ABSTRACT The crisis of biodiversity loss in the anthropogenic era requires new tools for studying non-model organisms. Elephants, for example, are both an endangered species and excellent models studying complex phenotypes like size, social behavior, and longevity, but they remain severely understudied. Here we report the first derivation of elephant ( Elephas maximus ) induced pluripotent stem cells (emiPSCs) achieved via a two-step process of chemical-media induction and colony selection, followed by overexpression of elephant transcription factors OCT4, SOX2, KLF4, MYC ± NANOG and LIN28A , and modulation of the TP53 pathway. Since the seminal discovery of reprogramming by Shinya Yamanaka, iPSCs from many species including the functionally extinct northern white rhinocerous have been reported, but emiPSCs have remained elusive. While for multiple species the reprogramming protocol was adopted with little changes compared to model organisms like mouse and human, our emiPSC protocol requires a longer timeline and inhibition of TP53 expansion genes that are hypothesized to confer unique cancer resistance in elephants. iPSCs unlock tremendous potential to explore cell fate determination, cell and tissue development, cell therapies, drug screening, disease modeling, cancer development, gametogenesis and beyond to further our understanding of this iconic megafauna. This study opens new frontiers in advanced non-model organism cellular models for genetic rescue and conservation.

Abstract Early-life conditions are important determinants of phenotype and fitness. In birds, hatching asynchrony can generate differences in early-life conditions within a brood, which, in turn, can have far reaching fitness consequences for offspring, particularly so for later-hatched nestlings. A plethora of literature has examined consequences of hatching asynchrony during the nestling phase; however, long-term effects remain poorly understood. Using a 33-year population study of the Blue-footed booby ( Sula nebouxii ) off the Pacific Coast of Mexico, we show that the level of hatching asynchrony affects early- life survival of second-hatched nestlings. Junior boobies from highly asynchronous broods died at younger ages during the rearing period and were less likely to fledge compared to first-hatched offspring. However, level of hatching asynchrony did not have long-term fitness effects on either senior- or junior juveniles or adults. Our results provide insight into how parentally imposed natal environments affect early-life survival and late-life fitness traits in a long-lived seabird. Highlights Parentally imposed natal conditions can have far reaching fitness consequences for offspring. In birds, hatching asynchrony can produce size hierarchies within a brood. The effects of natural variation in hatching asynchrony on fitness is poorly understood. High levels of hatching asynchrony are detrimental for junior booby nestlings. Hatching asynchrony does not affect fitness in the juvenile or adult periods.

ABSTRACT Endo-lysosomes are considered acidic Ca 2+ stores but direct measurements of luminal Ca 2+ within them are limited. Here we report that the Ca 2+ -sensitive luminescent protein aequorin does not reconstitute with its cofactor at highly acidic pH but that a significant fraction of the probe is functional within a mildly acidic compartment when targeted to the endo-lysosomal system. We leveraged this probe (ELGA) to report Ca 2+ dynamics in this compartment. We show that Ca 2+ uptake is ATP-dependent and sensitive to blockers of endoplasmic reticulum Ca 2+ pumps. We find that the Ca 2+ mobilizing messenger IP 3 which typically targets the endoplasmic reticulum evokes robust luminal responses in wild type cells, but not in IP 3 receptor knock-out cells. Responses were comparable to those evoked by activation of the endo-lysosomal ion channel TRPML1. Stimulation with IP 3 -forming agonists also mobilized the store in intact cells. Our data reveal a physiologically-relevant, IP 3 -sensitive store of Ca 2+ within the endo-lysosomal system.

1. Warm ocean waters during El Niño events deplete primary productivity, with cascading effects through the food chain that profoundly affect many marine and terrestrial species, commonly increasing adult mortality and offspring starvation. With global warming, events will double and increasingly threaten the depletion or extinction of some animal populations.2. Because adverse environments experienced during infancy generally induce reproductive deficits in adulthood, El Niño events are also expected to affect animals born during them, engendering generations of adults with reduced reproductive potential and exacerbating demographic impacts.3. We made the first test of this idea, using the blue-footed booby, a piscivorous apex predator of the eastern tropical Pacific Ocean. Surprisingly, detailed monitoring of 18 generations over a 27-year period detected no deficits in the annual breeding success, offspring viability, lifespan or lifetime reproductive success of generations of adults born during El Niño years.4. These results testify to remarkable developmental resilience extending across the lifespan. However, there was evidence that this resilience was supported by two mechanisms of quality control of adult generations from El Niño years.5. First, viability selection on nestlings and fledglings was more severe for El Niño birth cohorts than ordinary cohorts.6. Second, in El Niño years, adult boobies self-selected for breeding. There was no increase in the proportional representation of either high quality breeders or breeders in their peak years (middle-age), but there was an increase in old-young adult pairings, which in this population produce the most viable fledglings.7. The blue-footed booby appears to be immune to the expected developmental impact of El Niño on the reproductive value of adult generations. The susceptibilities and resilience of other species need to be explored, to better predict the demographic impacts of this accelerating climatic oscillation.