Phylogenetic relatedness and host plant growth form influence gene expression of the polyphagous comma butterfly (Polygonia c-album)

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The mechanisms that shape the host plant range of herbivorous insect are to date not well understood but knowledge of these mechanisms and the selective forces that influence them can expand our understanding of the larger ecological interaction. Nevertheless, it is well established that chemical defenses of plants influence the host range of herbivorous insects. While host plant chemistry is influenced by phylogeny, also the growth forms of plants appear to influence the plant defense strategies as first postulated by Feeny (the "plant apparency" hypothesis). In the present study we aim to investigate the molecular basis of the diverse host plant range of the comma butterfly (<it>Polygonia c-album</it>) by testing differential gene expression in the caterpillars on three host plants that are either closely related or share the same growth form.</p> <p>Results</p> <p>In total 120 genes were identified to be differentially expressed in <it>P. c-album </it>after feeding on different host plants, 55 of them in the midgut and 65 in the restbody of the caterpillars. Expression patterns could be confirmed with an independent method for 14 of 27 tested genes. Pairwise similarities in upregulation in the midgut of the caterpillars were higher between plants that shared either growth form or were phylogenetically related. No known detoxifying enzymes were found to be differently regulated in the midgut after feeding on different host plants.</p> <p>Conclusion</p> <p>Our data suggest a complex picture of gene expression in response to host plant feeding. While each plant requires a unique gene regulation in the caterpillar, both phylogenetic relatedness and host plant growth form appear to influence the expression profile of the polyphagous comma butterfly, in agreement with phylogenetic studies of host plant utilization in butterflies.</p

Life-history consequenses of host plant choice in the comma butterfly

There is much evidence that herbivory is a key innovation for the tremendous success of insect. In this thesis I have investigated different aspects of host plant utilization and phenotypic plasticity using the polyphagous comma butterfly, Polygonia c-album. Even though external conditions affect a phenotypic plastic response, the outcome is often influenced by a genetic background which may differ among populations. In Paper I we suspected the genetic background to seasonal polymorphism to be X-linked. However, results from interspecific hybridization between two populations suggested that diapause response is instead inherited in a mainly autosomally additive fashion, with a possible influence of sexual antagonism on males. In Paper II we showed that female oviposition preference is not a plastic response influenced by larval experience, but has a genetic background coupled to host plant suitability. Further, there is a strong individual correlation between larval host plant acceptance and female host plant specificity (Paper III). We believe this to be a larval feed-back genetically linked to female host specificity: offspring to ‘choosy’ specialist mothers benefit by remaining on the original host while offspring to less discriminating generalist mothers should risk inspecting the surroundings, thus compensating for potential poor female choice. In the larval mid-gut, genes are differentially expressed depending on host plant diet (Paper IV). Therefore, we expected to find fitness consequences of host plant switch. However, although growth rate was affected in a few treatments, larvae were generally surprisingly good at adjusting to new diets (Paper V). To conclude, host plant choice in both female and larval life stage is connected to performance. Combined with increased understanding about the plastic response to diet intake and seasonal polymorphism we have gained further insights into the processes of local adaptations and speciation in the Lepidoptera.At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Submitted Manuscript; Paper 5: Manuscrip

Adaptive Time-Stepping and Computational Stability

We investigate the effects of adaptive time-stepping and other algorithmic strategies on the computational stability of ODE codes. We show that carefully designed adaptive algorithms have a most significant impact on computational stability and reliability. A series of computational experiments with the standard implementation of Dassl and a modified version, including stepsize control based on digital filters, is used to demonstrate that relatively small algorithmic changes are able to extract a vastly better computational stability at no extra expense. The inherent performance and stability of Dassl are therefore much greater than the standard implementation seems to suggest

Influence of Hands-on Material when Solving Mathematical Problems : An Imperical Study of Thirdgraders Solving Problems using Hands-on Material

Detta är en empirisk studie med fokus på artefakters påverkan av elevers lösningsstrategier för problemlösningsuppgifter. Studiens syfte har varit att undersöka hur artefakter påverkar elevernas problemlösningsprocess samt hur eleverna använde artefakter när de löser en problemlösningsuppgift. Fokus har legat på elever i årskurs tre då de antas ha mer erfarenheter av både artefaktanvändning samt problemlösningsuppgifter. Studien består av observationer av två klasser under fyra olika tillfällen. Fokus har då legat  vid hur eleverna löser ett matematiskt problem med valfri metod jämfört med när de använder artefakter. Studiens resultat har analyserats med hjälp av Heddens teori om att gå från det konkreta tänkandet till det abstrakta samt ett metodologiskt analysverktyg. Resultatet visar att artefakternas effekt vid problemlösningsprocessen grundar sig i elevernas inställning till artefakter samt tidigare erfarenheter av materialet

Evaluating Numerical ODE/DAE Methods, Algorithms and Software

Until recently, the testing of ODE/DAE software has been limited to simple comparisons and benchmarking. The process of developing software from a mathematically specified method is complex: it entails constructing control structures and objectives, selecting iterative methods and termination criteria, choosing norms and many more decisions. Most software constructors have taken a heuristic approach to these design choices, and as a consequence two different implementations of the same method may show significant differences in performance. Yet it is common to try to deduce from software comparisons that one method is better than another. Such conclusions are not warranted, however, unless the testing is carried out under true ceteris paribus conditions. Moreover, testing is an empirical science and as such requires a formal test protocol; without it conclusions are questionable, invalid or even false. We argue that ODE/DAE software can be constructed and analyzed by proven, ''standard'' scientific techniques instead of heuristics. The goals are computational stability, reproducibility, and improved software quality. We also focus on different error criteria and norms, and discuss modifications to Daspk and Radau5. Finally, some basic principles of a test protocol are outlined and applied to testing these codes on a variety of problems

The Use of Hands-on Material in the Problem-solving Process : A systematic literature study

Detta är en systematisk litteraturstudie med fokus på artefakters användning i problemlösningsprocessen. Syftet med studien är att belysa den roll som artefakter får vid processen i årskurserna ett till tre. Litteraturstudien bygger på 16 publikationer, både vetenskapliga artiklar samt relevant litteratur inom studiens område. Studien visar att problemlösningsprocessen beskrivs genom fyra steg: förståelse, metodval, genom-förande samt reflektioner efter genomförandet. Resultatet visar även att artefakten används på olika sätt i problemlösningsprocessen beroende på var eleverna befinner sig på vägen mot det abstrakta tänkandet. Dessutom visar resultatet att lärarens kunskaper om artefaktanvändning avgör om den blir gynnsam för elevernas utveckling av problemlösningsförmågan eller inte

The Use of Hands-on Material in the Problem-solving Process : A systematic literature study

Detta är en systematisk litteraturstudie med fokus på artefakters användning i problemlösningsprocessen. Syftet med studien är att belysa den roll som artefakter får vid processen i årskurserna ett till tre. Litteraturstudien bygger på 16 publikationer, både vetenskapliga artiklar samt relevant litteratur inom studiens område. Studien visar att problemlösningsprocessen beskrivs genom fyra steg: förståelse, metodval, genom-förande samt reflektioner efter genomförandet. Resultatet visar även att artefakten används på olika sätt i problemlösningsprocessen beroende på var eleverna befinner sig på vägen mot det abstrakta tänkandet. Dessutom visar resultatet att lärarens kunskaper om artefaktanvändning avgör om den blir gynnsam för elevernas utveckling av problemlösningsförmågan eller inte

What one can´t see, Doesn´t exist – A survey of Khat use among the Somali population in Gothenburg

Bakgrund: Drogen är en växtdrog som varit känd i många hundra år. Kat innehåller de rusframkallande ämnena katin och katinon, vilka liknar amfetaminets kemiska struktur. Bruket av drogen är ett stigande problem i östafrikanska länder, mindre Asien samt bland invandrare från dessa länder bosatta i Europa. Kat-användningen kan inverka negativt både på individ- och samhällsnivå i form av psykisk och fysisk ohälsa, social isolering, ekonomiska problem, slitningar inom familjen samt arbetslöshet. Cirka 50 % av de somaliska männen i Sverige uppskattas använda kat, men det finns indikationer på att användningen även spridit sig till kvinnor, ungdomar och andra invandrargrupper. Somalier utgör den största gruppen med östafrikanskt ursprung i Göteborg och vi har därför valt att undersöka katanvändningen i denna grupp. Syftet: med studien var att kartlägga katanvändningens omfattning bland somalier i Göteborg, med ambitionen att lyfta fram gruppen ungdomar. Metod: Personer med somaliskt ursprung uppsöktes genom en metod influerad av Privileged Access Interview” (PAI) och Key Informant Interview (KII). Datainsamlingsmetoden var en gruppenkät. Resultat: Kartläggningen omfattade 63 kvinnor, 53 män och 6 personer där uppgifter om kön saknas. Samtliga 122 respondenter hade somaliskt ursprung, var i åldrarna 17-55 och bosatta i Göteborgs olika stadsdelar. Resultatet visade att 33 % (40 personer) någon gång hade testat att tugga kat och 9 % (11 personer) tuggade kat under perioden för enkätundersökningen. Slutsats: Av studien framkom att cirka 33 % av de tillfrågade någon gång hade testat att tugga kat och 9 % tuggade kat under perioden för enkätundersökningen. Majoriteten ansåg att kat kunde vara ett problem. 60 % svarade att det var bra att kat är narkotikaklassat. Resultaten från studiens enkätundersökning visade att den somaliska gruppen uppskattade sin livssituation samt psykiska och fysiska hälsa som bra eller mycket bra. 28 ungdomar mellan 17 och 19 år deltog i studien; bland dessa svarade 7 pojkar och 7 flickor att de någon gång hade testat att tugga kat. Detta kunde tyda på en lägre debutålder än vad som framkommit i tidigare studier. Dock utgjorde antalet ungdomar ett begränsat underlag för vidare generaliseringar till hela gruppen unga somalier i Göteborg.Folkhälsovetenskapligt progra