Aplicação de redes neurais artificiais na classificação de padrões filogeográficos com base na variabilidade genômica do DNA mitocondrial

Historicamente, o processo de formação das populações da Amazônia, assim como de todo território brasileiro, envolveu três grupos étnicos principais: o ameríndio, o europeu e o africano. Como conseqüência, estas populações possuem em geral constituição miscigenada do ponto de vista social e biológico. Desde o final do século passado, estudos do DNA mitocondrial (mtDNA) tem sido desenvolvidos com o propósito de estimar a mistura interétnica presente nestas populações. Para isto, é de fundamental importância a classificação de uma determinada linhagem de mtDNA em um dos mais de 250 haplogrupos/subclados propostos na literatura. Com o objetivo de desenvolver um sistema automatizado, preciso e acurado de classificação de seqüências (linhagens) de mtDNA, o presente trabalhou lançou mão da técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA’s) tendo como base os estudos de filogeografia. Para esta classificação, foram desenvolvidas quatro redes neurais artificiais diretas, com múltiplas camadas e algoritmo de aprendizagem de retropropagação. As entradas de cada rede equivalem às posições nucleotídicas polimórficas da região hipervariável do DNA mitocondrial, as quais retornam como saída a classificação específica de cada linhagem. Posterior ao treinamento, todas as redes apresentaram índices de acerto de 100%, demonstrando que a técnica de Rede Neural Artificial pode ser utilizada, com êxito, na classificação de padrões filogeográficos com base no DNA mitocondrial.

Incidência de malária no Estado do Pará e suas relações com a variabilidade climática regional

O objetivo deste trabalho consiste em realizar um estudo diagnóstico sobre a incidência de malária em quatro diferentes regiões do Pará (Anajás, Itaituba, Santana do Araguaia e Viseu) na Amazônia oriental, buscando suas relações com a variabilidade climática regional, com o crescimento populacional e taxas de desmatamento. Utilizou-se uma série de 35 anos de dados anuais (1970-2005) e 14 anos de dados mensais (1992-2005). Aplicou-se a técnica dos percentis para se estabelecer cinco categorias ou classes da taxa de incidência da malária e precipitação para cada município. Os resultados das análises com os dados anuais mostraram que os municípios apresentam fatores diferenciados que contribuem para o perfil da endemia. O crescimento da população tem relação direta com o aumento da incidência de malária em Anajás, Itaituba e Santana do Araguaia. Em Anajás, o fator precipitação não é determinante na ocorrência da parasitose. Em Santana do Araguaia e Viseu os maiores índices de incidência de malária ocorreram em anos de déficit hídrico. Para Viseu o padrão normal de precipitação também categorizou altas incidências de malária. Em relação ao desmatamento, de 1988 até 1995, as curvas de incidência de malária acompanham as taxas de desmatamento. A partir de 1995, evidenciaram-se anos consecutivos com altos índices de incidência logo após os anos de altas taxas de desmatamento, como registrado em 1995, 2000 e 2004. Análises de composições observacionais montadas com base na seleção objetiva dos índices de ocorrência da malária categorizados pelos percentis, permitiram definir a caracterização anual da variabilidade climática regional em cada um dos quatro municípios. Em geral, anos com altos índices de malaria relacionam-se com a presença de El Niño no Pacífico e Atlântico norte mais quente do que o normal, enquanto que anos com baixos índices de malária associa-se com a ocorrência de La Niña sobre o Pacífico e nenhum sinal significativo no Oceano Atlântico. Os resultados das análises com os dados mensais, usando a técnica de composições de canários montados com base nos eventos climáticos observados nos Oceanos Pacífico e Atlântico, possibilitaram a investigação da resposta destes mecanismos na evolução mensal da incidência de malária no Pará. A composição dos eventos El Niño demonstrou a ocorrência de impactos "negativos" (aumento significativo e sistemático dos casos de malária) ocorrendo numa seqüência de meses nas regiões de Itaituba e Santana do Araguaia. Para as regiões de Anajás e Viseu, o cenário de El Niño associa-se com impactos "positivos" (incidência de malária nas categorias média e baixa). Para o cenário La Niña , a resposta ocorreu de forma mais generalizada ao longo do Pará, com o predomínio de alta incidência de malária nos quatro municípios e se processando persistentemente durante os meses consecutivos de dezembro a maio. Nas composições para os eventos de dipolo positivo no Atlântico intertropical, o comportamento dos índices de malária no Pará ocorreu de forma diferenciada intra-regionalmente, com Anajás e Itaituba apresentando o predomínio de aumento nos casos da doença, enquanto que em Santana do Araguaia e Viseu verificaram-se vários meses com índices médios e abaixo do normal. Com exceção de Itaituba, as composições para os eventos de dipolo negativo sobre o Atlântico intertropical, mostraram um sinal dominante na incidência de malária nas categorias média e baixa, evoluindo em praticamente todos os meses de novembro a maio.

Variabilidade quantitativa de população microbiana associada às condições microclimáticas observadas em solo de floresta tropical úmida

Este estudo é uma proposta de contribuição científica ao entendimento das inter-relações entre densidade de populações de microorganismos de solo, associadas à variabilidade microclimática sazonal em floresta tropical úmida, considerando também estudo de caso de evento extremo. Alguns organismos vivos, especialmente microorganismos de solo, são muito sensíveis às pequenas variações microclimáticas (luminosidade, temperatura, umidade do solo, vento, calor sensível, calor latente, etc. Seguramente estes fatores condicionantes são importantes para o entendimento da distribuição espacial destes seres vivos em ecossistemas naturais, habitados por uma enorme variedade de microorganismos (fungos e bactérias). Estes foram estudados quanto sua distribuição e densidade, utilizando a técnica "Pour Plate" de contagem em placas de "Petri" seguindo a metodologia utilizada por De-Polli e Guerra, descrita por Clark. O estudo foi realizado em duas áreas experimentais, PPBio (área de floresta densa natural) e ESECAFLOR (área de um hectare coberta para simulação de seca prolongada) em Caxiuanã-PA, com medidas contínuas de variáveis microclimáticas térmicas, úmidas e precipitações, além da avaliação de padrões de distribuição espacial e temporal da abundância e riqueza das espécies, para estabelecer um sistema de monitoramento de fungos e bactérias de solo associado à variabilidade climática na floresta nacional de Caxiuanã. As áreas experimentais são predominantemente de Yellow Latossolo. As análises microbiológicas mostraram que fungos desenvolveram-se melhor em época seca e bactérias na época chuvosa. Suas populações diminuem com a profundidade, exceto em ambiente alterado. As correlações de variações sazonais entre populações de fungos e bactérias e as variáveis temperatura e umidade do solo, se estabeleceram satisfatoriamente para qualquer época do ano em ambos os sítios estudados.

Diversidade e variabilidade espaço-temporal da ictiofauna da região estuarina do rio Curuçá município de Curuçá, Pará Brasil

O estudo de comunidades de peixes estuarinos tem recebido a atenção de pesquisadores, pelo fato destes ecossistemas apresentarem uma grande variedade e abundância de peixes. Muitas destas espécies possuem interesse comercial, constituido-se numa ferramenta fundamental para a avaliação dos estoques pesqueiros, contribuindo também para a conservação dos ambientes estuarinos e costeiros. O estuário do rio Curuçá localiza-se na costa norte, região do salgado paraense, apesar da pesca ser a principal atividade econômica das cidades da região, existem poucos estudos a respeito da ictiofauna local. O objetivo principal deste trabalho foi de caracterizar a ictiofauna demersal dos canais principais do estuário do rio Curuçá, identificando as variações anuais e espaciais na composição, densidade e biomassa, bem como os fatores abióticos que influenciam nestas variações. Para isto, foram realizadas coletas bimestrais, utilizando uma rede de arrasto de fundo, nos dois canais principais do estuário. Ao final do estudo foram capturados 18.989 indivíduos, pertecentes a 73 espécies, destas Ophichthus cylindroideus, Hippocampus reidi, Sygnathus pelagicus e Butis koilomatodon ainda não haviam sido registradas para a costa norte. As famílias Sciaenidae, Engraulidae e Ariidae, foram as mais representativas em número de espécies, densidade e biomassa, dominando as capturas. As 20 espécies classificadas como estuarinas foram a maioria, e apresentaram as maiores densidades e biomassa em todos os meses e estações de coleta. A densidade média (0,12 ind/m²) foi significativamente maior na estação chuvosa, já para a biomassa (1,11 g/m²) não houve diferenças significativas entre os meses de coleta. Entre os perfis, Curuçá apresentou uma maior riqueza de espécies, densidade e biomassa. Esta diferença está relacionada principalmente a uma maior heterogenidade de substratos deste perfil, fazendo com que este possua uma maior disponibilidade de microhabitat. Os parâmetros físicos-químicos da água se apresentaram homogêneos ao longo dos pontos de coletas tendo pouca influência sobre a distribuição espacial da ictiofauna. O fato de encontrarmos novos registros de espécies para a região, reforça a importância de novos estudos para uma maior compreensão da ictiofauna local, que é um importante recurso econômico para as populações locais.

Variabilidade sazonal da condutância estomática em um ecossistema de manguezal amazônico e suas relações com variáveis meteorológicas

No presente trabalho foram estudadas as variações da condutância estomática (g_s) para o período chuvoso (março) e seco (agosto) do ano de 2003, e suas relações de dependência com algumas variáveis meteorológicas medidas em um ecossistema de manguezal amazônico. As informações utilizadas foram do projeto ECOBIOMA, parte integrante do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA). A g_s acompanha a tendência de variação do balanço de radiação, atingindo valores máximos durante o dia e mínimos durante a noite. A condutância apresentou maiores flutuações no período chuvoso, com valor médio de g_s = 0,015 m s^-1, porém com magnitudes inferiores as do período seco. Durante a época seca apresentou um valor médio de g_s = 0,027 m s^-1, com menor amplitude, variando de 0,010 < g_s < 0,042 m s^-1. As variáveis meteorológicas utilizadas para o estabelecimento de relações de dependência com a variabilidade diária de g_s foram déficit de umidade específica (δq), déficit de pressão de vapor (DPV), saldo de radiação (Rn) e velocidade do vento (Vv). O DPV apresentou as melhores correlações com a g_s sendo o R² = 0,99 em ambos os períodos. Apesar de também ser importante nas trocas gasosas entre a vegetação e a atmosfera, a Vv apresentou a menor influência na variação média da g_s, com um R² = 0,44 para época chuvosa e R² =0,51 para o período seco.

Análise da variabilidade genética e estudo populacional de Antilophia bokermanni (Aves: Pipridae) com implicações para sua conservação

O Soldadinho-do-araripe – Antilophia bokermanni (Passeriformes, Pipridae) é atualmente o membro mais ameaçado de extinção de sua família, sendo classificado como “criticamente em perigo”. Com uma população estimada em somente 800 indivíduos, está espécie é endêmica de uma pequena área (aproximadamente 30 km²) de floresta úmida de encosta da Chapada do Araripe no nordeste do Brasil. A urgente necessidade de implementação de um programa de conservação efetivo para o Soldadinho-do-araripe tem estimulado muitas pesquisas com diversos aspectos de sua biologia. No presente estudo, nós examinamos variações nas seqüências de segmentos do mtDNA e ncDNA em representantes de A. bokermanni e A. galeata. As análises mostraram nenhuma evidência para subestruturamento populacional e também de história de expansão populacional para A. bokermanni. Sua variabilidade genética é ligeiramente menor quando comparada com a sua espécie-irmã, mas suas similaridades indicam um recente processo de separação, indicado pela retenção de polimorfismo ancestral (separação incompleta de linhagens) em todos os marcadores. Nós também não encontramos nenhuma associação entre variação de plumagem e variações nucleotídicas do gene MC1R no gênero Antilophia. Este estudo representa uma contribuição da genética para o Plano de Conservação do Soldadinho-do-araripe (Antilophia bokermanni).

Composição e variabilidade espaço-temporal da meiofauna de uma praia arenosa na região amazônica (Ajuruteua, Pará)

Este trabalho avalia a variabilidade espaço-temporal da meiofauna do médiolitoral na praia de Ajuruteua, Estado do Pará. As coletas foram realizadas a cada dois meses, entre abril de 2003 a fevereiro de 2004 durante as marés de sizígia, em diferentes zonas da praia. As amostras foram retiradas com um amostrador cilíndrico de 3,14 cm² e fixadas em formalina salina a 5%. Em laboratório, as amostras foram passadas em malha de 0,063 mm de abertura e os organismos retidos identificados em nível de grandes grupos taxonômicos, contados e fixados em álcool etílico a 70%. A meiofauna esteve representada por oito grupos: Turbellaria, Nematoda, Tardigrada, Polychaeta, Oligochaeta, Acari, adultos de Copepoda Harpacticoida e juvenis de Copepoda Harpacticoida. Nematoda foi o grupo dominante, representando 74% do total de indivíduos, seguido de Copepoda (19%). Pôde-se observar clara zonação horizontal da fauna, que se distribuiu em três faixas paralelas à linha de praia, com características significativamente distintas quanto à abundância, riqueza e densidade dos principais grupos taxonômicos. No médiolitoral médio foram observados valores significativamente mais elevados de riqueza e abundância, enquanto os valores mais baixos foram registrados no médiolitoral superior e inferior. A comunidade de meiofauna, ainda que não tenha variado significativamente entre períodos climáticos, foi mais rica e abundante nos meses secos. Os principais fatores responsáveis pelas variações espaço-temporais da meiofauna foram a ação das ondas e das marés e as variações na salinidade da água

Verificação da associação da variabilidade genética da Alfa-1-antitripsina e do fator de necrose tumoral com a asma brônquica

A asma brônquica é uma desordem inflamatória crônica, complexa, na qual estão envolvidos fatores genéticos e ambientais. A inflamação das vias aéreas na asma é regulada, predominantemente, por células do sistema imunológico e por uma vasta rede de citocinas que interagem mutuamente e com as vias aéreas. O exato desempenho funcional de cada citocina na fisiopatologia da asma ainda necessita ser completamente estabelecido. A presente investigação teve como objetivo comparar a distribuição dos alelos S e Z do gene da A1AT e do polimorfismo do gene do TNF-α (-308 G/A) em uma população de 110 asmáticos, divididos em dois níveis de severidade da asma (com 54 pacientes no nível da doença moderada persistente e 56 pacientes no nível da doença severa persistente). Os genótipos da A1AT e do TNF-α (-308 G/A) foram determinados pela técnica de digestão enzimática (polimorfismo no comprimento dos fragmentos de restrição). O polimorfismo no promotor do gene do fator de necrose tumoral TNF-α (-308G/A), citocina pro-inflamatória que participa da reação inflamatória em pacientes com asma, contribuindo para a hiperreatividade brônquica, não foi na presente investigação, associado com a doença ou com o aumento da hiperreatividade brônquica, nos níveis de severidade sintomática mais graves da doença.

Variabilidade da precipitação em tempo e espaço associada à Zona de Convergência Intertropical

Este estudo visa apresentar uma análise atmosférica da variabilidade espacial e temporal da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nas cidades de Belém, Jakarta e Nairóbi, que estão localizadas sobre os continentes da América do Sul, Ásia e África, respectivamente. Para isso, foram utilizados dados diários de precipitação observada e radiação de onda longa para o período de 1999 a 2008, e aplicadas as técnicas matemáticas e estatísticas, como a média aritmética e a transformada em ondeletas Morlet. Em geral, os resultados indicam que do ponto de vista espacial, a precipitação mensal varia consideravelmente, pois as três cidades estudadas localizam-se em diferentes continentes da faixa tropical. Isto ocorre principalmente, durante os meses de Janeiro a Maio, período de maior atuação da ZCIT no hemisfério sul. As variações atmosféricas observadas, a partir dos escalogramas de fase, - de ondeleta indicam que as escalas interdecadal, anual, interanual e intrassazonal são moduladoras da precipitação. Tais escalas podem ser representadas pelos mecanismos oceano-atmosfera dos fenômenos El Niño Oscilação Sul e da oscilação intrassazonal de Madden e Julian. A contribuição destes fenômenos na distribuição da chuva nessas regiões é evidente durante o período estudado, sendo que Nairóbi, apesar de estar localizada em latitude semelhante à de Belém, apresenta pouca evidência do ciclo anual e forte na escala interdecadal. No caso de Belém e de Jakarta as oscilações de múltiescala de precipitação concentram-se nas escalas dos mecanismos moduladores da chuva associados com o ciclo anual e intrassazonal, durante todo o período.

Variabilidade espacial do conforto térmico e a segregação social do espaço urbano na cidade de Belém, PA

O presente trabalho vem contribuir com o estudo do clima urbano na cidade de Belém durante a época menos chuvosa, juntamente com uma análise das questões da segregação social deste espaço urbano. Foi realizada uma campanha de coleta de dados meteorológicos durante alguns dias na época menos chuvosa da região para se calcular o índice de conforto térmico nos bairros e compara-los com as tipologias sociais características de cada bairro. Os resultados indicaram que as zonas da cidade menos confortáveis foram a Oeste e a Central, pois são mais urbanizadas e possuem menos vegetação que as demais áreas, enquanto que as zonas mais confortáveis foram a Leste e Noroeste, que possuem mais áreas vegetadas e predominância de edificações baixas. As análises indicaram que não existe um padrão bem definido entre as tipologias sociais dos bairros e suas condições de conforto térmico, pois as características da superfície são mais significativas para as mudanças microclimáticas locais.

Variabilidade genética do peso ao nascer e seleção para crescimento em bubalinos do Estado do Pará, Brasil

O peso ao nascer constitui característica produtiva de elevada importância zootécnica, devido à sua relação com a taxa de sobrevivência à desmama e com os pesos nas demais fases de desenvolvimento do animal, quer seja para a produção de carne, leite ou em animais que se destinam à reprodução. O objetivo deste trabalho foi obter estimativas de herdabilidade e tendências fenotípicas e genéticas do peso ao nascer, em bubalinos do Estado do Pará, Brasil. Foram calculadas as estatísticas descritivas e realizado o teste de Normalidade de Shapiro-Wilk por meio do pacote estatístico Statistical Analisys System. As estimativas de herdabilidade foram obtidas por inferência Bayesiana. O peso ao nascer apresentou média de 36,6 kg. O modelo de análise considerou como fixos os efeitos de sexo, ano de nascimento e composição racial do animal e como efeitos aleatórios animal, efeito materno e residual. A distribuição da herdabilidade direta apresentou-se platicúrtica (achatada) e com maior assimetria, tendo uma distribuição bimodal com a primeira moda próxima a 0,10 e a segunda próxima a 0,30; a materna apresentou-se trimodal, com picos bem próximos a 0,15 e outro menos evidente próximo a 0,20. A tendência genética direta do peso ao nascer mostrou-se negativa (-0,03kg ano-1) e a tendência genética materna próxima à zero (0,001 kg ano-1), ainda que a tendência fenotípica tenha sido positiva (0,156kg ano-1). Existe variabilidade genética possível de ser trabalhada em um programa de melhoramento, no entanto, pouco foi feito quanto à seleção para crescimento em búfalos no Estado do Pará.

Aspectos regionais da variabilidade de precipitação no estado do Pará: estudo observacional e modelagem climática em alta resolução

O objetivo do presente trabalho foi agregar diferentes redes de estações meteorológicas de superfície para a criação de um novo banco de dados integrado, a partir do qual foi gerada uma climatologia recente (1978-2007) para a precipitação do estado do Pará em alta resolução espacial – 30 km, permitindo melhor identificar a variabilidade climática regional, sobretudo influenciada pelos aspectos da fisiografia e em função de mecanismos climáticos de grande escala dos oceanos Pacífico e Atlântico. Buscou-se, ainda, estabelecer uma configuração otimizada do modelo climático RegCM3 utilizando duas diferentes parametrizações de cumulus: RegCM3/Grell e RegCM3/MIT. Foram realizadas 26 simulações (1982/83 a 2007/08) durante a estação chuvosa na Amazônia oriental (dezembro a maio) para cada esquema de parametrização convectiva, utilizando 30 km de resolução espacial. O modelo mostrou-se capaz de capturar os sinais de anomalia na presença de forçantes climáticas extremas, como o El Niño-Oscilação Sul e o dipolo do Atlântico. O RegCM3/MIT obteve ótimo desempenho na região de Altamira/PA e performance razoável nos setores Nordeste (região de Belém), Leste ( região de Marabá), Sudeste (região de Conceição do Araguaia), e Noroeste (região de Tiriós). O RegCM3/Grell destacou-se nas regiões Nordeste, Leste, Sudeste e Noroeste, com desempenho razoável. O setor Norte (região de Macapá) foi o mais problemático, com pouca ou nenhuma sensibilidade apresentada pelo modelo. Embora o RegCM3 tenha obtido resultados razoáveis na maior parte do domínio, foram detectados erros sistemáticos nas simulações, com viés seco para o RegCM3/Grell e viés úmido para o RegCM3/MIT na porção Sul e viés seco na porção Norte. Estas características denotam a necessidade de ajustes às condições regionais dos esquemas de convecção.

Variabilidade genética de amostras de Salmonella Typhi isoladas de surto e de casos esporádicos ocorridos em Belém, Brasil

INTRODUÇÃO: Salmonella Typhi é o agente da febre tifóide (doença caracterizada por febre, cefaléia, mialgia, artralgia, diarréia ou constipação), cujo quadro pode se complicar e levar o paciente a óbito. No Brasil, a febre tifóide é endêmica nas regiões Norte e Nordeste, com surtos ocorridos nos meses de intenso calor. OBJETIVO: Analisar e comparar a variabilidade genética de S. Typhi isoladas de surto e casos esporádicos de febre tifóide ocorridos em determinado período na cidade de Belém (PA). MATERIAL E MÉTODOS: Foram analisadas 20 amostras de S. Typhi: 10 isoladas de um surto ocorrido no bairro do Guamá, Belém, entre os meses de dezembro/2005 e março/2006, e 10 de casos esporádicos ocorridos em diferentes localidades da mesma cidade e no mesmo período do surto. A caracterização genética foi realizada pela análise do perfil de macrorrestrição obtido pela enzima XbaI e definido por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). RESULTADOS: A análise de XbaI-PFGE das amostras estudadas demonstrou uma similaridade genética de 83% a 100%. CONCLUSÃO: Este estudo pôde demonstrar a relação clonal das amostras S. Typhi causadoras de surto e de casos esporádicos de febre tifóide ocorridos na cidade de Belém no período de dezembro/2005 a março/2006.