Human-microbiota coevolution The bacteria that make their home in the intestines of modern apes and humans arose from ancient bacteria that colonized the guts of our common ancestors. Moeller et al. have developed a method to compare rapidly evolving gyrB gene sequences in fecal samples from humans and wild chimpanzees, bonobos, and gorillas (see the Perspective by Segre and Salafsky). Comparison of the gyrB phylogenies of major bacterial lineages reveals that they mostly match the apehominid phylogeny, except for some rare symbiont transfers between primate species. Gut bacteria therefore are not simply acquired from the environment, but have coevolved for millions of years with hominids to help shape our immune systems and development. Science , this issue p. 380 ; see also p. 350

Plasmodium falciparum is the most prevalent and lethal of the malaria parasites infecting humans, yet the origin and evolutionary history of this important pathogen remain controversial. Here we develop a single-genome amplification strategy to identify and characterize Plasmodium spp. DNA sequences in faecal samples from wild-living apes. Among nearly 3,000 specimens collected from field sites throughout central Africa, we found Plasmodium infection in chimpanzees (Pan troglodytes) and western gorillas (Gorilla gorilla), but not in eastern gorillas (Gorilla beringei) or bonobos (Pan paniscus). Ape plasmodial infections were highly prevalent, widely distributed and almost always made up of mixed parasite species. Analysis of more than 1,100 mitochondrial, apicoplast and nuclear gene sequences from chimpanzees and gorillas revealed that 99% grouped within one of six host-specific lineages representing distinct Plasmodium species within the subgenus Laverania. One of these from western gorillas comprised parasites that were nearly identical to P. falciparum. In phylogenetic analyses of full-length mitochondrial sequences, human P. falciparum formed a monophyletic lineage within the gorilla parasite radiation. These findings indicate that P. falciparum is of gorilla origin and not of chimpanzee, bonobo or ancient human origin.

The 'challenge hypothesis' posits that variation in male testosterone levels is more closely associated with aggression in reproductive contexts than it is with changes in reproductive physiology. Numerous bird studies support this idea, but few tests have been conducted with primates. We conducted behavioural observations and noninvasive hormone sampling of 11 male chimpanzees, Pan troglodytes schweinfurthii, in the Kanyawara study site, Kibale National Park, to test predictions of the challenge hypothesis. Results indicated that adult male chimpanzees showed significant testosterone increases during periods when parous females showed maximally tumescent sexual swellings. These periods were also marked by increased rates of male aggression. Male testosterone levels did not increase in the presence of maximally tumescent nulliparous females. Such females are less attractive to males: they are not mate-guarded, nor do rates of male aggression increase when they are swelling. Male chimpanzees copulate with parous and nulliparous females at similar rates, however, suggesting that testosterone increases in the presence of cycling parous females are associated with aggression rather than sexual behaviour. High-ranking chimpanzees were more aggressive than low-ranking males and produced higher levels of urinary testosterone. Thus, the predictions of the challenge hypothesis were generally upheld. This suggests that the hypothesis may have wider applicability among primates, including humans.

Depletion of cellular antioxidant defense mechanisms and the generation of oxygen free radicals by advanced glycation end products (AGEs) have been proposed to play a major role in the pathogenesis of diabetic vascular complications. Here we demonstrate that incubation of cultured bovine aortic endothelial cells (BAECs) with AGE albumin (500 nmol/l) resulted in the impairment of reduced glutathione (GSH) and ascorbic acid levels. As a consequence, increased cellular oxida-tive stress led to the activation of the transcription factor NF-KB and thus promoted the upregulation of various NF-KB-controlled genes, including endothelial tissue factor. Supplementation of the cellular antiox-idative defense with the natural occurring antioxidant α-lipoic acid before AGE albumin induction completely prevented the AGE albumin–dependent depletion of reduced glutathione and ascorbic acid. Electrophoretic mobility shift assays (EMSAs) revealed that AGE albumin-mediated NF-KB activation was also reduced in a time- and dose-dependent manner as long as α-lipoic acid was added at least 30 min before AGE albumin stimulation. Inhibition was not due to physical interactions with protein DNA binding, since α-lipoic acid, directly included into the binding reaction, did not prevent binding activity of recombinant NF-KB. Western blots further demonstrated that α-lipoic acid inhibited the release and translocation of NF-KB from the cytoplasm into the nucleus. As a consequence, α-lipoic acid reduced AGE albumin-induced NF-KB mediated transcription and expression of endothelial genes relevant in diabetes, such as tissue factor and endothelin-1. Thus, supplementation of cellular antioxidative defense mechanisms by extracellularly administered α-lipoic acid reduces AGE albumin-induced endothelial dysfunction in vitro.

ABSTRACT Circoviruses are known to infect birds and pigs and can cause a wide range of severe symptoms with significant economic impact. Using viral metagenomics, we identified circovirus-like DNA sequences and characterized 15 circular viral DNA genomes in stool samples from humans in Pakistan, Nigeria, Tunisia, and the United States and from wild chimpanzees. Distinct genomic features and phylogenetic analysis indicate that some viral genomes were part of a previously unrecognized genus in the Circoviridae family we tentatively named “ Cyclovirus ” whose genetic diversity is comparable to that of all the known species in the Circovirus genus. Circoviridae detection in the stools of U.S. adults was limited to porcine circoviruses which were also found in most U.S. pork products. To determine whether the divergent cycloviruses found in non-U.S. human stools were of dietary origin, we genetically compared them to the cycloviruses in muscle tissue samples of commonly eaten farm animals in Pakistan and Nigeria. Limited genetic overlap between cycloviruses in human stool samples and local cow, goat, sheep, camel, and chicken meat samples indicated that the majority of the 25 Cyclovirus species identified might be human viruses. We show that the genetic diversity of small circular DNA viral genomes in various mammals, including humans, is significantly larger than previously recognized, and frequent exposure through meat consumption and contact with animal or human feces provides ample opportunities for cyclovirus transmission. Determining the role of cycloviruses, found in 7 to 17% of non-U.S. human stools and 3 to 55% of non-U.S. meat samples tested, in both human and animal diseases is now facilitated by knowledge of their genomes.

Animal communication has long been thought to be subject to pressures and constraints associated with social relationships. However, our understanding of how the nature and quality of social relationships relates to the use and evolution of communication is limited by a lack of directly comparable methods across multiple levels of analysis. Here, we analysed observational data from 111 wild groups belonging to 26 non-human primate species, to test how vocal communication relates to dominance style (the strictness with which a dominance hierarchy is enforced, ranging from ‘despotic’ to ‘tolerant’). At the individual-level, we found that dominant individuals who were more tolerant vocalized at a higher rate than their despotic counterparts. This indicates that tolerance within a relationship may place pressure on the dominant partner to communicate more during social interactions. At the species-level, however, despotic species exhibited a larger repertoire of hierarchy-related vocalizations than their tolerant counterparts. Findings suggest primate signals are used and evolve in tandem with the nature of interactions that characterize individuals' social relationships.

Abstract Background Social isolation is a key risk factor for the onset and progression of age-related disease and mortality in humans, yet older people commonly have narrowing social networks. Few models explain why human networks shrink with age, despite the risk that small networks and isolation pose. We evaluate models grounded in a life history perspective by studying social aging in wild chimpanzees, which are long-lived and show physical decline with age. Methodology We applied social network analysis to examine age-related changes in social integration in a 7+ year mixed-longitudinal dataset comprised of 38 wild adult chimpanzees (22 F, 16 M) in the Kanyawara community in the Kibale National Park, Uganda. Metrics of social integration included social attractivity and overt effort (directed degree and strength), gregariousness (undirected strength), social roles (betweenness and local transitivity), and embeddedness (eigenvector centrality) in grooming and spatial association networks. Results Males reduced overt social effort yet increased in attractivity, roles in cliques, and embeddedness. Females were overall less integrated than males, and their decreased integration with age suggested social avoidance. Effects of age were largely independent of rank. Both sexes maintained highly repeatable inter-individual differences in several aspects of integration, particularly among mixed-sex partners. Conclusions and implications As in humans, chimpanzees experience age-related declines in social effort. However, important facets of integration aged more similarly to humans in non-industrialized vs. industrialized societies, suggesting an evolutionary social mismatch between conserved declines in effort and dynamics of industrialized society. Lastly, individual and sex differences have the potential to be important mediators of successful social aging in chimpanzees, as in humans.

R script including all individual level models; using csv file 'Individual Level Data'

This is the csv data file including all individual level data; suitable for analyses in R script entitled 'Individual_Level_Models'