Visualizing uncertainty about the future

We are all faced with uncertainty about the future, but we can get the measure of some uncertainties in terms of probabilities. Probabilities are notoriously difficult to communicate effectively to lay audiences, and in this review we examine current practice for communicating uncertainties visually, using examples drawn from sport, weather, climate, health, economics, and politics. Despite the burgeoning interest in infographics, there is limited experimental evidence on how different types of visualizations are processed and understood, although the effectiveness of some graphics clearly depends on the relative numeracy of an audience. Fortunately, it is increasingly easy to present data in the form of interactive visualizations and in multiple types of representation that can be adjusted to user needs and capabilities. Nonetheless, communicating deeper uncertainties resulting from incomplete or disputed knowledge--or from essential indeterminacy about the future--remains a challenge.     

A route to the brightest possible neutron source?

We review the potential to develop sources for neutron scattering science and propose that a merger with the rapidly developing field of inertial fusion energy could provide a major step-change in performance. In stark contrast to developments in synchrotron and laser science, the past 40 years have seen only a factor of 10 increase in neutron source brightness. With the advent of thermonuclear ignition in the laboratory, coupled to innovative approaches in how this may be achieved, we calculate that a neutron source three orders of magnitude more powerful than any existing facility can be envisaged on a 20- to 30-year time scale. Such a leap in source power would transform neutron scattering science.     

The Hedgehog pathway promotes blood-brain barrier integrity and CNS immune quiescence

The blood-brain barrier (BBB) is composed of tightly bound endothelial cells (ECs) and perivascular astrocytes that regulate central nervous system (CNS) homeostasis. We showed that astrocytes secrete Sonic hedgehog and that BBB ECs express Hedgehog (Hh) receptors, which together promote BBB formation and integrity during embryonic development and adulthood. Using pharmacological inhibition and genetic inactivation of the Hh signaling pathway in ECs, we also demonstrated a critical role of the Hh pathway in promoting the immune quiescence of BBB ECs by decreasing the expression of proinflammatory mediators and the adhesion and migration of leukocytes, in vivo and in vitro. Overall, the Hh pathway provides a barrier-promoting effect and an endogenous anti-inflammatory balance to CNS-directed immune attacks, as occurs in multiple sclerosis.     

Independently evolved virulence effectors converge onto hubs in a plant immune system network

Plants generate effective responses to infection by recognizing both conserved and variable pathogen-encoded molecules. Pathogens deploy virulence effector proteins into host cells, where they interact physically with host proteins to modulate defense. We generated an interaction network of plant-pathogen effectors from two pathogens spanning the eukaryote-eubacteria divergence, three classes of Arabidopsis immune system proteins, and ~8000 other Arabidopsis proteins. We noted convergence of effectors onto highly interconnected host proteins and indirect, rather than direct, connections between effectors and plant immune receptors. We demonstrated plant immune system functions for 15 of 17 tested host proteins that interact with effectors from both pathogens. Thus, pathogens from different kingdoms deploy independently evolved virulence proteins that interact with a limited set of highly connected cellular hubs to facilitate their diverse life-cycle strategies.     

Beziehung zwischen Respiration und Blaufleckigkeit von Kartoffeln nach einer mechanischen Behandlung der Knollen

Zusammenfassung Kartoffelknollen wurden einer standardisierten Schüttelbehandlung unterzogen und deren Respiration mit einer Gaswechselmessanlage mit Infrarot-Gasanalysator gemessen. Die quantitative Beziehung zwischen der Steigerung der Respirationsrate und der durch das Schütteln erzeugten Blaufleckigkeit wurde untersucht. Nach dem Schütteln stieg die Respiration bis auf den siebenfachen Anfangswert. Die maximale Intensit?t wurde 43–96 Stunden nach der Behandlung erreicht. Die Zunahme der Respiration bis 48 Stunden nach dem Schütteln war proportional zum Ausmass der durch das Schütteln erzeugten Blaufleckigkeit. W?hrend 14 Wochen nach der Behandlung blieb die Respiration gegenüber den nicht geschüttelten Knollen erh?ht. Starke Blaufleckigkeit war auch mit hohen Gewichts-und St?rkeverlusten der Knollen verbunden.

---

Summary Mature harvested potato tubers were subjected to a standardized shaking treatment and their CO₂ output measured by means of a volumetric gas exchange apparatus with an infra-red gas analyser. Respiration after treatment increased with violence of the shaking as did also the severity of blue spot (Fig. 1). Close correlations exist between the extent of blue spot as well as the increase in respiration rate up to 54 hours after shaking and both weight loss and starch loss of the tubers (Table 1). During the storage season 1977/78 the respiration rate was found to increase with approximately equal sharpness following three shaking treatments carried out at intervals of six weeks. During 14 weeks subsequent to treatment it never fell to the level of that of untreated tubers (Fig. 2). The maximum respiration rate was reached 43 hours after shaking at the end of October and 96 hours afterwards in the middle of January. Later treatment resulted in a moderate increase in the tendency to develop blue spot. The quantitative relationship between blue spot and increase in the respiration rate up to 48 hours after shaking was examined in 144 tests with tubers from different sources. It was observed that increasing susceptibility of the tubers to blue spot was accompanied by a proportional increase in respiration rate (Fig. 3). Increase in respiration during the first days after a shaking treatment of the tubers is proportional to the amount of blue spot induced by the shaking. The long duration of the accelerated respiration is independent of blue spot. This long drawn out stimulation is possibly based on qualitative new metabolic pathways opened by the shaking treatment.

---

Résumé Des pommes de terre récoltées à maturité ont été soumises à un traitement standardisé de secousses. Le dégagement de CO₂ par les tubercules a été mesuré avec un échangeur de gaz équipé d’un analyseur à infrarouge. En augmentant l’intensité du traitement, la respiration augmente également et davantage de taches plombées apparaissent (fig. 1). De bonnes corrélations sont obtenues entre l’ampleur des taches plombées, l’augmentation du taux de respiration jusqu’à 54 heures après les secousses, et la perte de poids et d’amidon des tubercules jusqu’à 23 jours après le traitement (tab. 1). Pendant la période de conservation 1977/78, le taux de respiration atteint généralement le même niveau après chacun des 3 traitements effectués dans un intervalle de 6 semaines. Le taux de respiration n’atteint plus, même après 14 semaines, le niveau de celui des tubercules non traités (fig. 2). Fin octobre, le taux maximum de respiration est atteint 43 heures après les secousses et seulement 96 heures en mi-janvier. L’ampleur des taches plombées augmente avec une date postérieure de traitement. Les relations quantitatives entre les taches plombées et l’augmentation du taux de respiration jusqu’ à 48 heures après les secousses ont été étudiées sur 144 échantillons de différentes provenances. Avec l’augmentation de la sensibilité aux taches plombées des tubercules, le taux de respiration augmente proportionnellement (fig. 3). L’élévation du taux de respiration des tubercules durant les premiers jours après un traitement de secousses est proportionnelle à l’ampleur des taches plombées observées après le traitement. La respiration surélevée à long terme est indépendante des taches plombées. Cette stimulation de longue durée pourrait provenir d’un nouveau métabolisme qualitatif déclenché par les secousses.

     

Über die Beeinflussung des A6-Abreibetestes durch Anzuchtmethode,Düngung und Alter der Testpflanzen

Zusammenfassung Die verwendeten A6-Mutterpflanzen wurden im Glashaus durch Knollen und Stolonen vermehrt und in bestimmten zeitlichen Abst?nden mit N. P. K und NPK gedüngt. Es stellte sich heraus, dass die Vermehrung durch Knollen vorteilhafter ist als jene mit Hilfe von Stolonen. Die Prüfung der Reaktionsf?higkeit (Anzahl reagierende A6-Bl?tter in % ausgedrückt) erfolgte im Alter der Pflanzen von 3, 5, 8 und 11 Wochen durch Einreiben der Bl?tter mit dem im Verh?ltnis von 1∶5 verdünnten Isolat der Yn- und Ya-Virusst?mme ab Samsuntabak. Es wurde eine mit dem Entwicklungsrhythmus der A6-Mutterpflanzen verbundene Schwankung der Reaktionsf?higkeit der A6-Bl?tter festgestellt. W?hrend der Blütezeit (Alter 5–8 Wochen) entwickeln sich Bl?tter, die bei P- und NPK-Gaben für die Testarbeiten nicht geeignet sind. Es ist aber m?glich, die Reaktionsf?higkeit und die Empfindlichkeit (Anzahl L?sionen pro Blatteinheit) der A6-Bl?tter durch reife- und blühverz?gernde w?chentliche Stickstoffgaben auch w?hrend der Blühperiode hochzuhalten und dadurch die Ausnützung der A6-Pflanzen zu verbessern. Von Wichtigkeit ist ferner, dass nur ausgewachsene, saftig-grüne Bl?tter verwendet werden.

---

Summary The possibility of improving both the reactive capacity of A6 leaflets and the yield of leaves per plant by application of suitable fertilizers was examined in three series of experiments (1963–1964). The following fertilizer treatments were given every 3 weeks (the quantities shown, dissolved in 200 cm³ water, are per 15 cm pot): N = 0.28 g (NH₄)₂SO₄, P = 0.32 g superphosphate, K = 0.22 g ‘Patentkali’ and NPK(H) = 1.0 g ‘N?hrsalz Hauert’ (18∶18∶18); O = zero, unfertilized. The series of experiments referred to above were extended by further work in 1966 to determine the effect of weekly applications of nitrogen. The A6 mother plants used were propagated in the glasshouse from tubers or stolons. The daylength corresponded to a long day of 16 hours. During winter months daylight was supplemented with artificial light (Philips G97 400 W HPL), and during summer months light intensity was reduced by shading. The plants were, as far as possible, maintained at a temperature of 20°–24°C. Testst of the reactive capacity were made on 3, 5, 8 and 11 week old plants by rubbing the leaflets with a 1∶5 dilution of isolates of strains of Yn and Ya virus (sap expressed from leaves of Samsun tobacco). Our work showed that propagation from tubers was preferable to propagation from stolons as the growth of the plants was both more uniform and more rapid. The largest plants with the greatest leaf yield were produced, as expected, by application of complete fertilizer; next in effect came applications of nitrogen (Table 1). The different fertilizers variously affected time of flowering. It was earliest with complete fertilizer followed by P, O, N and K treatments in that order (Table 2). The reactive capacity of the A6 leaflets is related to the stage of development of the A6 mother plants. The highest reactive capacity (proportion of reacting leaflets expressed as a percentage) was shown by A6 leaflets in the early stage of growth (3–5 weeks old). During the flowering period (5–8 weeks old) both the susceptibility (number of lesions per leaflet unit) and the reactive capacity was reduced; this was most marked following applications of P and NPK and less so in the unfertilized and N treatments. Susceptibility increases again after flowering as a result of the development of side shoots with their associated young leaves (Table 6 and 7). It is possible to maintain the reactive capacity of the A6 leaflets at a high level throughout the flowering period by delaying both flowering and maturation with applications of nitrogen, so that the A6 plants can be used as a source of leaflets throughout growth. In this way one can avoid losing the A6 plants as a source of leaflets during the flowering period. A large leaf yield is thus ensured which is of considerable importance in large serial experiments and where glasshouse space is limited (Table 8). It is, furthermore, of importance that only fully expanded, sappy-green leaflets should be used (Table 9).

---

Résumé On a recherché dans trois séries d'expériences (1963–1964) s'il est possible, par la fumure appliquée, de hater la capacité de réagir des folioles de clones A6 à l'infection par le virus Y et, en même temps, d'obtenir une importante masse foliaire par plante. Les plantes recevaient teutes les 3 semaines, par pot (15 cm de diamètre), les éléments nutritifs suivants (dissous dans 200 cm³ d'eau): N = 0,28 g (NH₄)₂ SO₄, P = 0,32 g superphosphate, K = 0.22 g ‘Patentkali’ et NPK (H) = 1,0 g de sel alimentaire dé Hauert (18∶18∶18); O = aucune fumure. En 1966, nous avons complété les séries de récherches sus-mentionnées par d'autres dans le but de clarifier l'influence d'une fumure azotée hebdomadaire. Les plantes-mères A6 utilisées dans les récherches étaient multipliées en serre à partir de tubercules et de stolons. La durée d'éclairement correspondait à une longueur de jour de 16 heures. Durant les mois d'hiver on suppléait à la lumière du jour par un éclairage artificiel (Philips G97 400 W HPL), et durant les mois d'été on atténuait l'intensité lumineuse par l'ombrage. On maintenait autant que possible les plantes à une température de 20° à 24°C. Les tests d'aptitude réactionnelle se faisaient à 3, 5, 8 et 11 semaines d'age des plantes par frottement des folioles avec des isolats délayés (jus pressé de feuilles de tabac Samson) de souches Yn et Ya. Les recherches nous révélaient que la multiplication des plantes A6 etait meilleure par tubercules que par stolons, le développement des plantes étant plus réguller et plus rapide dans le premier cas. Conformément aux prévisions, les plantes les plus développées et aussi la plus grosse masse foliaire étaient obtenues avec la fumure complète; la fumure azotée venait en deuxième place (Tableau 1). Les différentes fumures influaient la durée jusqu'au début de la floraison. La floraison avait lieu le plus t?t avec la fumure complète et ensuite, successivement, avec les fumures P, O, N et K (Tableau 2). L'aptitude réactionnelle des folioles A6 est liée au rythme de développement des plantesmères A6. L'aptitude réactionnelle (nombre de folioles donnant une réaction positive en %) des folioles A6 se révélait la meilleure à un stade jeune de développement (à l'age de 3 à 5 semaines). Pendant la floraison (à l'age de 5 à 8 semaines) la sensibilité diminuait (nombre de lésions par foliole), de même que l'aptitude réactionnelle et cela fortement avec applications de P et NPK, moins avec application de N ou sans fumure. Après la période de floraison, la sensibilité remontait résultant d'un développement de pousses latérales qui engendraient des jeunes feuilles (Tableau 6 et 7). Il est possible de maintenir élevée l'aptitude réactionnelle des folioles A6 aussi pendant la floraison en retardant la maturité et la floraison par application d'azote de sorte que les plantes A6 puissent étre utilisées comme productrices de folioles pendant la période entière de la végétation. Ainsi on peut surmonter la neutralisation passagère de la faculté de produire des folioles des plantes A6 pendant la période de floraison. De cette fa?on également est possible la production d'une grosse masse foliaire, ce qui est du plus haut intérêt dans les grandes séries de tests à réaliser sur les espaces limités des serres (Tableau 8). Est en outre important qu'à présent on peut utiliser des folioles bien développées, vertes et pleines de sève (Tableau 9).