Design of neuro-fuzzy models by evolutionary and gradient-based algorithms

All systems found in nature exhibit, with different degrees, a nonlinear behavior. To emulate this behavior, classical systems identification techniques use, typically, linear models, for mathematical simplicity. Models inspired by biological principles (artificial neural networks) and linguistically motivated (fuzzy systems), due to their universal approximation property, are becoming alternatives to classical mathematical models. In systems identification, the design of this type of models is an iterative process, requiring, among other steps, the need to identify the model structure, as well as the estimation of the model parameters. This thesis addresses the applicability of gradient-basis algorithms for the parameter estimation phase, and the use of evolutionary algorithms for model structure selection, for the design of neuro-fuzzy systems, i.e., models that offer the transparency property found in fuzzy systems, but use, for their design, algorithms introduced in the context of neural networks. A new methodology, based on the minimization of the integral of the error, and exploiting the parameter separability property typically found in neuro-fuzzy systems, is proposed for parameter estimation. A recent evolutionary technique (bacterial algorithms), based on the natural phenomenon of microbial evolution, is combined with genetic programming, and the resulting algorithm, bacterial programming, advocated for structure determination. Different versions of this evolutionary technique are combined with gradient-based algorithms, solving problems found in fuzzy and neuro-fuzzy design, namely incorporation of a-priori knowledge, gradient algorithms initialization and model complexity reduction.

Effect of high CO2 and ocean acidification on photosynthesis and response to oxidative stress in seagrasses

Climate change scenarios comprise significant modifications of the marine realm, notably ocean acidification and temperature increase, both direct consequences of the rising atmospheric CO2 concentration. These changes are likely to impact marine organisms and ecosystems, namely the valuable seagrass-dominated coastal habitats. The main objective of this thesis was to evaluate the photosynthetic and antioxidant responses of seagrasses to climate change, considering CO2, temperature and light as key drivers of these processes. The methodologies used to determine global antioxidant capacity and antioxidant enzymatic activity in seagrasses were optimized for the species Cymodocea nodosa and Posidonia oceanica, revealing identical defence mechanisms to those found in terrestrial plants. The detailed analysis and identification of photosynthetic pigments in Halophila ovalis, H.stipulacea, Zostera noltii, Z marina, Z. capricorni, Cymodocea nodosa and Posidonia oceanica, sampled across different climatic zones and depths, also revealed a similarity with terrestrial plants, both in carotenoid composition and in the pigment-based photoprotection mechanisms. Cymodocea nodosa plants from Ria Formosa were submitted to the combined effect of potentially stressful light and temperature ranges and showed considerable physiological tolerance, due to the combination of changes in the antioxidant system, activation of the VAZ cycle and accumulation of leaf soluble sugars, thus preventing the onset of oxidative stress. Cymodocea nodosa plants living in a naturally acidified environment near submarine volcanic vents in Vulcano Island (Italy) showed to be under oxidative stress despite the enhancement of the antioxidant capacity, phenolics concentration and carotenoids. Posidonia oceanica leaves loaded with epiphytes showed a significant increase in oxidative stress, despite the increase of antioxidant responses and the allocation of energetic resources to these protection mechanisms. Globally, the results show that seagrasses are physiologically able to deal with potentially stressful conditions from different origins, being plastic enough to avoid stress in many situations and to actively promote ulterior defence and repair mechanisms when under effective oxidative stress.

A pintura rupestre do centro de Portugal: antropização simbólica da paisagem pelas primeiras sociedades agro-pastoris

Esta dissertação tem como objectivo principal tentar compreender os mecanismos conceptuais que levaram à marcação de determinados locais, através de pinturas rupestres esquemáticas, por grupos humanos durante o Neolítico e Calcolítico. Foram analisados diversos núcleos de abrigos com pinturas rupestres localizados no centro do território português: o Abrigo do Ribeiro das Casas (Almeida), Abrigo de Segura (Idanha-a-Nova), Abrigos do Pego da Rainha (Mação), Abrigo do Lapedo (Leiria), Lapa dos Coelhos (Torres Novas), Lapa dos Louções (Arronches), Igreja dos Mouros (Arronches) e Abrigo Pinho Monteiro (Arronches). A análise das características formais e técnicas de execução (incluindo uma abordagem arqueométrica aplicada aos pigmentos) permitiram tecer considerações sobre a metodologia utilizada no momento de realização das pinturas. Através do estudo das características de implantação de cada sítio foi possível estabelecer quatro padrões de localização dos abrigos pintados, que, juntamente com a descrição sistemática dos motivos representados e sua interligação permitiram a criação de uma periodização em dois períodos distintos. Numa primeira fase, temos a iconografia de transição das comunidades recolectoras para os primeiros grupos agro-pastoris, que exibe ainda pormenores da imaginética paleolítica, surgindo zoomorfos de grandes dimensões e antropomorfos com caracteres formais, correspondendo assim a uma arte pré-esquemática. Com a consolidação do sistema agro-pastoril, a sedentarização e a complexificação económico-social, os esquemas de antropização da paisagem e do mundo conceptual colectivo alteram-se profundamente, originando representações reduzidas aos seus elementos mais básicos, tornando-se totalmente esquemáticas. Ocorre uma transmutação dos motivos em ideogramas, dando origem ao segundo período intitulado de arte esquemática ideográfica, cujo enquadramento cronológico abarca o período compreendido entre o Neolítico Final e o início da Idade do Bronze. Segundo muitos autores, a arte esquemática peninsular deverá ser vista como um processo muito heterogéneo resultante das próprias dinâmicas das comunidades que a produziram, e deste modo apenas passível de ser analisada num âmbito regional alargado. Por estas razões a periodização estabelecida deverá, por agora, ser aplicada apenas à área geográfica em estudo na presente dissertação

Molecular structure and functional analysis of runx3 in zebrafish

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Universidade do Algarve, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, 2014

Identification and molecular characterization of bone-related micrornas: functional implications

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2014

Estudo de alguns aspectos da biologia reprodutiva da espécie Sepia officinallis (Linnaeus, 1758) na Ria Formosa

Dissertação de Mestrado, Recursos Biológicos do Mar, Unidade de Ciências e Tecnologias dos Recursos Aquáticos, Universidade do Algarve, 1998

Comparing Zostera and Spartina environments in relation to carbon burial: a sedimentary and geochemical approach from Ria Formosa

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Characterization of TRIB2 following PI3K inhibition

Dissertação de mestrado, Oncobiologia,(Mecanismos Moleculares do Cancro), Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Technical and economic viability of traps in the portuguese fishery of deepwater rose shrimp (Parapenaeus longirostris)

Dissertação de mestrado, Aquacultura e Pescas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

A global assessment of the effectiveness of different protection levels in marine protected areas of tropical waters, following a new categorization

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Ecofisiologia de Gelidium sesquipedale: efeitos da temperatura e intensidade luminosa na fotossíntese

Dissertação de mestrado, Aquacultura, Unidade de Ciências e Tecnologias dos Recursos Aquáticos, Universidade do Algarve, 1998

Caracterização funcional da microalga extremófila Coccomyxa sp.

Dissertação de mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Estudo da atividade protetora de extratos vegetais contra stresse genotóxico

Dissertação de mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Inclusão da microalga (Phaedactylum tricornutum) em rações de acabamento para dourada: efeito na pigmentação e outros atributos da qualidade

Dissertação de mestrado, Aquacultura, Faculdade de Ciências e Tecnologias, Universidade do Algarve, 2015

Effect of elevated CO2 concentrations and irradiance on the photosynthetic performance of the seagrass Cymodocea nodosa

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015