Bayesian analysis for a skew extension of the multivariate null intercept measurement error model

Skew-normal distribution is a class of distributions that includes the normal distributions as a special case. In this paper, we explore the use of Markov Chain Monte Carlo (MCMC) methods to develop a Bayesian analysis in a multivariate, null intercept, measurement error model [R. Aoki, H. Bolfarine, J.A. Achcar, and D. Leao Pinto Jr, Bayesian analysis of a multivariate null intercept error-in -variables regression model, J. Biopharm. Stat. 13(4) (2003b), pp. 763-771] where the unobserved value of the covariate (latent variable) follows a skew-normal distribution. The results and methods are applied to a real dental clinical trial presented in [A. Hadgu and G. Koch, Application of generalized estimating equations to a dental randomized clinical trial, J. Biopharm. Stat. 9 (1999), pp. 161-178].

MODELING THE EVOLUTION OF COMPLEX NETWORKS THROUGH THE PATH-STAR TRANSFORMATION AND OPTIMAL MULTIVARIATE METHODS

The topology of real-world complex networks, such as in transportation and communication, is always changing with time. Such changes can arise not only as a natural consequence of their growth, but also due to major modi. cations in their intrinsic organization. For instance, the network of transportation routes between cities and towns ( hence locations) of a given country undergo a major change with the progressive implementation of commercial air transportation. While the locations could be originally interconnected through highways ( paths, giving rise to geographical networks), transportation between those sites progressively shifted or was complemented by air transportation, with scale free characteristics. In the present work we introduce the path-star transformation ( in its uniform and preferential versions) as a means to model such network transformations where paths give rise to stars of connectivity. It is also shown, through optimal multivariate statistical methods (i.e. canonical projections and maximum likelihood classification) that while the US highways network adheres closely to a geographical network model, its path-star transformation yields a network whose topological properties closely resembles those of the respective airport transportation network.

Intrinsically Multivariate Predictive Genes

Canalizing genes possess such broad regulatory power, and their action sweeps across a such a wide swath of processes that the full set of affected genes are not highly correlated under normal conditions. When not active, the controlling gene will not be predictable to any significant degree by its subject genes, either alone or in groups, since their behavior will be highly varied relative to the inactive controlling gene. When the controlling gene is active, its behavior is not well predicted by any one of its targets, but can be very well predicted by groups of genes under its control. To investigate this question, we introduce in this paper the concept of intrinsically multivariate predictive (IMP) genes, and present a mathematical study of IMP in the context of binary genes with respect to the coefficient of determination (CoD), which measures the predictive power of a set of genes with respect to a target gene. A set of predictor genes is said to be IMP for a target gene if all properly contained subsets of the predictor set are bad predictors of the target but the full predictor set predicts the target with great accuracy. We show that logic of prediction, predictive power, covariance between predictors, and the entropy of the joint probability distribution of the predictors jointly affect the appearance of IMP genes. In particular, we show that high-predictive power, small covariance among predictors, a large entropy of the joint probability distribution of predictors, and certain logics, such as XOR in the 2-predictor case, are factors that favor the appearance of IMP. The IMP concept is applied to characterize the behavior of the gene DUSP1, which exhibits control over a central, process-integrating signaling pathway, thereby providing preliminary evidence that IMP can be used as a criterion for discovery of canalizing genes.

A multivariate ultrastructural errors-in-variables model with equation error

This paper deals with asymptotic results on a multivariate ultrastructural errors-in-variables regression model with equation errors Sufficient conditions for attaining consistent estimators for model parameters are presented Asymptotic distributions for the line regression estimators are derived Applications to the elliptical class of distributions with two error assumptions are presented The model generalizes previous results aimed at univariate scenarios (C) 2010 Elsevier Inc All rights reserved

Multivariate measurement error models based on scale mixtures of the skew-normal distribution

Scale mixtures of the skew-normal (SMSN) distribution is a class of asymmetric thick-tailed distributions that includes the skew-normal (SN) distribution as a special case. The main advantage of these classes of distributions is that they are easy to simulate and have a nice hierarchical representation facilitating easy implementation of the expectation-maximization algorithm for the maximum-likelihood estimation. In this paper, we assume an SMSN distribution for the unobserved value of the covariates and a symmetric scale mixtures of the normal distribution for the error term of the model. This provides a robust alternative to parameter estimation in multivariate measurement error models. Specific distributions examined include univariate and multivariate versions of the SN, skew-t, skew-slash and skew-contaminated normal distributions. The results and methods are applied to a real data set.

Bias correction in a multivariate normal regression model with general parameterization

This paper derives the second-order biases Of maximum likelihood estimates from a multivariate normal model where the mean vector and the covariance matrix have parameters in common. We show that the second order bias can always be obtained by means of ordinary weighted least-squares regressions. We conduct simulation studies which indicate that the bias correction scheme yields nearly unbiased estimators. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Multivariate Analysis for the Classification Differentiation of Brazilian Sugarcane Spirits by Analysis of Organic and Inorganic Compounds

Brazilian sugarcane spirits were analyzed to elucidate similarities and dissimilarities by principal component analysis. Nine aldehydes, six alcohols, and six metal cations were identified and quantified. Isobutanol (LD 202.9 mu gL-1), butiraldehyde (0.08-0.5 mu gL-1), ethanol (39-47% v/v), and copper (371-6068 mu gL-1) showed marked similarities, but the concentration levels of n-butanol (1.6-7.3 mu gL-1), sec-butanol (LD 89 mu gL-1), formaldehyde (0.1-0.74 mu gL-1), valeraldehyde (0.04-0.31 mu gL-1), iron (8.6-139.1 mu gL-1), and magnesium (LD 1149 mu gL-1) exhibited differences from samples.

Production and body composition traits of broilers in relation to breast weight evaluated by path analysis

Breast weight has great economic importance in poultry industry, and may be associated with other variables. This work aimed to estimate phenotypic correlations between performance (live body weight at 7 and 28 days, and at slaughter, and depth of the breast muscle measured by ultrasonography), carcass (eviscerated body weight and leg weight) and body composition (heart, liver and abdominal fat weight) traits in a broiler line, and quantify the direct and indirect influence of these traits on breast weight. Path analysis was used by expanding the matrix of partial correlation in coefficients which give the direct influence of one trait on another, regardless the effect of the other traits. The simultaneous maintenance of live body weight at slaughter and eviscerated body weight in the matrix of correlations might be harmful for statistical analysis involving systems of normal equations, like path analysis, due to the observed multicollinearity. The live body weight at slaughter and the depth of the breast muscle as measured by ultrasonography directly affected breast weight and were identified as the most responsible factors for the magnitude of the correlation coefficients obtained between the studied traits and breast weight. Individual pre-selection for these traits could favor an increased breast weight in the future reproducer candidates of this line if the broilers' environmental conditions and housing are maintained, since the live body weight at slaughter and the depth of breast muscle measured by ultrasonography were directly related to breast weight.

A contribution to the phytogeography of Brazilian campos: an analysis based on Poaceae

Twenty areas from eight Brazilian states were compared according to a list of 224 species of Poaceae. In order to determinate affinity patterns between the areas, a binary matrix was submitted to cluster and ordination analysis. The patterns found were then faced to climate and geographic position. The scores corresponding to the areas obtained from the cluster analysis showed a strong correlation to temperature. The scores corresponding to the species suggest a gradient that associates distribution patterns to the photosynthetic pathway (C3 or C4). The current results suggest that the traditional classification of the Southern American grasslands might require some modification in order to be broadly applicable in the Brazilian context.

Allometric models for estimating the phytomass of a secondary Atlantic Forest area of southeastern Brazil

The purpose of this study was to develop and validate equations to estimate the aboveground phytomass of a 30 years old plot of Atlantic Forest. In two plots of 100 m², a total of 82 trees were cut down at ground level. For each tree, height and diameter were measured. Leaves and woody material were separated in order to determine their fresh weights in field conditions. Samples of each fraction were oven dried at 80 °C to constant weight to determine their dry weight. Tree data were divided into two random samples. One sample was used for the development of the regression equations, and the other for validation. The models were developed using single linear regression analysis, where the dependent variable was the dry mass, and the independent variables were height (h), diameter (d) and d²h. The validation was carried out using Pearson correlation coefficient, paired t-Student test and standard error of estimation. The best equations to estimate aboveground phytomass were: lnDW = -3.068+2.522lnd (r² = 0.91; s y/x = 0.67) and lnDW = -3.676+0.951ln d²h (r² = 0.94; s y/x = 0.56).

Estádio sucessional e fatores geográficos como determinantes da similaridade florística entre comunidades florestais no Planalto Atlântico, Estado de São Paulo, Brasil

A análise das relações de similaridade florística entre comunidades geralmente conduz ao estabelecimento de padrões, condicionados por fatores diversos que determinam a ocorrência ou não das espécies em diferentes locais. Em busca de tais padrões, foram analisadas as relações de similaridade florística entre comunidades florestais localizadas na região do Planalto de Ibiúna, estado de São Paulo, Brasil. Incluíram-se na análise 21 fragmentos florestais e seis sítios em uma Reserva Florestal contínua, sendo que a composição florística e a estrutura da comunidade arbórea (DAP mínimo 5 cm) em cada local foram amostradas pelo método de quadrantes. Aplicaram-se dois métodos de análises multivariadas: 1) Análise de Correspondência Destendenciada (DCA), com base no índice de similaridade de Sørensen; e 2) Divisão Hierárquica Dicotômica (TWINSPAN). A similaridade florística foi mais elevada entre comunidades em estádios sucessionais semelhantes, especialmente se estivessem geograficamente próximas. Há um gradiente florístico associado à latitude, indicando tratar-se de uma região de transição entre biomas. Nos sítios situados na face norte da região de estudo estão presentes espécies que também ocorrem no cerradão e em floresta estacional semidecidual, enquanto nos sítios situados na face sul prevalecem espécies características da floresta ombrófila densa.

Modelos preditores da fitomassa aérea da Floresta Baixa de Restinga

Este estudo teve como objetivo desenvolver modelos preditores de fitomassa epigéa da vegetação arbórea da Floresta Baixa de Restinga. Foram selecionadas 102 árvores de 29 espécies ocorrentes na área de estudo e 102 indivíduos de jerivá (Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman), distribuídos proporcionalmente entre as classes de diâmetro da vegetação arbórea. As árvores foram cortadas, ao nível do solo e foram medidos a altura total e o diâmetro à altura do peito (DAP) de cada árvore. As folhas foram separadas do lenho e a massa fresca da porção lenhosa e foliar medidas separadamente. Amostras de cada fração foram secas a 70 °C, até peso constante, para determinação da massa seca das árvores. Os modelos foram desenvolvidos através de análise de regressão linear, sendo a variável dependente a massa seca (MS) das árvores e as variáveis independentes a altura (h), o diâmetro a altura do peito (d) e as relações d² h e d² h multiplicada pela densidade da madeira (ρ d² h). Os modelos desenvolvidos indicam que o diâmetro explica grande parte da variabilidade da fitomassa das árvores da restinga e a altura é a variável explanatória da equação específica para o jerivá. Os modelos selecionados foram: ln MS (kg) = -1,352 + 2,009 ln d (R² = 0,96; s yx = 0,34) para a comunidade vegetal sem jerivá, ln MS (kg) = -2,052 + 0,801 ln d² h (R² = 0,94; s yx = 0,38) para a comunidade incluindo o jerivá, e ln MS (kg) = -0,884 + 2,40 ln h (R² = 0,92; s yx = 0,49) para o jerivá.

Origem e dispersão dos Tupiguarani: o que diz a morfologia craniana?

A origem e a dispersão dos povos Tupiguarani têm sido intensamente debatidas entre arqueólogos e linguistas nas últimas cinco décadas. Em resumo, pode-se dizer que a ideia de que esses povos, que ocuparam grande parte do território brasileiro e parte da Bolívia, do Paraguai, do Uruguai e da Argentina, tiveram sua etnogênese na Amazônia e dali partiram para o leste e para o sul, por volta de 2.500 anos antes do presente, é bastante aceita entre os especialistas, embora uma dispersão no sentido oposto, isto é, do sul para o norte, com origem na bacia do Tietê-Paraná, não seja completamente descartada. Entre os arqueólogos que consideram a Amazônia como berço desses povos, alguns acreditam que esse surgimento se deu na Amazônia central. Outros acreditam que a etnogênese Tupiguarani ocorreu no sudoeste da Amazônia, onde hoje se concentra a maior diversidade linguística do tronco Tupi. Neste trabalho, a morfologia de 19 crânios associados à cerâmica Tupiguarani ou etnograficamente classificados como tais foram comparados a várias séries cranianas pré-históricas e etnográficas brasileiras por meio de estatísticas multivariadas. Duas técnicas multivariadas foram empregadas: Análise de Componentes Principais, aplicada sobre os centróides de cada série, e Distâncias de Mahalanobis, aplicadas aos dados individuais. Os resultados obtidos sugerem uma origem amazônica para os povos Tupiguarani, sobretudo pela forte associação encontrada entre crânios Tupi e Guarani do sudeste e do sul brasileiro e dos Tupi do norte do Brasil, com os espécimes provenientes da ilha de Marajó incluídos no estudo.

Padrões espaciais na distribuição de abelhas Euglossina (Hymenoptera, Apidae) da região Neotropical

Abelhas das orquídeas (Apini, Euglossina) apresentam distribuição principalmente Neotropical, com cerca de 200 espécies e cinco gêneros descritos. Muitos levantamentos locais de fauna estão disponíveis na literatura, mas estudos comparativos sobre a composição e distribuição dos Euglossina são ainda escassos. O objetivo deste estudo é analisar os dados disponíveis de 29 assembleias a fim de entender os padrões gerais de distribuição espacial nas áreas amostradas ao longo do Neotrópico. Métodos de ordenação (DCA e NMDS) foram utilizados para descrever os agrupamentos de assembleias de acordo com as ocorrências de abelhas das orquídeas. As localidades de florestas da América Central e da Amazônia formaram grupos coesos em ambas as análises, enquanto as localidades de Mata Atlântica ficaram mais dispersas nos gráficos. Localidades na margem leste da Amazônia aparecem como áreas de transição características entre esta sub-região e a Mata Atlântica. As análises de variância entre o primeiro eixo da DCA e variáveis selecionadas apresentaram valores significantes quanto à influência dos gradientes de latitude, longitude e precipitação, bem como das sub-regiões biogeográficas nos agrupamentos das assembleias. O padrão geral encontrado é congruente com os padrões biogeográficos previamente propostos para a região Neotropical. Os resultados do DCA auxiliam ainda a identificar, de forma independente, os elementos das faunas de cada uma das formações vegetais estudadas.

Dimorfismo sexual alar em Aedes scapularis (Diptera: Culicidae)

A detecção do sexo de mosquitos da família Culicidae é importante em estudos faunísticos e epidemiológicos, pois somente as fêmeas possuem competência vetora para patógenos. O dimorfismo sexual de genitália e de apêndices cefálicos é, em geral, facilmente visível em culicídeos. As asas também podem ser dimórficas e assim poderiam complementar o procedimento de sexagem. No entanto, tal distinção não é facilmente notável à observação direta. Visando descrever formalmente o dimorfismo sexual alar em Aedes scapularis, um culicídeo vetorialmente competente para arbovírus e filárias, asas de machos e fêmeas foram comparadas usando-se métodos de morfometria geométrica e análise estatística multivariada. Nestas análises, populações dos municípios São Paulo e Pariquera-Açu (Estado de São Paulo) foram amostradas. A forma das asas mostrou evidente dimorfismo sexual, o que permitiu um índice de acurácia de 100% em testes-cegos de reclassificação, independentemente da origem geográfica. Já o tamanho alar foi sexualmente dimórfico apenas na população de São Paulo. Aparentemente, a forma alar é evolutivamente mais estável que o tamanho, interpretação que está de acordo com a teoria de Dujardin (2008b), de que a forma alar de insetos seria composta por caracteres genéticos quantitativos e pouco influenciada por fatores não-genéticos, enquanto que o tamanho alar seria predominantemente determinado por plasticidade decorrente de influências ambientais.