Mating behavior and chemical communication in the order hymenoptera

Insects of the order Hymenoptera are biologically and economically important members of natural and agro ecosystems and exhibit diverse biologies, mating systems, and sex pheromones. We review what is known of their sex pheromone chemistry and function, paying particular emphasis to the Hymenoptera Aculeata (primarily ants, bees, and sphecid and vespid wasps), and provide a framework for the functional classification of their sex pheromones. Sex pheromones often comprise multicomponent blends derived from numerous exocrine tissues, including the cuticle. However, very few sex pheromones have been definitively characterized using bioassays, in part because of the behavioral sophistication of many Aculeata. The relative importance of species isolation versus sexual selection in shaping sex pheromone evolution is still unclear. Many species appear to discriminate among mates at the level of individual or kin/colony, and they use antiaphrodisiacs. Some orchids use hymenopteran sex pheromones to dupe males into performing pseudocopulation, with extreme species specificity.

Neuropeptide-like protein diversity in phylum Nematoda

This study reports the identification of nematode neuropeptide-like protein (nlp) sequelogs from the GenBank expressed sequence tag (EST) database, using BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) search methodology. Search strings derived from peptides encoded by the 45 known Caenorhabatitis elegans nlp genes were used to identify more than 1000 ESTs encoding a total of 26 multi-species nlp sequelogs. The remaining 18 nlps (nlp-4, -16, -24 through -36, -39, -41 and -45) were identified only in C elegans, while the sole EST representative of nlp-23 was from Caenorhabditis remanei. Several ESTs encoding putative antibacterial peptides similar to those encoded by the C elegans genes nlp-24-33 were observed in several parasite species. A novel gene (nlp-46) was identified, encoding a single, amidated dodecapeptide (NIA[I/T]GR[G/A]DG[F/L]RPG) in eight species. Secretory signal peptides were identified in at least one species representing each nlp sequelog, confirming that all 46 nematode nlp genes encode secretory peptides. A random sub-set of C elegans NLPs was tested physiologically in Ascaris suum ovijector and body wall muscle bioassays. None of the peptides tested were able to modulate ovijector activity, while only three displayed measurable myoactivity on somatic body wall muscle. AFAAGWNRamide (from nlp-23) and AVNPFLDSIamide (nlp-3) both produced a relaxation of body wall muscle, while AIPFNGGMYamide (nlp-10) induced a transient contraction. Numerical analyses of nip-encoding ESTs demonstrate that nlp-3, -13, -14, -15 and -18 are amongst the most highly represented transcripts in the dataset. Using available bioinformatics resources, this study delineates the nlp complement of phylum Nematoda, providing a rich source of neuropeptide ligands for deorphanisation of nematode neuropeptide receptors. (C) 2008 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

A European perspective on progress in moving away from the mouse bioassay for marine-toxin analysis

This review considers the ethical and technical problems currently associated with employing mouse bioassays for marine-toxin analysis and the challenges and the difficulties that alternative methods must overcome before being deemed applicable for implementation into a regulatory monitoring regime. We discuss proposed alternative methods, classified as functional, immunological and analytical, for well-established European toxins as well as emerging toxins in European waters, highlighting their advantages and disadvantages. We also consider emerging tools and technologies for future toxin analysis.

Tailored Microarray Platform for the Detection of Marine Toxins

Currently, there are no fast in vitro broad spectrum screening bioassays for the detection of marine toxins. The aim of this study was to develop such an assay. In gene expression profiling experiments 17 marker genes were provisionally selected that were differentially regulated in human intestinal Caco-2 cells upon exposure to the lipophilic shellfish poisons azaspiracid-1 (AZA1) or dinophysis toxin-1 (DTX1). These 17 genes together with two control genes were the basis for the design of a tailored microarray platform for the detection of these marine toxins and potentially others. Five out of the 17 selected marker genes on this dedicated DNA microarray gave dear signals, whereby the resulting fingerprints could be used to detect these toxins. CEACAM1, DDIT4, and TUBB3 were up-regulated by both AZA1 and DTX1, TRIB3 was up-regulated by AZA1 only, and OSR2 by DTX1 only. Analysis by singleplex qRT-PCR revealed the up- and down-regulation of the selected RGS16 and NPPB marker genes by DTX1, that were not envisioned by the new developed dedicated array. The qRT-PCR targeting the DDIT4, RSG16 and NPPB genes thus already resulted in a specific pattern for AZA1 and DTX1 indicating that for this specific case qRT-PCR might a be more suitable approach than a dedicated array.

Validation and application of reporter gene assays for the determination of estrogenic and androgenic endocrine disruptor activity in sport supplements.

Previously developed estrogen and androgen mammalian reporter gene assays (RGAs) were assessed for their potential use as a quantitative screening method in the detection of estrogenic and androgenic endocrine disruptors (EDs) in sport supplements. The validation of both RGAs coupled with dispersive solid phase extraction (dSPE) was performed in accordance with European Commission Decision EC/2002/6579 for biological screening methods. Decision limits (CCa) and detection capabilities (CCß) were established for both the estrogen and androgen RGAs. All samples were compliant with CCa and CCß in both bioassays. Recovery rates were 96 % for 17ß-estradiol and 115 % for dihydrotestosterone as obtained in their corresponding RGA. Both estrogens and androgens were stable in samples for more than 3 weeks, when stored at -20 °C. Specificity, good repeatability (coefficients of variation (CV), 12–25 %), reproducibility and robustness of both bioassays were also observed. Four different ED modes of action were determined for estrogens and androgens in 53 sport supplements, using the validated RGAs. This study revealed that 89 % of the investigated sport supplements contained estrogenic EDs and 51 % contained androgenic compounds. In conclusion, both bioassays are suitable for sport supplement screening of estrogenic and androgenic EDs.

Physicochemical tolerance, habitat use and predation are drivers of patterns of coexistence and exclusion among invasive and resident amphipods

1. Patterns of coexistence and exclusion among resident and invading species in freshwaters may be generated by direct biotic interactions well as by indirect interactions with the broader abiotic and biotic environments. The North American ‘shrimp’ Crangonyx pseudogracilis (Crustacea: Amphipoda) is invasive in Europe where it forms complex patterns of apparent exclusion and coexistence with resident Gammarus spp. amphipods. Using a comprehensive integrated approach, we investigated the potential biotic and interacting abiotic factors driving these distribution patterns.
2. A 2009 of 69 sites revealed that of 56 river sites containing amphipods only 6 contained C. pseudogracilis and these always co-occurred with Gammarus spp.. In contrast, C. pseudogracilis was the only species present in the 12 ponds/reservoirs containing amphipods.
3. Field transplant experiments in ponds and laboratory oxygen tolerance experiments revealed that C. pseudogracilis tolerates physicochemical regimes which Gammarus spp. are incapable of surviving.
4. River microhabitat sampling showed C. pseudogracilis dominating in slower, more pooled and macrophyte-dense patches, while Gammarus spp. were dominant in faster, more riffled areas.
5. Field bioassays indicated that predation of C. pseudogracilis by Gammarus spp. may be frequent in patches of rivers if/when the species meet.
6. River drift sampling revealed that C. pseudogracilis was greatly underrepresented in night/day drift relative to the Gammarus spp.. Laboratory studies showed C. pseudogracilis to be more photophobic and less active than Gammarus spp., both behaviours potentially contributing to low drift prevalence and consequent reduced exposure to shared drift predators.
7. These interacting factors may ultimately contribute to the coexistence, exclusion and relative distributions of C. pseudogracilis and Gammarus spp.. The former is potentially subject to intense predation from the latter if they encounter one another in the same microhabitat. However, with C. pseudogracilis being more physicochemically tolerant and displaying different habitat utilisation patterns than the Gammarus spp. in respect of the benthos and drift, such encounters are probably minimised. Hence C. pseudogracilis can persist in the same sites with the Gammarus spp., albeit in different microhabitats.

Mechanistic and toxicity studies of the photocatalytic oxidation of microcystin-LR

Cyanobacterial toxins present in drinking water sources pose a considerable threat to human health. Conventional water treatment systems have proven unreliable for the removal of these toxins and hence new techniques have been investigated. Previous work has shown that TiO₂ photocatalysis effectively destroys microcystin-LR in aqueous solutions, however, a variety of by-products were generated. In this paper, we report a mechanistic study of the photocatalytic destruction of microcystin-LR. In particular, the toxicity by-products of the process have been studied using both brine shrimp and protein phosphatase bioassays. 

Assessment of toxicological interactions of benzene and its primary degradation products (catechol and phenol) using a lux-modified bacterial bioassay

A bacterial bioassay has been developed to assess the relative toxicities of xenobiotics commonly found in contaminated soils, rivers, waters, and ground waters. The assay utilized decline in luminescence of lux- marked Pseudomonas fluorescens on exposure to xenobiotics. Pseudomonas fluorescens is a common bacterium in the terrestrial environment, providing environmental relevance to soil, river, and ground water systems. Three principal environmental contaminants associated with benzene degradation were exposed to the luminescence-marked bacterial biosensor to assess their toxicity individually and in combination. Median effective concentration (EC50) values for decline in luminescence were determined for benzene, catechol, and phenol and were found to be 39.9, 0.77, and 458.6 mg/L, respectively. Catechol, a fungal and bacterial metabolite of benzene, was found to be significantly more toxic to the biosensor than was the parent compound benzene, showing that products of xenobiotic biodegradation may be more toxic than the parent compounds. Combinations of parent compounds and metabolites were found to be significantly more toxic to the bioassay than were the individual compounds themselves. Development of this bioassay has provided a rapid screening system suitable for assessing the toxicity of xenobiotics commonly found in contaminated soil, river, and ground-water environments. The assay can be utilized over a wide pH range and is therefore more applicable to such environmental systems than bioluminescence-based bioassays that utilize marine organisms and can only be applied over a limited pH and salinity range.

Calmodulin disruption impacts growth and motility in juvenile liver fluke

Background: Deficiencies in effective flukicide options and growing issues with drug resistance make current strategies for liver fluke control unsustainable, thereby promoting the need to identify and validate new control targets in Fasciola spp. parasites. Calmodulins (CaMs) are small calcium-sensing proteins with ubiquitous expression in all eukaryotic organisms and generally use fluctuations in intracellular calcium levels to modulate cell signalling events. CaMs are essential for fundamental processes including the phosphorylation of protein kinases, gene transcription, calcium transport and smooth muscle contraction. In the blood fluke Schistosoma mansoni, calmodulins have been implicated in egg hatching, miracidial transformation and larval development. Previously, CaMs have been identified amongst liver fluke excretory-secretory products and three CaM-like proteins have been characterised biochemically from adult Fasciola hepatica, although their functions remain unknown.

Methods: In this study, we set out to investigate the biological function and control target potential of F. hepatica CaMs (FhCaMs) using RNAi methodology alongside novel in vitro bioassays.

Results: Our results reveal that: (i) FhCaMs are widely expressed in parenchymal cells throughout the forebody region of juvenile fluke; (ii) significant transcriptional knockdown of FhCaM1-3 was inducible by exposure to either long (~200 nt) double stranded (ds) RNAs or 27 nt short interfering (si) RNAs, although siRNAs were less effective than long dsRNAs; (iii) transient long dsRNA exposure-induced RNA interference (RNAi) of FhCaMs triggered transcript knockdown that persisted for ≥ 21 days, and led to detectable suppression of FhCaM proteins; (iv) FhCaM RNAi significantly reduced the growth of juvenile flukes maintained in vitro; (v) FhCaM RNAi juveniles also displayed hyperactivity encompassing significantly increased migration; (vi) both the reduced growth and increased motility phenotypes were recapitulated in juvenile fluke using the CaM inhibitor trifluoperazine hydrochloride, supporting phenotype specificity.

Conclusions: These data indicate that the Ca(2+)-modulating functions of FhCaMs are important for juvenile fluke growth and movement and provide the first functional genomics-based example of a growth-defect resulting from gene silencing in liver fluke. Whilst the phenotypic impacts of FhCaM silencing on fluke behaviour do not strongly support their candidature as new flukicide targets, the growth impacts encourage further consideration, especially in light of the speed of juvenile fluke growth in vivo.

Methodologies for a sustainable development of estuarine ecosystems

As zonas costeiras, estuarinas e lagunares são consideradas áreas muito produtivas e dotadas de grande biodiversidade sendo, por isso, consideradas de elevado valor ecológico e económico. No entanto, nas últimas décadas tem vindo a verificar-se um aumento da contaminação destes ecossistemas como resultado de diversas actividades antrópicas. As abordagens actualmente disponíveis para avaliação do impacto da poluição em ecossistemas estuarinos e lagunares apresentam diversos tipos de lacunas, pelo que é importante desenvolver metodologias mais eficazes com organismos autóctones. Neste contexto, o objectivo central desta dissertação consistiu em desenvolver e validar métodos ecologicamente relevantes para avaliação da contaminação estuarina e dos seus efeitos, utilizando o góbio-comum (Pomatoschistus microps), quer como organismo-teste quer como espécie sentinela, devido à importante função que desempenha nas cadeias tróficas de diversos estuários da costa Portuguesa. A Ria de Aveiro foi seleccionada como área de estudo principalmente pelo facto de possuir zonas com diferentes tipos de contaminação predominante e de haver conhecimento científico de base abundante e de elevada qualidade sobre este ecosistema. Na primeira fase do estudo, foram investigados os efeitos agudos de dois hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) (benzo[a]pireno e antraceno), de um fuel-óleo e de dois metais (cobre e mercúrio) em P. microps, utilizando ensaios laboratoriais baseados em biomarcadores e em parâmetros comportamentais, os quais foram avaliados utilizando um dispositivo expressamente desenvolvido para o efeito, designado por speed performance device (SPEDE). Como biomarcadores foram utilizados parâmetros envolvidos em funções fisiológicas determinantes para a sobrevivência e desempenho dos animais (neurotransmissão, obtenção de energia, destoxificação e defesas anti-oxidantes), nomeadamente a actividade das enzimas acetilcolinesterase, lactato desidrogenase, CYP1A1, glutationa S-transferases, glutationa reductase, glutationa peroxidase, superóxido dismutase, catalase, tendo ainda sido determinados os níveis de peroxidação lipídica como indicador de danos oxidativos. De forma global, os resultados indicaram que os agentes e a mistura testados têm a capacidade de interferir com a função neurológica, de alterar as vias utilizadas para obtenção de energia celular, induzir as defesas antioxidantes e, no caso do cobre e do mercúrio, de causarem peroxidação lipídica. Foram ainda obtidas relações concentração-resposta a nível dos parâmetros comportamentais testados, nomeadamente a capacidade de nadar contra a corrente e a distância percorrida a nadar contra o fluxo de água, sugerindo que os agentes testados podem, por exemplo, diminuir a capacidade de fuga aos predadores, as probabilidades de captura de presas e o sucesso reprodutivo. Na segunda fase, tendo sido já adaptadas técnicas para determinação de vários biomarcadores em P. microps e estudada a sua resposta a dois grupos de poluentes particularmente relevantes em ecossistemas estuarinos e lagunares (metais e HAPs), foi efectuado um estudo de monitorização utilizando P. microps como bioindicador e que incluiu diversos parâmetros ecológicos e ecotoxicológicos, nomedamente: 20 parâmetros indicativos da qualidade da água e do sedimento, concentração de 9 metais em sedimentos e no corpo de P. microps, 8 biomarcadores e 2 índices de condição na espécie seleccionada. A amostragem foi efectuada em quatro locais da Ria de Aveiro, um considerado como referência (Barra) e três com diferentes tipos predominantes de contaminação (Vagueira, Porto de Aveiro e Cais do Bico), sazonalmente, durante um ano. Os resultados obtidos permitiram uma caracterização ecotoxicológica dos locais, incluindo informação sobre a qualidade da água, concentrações de contaminantes ambientais prioritários nos sedimentos e nos tecidos de P. microps, capacidade desta espécie para bioacumular metais, efeitos exercidos pelas complexas misturas de poluentes presentes em cada uma das zonas de amostragem nesta espécie e possíveis consequências para a população. A análise multivariada permitiu analisar de forma integrada todos os resultados, proporcionando informação que não poderia ser obtida analisando os dados de forma compartimentalizada. Em conclusão, os resultados obtidos no âmbito desta dissertação indicam que P. microps possui características adequadas para ser utilizado como organismoteste em ensaios laboratoriais (e.g. abundância, fácil manutenção, permite a determinação de diferentes tipos de critérios de efeito utilizando um número relativamente reduzido de animais, entre outras) e como organismo sentinela em estudos de monitorização da poluição e da qualidade ambiental, estando portanto de acordo com estudos de menor dimensão previamente efectuados. O trabalho desenvolvido permitiu ainda adaptar a P. microps diversas técnicas bioquímicas vulgarmente utilizadas como biomarcadores em Ecotoxicologia e validá-las quer no laboratório quer em cenários reais; desenvolver um novo bioensaio, utilizando um dispositivo de teste especialmente concebido para peixes epibentónicos baseado na performance natatória de uma espécie autóctone e em biomarcadores; relacionar os efeitos a nível bioquímico com parâmetros comportamentais que ao serem afectados podem reduzir de forma drástica e diversificada (e.g. aumento da mortalidade, diminuição do sucesso reprodutivo, redução do crescimento) a contribuição individual para a população. Finalmente, foi validada uma abordagem multidisciplinar, combinando metodologias ecológicas, ecotoxicológicas e químicas que, quando considerada de forma integrada utilizando análises de estatística multivariada, fornece informação científica da maior relevância susceptível de ser utilizada como suporte a medidas de conservação e gestão em estuários e sistemas lagunares.

Tributyltin (TBT) resistance in Aeromonas molluscorum Av27

O tributilestanho (TBT) é considerado um dos xenobióticos mais tóxicos, produzidos e deliberadamente introduzidos no meio ambiente pelo Homem. Tem sido usado numa variedade de processos industriais e subsequentemente descarregado no meio ambiente. O tempo de meia-vida do TBT em águas marinhas é de várias semanas, mas em condições de anóxia nos sedimentos, pode ser de vários anos, devido à sua degradação mais lenta. Embora o TBT tenha sido descrito como sendo tóxico para eucariotas e procariotas, muitas bactérias podem ser resistentes a este composto. O presente trabalho teve como objetivo principal elucidar o mecanismo de resistência ao TBT em bactérias. Para além disso, pretendeu-se desenvolver um biorepórter para detectar TBT no ambiente. Para atingir estes objetivos foram delineadas várias tarefas cujos principais resultados obtidos se apresentam a seguir. Várias bactérias resistentes ao TBT foram isoladas de sedimento e água do Porto de Pesca Longínqua (PPL) na Ria de Aveiro, Portugal. Entre estas, Aeromonas molluscorum Av27 foi selecionada devido à sua elevada resistência a este composto (concentrações até 3 mM), à sua capacidade de degradar o TBT em compostos menos tóxicos (dibutilestanho, DBT e monobutilestanho, MBT) e também por usar o TBT como fonte de carbono. A. molluscorum Av27 foi caracterizada genotipica e fenotipicamente. Os fatores de virulência estudados mostraram que esta estirpe i) possui atividade lipolítica; ii) não é citotóxica para células de mamíferos, nomeadamente para células Vero; iii) não possui integrões de classe I e II e iv) possui cinco plasmídeos com aproximadamente 4 kb, 7 kb, 10 kb, 100 kb e mais de 100 kb. Estes resultados mostraram que a estirpe Av27 não é tóxica, aumentando assim o interesse nesta bactéria para futuras aplicações, nomeadamente na bioremediação. Os testes de toxicidade ao TBT mostraram que este composto tem um impacto negativo no crescimento desta estirpe, bem como, na densidade, no tamanho e na atividade metabólica das células e é responsável pela formação de agregados celulares. Assim, o TBT mostrou ser bastante tóxico para as bactérias interferindo com a atividade celular geral. O gene Av27-sugE, que codifica a proteína SugE pertencente à família das “small multidrug resistance proteins” (SMR), foi identificado como estando envolvido na resistência ao TBT nesta estirpe. Este gene mostrou ser sobreexpresso quando as células crescem na presença de TBT. O promotor do gene Av27-sugE foi utilizado para construir um bioreporter para detetar TBT, contendo o gene da luciferase do pirilampo como gene repórter. O biorepórter obtido reúne as características mais importantes de um bom biorepórter: sensibilidade (intervalo de limite de detecção de 1-1000 nM), rapidez (3 h são suficientes para a deteção de sinal) e, possivelmente, não é invasivo (pois foi construído numa bactéria ambiental). Usando sedimento recolhido no Porto de Pesca Longínqua da Ria de Aveiro, foi preparada uma experiência de microcosmos com o intuito de avaliar a capacidade de Av27 para bioremediar o TBT, isoladamente ou em associação com a comunidade bacteriana indígena. A análise das amostras de microcosmos por PCR-DGGE e de bibliotecas de 16S rDNA revelaram que a comunidade bacteriana é relativamente estável ao longo do tempo, mesmo quando Av27 é inoculada no sedimento. Para além disso, o sedimento estuarino demonstrou ser dominado por bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria (sendo mais abundante as Delta e Gammaproteobacteria) e Bacteroidetes. Ainda, cerca de 13% dos clones bacterianos não revelaram nenhuma semelhança com qualquer dos filos já definidos e quase 100% afiliou com bactérias não cultiváveis do sedimento. No momento da conclusão desta tese, os resultados da análise química de compostos organoestânicos não estavam disponíveis, e por essa razão não foi possível tirar quaisquer conclusões sobre a capacidade desta bactéria remediar o TBT em sedimentos. Esses resultados irão ajudar a esclarecer o papel de A. molluscorum Av27 na remediação de TBT. Recentemente, a capacidade da estirpe Av27 remediar solo contaminado com TBT foi confirmada em bioensaios realizados com plantas, Brassica rapa e Triticum aestivum (Silva 2011a), e também com invertebrados Porcellionides pruinosus (Silva 2011B). Assim, poder-se-á esperar que a bioremediação do sedimento na experiência de microcosmos também tenha ocorrido. No entanto, só a análise química dos compostos organostânicos deverá ser conclusiva. Devido à dificuldade em realizar a análise analítica de organoestânicos, um método de bioensaio fácil, rápido e barato foi adaptado para avaliar a toxicidade do TBT em laboratório, antes de se proceder à análise química das amostras. O método provou a sua utilidade, embora tenha mostrado pouca sensibilidade quando se usam concentrações de TBT baixas. Em geral, os resultados obtidos contribuíram para um melhor entendimento do mecanismo de resistência ao TBT em bactérias e mostraram o potencial biotecnológico de A. molluscorum Av27, nomeadamente, no que refere à sua possível aplicação na descontaminação de TBT no ambiente e também no desenvolvimento de biorepórteres.

Brazilian savanna forest : conservation, medicinal reservoir and bioprospecting

This study aimed to analyse the Brazilian savanna forest from a Legal Reserve (LR) area from a perspective of conservation, reservoir of organic carbon and medicinal biomass for a prospective use of native medicinal plants. An ethnobotanical and ethnopharmacological survey was carried out close to a community settled in the rural area in the south of Tocantins, being selected 9 of the most cited species (cajuí- Anacardium othonianum; inharé-Brosimum gaudichaudii; jatobá-Hymenaeae courbaril; jenipapo-Genipa americana, aroeira-Myracrodruon urundeuva; negramina-Siparuna guianensis; barbatimão- Stryphnodendron obovatum; assa peixe-Vernonia brasiliana, embaúba-Cecropia pachystachya). Crude foliar extracts were subjected to a preliminary phytochemical prospection and triage of secondary metabolites with antimicrobial activity of potential interest in health and familiar agriculture. Phenolic compounds, terpenes and flavonoids were detected in the extracts of most species, which suggests the presence of antimicrobial, antioxidant and anti-insect activities. It was evident the need to better know the LR as a reservoir of medicinal biomass in an area under ecological tension where 35% (610ha) of the property is LR and should be protected by law. Therefore, a forest inventory of live woody species was performed using the allometric or indirect method. This identified a rare remnant of Semidecidual Seasonal Forest amidst the largest world savannah, the Cerrado biome. An analysis of the forest average productivity per basal area (m².ha), aerial live biomass (ton.ha-1) and carbon stock was carried out. The forest fragment was considered relatively rich in species and diversity, although showing signs of disturbance and dominance by a few species. Its horizontal structure suggests biotic regeneration conditions. It is an important reservoir of medicinal plants. Of the families (57.5%) presenting medicinal species, 19 from a total of 33 are represented in the area and contain 44% (27) of the total species (61) and 63% (432) of the total individuals catalogued. Medicinal species have ecological importance for the equilibrium of the local flora and represent 80% of the 10 species with higher Importance Value Index (IVI): Tetragastris altissima, Chrysophyllum marginatum, Oenocarpus distichus, Sclerolobium paniculatum, Simarouba versicolor, Alibertia macrophylla, Siparuna guianensis, Maprounea guianensis, Licania parvifolia e Physocalymma scaberrimum. Medicinal productivity was high for this type of phytophysionomy: 183,2 ton. ha-1 of biomass and 91,51 ton. ha-1 of carbon representing 66% of the total biomass and carbon of this Cerrado forest. From this stage S. guianensis (Siparunaceae) was selected for performing bioassays in order to verify its biological activity against microorganisms of health and agricultural relevance. This is a native aromatic medicinal plant recommended as priority for conservation, with local popular medicinal validation and availability of medicinal feedstock (3300 Kg.ha-1), with the foliar fraction giving 38Kg/ha of crude extract and 5L/ha of essential oil. Foliar crude extracts and essential oil were obtained and tested in vitro using a disk diffusion bioassay. Different concentrations of these natural products were tested against gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 29213), gram-negative bacteria (Escherichia coli ATCC 25922 and ATCC 35218; Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145) and fungi (Candida albicans ATCC 6258 e Fusarium oxysporum). The essential oil inhibited the growth of S. aureus in its crude concentration (380μg.mL-1), as well as diluted to half (190μg.mL-1) and a quarter strength (95μg.mL-1). It’s likely that such action is due to sesquiterpenes major components, such as bisabolol and bisabolene (10.35%), measured by gas chromatography (GC-MS, GC-FID). Extracts did not exhibit any antimicrobial activity against the microorganisms tested. The native medicinal plants prospective market is an alternative that favours the conservation of biodiversity while generating benefits for the development of sustainable family productive activities within local ecosystems instead of the current inappropriate uses. This strengthens conservation policies of Legal Reserve in rural settlements and is in agreement with public policy on global warming and climate changes.

Primary production in systems subject to natural and anthropogenic eutrophication

Tese dout., Química, Universidade do Algarve, 2005

Bottom-up regulation of phytoplankton in the Guadiana estuary

Tese dout., Ciências do Mar (Ecologia Marinha), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010

Avaliação ecotoxicológica de solos contaminados por ibuprofeno

Os produtos farmacêuticos são substâncias químicas muito utilizados em medicina, veterinária e ainda na agricultura. Nos anos 90, foi descoberta a presença de fármacos em meio aquático, verificando-se que a sua remoção nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) não era completa. Durante as duas últimas décadas foi identificada a presença de mais de oitenta compostos no meio ambiente e actualmente são considerados poluentes emergentes. Podem contaminar solos e águas, depois de serem usados e excretados (inalterados ou metabolizados) por humanos e animais, ou quando são indevidamente lançados directamente no meio ambiente. Os estudos ecotoxicológicos efectuados com estes poluentes têm sido direccionados, sobretudo, para as águas, existindo uma ausência de trabalhos sobre solos. O Ibuprofeno (IB) é um anti-inflamatório não esteróide, utilizado também como analgésico e antipirético, sendo um dos produtos farmacêuticos mais vendidos em todo o mundo, o que justifica a sua forte presença no meio ambiente. Por isso, e dada a ausência de trabalhos ecotoxicológicos de solos contaminados por fármacos, o IB foi o produto farmacêutico selecionado para a realização deste trabalho. A ecotoxicidade pode ser avaliada através de bioensaios. Estes têm a capacidade de avaliar a toxicidade de uma determinada substância de forma global, usando organismos vivos que funcionam como bio-indicadores. O presente trabalho tem como objectivos avaliar o impacte causado nos solos pelo IB, testar a toxicidade de dois processos de descontaminação para remover o referido fármaco dos solos assim como avaliar a toxicidade provocada por águas residuais, de três unidades hospitalares e de uma indústria farmacêutica. Esta avaliação foi efectuada através de ensaios de toxicidade aguda de germinação e de alongamento de raiz de sementes de alface, variedade bola de manteiga (Lactuca sativa), em solo arenoso. Os ensaios de ecotoxicidade aguda em solos contaminados por IB foram realizados para uma gama de concentrações entre 0,1 e 1000 μg/L. Verificou-se uma redução do número de sementes germinadas e do comprimento médio da planta no solo contaminado com 0,5 e 20 μg/L de IB. No solo contaminado com 1000 μg/L de IB observou-se uma redução da germinação, acompanhada por uma indução de crescimento da raiz da espécie Lactuca sativa. Os dois tratamentos de descontaminação de solos, reagente de Fenton e Nanopartículas de ferro zero valente, revelaram toxicidade, tendo-se obtido uma percentagem de germinação entre 32,2 ± 3,5 e 48,5 ± 6,2 e inibição do crescimento da raiz do organismo teste em cerca de 85,0 %. Em relação às águas residuais hospitalares verificou-se uma redução da percentagem de germinação entre 31,1 ± 5,0 e 72,3 ± 12,4 e uma inibição do crescimento da raiz situada entre 13,0 ± 6,4 e 20,2 ± 10,0 %. Para a água residual industrial ocorreu uma inibição da percentagem de germinação de 60,5 ± 13,1, contudo nas plantas germinadas observou-se uma indução do crescimento da raiz de 14,9 ± 7,7 %.