que Bion designou por "pressupostos básicos" (Capítulos II e III). A literatura organizacional, nomeadamente a que utiliza o modelo clínico (o chamado "clinical approach"), tem vindo a explorar o papel da ansiedade nos grupos, na esteira das teorias de Klein e Bion, assim como dos mecanismos de defesa a que os membros do grupo recorrem, designadamente as estruturas sociais defensivas. Nos grupos a operar em pressuposto básico, tal como Bion os definiu, emergem, a partir de um nível protomental em que o psicológico e o fisiológico não estão diferenciados, emoções poderosas que vão dominar a actividade mental no momento. No pressuposto básico de dependência as emoções dominantes são de impotência, dependência e frustração; Bion observou que o líder deste grupo é normalmente o indivíduo mais doente, ou um génio, cujo prestigio contém (esta é uma das fantasias partilhadas pelo grupo) a promessa de "cura", A hipótese de trabalho é a de que este líder usa a sedução para manipular as necessidades de dependência e os sentimentos de frustração existentes entre os membros do grupo, reforçando a assim a actividade mental e emocional dominantes. À proposta desenvolvida no capítulo V é a de que será num grupo a operar no pressuposto básico de dependência que mais facilmente emergirá um líder cujo estilo de liderança assente no carisma e na sedução. Com efeito, o líder carismático parece ter uma capacidade acrescida para manipular as fantasias e emoções dos seus seguidores — os capítulos V e VI fornecem uma série de exemplos que ilustram este ponto. Este tipo de líder tem, na terminologia usada por Bion, uma especial valência para "combinar" com o estado emocional do grupo, reforçando simultaneamente a sua autoridade e o estado de dependência dos membros do grupo — desde que estes lhe reconheçam ou lhe atribuam essa qualidade carismática. Teria assim lugar um processo de reforço contínuo entre as organizações psíquicas internas e grupais, numa espiral em que as patologias emergem, e interagem, ao nível do indivíduo, família e comunidade

Felix culpa: Ensaio psicanalítico sobre a culpa

Tese de Doutoramento em Psicologia Aplicada, especialidade em Psicanálise, apresentada à Universidade Nova de Lisboa: Instituto Superior de Psicologia Aplicad

Analyses of GC evolution in gerbil genomes

Datasets and scripts accompanying the manuscript “Runaway GC evolution in gerbil genomes” by Rodrigo Pracana, Adam D. Hargreaves, John F. Mulley and Peter W. H. Holland. The file 'index.txt' includes information on each of the files in this dataset (Datasets 1 to 10 and Scripts 1 and 2)

A depressão em crianças e adolescentes em acolhimento institucional : caracterização em função de variáveis sócio-demográficas e do acolhimento

Tese de mestrado, Psicologia (Secção de Psicologia Clínica e da Saúde - Núcleo de Psicologia Clínica Dinâmica), 2008, Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia e de Ciências da EducaçãoNo presente trabalho procedeu-se ao estudo dos níveis de sintomatologia depressiva em crianças em situação de acolhimento institucional, tendo-se definido três objectivos principais: 1) Caracterizar o nível de sintomatologia depressiva (quer tomando como referencia um grupo de comparação, quer em função de variáveis sócio-demográficas genero e idade); 2) Caracterizar a sintomatologia depressiva em função de variáveis do acolhimento (idade de admissão e duração); 3) Analisar a relação entre a sintomatologia depressiva e variáveis específicas do acolhimento. A sintomatologia depressiva foi avaliada através da escala Center for Epidemiological Studies Depression Scale for Children (CES-DC), adaptada por Martinho (2004) para a população portuguesa. Construíram-se duas fichas para a obtenção de informação, quer junto dos técnicos quer junto das crianças. No primeiro caso (técnicos) visava-se a obtenção de informação sócio-demografica, de desenvolvimento, relativa a situação escolar e ao acolhimento institucional; a ficha para a criança focava informação específica referente a experiencia do acolhimento. Participaram no estudo 23 crianças com idades compreendidas entre os 9 e os 15 anos. Os resultados mostram que a amostra estudada não se distingue significativamente de uma amostra de comparação na sintomatologia depressiva. Também não se encontraram variações na sintomatologia depressiva em função das variáveis sócio-demograficas e do acolhimento analisadas. Sobressai, contudo, que quanto maior a idade na altura da admissão, mais desfavorável e a perspectiva em termos de Felicidade . Adicionalmente, a perspectiva da criança sobre a relação com os companheiros e a relação com os técnicos associa-se significativamente com um acréscimo de sintomatologia depressiva em domínios específicos. Apesar das limitações deste estudo, ele revelou-se pertinente para o incremento do conhecimento sobre a paIn this study the levels of depressive symptomatology in children living in residential care have been analysed. Three main aims have been defined: 1) To characterize the levels of depressive symptomatology (both by taking a comparative group as reference and the basis of sociodemographicalvariables gender and age); 2) To characterize depressive symptomatology according to residential care variables (age of admission and duration of residential care); 3) To analyze the relationship between depressive symptomatology and specific residential care variables. Depressive symptomatology has been assessed through the Center for Epidemiological Studies Depression Scale for Children (CES-DC), adapted for the Portuguese population by Martinho (2004). Two files were created as a way of obtaining information from both staff and children. In the former, the aim was to obtain sociodemographic, developmental, school situation and residential care information; the child's file focused on specific information related to the residential care experience. 23 children aged between 9 and 15 years participated in the study. The results show that the studied sample is not significantly different from a comparative sample in relation todepressive symptomatology. Furthermore, no depressive symptomatolgy variations were found in function of the sociodemographical and residential care variables. However, seemingly, the older the child is at the time of admission the more unfavorable the child's perspective of Happiness is. Moreover, the child's perspective of relations with staff and partners is significantly associated with an increase in depressive symptomatology in specific domains. Despite this study's limitations, this work has proved to contribute to the acquisition of knowledge regarding depressive pathology in this specific population, and it would be interesting to repeat it with a larger sample