Identification of Arvicola terrestris scherman Sperm Antigens for Immune Contraceptive Purposes

The cyclical proliferation of the wild fossorial rodent Arvicola terrestris scherman (ATS) is critical in mid-mountain ecosystems of several European countries. Our goal is to develop an immunocontraceptive vaccine to control their fertility, as a sustainable alternative to chemical poisons currently used. Indeed, these chemicals cause the death of ATS predators and animals sharing their ecosystem, and current laws progressively limit their use, making the development of a targeted vaccination strategy an interesting and efficient alternative. In order to identify species-specific sperm antigens, male and female ATS received subcutaneous injections of whole ATS spermatozoa to elicit an immune response. The analysis of the immune sera led to the identification of 120 immunogenic proteins of sperm cells. Of these, 15 were strictly sperm-specific and located in different regions of the male gamete. Some of these antigens are proteins involved in molecular events essential to the reproductive process, such as sperm–egg interaction, acrosomal reaction, or sperm motility. This approach not only identified a panel of immunogenic proteins from ATS sperm cells, but also demonstrated that some of these proteins trigger an immune response in both male and female ATS. These spermatic antigens are good candidates for the development of a contraceptive vaccine.

Photoperiod is involved in the regulation of seasonal breeding in male water voles (Arvicola terrestris)

Mammals living at temperate latitudes typically display annual cyclicity in their reproductive activity: births are synchronized when environmental conditions are most favorable. In a majority of these species, daylength is the main proximate factor used to anticipate seasonal changes and to adapt physiology. The brain integrates this photoperiodic signal through key hypothalamic structures, which regulate the reproductive axis. In this context, our study aims to characterize regulations that occur along the hypothalamo-pituitary-gonadal (HPG) axis in male fossorial water voles (Arvicola terrestris, also known as Arvicola amphibius) throughout the year and to further probe the implication of photoperiod in these seasonal regulations. Our monthly field monitoring shows dramatic seasonal changes in the morphology and activity of reproductive organs, as well as in the androgen-dependent lateral scent glands. Moreover, our data uncover seasonal variations at the hypothalamic level. During the breeding season, Kisspeptin expression in the arcuate nucleus (ARC) decreases, while RFRP3 expression in the dorsomedial hypothalamic nucleus (DMH) increases. Our follow-up laboratory study reveals activation of the reproductive axis and confirms a decrease in Kisspeptin expression in males exposed to a long photoperiod (summer condition) compared to those maintained under a short photoperiod (winter condition) that retain all features reminiscent of sexual inhibition. Altogether, our study characterizes neuroendocrine and anatomical markers of seasonal reproductive rhythmicity in male water voles and further suggests that these seasonal changes are chiefly driven by photoperiod.

Identification of potential chemosignals in the European water vole Arvicola terrestris

The water vole Arvicola terrestris is endemic to Europe where its outbreak generates severe economic losses for farmers. Our project aimed at characterising putative chemical signals used by this species, to develop new sustainable methods for population control that could also be used for this species protection in Great Britain. The water vole, as well as other rodents, uses specific urination sites as territorial and sex pheromone markers, still unidentified. Lateral scent glands and urine samples were collected from wild males and females caught in the field, at different periods of the year. Their volatile composition was analysed for each individual and not on pooled samples, revealing a specific profile of flank glands in October and a specific profile of urinary volatiles in July. The urinary protein content appeared more contrasted as males secrete higher levels of a lipocalin than females, whenever the trapping period. We named this protein arvicolin. Male and female liver transcript sequencing did not identify any expression of other odorant-binding protein sequence. This work demonstrates that even in absence of genome, identification of chemical signals from wild animals is possible and could be helpful in strategies of species control and protection.

Μελέτη των μικροθηλαστικών των τεταρτογενών αποθέσεων του σπηλαίου Α των Λουτρών Αλμωπίας Πέλλας

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν τα μικρά θηλαστικά από δύο θέσεις του Σπηλαίου Λουτρών Αλμωπίας. Πρόκειται για έναν απολιθωματοφόρο ορίζοντα στα ιζήματα του δαπέδου του σπηλαίου (θέση LAC) και έναν ορίζοντα που βρίσκεται σε υπερυψωμένο θάλαμο (θέση LAC Ia). Μετά από λεπτομερή ανασκαφική διαδικασία και επεξεργασία των ιζημάτων βρέθηκε πληθώρα δοντιών και οστών μικροθηλαστικών. O προσδιορισμός βασίστηκε στα μορφολογικά και μετρικά χαρακτηριστικά 3209 δειγμάτων. Συνολικά προσδιορίστηκαν 30 διαφορετικά είδη μικροθηλαστικών, εκ των οποίων 29 είδη (8 Εντομοφάγα, 19 τρωκτικά, 2 λαγόμορφα) στη θέση LAC και 26 είδη (6 Εντομοφάγα, 17 τρωκτικά, 3 λαγόμορφα) στη θέση LAC Ia. Επτά από τα είδη που βρέθηκαν στο σπήλαιο Λουτρών Αλμωπίας προσδιορίζονται για πρώτη φορά σε απολιθωμένες πανίδες της Ελλάδας και άλλα επτά είδη δεν αναφέρονται στη σύγχρονη πανίδα της Ελλάδας. Οι πανίδες LAC και LAC Ia χρονολογούνται ως νεότερες της τελευταίας μεσοπαγετώδους περιόδου Riss-Würm από την παρουσία του Arvicola terrestris και παλαιότερες του Ολοκαίνου από την παρουσία του Ochotona pusilla. Ειδικότερα, η πανίδα LAC μπορεί να είναι σύγχρονη ή λίγο νεότερη της πανίδας των μεγάλων θηλαστικών του δαπέδου του σπηλαίου αντιπροσωπεύοντας το Μέσο Würm ως Last Glacial Maximum, ενώ η πανίδα LAC Ia είναι νεότερη αντιπροσωπεύοντας το Younger Dryas. Η σύνθεση των πανίδων LAC και LAC Ia φανερώνει ότι έζησαν σε περιπαγετώδεις συνθήκες, πιο ήπιες από τις τυπικές των Άλπεων κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο. Η σύγκριση των ποσοστών συμμετοχής των ειδών δείχνει ότι η πανίδα LAC έζησε σε θερμότερες συνθήκες από την πανίδα LAC Ia. Η παρουσία του Lepus timidus στο θάλαμο LAC Ia σχετίζεται με το μέγιστο ψύχος στο τέλος της τελευταίας Παγετώδους περιόδου και αποτελεί τη νοτιότερη καταγραφή του είδους στην Ευρώπη. Από τις περιβαλλοντικές προτιμήσεις των ειδών που μελετήθηκαν προκύπτει ότι στην ευρύτερη περιοχή υπήρχαν κωνοφόρα και φυλλοβόλα δάση, λειμώνες και αρκετές συγκεντρώσεις νερού. Το κλίμα ήταν ξηρότερο από το σημερινό. Η ταφονομική μελέτη έδειξε ότι τα μικροθηλαστικά των δύο πανίδων αποτέλεσαν τη λεία θηρευτών (μπούφου, πετρίτη και κάποιου σαρκοφάγου θηλαστικού) και συγκεντρώθηκαν μέσα στο σπήλαιο με pellets ή περιττώματα του θηρευτή και τη δράση του νερού. Η μελέτη των ιζημάτων έδειξε ότι πρόκειται για ποτάμιες αποθέσεις με εμφανή επεισόδια έντονων υδραυλικών συνθηκών που αποτέθηκαν κοντά στην πηγή προέλευσής τους.

Morphometrical analysis of Taenia taeniaeformis and Taenia crassiceps in the common vole (Microtus arvalis) and the water vole (Arvicola terrestris) in Vorarlberg, Austria

Taenia taeniaeformis and Taenia crassiceps are cestodes with voles as intermediate hosts and Felidae, Canidae and Mustelidae as definitive hosts. To evaluate the influence of T. taeniaeformis metacestodes on voles in Vorarlberg (Western Austria), a helminthological survey was performed on 318 common voles (Microtus arvalis) and 93 water voles (Arvicola terrestris). Furthermore the metacestodes themselves were analysed by morphometric methods. Our results demonstrate that both T. taeniaeformis and T. crassiceps are endemic in Vorarlberg, and that there is a significant difference between those infected with larvae of T. taeniaeformis and uninfected voles regarding body weight, but not sex or body length.