A search for point sources of EeV neutrons

A thorough search of the sky exposed at the Pierre Auger Cosmic Ray Observatory reveals no statistically significant excess of events in any small solid angle that would be indicative of a flux of neutral particles from a discrete source. The search covers from -90° to +15° in declination using four different energy ranges above 1 EeV (1018 eV). The method used in this search is more sensitive to neutrons than to photons. The upper limit on a neutron flux is derived for a dense grid of directions for each of the four energy ranges. These results constrain scenarios for the production of ultrahigh energy cosmic rays in the Galaxy.Fil: Abreu, P.. Technical University of Lisbon; PortugalFil: Aglietta, M.. Università di Torino; ItaliaFil: Ahlers, M.. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Ahn, E. J.. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Albuquerque, I. F. M.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (CAB); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zhou, J.. University of Chicago; Estados UnidosFil: Zhu, Y.. North­Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik; AlemaniaFil: Zimbres Silva, M.. Universidade Estadual de Campinas; Brasil. NYU Abu Dhabi; Emiratos Arabes UnidosFil: Ziolkowski, M.. Universitat Siegen; Alemani

The Pierre Auger Observatory III: Other Astrophysical Observations

Astrophysical observations of ultra-high-energy cosmic rays with the Pierre Auger ObservatoryComment: Contributions to the 32nd International Cosmic Ray Conference, Beijing, China, August 201

Highlights from the Pierre Auger Observatory

The Pierre Auger Observatory is the world's largest cosmic ray observatory. Our current exposure reaches nearly 40,000 km$^2$ str and provides us with an unprecedented quality data set. The performance and stability of the detectors and their enhancements are described. Data analyses have led to a number of major breakthroughs. Among these we discuss the energy spectrum and the searches for large-scale anisotropies. We present analyses of our X$_{max}$ data and show how it can be interpreted in terms of mass composition. We also describe some new analyses that extract mass sensitive parameters from the 100% duty cycle SD data. A coherent interpretation of all these recent results opens new directions. The consequences regarding the cosmic ray composition and the properties of UHECR sources are briefly discussed.Comment: 9 pages, 12 figures, talk given at the 33rd International Cosmic Ray Conference, Rio de Janeiro 201

A search for point sources of EeV photons

Measurements of air showers made using the hybrid technique developed with the fluorescence and surface detectors of the Pierre Auger Observatory allow a sensitive search for point sources of EeV photons anywhere in the exposed sky. A multivariate analysis reduces the background of hadronic cosmic rays. The search is sensitive to a declination band from -85{\deg} to +20{\deg}, in an energy range from 10^17.3 eV to 10^18.5 eV. No photon point source has been detected. An upper limit on the photon flux has been derived for every direction. The mean value of the energy flux limit that results from this, assuming a photon spectral index of -2, is 0.06 eV cm^-2 s^-1, and no celestial direction exceeds 0.25 eV cm^-2 s^-1. These upper limits constrain scenarios in which EeV cosmic ray protons are emitted by non-transient sources in the Galaxy.Comment: 28 pages, 10 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journa

Reconstruction of inclined air showers detected with the Pierre Auger Observatory

We describe the method devised to reconstruct inclined cosmic-ray air showers with zenith angles greater than $60^\circ$ detected with the surface array of the Pierre Auger Observatory. The measured signals at the ground level are fitted to muon density distributions predicted with atmospheric cascade models to obtain the relative shower size as an overall normalization parameter. The method is evaluated using simulated showers to test its performance. The energy of the cosmic rays is calibrated using a sub-sample of events reconstructed with both the fluorescence and surface array techniques. The reconstruction method described here provides the basis of complementary analyses including an independent measurement of the energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays using very inclined events collected by the Pierre Auger Observatory.Comment: 27 pages, 19 figures, accepted for publication in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP

Reconstruction of inclined air showers detected with the Pierre Auger Observatory

We describe the method devised to reconstruct inclined cosmic-ray air showers with zenith angles greater than 60 detected with the surface array of the Pierre Auger Observatory. The measured signals at the ground level are tted to muon density distributions predicted with atmospheric cascade models to obtain the relative shower size as an overall normalization parameter. The method is evaluated using simulated showers to test its performance. The energy of the cosmic rays is calibrated using a sub-sample of events reconstructed with both the fuorescence and surface array techniques. The reconstruction method described here provides the basis of complementary analyses including an independent measurement of the energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays using very inclined events collected by the Pierre Auger Observatory.Fil: Aab, A.. Università dell; ItaliaFil: Abreu, P.. Universidade Técnica de Lisboa; PortugalFil: Aglietta, M.. Università di Torino; ItaliaFil: Ahlers, M.. University of Wisconsin; Estados UnidosFil: Ahn, E. J.. Fermi National Accelerator Laboratory; Estados UnidosFil: Allekotte, Ingomar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Asorey, Hernán Gonzalo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Dasso, Sergio Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Filevich, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Garcia, Beatriz Elena. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gómez Albarracín, Flavia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Gomez Berisso, Mariano. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Guardincerri, Yann. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Jarne, Cecilia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Lucero, Luis Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Mariazzi, Analisa Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Martins Dos Santos, Eva Maria. Universidade de Lisboa; PortugalFil: Masías Meza, Jimmy Joel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Micheletti, Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Moreno, Juan Cruz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pallotta, Juan Vicente. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pieroni, Pablo Emanuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Platino, Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Purrello, Víctor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; ArgentinaFil: Quel, Eduardo Jaime. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rovero, Adrian Carlos. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Sanchez, Federico Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Sidelnik, Iván Pedro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Suarez, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Supanitsky, Alberto Daniel. Consejo Nacional de Investigaciónes Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Astronomía y Física del Espacio. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Astronomía y Física del Espacio; ArgentinaFil: Taborda Pulgarin, Oscar Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Bariloche); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Tapia Casanova, Alex Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Tiffenberg, Javier Sebastian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Tueros, Matias Jorge. Universidad de Santiago de Compostela; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Wahlberg, Hernan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Wundheiler, Brian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Yelós, Laura Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Pque. Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astroparticulas; ArgentinaFil: Zepeda, A.. Instituto Politécnico Nacional. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados; MéxicoFil: Zhou, J.. University of Chicago; Estados UnidosFil: Zhu, Y.. Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik; AlemaniaFil: Zimbres Silva, M.. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Ziolkowski, M.. Universität Siegen; Alemani

NEOTROPICAL XENARTHRANS: a data set of occurrence of xenarthran species in the Neotropics

Xenarthrans – anteaters, sloths, and armadillos – have essential functions for ecosystem maintenance, such as insect control and nutrient cycling, playing key roles as ecosystem engineers. Because of habitat loss and fragmentation, hunting pressure, and conflicts with 24 domestic dogs, these species have been threatened locally, regionally, or even across their full distribution ranges. The Neotropics harbor 21 species of armadillos, ten anteaters, and six sloths. Our dataset includes the families Chlamyphoridae (13), Dasypodidae (7), Myrmecophagidae (3), Bradypodidae (4), and Megalonychidae (2). We have no occurrence data on Dasypus pilosus (Dasypodidae). Regarding Cyclopedidae, until recently, only one species was recognized, but new genetic studies have revealed that the group is represented by seven species. In this data-paper, we compiled a total of 42,528 records of 31 species, represented by occurrence and quantitative data, totaling 24,847 unique georeferenced records. The geographic range is from the south of the USA, Mexico, and Caribbean countries at the northern portion of the Neotropics, to its austral distribution in Argentina, Paraguay, Chile, and Uruguay. Regarding anteaters, Myrmecophaga tridactyla has the most records (n=5,941), and Cyclopes sp. has the fewest (n=240). The armadillo species with the most data is Dasypus novemcinctus (n=11,588), and the least recorded for Calyptophractus retusus (n=33). With regards to sloth species, Bradypus variegatus has the most records (n=962), and Bradypus pygmaeus has the fewest (n=12). Our main objective with Neotropical Xenarthrans is to make occurrence and quantitative data available to facilitate more ecological research, particularly if we integrate the xenarthran data with other datasets of Neotropical Series which will become available very soon (i.e. Neotropical Carnivores, Neotropical Invasive Mammals, and Neotropical Hunters and Dogs). Therefore, studies on trophic cascades, hunting pressure, habitat loss, fragmentation effects, species invasion, and climate change effects will be possible with the Neotropical Xenarthrans dataset

Bounds on the density of sources of ultra-high energy cosmic rays from the Pierre Auger Observatory

We derive lower bounds on the density of sources of ultra-high energy cosmic rays from the lack of significant clustering in the arrival directions of the highest energy events detected at the Pierre Auger Observatory. The density of uniformly distributed sources of equal intrinsic intensity was found to be larger than similar to (0.06 – 5) x 10(-4) Mpc(-3) at 95% CL, depending on the magnitude of the magnetic defections. Similar bounds, in the range (0.2 – 7) x 10(-4) Mpc(-3), were obtained for sources following the local matter distribution.We are very grateful to the following agencies and organizations for financial support,: Comision Nacional de Energia Atomica, Fundacion Antorchas, Gobierno De La, Provincia de Ailendoza. Municipalidad de Malargile. INDM floldings and Valle Las Lenas, in gratitude for their continuing cooperation over land access. Argentina; the Australian Research Council; Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e 'Tecnologico (CNPq), Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), Fundacdo de Amparo a Pesquisa do Est ado de Rio de Janeiro (FAP HRJ), Fundacdo de Amparo Pesquisa do Estado de Sdo Paulo (FAPESP), Ministerio de Ciencia e Tecnologia (IVICT), Brazil; AVCR AVOZ10100502 and AVOZ10100522, GAAV KJB100100904, AISMT-CR LA08016, LG11044, 1VIEB111003, MSAI0021620859, LA08015, TACR TA01010517 and GA U.K. 119810, Czech Republic; Centre de Calcul I-N2P3/CNRS, Centre National de la -Recherche Scientifique ((1 NRS), Conseil Regional Ile-de-France, f)epartement, Physique Nuclealre et Corpusculaire (I N( Departement Sciences de l'Univers (SDU-INSU/CNRS), France; Bundesministerium fur Bildung und Forschung (BMBF), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DITG), Finanzministerium Baden-Wurttemberg, flelmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren Ministerium fur Wissenschaft und Forschung, Nordrhein-Westfalen, Ministerimn fur Wissenschaft, Forschung und Kunst, Baden-WUrttemberg, Germany; Istituto Nazion ale di Fisica Nucleare (INFN), Ministero dell'Istruzione, delhLniversita e della Ricerca (MIUR), Italy: Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACYT), Mexico; Ministerie van Onden s Cultuur on NVetenschap Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Stichting voor Rmdamenteel Onderzoek der Materie (FOM), Netherlands; Ministry of Science and Higher Education, Grant Nos. N N202 200239 and N N202 207238, Poland; Portuguese national funds and FEDER funds within COMPETE - Programa Operacional Factores de Competitividade through Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia, Portugal; Romanian Authority for Scientific Research ANCS, CNDI-UEFISETD1 partnership projects nr.20/2012 and nr.194/2012, project nr.1 /ASPERA2/20I2 ERA-NET and PN-IIRU-PD-2011-3-0145-17, Romania; Ministry for Higher Education, Science, and 'Technology, Slovenian Research Agency, Slovenia; Comunidad de Madrid, FEDER funds, Ministerio de Ciencia e Innovacion and Consolider-Ingenio 2010 (( PAN), X unta de Galicia Spain; Science and Technology Facilities Council, United kingdom; Department of Luergy, Contract Nos. DE-ACO2-07(11-111359, DE-FR02-04E1(41300, DE-FG02-99E1(41107, National Science Foundation, Grant No. 0450696, The Grainger Foundation U.S.A.; NAFOSTED, Vietnam; Marie Curie-IRSES/HPLANET, European Particle Physics Latin American Network, European Union 7th Frarneworlc Program. Grant No. IIRSES-2009-GA-246806; and UNESCO.Peer reviewe

Production of sexuals in a fission-performing ant: Dual effects of queen pheromones and colony size

Models based on the kin selection theory predict that in social hymenopterans, queens may favor a lower investment in the production of sexuals than workers. However, in perennial colonies, this conflict may be tuned down by colony-level selection because of the trade off between colony survival and reproductive allocation. In this study, we present a survey of sexual production in colonies of Aphaenogaster senilis, a common species of ant in the Iberian Peninsula. Similar to most species that reproduce by fission, males were found in large excess compared to gynes (172:1). Sexuals were more likely to be found in queenless than in queenright (QR) field colonies. However, we also found a few gynes and numerous males in very large QR colonies. We compared these data with those available in the literature for A. rudis, a congeneric species from North America that has independent colony founding. The sex ratio in this species was only five males for each female, and sexuals were mostly found in QR nests, irrespective of colony size. We confirmed queen inhibition of sexual production in A. senilis in laboratory experiments and provide evidence that this inhibition is mediated by a nonvolatile pheromone. To seek the potential source of such a queen pheromone, we analyzed the secretions of two conspicuous exocrine glands, the Dufour's and postpharyngeal glands (DG and PPG, respectively) in both queens and workers. Both secretions were composed of hydrocarbons, but that of DG also contained small quantities of tetradecanal and hexadecanal. The hydrocarbon profile of the DG and PPG showed notable caste specificity suggesting a role in caste-related behavior. The PPG secretions also differed between colonies suggesting its role in colony-level recognition. We suggest that in A. senilis, there are two modes of colony fission: First, in very large colonies, gynes are produced, probably because of the dilution of the queen pheromone, and consequently one or more gynes leave the mother colony with workers and brood to found a new nest. This is beneficial at the colony level because it avoids the production of costly sexuals in small colonies. However, because the queen and workers have different optima for sexual production, we hypothesize that queens tend to overproduce the pheromone to delay their production. This in turn may drive workers to leave the mother colony during nest relocation and to produce sexuals once they are away from the queen's influence, creating a second mode of colony fission. © 2007 Springer-Verlag.Peer Reviewe