Monofrequency forced oscillation technique for the investigation of pulmonary function in calves: in vitro and in vivo studies

Parameters derived from the non-invasive and simple monofrequency forced oscillation technique were compared with classical parameters of ventilatory mechanics in order to assess its usefulness for the investigation of pulmonary function in calves. To facilitate this comparison, theoretical derivations were coupled with in vitro measurements, using an artificial lung model, and with in vivo studies. These studies compared the oscillatory resistance parameters (R_os and Re) and the respiratory system compliance (C_rs) against the classical pulmonary resistance (R_L) and the dynamic compliance (C_dyn), respectively. Ros and Re were highly correlated (r0·87) with R_L and the comparison between Crs and C_dyn gave a similarly high correlation (r0·88). Given its simplicity, its correspondence with classical parameters and its rapidity and reproducibility, monofrequency forced oscillation technique seems well suited for the investigation of pulmonary function under field conditions.     

The design and use of a device to detect deer pedicle growth

The design, construction and use of a device to detect changes in deer pedicle volume are described. The device is highly sensitive for detecting the initiation of pedicle growth. Between-sample differences of 170 mm3 in the pedicle volume of live deer were detected (triplicate measurements) using the detector; these correspond to a change in height of the pedicle of at most 0.67 mm. The within sample coefficient of variation was 1.4%. The pedicle growth detector enables more precise measurements to be obtained for identifying the onset of pedicle development to the nearest week than is currently possible with palpation.     

Implications of using an average relationship matrix in genetic evaluation for a population using multiple-sire matings

SUMMARY: Ambiguous paternity can be incorporated into the mixed model equations (MME) by including the average numerator relatinship matrix (average A), which averages the true sire-offspring relationship over the putative sires. A previous study has shown that some overestimation of genetic trend results from this substitution. A population of 40 breeding females and 2 breeding males was simulated 1,000 times with either random mating or sequential selection continuing for 8 breeding cycles. In the selection case candidates were ranked on estimated breeding values (EBVs) calculated from the MME with an animal model and the average A. Variances of the EBVs and prediction errors were computed. The results showed the average A incorrectly perceives both the variance of family sizes among males and the variance loss due to selection to be smaller. This will lead to an overestimation of genetic trend. ZUSAMMENFASSUNG: Folgerungen aus der Anwendung einer durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix bei der Zuchtwertsch?tzung für eine Population mit mehreren V?tern in einer Paarungsgruppe In den Mischmodellgleichungen kann eine unklare v?terliche Abstammung durch die Verwendung einer durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix, die die Abstammung zu gleichen Teilen über die m?glichen V?ter aufteilt, berücksichtigt werden. Eine frühere Arbeit hat gezeigt, da? diese Ma?nahme zu einer gewissen übersch?tzung des genetischen Fortschritts führt. Eine Population mit 40 weiblichen und 2 m?nnlichen Tieren wurde 1000mal über 8 Paarungsperioden simuliert und zwar mit und ohne gerichteter Selektion. Im Falle der Selektion wurden die Tiere aufgrund der mit einem Tiermodell und der durchschnittlichen Verwandtschaftsmatrix gesch?tzten Zuchtwerte geordnet. Die Varianzen der Zuchtwerte und der Sch?tzfehler wurden berechnet. Die Ergebnisse zeigen, da? durch eine durch-schnittliche Verwandtschaftsmatrix die Varianz der Gr??e der Nachkommensgruppen der V?ter und der Verlust an genetischer Varianz aufgrund der Selektion untersch?tzt wird. Dies führt zu einer übersch?tzung des genetischen Fortschritts.     

Environmental limitation on fitness: Reproduction of laboratory mice in benign and stressful ("tropical") conditions

SUMMARY: In general, the environment limits the fitness of individual animals, and environmental limitation leads to selection for "optimal", intermediate values for all traits that matter, whether imposed by natural or artificial selection. We compared the reproduction of laboratory mice in a normal and a hot, humid environment to test this claim. Thirty males and 150 females from a non-inbred line adapted to normal conditions were mated twice (the second time after rerandomisation) to produce the experimental animals. Individual experimental mice from each litter were allocated from weaning (3 weeks) either to the normal or hot environment. At 9 to 12 weeks of age these mice were paired, 1 male with 1 female, until the female had a chance to have 2 litters. 354 pairs in the normal and 362 pairs in the hot environment were mated. All living progeny were weaned at 3 weeks. Average values of reproductive traits, phenotypic correlations between traits, and heritability estimates for many traits were found in each environment. Negative correlations (trade-offs) between litter number and weight of individual progeny in both environments demonstrated clearly that fitness was limited even in the normal laboratory situation. All quantitative measures of reproduction were lower in the hot room showing that it was more stressful. Yet size of individual young and their survival was not reduced. This may be an adaptive mechanism restricted to housemice. Lower heritability estimates in first than in second parities for quantitative measures of litter size show that while the mouse is still growing she has fewer resources available for reproduction, making her more susceptible to environmental stress. This challenges accepted wisdom that animal breeders should select their animals when they are young. They are least likely to respond then. We believe that natural selection causes animals always to push their fitness (reproduction and survival of the progeny) against a limit set by their particular environment. Each environment selects animals that optimally allocate environmental resources there. Problems arise when inappropriate genetic settings cause phenotypes to misallocate metabolic resources. In relatively difficult environments productive animals, including successful transgenics, allocate insufficient resources to fitness. ZUSAMMENFASSUNG: Begrenzung der Fitne? durch die Umwelt: Reproduktion von Laborm?usen in günstigen und schwierigen ("tropischen") Bedingungen Im Normalfall soll die Umwelt der Fitne? eine obere Grenze setzen. Diese Begrenzung führt zu Selektion auf mittlere "Optimalwerte" bei alien wichtigen Merkmalen. Wir untersuchten die Fortpflanzung von Laborm?usen in entweder normaler oder hei?er Umwelt. Aus einer an erstere angepa?ten, nichtingezüchteten Linie wurden 30 M?nnchen mit 150 Weibchen zweimal verpaart (beim zweiten Mal neu randomisiert) um die Versuchstiere zu erzeugen. Individuen aus jedem Wurf wurden zufallsm??ig an die zwei Umwelten verteilt, worin sie ab 3 Wochen aufgezogen wurden. Im Alter zwischen 9 und 12 Wochen wurden sie zufallsm??ig 1:1 verpaart bis die Paare Zeit für zwei Würfe gehabt hatten. An 354 und 362 Paaren im normalen und hei?en Zimmer wurden Daten ihrer Reproduktion erhoben. Alle lebendgeborenen Jungen wurden bis 3 Wochen alt verfolgt. In beiden Umwelten wurden Durchschnittswerte der einzelnen Merkmale, ph?notypische Korrelationen wichtiger Merkmale, und Heritabilit?tswerte der Merkmale errechnet. Starke negative Korrelationen zwischen Anzahl der Jungen im Wurf und Gewicht der einzelnen Jungen im Wurf, in beiden Umwelten, zeigen da? Fitne? auch in normalen Laborverh?ltnissen begrenzt war. Alle quantitativen Ma?e der Würfe waren betr?chtlich niedriger im hei?en Raum, was zeigt, da? diese Umwelt mehr Stre? bot. Jedoch die Gr??e und überlebensrate der einzelnen Jungen im hei?en Raum wurden nicht beeintr?chtigt. Diese adaptive Anpassung an schwierige Bedingungen k?nnte einmalig bei Mus musculus sein. Niedere Heritabilit?ten von quantitativen Ma?en der Wurfgr??e im ersten gegenüber dem zweiten Wurf zeigen, da? noch selbst wachsende Weibchen nur wenig Ressourcen für Fortpflanzung einsetzen k?nnen und deshalb mehr von Umweltdruck abh?ngen. Paradoxerweise versuchen Tierzüchter meistens so Jung wie m?glich Tiere zu selektieren, die solcher Selektion auf Reproduktion am wenigsten folgen k?nnen. Diese Situation sollte erneut durchdacht werden. Uns scheint, da? Tiere, weil natürliche Selektion andauernd fortwirkt, jederzeit ihre Fitne? bis an eine obere Grenze, von der Umwelt gesetzt, schieben. Jede Umwelt selektiert Tiere, die ihre metabolischen Ressourcen darin optimal einsetzen. Probleme entstehen, wenn genetische Information Ph?notype erzeugt, die Ressourcen fehl einsetzen. In relativ schwieriger Umwelt haben Leistungstiere, und auch erfolgreiche transgenische Tiere, ungenügend Ressourcen übrig für Fortpflanzung.     

Additive genetic and maternal effects on postweaning growth and carcass traits in rabbits

SUMMARY: Additive genetic and maternal effects were estimated for postweaning growth traits and carcass traits using a derivate-free REML procedure under animal model. The traits studied were weight at 84 days of age, age at slaughter, postweaning ADG, dressing percentage, weight of kidney and pelvic fat, and muscle pH value and electrical conductivity in the semimembranosus muscle. Heritability estimates from a total of 728 rabbits in a reciprocal crossbreeding experiment ranged from 0.15 to 0.26 for postweaning growth traits, 0.21 for dressing percentage, 0.38 for weight of kidney and pelvic fat, 0.02 for pH value, and 0.51 for electrical conductivity. Considerable maternal effects were present in postweaning growth traits and in weight of kidney and pelvic fat. Genetic correlation estimates indicated that genetic selection for postweaning daily gain would lead to lower dressing percentages (- 0.51) and leaner carcasses (- 0.34). The genetic relationships between ADG after weaning and pH value (- 0.90), and between ADG and electrical conductivity (0.58) illustrated a shifting towards a glycolytic energy metabolism of the muscle due to increased growth. Litter size at birth was found to be a significant source of variation for all postweaning growth traits (p < 0.001) and for electrical conductivity (p < 0.05). Genetic selection for litter size at birth would result in decreased growth rates, lower dressing percentage and enhanced adiposis. ZUSAMMENFASSUNG: Die Sch?tzung additiv-genetischer und maternaler Effekte auf Mastleistungs- und Schlachtk?rpermerkmale beim Kaninchen Additiv-genetische und maternale Effekte wurden für Mastleistungsmerkmale nach dem Absetzen und für Schlachtk?rpermerkmale anhand eines Tiermodells (DFREML-Methode) gesch?tzt. Bei den untersuchten Merkmalen handelt es sich um das 84-Tage-Gewicht, das Schlachtalter, Zunahmen nach dem Absetzen, Ausschlachtungsprozente, Nieren- und Beckenfettgewicht und um den pH-Wert und die elektrische Leitf?higkeit im M. semimembranosus. Die Heritabilit?tssch?tzungen an insgesamt 728 Tieren, die aus einem reziproken Kreuzungsversuch stammten, lagen bei den Wachstumsmerkmalen zwischen h(2) = 0,15 und h(2) = 0,26. Sie betrugen h(2) = 0,21 für die Ausschlachtungsprozente, h(2) = 0,38 für das Nieren- und Beckenfettgewicht, h(2) = 0,02 für den pH-Wert und h(2) = 0,51 für die Leitf?higkeitsmessung. Die Sch?tzung genetischer Korrelationen deutet an, da? eine genetische Selektion auf t?gliche Zunahmen nach dem Absetzen zu einer verringerten Ausschlachtung (- 0,51) und zu magereren Schlachtk?rpern führen würde. Die genetischen Beziehungen zwischen den Zunahmen und dem pH-Wert (- 0,90) und zwischen den Zunahmen und der elektrischen Leitf?higkeit (0,58) lassen eine Verschiebung in Richtung eines glykolytischen Muskelenergiestoffwechsels bei verst?rktem Wachstum erwarten. Die Wurfgr??e bei der Geburt stellt eine signifikante Variationsursache für die Mastleistungsmerkmale nach dem Absetzen (p < 0,001) una für die elektrische Leitf?higkeit (p < 0,05) dar. Bei einer Erh?hung der Wurfgr??e durch Selektion sind verminderte Wachstumsraten, geringere Ausschlachtungsprozente und verst?rkte Verfettung zu befürchten.