Living on the intertidal/subtidal edge: ecology of the stalked barnacle Pollicipes Pollicipes and of the sea urchin Paracentrotus lividus

This thesis contributes to the knowledge of temperate rocky shore ecology, with direct implications in the management and conservation of two important local marine resources that inhabit the very edge of subtidal and intertidal habitats on wave-swept rocky shores: the sessile filter feeding stalked barnacle Pollicipes pollicipes and the mobile keystone herbivore sea urchin Paracentrotus lividus. Research was conducted along gradients of wave exposure on rocky shores of Southern Europe. The abundance of P. lividus was four times higher in SW Portugal than in NW Italy. Most of the variation in urchin abundance occurred at small spatial scales, probably shaped by habitat complexity. In SW Portugal, sea urchin attachment forces while in burrows were measured and related to burrow shape, urchin size and habitat. Burrowing behaviour enhances sea urchin attachment force and might be an adaptive response to hydrodynamic stress. Abundance of P. pollicipes in SW Portugal is highly and positively related to wave exposure at local and regional scales. Predation and recruitment processes seem to be important drivers of these abundance patterns. A distribution model of P. pollicipes abundance in relation to wave exposure was developed for the SW coast of Portugal and might be used for improvement of its management and conservation. Growth of P. pollicipes was studied by applying a novel method using fluorescent calcein for marking and to estimate growth. Growth rate decreased with barnacle size and was highly variable amongst individuals, particularly in smaller barnacles. No effect of shore level on barnacle growth was detected. An assessment of the state of the fishery, conservation and management of the stalked barnacle in different regions of continental Portugal was made, highlighting an overall negative tendency of this state and recommending a change into a co-management system; Resumo: Viver no limite intertidal / subtidal: ecologia do percebe Pollicipes pollicipes e do ouriço-do-mar Paracentrotus lividus Esta tese contribui para o conhecimento da ecologia do litoral rochoso e tem implicações diretas na gestão e conservação de dois recursos marinhos locais que habitam o interface subtidal/intertidal de costas rochosas sujeitas a agitação marinha: o percebe Pollicipes pollicipes, animal séssil e filtrador e o ouriço-do-mar Paracentrotus lividus, animal móvel e herbívoro. Foram realizados vários estudos ao longo de gradientes de hidrodinamismo em costas rochosas do sul da Europa. A abundância de P. lividus foi quatro vezes superior no sudoeste de Portugal relativamente ao noroeste de Itália. Grande parte da variação na abundância de P. lividus ocorreu a pequenas escalas espaciais, provavelmente influenciada pela complexidade do habitat. A força com que o ouriço-do-mar se fixa ao substrato foi medida no terreno no sudoeste de Portugal, tendo esta sido relacionada com a forma da depressão que ocupa, o tamanho individual e o habitat. O comportamento escavador desta espécie aumenta a sua força de fixação ao substrato e poderá ser uma resposta adaptativa ao hidrodinamismo.. A abundância de P. pollicipes na costa sudoeste de Portugal, a diferentes escalas espaciais, está relacionada de forma positiva com a agitação marinha, e é influenciada pela predação e pelo recrutamento desta espécie. Foi desenvolvido um modelo de distribuição e abundância de P. pollicipes para esta costa baseado na relação com a agitação marinha, cujos resultados podem ser usados para melhorar a gestão e conservação deste recurso. Um novo método com recurso a calceina fluorescente foi desenvolvido para marcar percebes e estudar o seu crescimento. A taxa de crescimento diminuiu com o tamanho do animal, sendo altamente variável entre indivíduos, sobretudos nos de menores dimensões. O estado da apanha, conservação e gestão do percebe em diferentes regiões de Portugal Continental apresentou uma tendência global negativa, e recomenda-se uma alteração para um sistema de cogestão deste recurso.

EDU CO21 Projeto SOPHIA: conhecimento para a gestão do ambiente marinho

Enquadrado no Projeto SOPHIA será apresentada a Diretiva Quadro da Estratégia Marinha: Objetivos, organização e estado de implementação. Será destacado o conceito “Bom estado Ambiental”. O projeto SOPHIA – Conhecimento para a Gestão do Ambiente Marinho, desenvolve‐se em torno da Diretiva Quadro Estratégia Marinha (DQEM) e consiste num projeto facilitador e fomentador da comunicação de cientistas e da sociedade civil em volta das múltiplas áreas do conhecimento sobre os ecossistemas marinhos. Este projeto encontrase integrado o programa de medidas da DQEM que tem por finalidade o aumento de literacia do ambiente marinho para mobilizar e sensibilizar a sociedade civil para conservação e gestão do mar. Desenvolve‐se em parceria da Direção‐Geral de Recursos Naturais, Segurança e Serviços Marítimos (DGRM), com as Universidades (FCUL, Évora e Açores) e com a Escola Superior de Comunicação Social (ESCS), para a produção de conteúdos e da comunicação. Beneficia da estreita colaboração com representantes do Norwegian Institute for Water Research (NIVA) e do Norwegian Institute for Air Research (NILU) e com especialistas portugueses em Direito do Mar, que participam ativamente no desenvolvimento dos conteúdos científicos para os módulos e para os guias de formação.

Biologia aquática: o Mira e a região costeira alentejana

Embora existam alguns trabalhos pontuais pioneiros anteriores a 1980, foi a partir desta data que se intensificaram os estudos sobre as comunidades vegetais e animais do rio e do estuário do Mira. Em água doce, estes trabalhos têm incidido preferencialmente sobre a comunidade piscícola, embora mais recentemente os macroinvertebrados bentónicos tenham começado a ser alvo de uma atenção particular, devido à sua importância na avaliação da qualidade ecológica da água. Estas mesmas componentes têm sido especialmente estudadas no estuário do Mira, muitas vezes devido à sua importância como recursos haliêuticos. Também os povoamentos vegetais intertidais (ou entremarés), sobretudo os sapais e as pradarias de zosteráceas, têm sido alvo de uma atenção especial por parte da comunidade científica, principalmente por causa da sua relevância ecológica. O facto de o estuário do Mira ser considerado um sistema salobro relativamente preservado em termos de impactos das atividades humanas conduziu ultimamente à realização de um número acrescido de estudos científicos, no sentido de conhecer este tipo de comunidades em situações próximas das pristinas. Na costa alentejana oceânica foram realizados diversos trabalhos sobre a abundância e distribuição de organismos que vivem em ambientes litorais ou mais profundos, em fundos dominados por substratos duros ou sedimentos, e também em ambientes pelágicos. Alguns destes trabalhos datam do início ou de meados do século XX e permitiram, mais tarde, avaliar eventuais alterações na abundância e distribuição de algumas espécies, estudar a dispersão de espécies exóticas e o impacte de alterações climáticas. As caraterísticas físicas peculiares da costa alentejana e a sua situação biogeográfica têm motivado a realização de diversos trabalhos de comparação de populações ou comunidades à escala da costa continental portuguesa ou europeia. Noutros trabalhos, foi estudado o crescimento, a reprodução e o recrutamento de organismos marinhos, nomeadamente de algas e invertebrados, os processos responsáveis por padrões de variação da abundância e distribuição, e diversos aspetos relacionados com a pesca, a conservação e a poluição. O conhecimento científico sobre o património biológico aquático da bacia hidrográfica do Rio Mira e da zona costeira alentejana é significativo e está patente em cerca de três centenas de trabalhos publicados e em diversas áreas científicas abrangidas. É importante encontrar formas adequadas para um melhor usufruto deste património e do seu conhecimento científico por parte da população, nomeadamente ao nível da sua acessibilidade, interpretação e aplicação. Além de desenvolver a investigação científica nas áreas abordadas e em novas áreas, também é importante efetuar o cruzamento deste conhecimento científico com o de outras áreas do saber.

Zonas protegidas: caraterização, proteção e gestão

A componente subterrânea do ciclo da água, por ser de difícil observação, constituiu sempre uma parte negligenciada desse mesmo ciclo. Com o enorme incremento da utilização da água principalmente na segunda metade do Século XX e com técnicas de perfuração cada vez mais eficazes na execução de captações de água subterrânea, registaram se as primeiras observações de declínio generalizado dos níveis freáticos, do declínio acentuado dos caudais de nascentes nessas áreas e do declínio acentuado também dos caudais dos rios abastecidos pelos caudais descarregados pelos aquíferos. Tal levou a consequências drásticas em muitas regiões do Globo, muito em particular nas regiões com forte stress hídrico ou onde as taxas de recarga já não conseguem equilibrar os caudais de exploração. Desse modo, até os especialistas em águas superficiais passaram a olhar para as águas subterrâneas de outro modo, como parte integrante do mesmo ciclo, e cuja afetação pode levar a consequências graves em caudais de rios ou armazenamento em lagos. Para poder prevenir ou combater esta situação, há uma necessidade clara de conhecer o recurso na sua globalidade, desde os limites dos aquíferos, volumetria, capacidade de armazenamento, circulação da água, sua hidroquímica e capacidade de renovação. Esta caraterização é a base para se poder depois fazer a sua gestão, que poderá levar à sua melhor proteção ou, no caso de afetação, à inversão ou remediação dos problemas que os afetam. Se no início a preocupação era não exaurir o recurso, com a finalidade de não prejudicar os abastecimentos e uso humano da água para os diversos fins, nos finais do Século XX iniciam se estudos para determinar a importância dos recursos subterrâneos para a manutenção dos ecossistemas. Desde essa altura, os estudos demonstraram que as águas subterrâneas são importantes em muitos dos ecossistemas continentais e até marinhos e são até imprescindíveis em relação à existência de alguns. Os ecossistemas dependentes de águas subterrâneas podem sê-lo em diversos graus, desde totalmente dependentes a graus de dependência variável. A nível da proteção, são considerados dois fatores fundamentais: a proteção da sua quantidade e da sua qualidade. Para tal, a nível do aquífero, a proteção em relação aos fatores químicos deverá estar centrada nas zonas de infiltração, enquanto a proteção em relação á quantidade estará associada aos aspetos da sua exploração (sobre-exploração). Em relação à proteção das captações, outro fator importante da proteção do recurso para consumo humano, a legislação europeia é já bastante rigorosa, com a definição dos perímetros de proteção das captações públicas obrigatória, mas falta ainda fazer muito trabalho no que respeita quer aos estudos dos aquíferos para uma efetiva segurança das captações, até ao efetivo cumprimento dos limites estabelecidos e ao controlo das atividades condicionadas ou banidas dentro dessas áreas. Uma gestão sustentada e equilibrada dos recursos hídricos subterrâneos é essencial para a manutenção dos fluxos naturais, permitindo, através de uma utilização racional, continuar a manter funcionais os ecossistemas de algum modo dependentes das águas subterrâneas. A nível qualitativo, a gestão do recurso deveria fazer-se através do ordenamento do território e de práticas de utilização e ocupação do solo que obviem a potencial contaminação das águas subterrâneas, situação que está ainda muito longe de suceder, pois o ordenamento do território tem ainda em pouca conta os aspetos ligados aos recursos hídricos subterrâneos. A responsabilidade dos hidrogeólogos passa também muito pela intervenção a nível da governança da água, e por passar aos políticos a mensagem sobre a importância de gestão sustentada dos recursos hídricos subterrâneos, para que o Mundo continue a poder utilizar os serviços que as águas subterrâneas fornecem não só ao Homem, como ao ambiente.

Contributo para o conhecimento paleontológico do Devónico do Anticlinal de Valongo (Portugal)

O estudo de uma jazida fossilifera descoberta recentemente no Devónico do Anticlinal de Valongo(Portugal) forneceu novos elementos paleofaunisticos, biostratigrilficos e paleoambientais sobre este contexto estratigráfico. Efetuou-se uma extensa amostragem paleontológica, acompanhada por estudos de estratigrafia em que se focaram aspetos detaxonomia,tafonomia,biostratigrafia e paleoecologia de invertebrados marinhos. Durante o trabalho de campo foram descobertos vários grupos taxonómicos de invertebrados tipicos deste Sistema, entre os quais se contam corais rugosos e tabulados, briozodrios, braquiópodes, bivalves, tentaculites, crinóides, trilobites e vários fósseis problemáticos. As litofacies, a presença de ripple marks com concentrações de tentaculites reorientadas e as carateristicas paleoecológicas da associação fóssil amostrada permitem inferir a presença de um ambiente litoral, de pouca profundidade, com sedimentação siliciclástica fina e correntes de deriva de intensidade moderada. A ocorr6ncia do bizarro género Tiaracrinus, um crinóide, sugere idade compreendida entre o Lochkoviano (Devónico Inferior) e o Eifeliano (Devónico Médio). Este género é reconhecido pela primeira vez no Maciço Ibérico.

Exploring chalcolithic diet and mobility of humans and animals from Perdigões site

Chalcolithic diet at Perdigões (Reguengos de Monsaraz) was investigated using stable carbon and nitrogen isotope analysis of human bone collagen. Strontium isotopes of faunal dental enamel were used to establish the site local range and to distinguish the presence of non-local individuals. ATR-FTIR and EA analysis were used to determine the degree of bone diagenesis and to evaluate the reliability of the stable isotopic composition for paleodietary reconstruction. The individuals from which paleodietary results were obtained had a diet based on C3 terrestrial resources and some animal protein. Data from Perdigões site, was compared with the published data from other Iberian Chalcolithic populations. Site comparison revealed that diet through Iberian Peninsula have mainly maintained terrestrial dietary focus consistent with animal husbandry and farming on C3 plants with occasional intake of freshwater or marine resources. Strontium isotopic composition of enamel revealed that some of the individuals from Perdigões site were non-local; Resumo: A dieta de indivíduos do período Calcolítico dos Perdigões (Reguengos de Monsaraz) foi investigada através de análise de isótopos estáveis de carbono e azoto no colagénio ósseo. Isótopos de estrôncio do esmalte dentário de fauna foram utilizados para estabelecer o sinal local dos Perdigões, permitindo distinguir a presença de alguns indivíduos e fauna não-locais. A avaliação da diagénese óssea foi efectuada através de análises realizadas com analisador elementar e com ATR-FTIR, de forma a validar dos resultados isotópicos obtidos. Os indivíduos para os quais foi possivel obter resultados isotópicos de carbono e azoto apresentam uma dieta baseada em recursos terrestres, plantas C3, e alguma proteína animal. A comparação efectuada com outros sitios arqueológicos da Peninsula Ibérica revelaram que a dieta das populações é sobretudo feita à base de plantas C3, com ingestão de alguma proteina animal e ingestão ocasional de produtos marinhos ou provenientes de água doce.

Morphological and chemical characterization of tintypes and ambrotypes

The present work was done on two ambrotypes and two tintypes. It aimed evaluate their chemical and physical characteristics, especially their degradation patterns. Moreover, to understand the materials used for their production and cross-check analytical and historical information about the production processes. To do so multi-analytical, non-destructive methods were applied. Technical photography highlighted the surface morphology of the objects and showed the distribution of the protective coatings on their surfaces through UV radiation, which were very different between the four pieces. OM allowed for a detailed observation of the surfaces along with the selection of areas of interest to be analysed with SEM-EDS. SEM-EDS was the technique used most extensively and the one that provided the most insightful results: it allowed to observe the morphology of the image forming particles and the differences between highlights, dark areas and the interfaces between them. Also, elemental point analysis and elemental maps were used to identify the image forming particles as silver and to detect the presence of compounds related to the production, particularly gold used to highlight jewellery, iron as the red pigment and traces of the compounds used in the photographic process containing Ag, I, Na and S . Also, some degradation compounds were analysed containing Ag, Cu, S and Cl. With μ-FT-IR the presence of collodion was confirmed and the source of the protective varnishes was identified, particularly mastic and shellac, in either mixtures of the two or only one. μ-Raman detected the presence of metallic silver and silver chloride on the objects and identified one of the red pigments as Mars red. Finally, μ-XRD showed the presence of metallic silver and silver iodide on both ambrotypes and tintypes and hematite, magnetite and wuestite on the tintypes; RESUMO: O presente estudo foi desenvolvido sobre dois ambrótipos e dois ferrótipos. O propósito consiste em estudar as suas características químicas e físicas, dando particular ênfase aos padrões de degradação. Também é pretendido compreender os materiais usados na sua produção e relacionar esta informação analítca com dados históricos de manuais técnicos contemporâneos à produção dos objectos. Para tal foram utilizadas técnicas multi-analíticas e não destrutivas. O uso da fotografia técnica permitiu uma observação da morfologia das superficies dos objectos e da distribuição das camadas de verniz através da radiação UV, muito diferente entre os quatro. A microscopia óptica proporcionou uma observação detalhada das superfícies assim como a selecção de pontos de interesse para serem analisados com SEM-EDS. SEM-EDS foi a técnica usada mais extensivamente e a que proporcionou os resultados mais detalhados: observação da morofologia das partículas formadoras da imagem e as diferenças entre zonas de altas luzes, baixas luzes e as interfaces entre elas. A análise elemental e os mapas elementares foram usados para detectar prata nas partículas formadoras da imagem e a presença de compostos relacionados com a produção, em particular ouro utilizado para realçar joalharia, ferro no pigmento vermelho e vestígios de compostos utilizados no processo fotográfico incluindo Ag, I, Na e S. Do mesmo modo, alguns compostos de degradação foram analisados contendo Ag, Cu, S e Cl. Com μ-FT-IR a presença de colódio foi confirmada e identificada a origem dos vernizes, mástique e goma-laca, tanto em misturas dos dois como apenas um. Com μ-Raman foi detectada a presença de prata metálica e de cloreto de prata e identificado um dos pigmentos vermelhos como Mars red. Finalmente, μ-DRX revelou a presença de prata metálica e iodeto de prata tanto nos ambrótipos como nos ferrótipos e hematite, magnetite e wuestite nos ferrótipos.

The fingerprinting of the materials used in portuguese illuminated manuscripts: origin, production and specificities of the 16th century Anttiphonary paints from the Biblioteca Pública de Évora

This thesis focuses on the characterization of materials utilized within the illuminations of Codex 116c of Manizola, a large 16th century antiphonal housed in the Biblioteca Pública de Évora (BPE). Using various spectroscopic techniques (XRF, FTIR, Raman and SEM-EDS), a selection of illuminations were analyzed for pigment and binder identification. The manuscript was further analyzed using fiber optic reflectance spectroscopy (FORS), a non-invasive and portable analysis method ideal for use in illuminations. Using historical documentation and results gained from more extensive analysis of the manuscript, a collection of reference paint samples were created to be analyzed using this method. These samples serve as a reference not only to assist in the identification of pigments used within the manuscript, but also for future studies on similar materials allowing for a better understanding of manuscript production during the 16th century; RESUMO: O presente trabalho é dedicado à caracterização dos materiais utilizados na produção das iluminuras do Codex 116c da Manziola do espólio da Biblioteca Pública de Évora (BPE). Trata-se de um antifonário de grandes dimensões produzido no séc XVI que deverá ter pertencido à Livraria de São Bento de Cástris. A identificação dos materiais utilizados na produção das iluminuras pode ser feita através de análises científicas. No entanto, alguns dos componentes das tintas utilizadas, especialmente os pigmentos orgânicos (lacas) e algumas misturas, apresentam obstáculos à sua identificação por métodos não invasivos. Através de várias técnicas espectroscópicas (XRF, FTIR, Raman e SEM-EDS), foi analisado um conjunto representativo de iluminuras, de modo a identificar os pigmentos e os ligantes presentes nas tintas. O manuscrito foi também analisado por FORS, um método portátil e não invasivo, ideal para a análise de iluminuras. Com base em documentos históricos e nos resultados analíticos, foi criado um conjunto de amostras de referência para ser analisado com FORS. Com esta abordagem, pretende-se que estas amostras, especialmente as de lacas, sirvam de referência não só na identificação dos pigmentos no manuscrito como em estudos sobre materiais semelhantes, contribuindo para um conhecimento mais aprofundado sobre a produção de manuscritos no séc XVI.

Rock paintings and microorganisms: a new insight on Escoural cave

European cave art is of tremendous importance to understand the cultural traditions of the Upper Palaeolithic (35 000 – 10 000 BP) populations. Indeed, Prehistoric communities performed numerous cave paintings all over Western Europe. Understanding these artworks should provide a better knowledge of these early cultural aspects. Although numerous studies have been carried out to analyse the materials used by those communities, nothing has been done on the techniques’ palette of Escoural Cave’s representations. The present work aims at providing the very first data about the techniques and materials used by the Prehistoric to perform the cave paintings of Escoural (Alentejo, Portugal), and the microorganisms possibly endangering this unique parietal art. In situ observations coupled with an extensive micro-sampling and micro-destructive analyses allowed to characterize the coloured material and the way they were applied on the walls of the cave. Both red and black pigments present major composition’s disparities among the different paintings and drawings, supporting a more complex occupations’ chronology than what was earlier thought. The Palaeolithic paintings have suffered deterioration from environmental conditions and include chemical, mechanical and aesthetic alterations, possibly as a result of fungal activity. The standard techniques for biological assessments used in these contexts provided important insights on the diversity of the microbial population, though they have accuracy limitations. To understand the extent and viability of the existing microbiota, DNA quantification and biomarkers analyses, such as desidrogenase activity were performed and correlated with ergosterol amounts; RESUMO: A Arte Rupestre Europeia é de grande importância para compreender as tradições culturais da população do Paleolítico Superior (35 000 - 10 000 BP). De fato, as comunidades Pré-históricas realizaram inúmeras pinturas rupestres em toda a Europa Ocidental, sendo crucial compreender estas obras de forma a proporcionar um melhor conhecimento destes ancestrais aspectos culturais. Embora vários estudos tenham sido realizados para analisar os materiais utilizados por estas comunidades, nada foi efetuado sobre a técnica de execução das representações presentes na Gruta do Escoural. O presente trabalho visa fornecer os primeiros dados sobre as técnicas e materiais utilizados na Pré-História para executar as pinturas rupestres de Escoural (Alentejo, Portugal) bem como caracterização dos microorganismos possivelmente associados aos danos deste bem único. Observações in situ, juntamente com uma extensa micro-amostragem e análises micro-destrutivas permitiu caracterizar os pigmentos utilizados e a forma como eles foram aplicados nas paredes da caverna. Tanto os pigmentos vermelhos como os pretos apresentam composição distinta nas diversas pinturas e desenhos aí representados, apoiando a presença de diferentes ocupações contrariamente ao que se pensava até então. As pinturas Paleolíticas têm sofrido deterioração, devido às condições ambientais, nomeadamente alterações químicas, mecânicas e, possivelmente como resultado da atividade fúngica. As técnicas usualmente utilizadas para a avaliação de contaminação biológica fornecem informação importante sobre a diversidade da população microbiana, embora apresentem algumas limitações. Para entender a extensão e a viabilidade da microbiota existente, a quantificação de DNA e análise de biomarcadores como actividade de desidrogenases foram realizadas e correlacionadas com o conteúdo em ergosterol.