Laser Optical Plankton Counter and Zooscan intercomparison in tropical and subtropical marine ecosystems

Two recently developed instruments, the Laser Optical Plankton Counter (LOPC) and the Zooscan, have been applied to study zooplankton biomass size spectra in tropical and subtropical marine ecosystems off Brazil. Both technologies rely on optical measurements of particles and may potentially be used in zooplankton monitoring programs. Vertical profiles of the LOPC installed in a 200 mu m ring net have been obtained from diverse environmental settings ranging from turbid and nearshore waters to oligotrophic open ocean conditions. Net samples were analyzed on the Zooscan and counted under a microscope. Particle biovolume in the study area estimated with the LOPC correlated with plankton displacement volume from the net samples, but there was no significant relationship between total areal zooplankton biomass determined with LOPC and the Zooscan. Apparently, normalized biomass size spectra (NBSS) of LOPC and Zooscan overlapped for particles in the size range of 500 to 1500 mu m in equivalent spherical diameter (ESD), especially at open ocean stations. However, the distribution of particles into five size classes was statistically different between both instruments at 24 of 28 stations. The disparities arise from unequal flow estimates, from different sampling efficiencies of LOPC tunnel and net for large and small particles, and possibly from the interference of non-zooplankton material in the LOPC signal. Ecosystem properties and technical differences therefore limit the direct comparability of the NBSS slopes obtained with both instruments during this study, and their results should be regarded as complementary.

Florística e fitossociologia em parcelas permanentes da Mata Atlântica do sudeste do Brasil ao longo de um gradiente altitudinal

Este trabalho resume os dados de florística e fitossociologia de 11, das 14 parcelas de 1 ha, alocadas ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar, São Paulo, Brasil. As parcelas começam na cota 10 m (Floresta de Restinga da Praia da Fazenda, município de Ubatuba) e estão distribuídas até a cota 1100 m (Floresta Ombrófila Densa Montana da Trilha do rio Itamambuca, município de São Luis do Paraitinga) abrangendo os Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar. Na Restinga o solo é Neossolo Quartzarênico francamente arenoso, enquanto que na encosta o solo é um Cambisolo Háplico Distrófico argilo-arenoso, sendo que todas as parcelas apresentaram solo ácido (pH 3 – 4) com alta diluição de nutrientes e alta saturação de alumínio. Na Restinga e no sopé da encosta o clima é Tropical/Subtropical Úmido (Af/Cfa), sem estação seca, com precipitação média anual superior a 2.200 mm e temperatura média anual de 22 °C. Subindo a encosta mantêm-se a média de precipitação, mas há um gradativo resfriamento, de forma que a 1.100 m o clima é Subtropical Úmido (Cfa/Cfb), sem estação seca, com temperatura média anual de 17 °C. Destaca-se ainda que, quase diariamente, a parte superior da encosta, geralmente acima de 400 m, é coberta por uma densa neblina. Nas 14 parcelas foram marcados, medidos e amostrados 21.733 indivíduos com DAP ≥ 4,8 cm, incluindo árvores, palmeiras e fetos arborescentes. O número médio de indivíduos amostrados nas 14 parcelas foi de 1.264 ind.ha–1 (± 218 EP de 95%). Dentro dos parâmetros considerados predominaram as árvores (71% FOD Montana a 90% na Restinga), seguidas de palmeiras (10% na Restinga a 25% na FOD Montana) e fetos arborescentes (0% na Restinga a 4% na FOD Montana). Neste aspecto destaca-se a FOD Terras Baixas Exploradas com apenas 1,8% de palmeiras e surpreendentes 10% de fetos arborescentes. O dossel é irregular, com altura variando de 7 a 9 m, raramente as árvores emergentes chegam a 18 m, e a irregularidade do dossel permite a entrada de luz suficiente para o desenvolvimento de centenas de espécies epífitas. Com exceção da FOD Montana, onde o número de mortos foi superior a 5% dos indivíduos amostrados, nas demais fitofisionomias este valor ficou abaixo de 2,5%. Nas 11 parcelas onde foi realizado o estudo florístico foram encontradas 562 espécies distribuídas em 195 gêneros e 68 famílias. Apenas sete espécies – Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. e Marlierea tomentosa Cambess (ambas Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae) e as Urticaceae Cecropia glaziovii Snethl. e Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini – ocorreram da Floresta de Restinga à FOD Montana, enquanto outras 12 espécies só não ocorreram na Floresta de Restinga. As famílias com o maior número de espécies são Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), 125 Fitossociologia em parcelas permanentes de Mata Atlântica http://www.biotaneotropica.org.br/v12n1/pt/abstract?article+bn01812012012 http://www.biotaneotropica.org.br Biota Neotrop., vol. 12, no. 1 Introdução A Mata Atlântica sensu lato (Joly et al. 1999) é a segunda maior floresta tropical do continente americano (Tabarelli et al. 2005). A maior parte dos Sistemas de Classificação da vegetação brasileira reconhece que no Domínio Atlântico (sensu Ab’Saber 1977) esse bioma pode ser dividido em dois grandes grupos: a Floresta Ombrófila Densa, típica da região costeira e das escarpas serranas com alta pluviosidade (Mata Atlântica – MA – sensu stricto), e a Floresta Estacional Semidecidual, que ocorre no interior, onde a pluviosidade, além de menor, é sazonal. Na região costeira podem ocorrer também Manguezais (Schaeffer-Novelli 2000), ao longo da foz de rios de médio e grande porte, e as Restingas (Scarano 2009), crescendo sobre a planície costeira do quaternário. No topo das montanhas, geralmente acima de 1500 m, estão os Campos de Altitude (Ribeiro & Freitas 2010). Em 2002, a Fundação SOS Mata Atlântica em parceria com o INPE (Instituto..., 2002) realizaram um levantamento que indica que há apenas 7,6% da cobertura original da Mata Atlântica (s.l.). Mais recentemente Ribeiro et al. (2009) refinaram a estimativa incluindo fragmentos menores, que não haviam sido contabilizados, e concluíram que resta algo entre 11,4 e 16% da área original. Mesmo com esta fragmentação, o mosaico da Floresta Atlântica brasileira possui um dos maiores níveis de endemismos do mundo (Myers et al. 2000) e cerca da metade desses remanescentes de grande extensão estão protegidos na forma de Unidades de Conservação (Galindo & Câmara 2005). Entre os dois centros de endemismo reconhecidos para a MA (Fiaschi & Pirani 2009), o bloco das regiões sudeste/sul é o que conserva elementos da porção sul de Gondwana (Sanmartin & Ronquist 2004), tido como a formação florestal mais antiga do Brasil (Colombo & Joly 2010). Segundo Hirota (2003), parte dos remanescentes de MA está no estado de São Paulo, onde cerca de 80% de sua área era coberta por florestas (Victor 1977) genericamente enquadradas como Mata Atlântica “sensu lato” (Joly et al. 1999). Dados de Kronka et al. (2005) mostram que no estado restam apenas 12% de área de mata e menos do que 5% são efetivamente florestas nativas pouco antropizadas. Nos 500 anos de fragmentação e degradação das formações naturais, foram poupadas apenas as regiões serranas, principalmente a fachada da Serra do Mar, por serem impróprias para práticas agrícolas. Usando o sistema fisionômico-ecológico de classificação da vegetação brasileira adotado pelo IBGE (Veloso et al. 1991), a Floresta Ombrófila Densa, na área de domínio da Mata Atlântica, foi subdividida em quatro faciações ordenadas segundo a hierarquia topográfica, que refletem fisionomias de acordo com as variações das faixas altimétricas e latitudinais. No estado de São Paulo, na latitude entre 16 e 24 °S temos: 1) Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas - 5 a 50 m de altitude; 2) Floresta Ombrófila Densa Submontana – no sopé da Serra do Mar, com cotas de altitude variando entre 50 e 500 m; 3) Floresta Ombrófila Densa Montana – recobrindo a encosta da Serra do Mar propriamente dita, em altitudes que variam de 500 a 1.200 m; 4) Floresta Ombrófila Densa Altimontana – ocorrendo no topo da Serra do Mar, acima dos limites estabelecidos para a formação montana, onde a vegetação praticamente deixa de ser arbórea, pois predominam os campos de altitude. Nas últimas três décadas muita informação vem sendo acumulada sobre a composição florística e a estrutura do estrato arbóreo dos remanescentes florestais do estado, conforme mostram as revisões de Oliveira-Filho & Fontes (2000) e Scudeller et al. (2001). Em florestas tropicais este tipo de informação, assim como dados sobre a riqueza de espécies, reflete não só fatores evolutivos e biogeográficos, como também o histórico de perturbação, natural ou antrópica, das respectivas áreas (Gentry 1992, Hubbell & Foster 1986). A síntese dessas informações tem permitido a definição de unidades fitogeográficas com diferentes padrões de riqueza de espécies e apontam para uma diferenciação, entre as florestas paulistas, no sentido leste/oeste (Salis et al. 1995, Torres et al. 1997, Santos et al. 1998). Segundo Bakker et al. (1996) um método adequado para acompanhar e avaliar as mudanças na composição das espécies e dinâmica da floresta ao longo do tempo é por meio de parcelas permanentes (em inglês Permanent Sample Plots –PSPs). Essa metodologia tem sido amplamente utilizada em estudos de longa duração em florestas tropicais, pois permite avaliar a composição e a estrutura florestal e monitorar sua mudança no tempo (Dallmeier 1992, Condit 1995, Sheil 1995, Malhi et al. 2002, Lewis et al. 2004). Permite avaliar também as consequências para a floresta de problemas como o aquecimento global e a poluição atmosférica (Bakker et al. 1996). No Brasil os projetos/programas que utilizam a metodologia de Parcelas Permanentes tiveram origem, praticamente, com o Projeto Rubiaceae (49) e Lauraceae (49) ao longo de todo gradiente da FOD e Monimiaceae (21) especificamente nas parcelas da FOD Montana. Em termos de número de indivíduos as famílias mais importantes foram Arecaceae, Rubiaceae, Myrtaceae, Sapotaceae, Lauraceae e na FOD Montana, Monimiaceae. Somente na parcela F, onde ocorreu exploração de madeira entre 1960 e 1985, a abundância de palmeiras foi substituída pelas Cyatheaceae. O gradiente estudado apresenta um pico da diversidade e riqueza nas altitudes intermediárias (300 a 400 m) ao longo da encosta (índice de Shannon-Weiner - H’ - variando de 3,96 a 4,48 nats.indivíduo–1). Diversas explicações para este resultado são apresentadas neste trabalho, incluindo o fato dessas altitudes estarem nos limites das expansões e retrações das diferentes fitofisionomias da FOD Atlântica durante as flutuações climáticas do Pleistoceno. Os dados aqui apresentados demonstram a extraordinária riqueza de espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, reforçando a importância de sua conservação ao longo de todo o gradiente altitudinal. A diversidade desta floresta justifica também o investimento de longo prazo, através de parcelas permanentes, para compreender sua dinâmica e funcionamento, bem como monitorar o impacto das mudanças climáticas nessa vegetação.

DNA-Interactive Properties of Crotamine, a Cell-Penetrating Polypeptide and a Potential Drug Carrier

Crotamine, a 42-residue polypeptide derived from the venom of the South American rattlesnake Crotalus durissus terrificus, has been shown to be a cell-penetrating protein that targets chromosomes, carries plasmid DNA into cells, and shows specificity for actively proliferating cells. Given this potential role as a nucleic acid-delivery vector, we have studied in detail the binding of crotamine to single- and double-stranded DNAs of different lengths and base compositions over a range of ionic conditions. Agarose gel electrophoresis and ultraviolet spectrophotometry analysis indicate that complexes of crotamine with long-chain DNAs readily aggregate and precipitate at low ionic strength. This aggregation, which may be important for cellular uptake of DNA, becomes less likely with shorter chain length. 25-mer oligonucleotides do not show any evidence of such aggregation, permitting the determination of affinities and size via fluorescence quenching experiments. The polypeptide binds non-cooperatively to DNA, covering about 5 nucleotide residues when it binds to single (ss) or (ds) double stranded molecules. The affinities of the protein for ss-vs. ds-DNA are comparable, and inversely proportional to salt levels. Analysis of the dependence of affinity on [NaCl] indicates that there are a maximum of,3 ionic interactions between the protein and DNA, with some of the binding affinity attributable to non-ionic interactions. Inspection of the three-dimensional structure of the protein suggests that residues 31 to 35, Arg-Trp-Arg-Trp-Lys, could serve as a potential DNA-binding site. A hexapeptide containing this sequence displayed a lower DNA binding affinity and salt dependence as compared to the full-length protein, likely indicative of a more suitable 3D structure and the presence of accessory binding sites in the native crotamine. Taken together, the data presented here describing crotamine-DNA interactions may lend support to the design of more effective nucleic acid drug delivery vehicles which take advantage of crotamine as a carrier with specificity for actively proliferating cells. Citation: Chen P-C, Hayashi MAF, Oliveira EB, Karpel RL (2012) DNA-Interactive Properties of Crotamine, a Cell-Penetrating Polypeptide and a Potential Drug Carrier. PLoS ONE 7(11): e48913. doi:10.1371/journal.pone.0048913

Influence of Clinically Invisible, but Optical Coherence Tomography Detected, Optic Disc Margin Anatomy on Neuroretinal Rim Evaluation

PURPOSE. We previously demonstrated that most eyes have regionally variable extensions of Bruch's membrane (BM) inside the clinically identified disc margin (DM) that are clinically and photographically invisible. We studied the impact of these findings on DM- and BM opening (BMO)-derived neuroretinal rim parameters. METHODS. Disc stereo-photography and spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT, 24 radial B-scans centered on the optic nerve head) were performed on 30 glaucoma patients and 10 age-matched controls. Photographs were colocalized to SD-OCT data such that the DM and BMO could be visualized in each B-scan. Three parameters were computed: (1) DM-horizontal rim width (HRW), the distance between the DM and internal limiting membrane (ILM) along the DM reference plane; (2) BMO-HRW, the distance between BMO and ILM along the BMO reference plane; and (3) BMO-minimum rim width (MRW), the minimum distance between BMO and ILM. Rank-order correlations of sectors ranked by rim width and spatial concordance measured as angular distances between equivalently ranked sectors were derived. RESULTS. The average DM position was external to BMO in all quadrants, except inferotemporally. There were significant sectoral differences among all three rim parameters. DM- HRW and BMO-HRW sector ranks were better correlated (median rho = 0.84) than DM- HRW and BMO-MRW (median rho = 0.55), or BMO-HRW and BMO-MRW (median rho = 0.60) ranks. Sectors with the narrowest BMO-MRW were infrequently the same as those with the narrowest DM-HRW or BMO-HRW. CONCLUSIONS. BMO-MRW quantifies the neuroretinal rim from a true anatomical outer border and accounts for its variable trajectory at the point of measurement. (Invest Ophthalmol Vis Sci. 2012;53:1852-1860) DOI:10.1167/iovs.11-9309

Dendritic cells and T lymphocytes interactions in a novel 3D system

We describe the interactions between monocyte-derived DCs, in different stages of maturation, with allogeneic T lymphocytes in a 3D system. Maturation of DCs increased their interaction time with T lymphocytes from 43 to 138 minutes. The average motility of T lymphocytes interacting or not with DCs was also affected, varying from 0.21μm-0.37μm/minute to 0.36μm- 0.52μm/minute. These data indicate that this 3D BiotekTM scaffold enables interactions between lymphocytes and DCs at different stages of maturation and may be useful for the characterization of these interactions, the cellular subtypes and patterns of response induced.