Synthesis of Pt/Ag bimetallic nanorattle with Au core

A straightforward combination of the seeding growth method and replacement reaction allowed for the formation of a nanorattle composed of a gold core and Pt/Ag shell. The size, structure, and composition of the Pt/Ag rattle-type nanostructure were confirmed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectrometry.

Restructuring of a zooplankton community by perturbation from a wind-forced coastal jet

The impact of transient wind events on an established zooplankton community was observed during a, field survey in a, coastal region off northern Norway in May 2002. A transient wind event induced a coastal jet/filament intrusion of warm, saline water into our survey area where a semi-permanent eddy was present. There was an abrupt change in zooplankton community structure within 4-7 days of the wind event, with a change in the size structure, an increase in lower size classes less than 1 mm in equivalent spherical diameter (ESD) and a decrease in larger size classes greater than 1.5 mm in ESD. The slope of zooplankton biovolume spectra changed from -0.6 to -0.8, consistent with the size shifting towards smaller size classes. This study shows that even well established zooplankton communities are susceptible to restructuring during transient wind events, and in particular when wind forcing induces horizontal currents or filaments.

Rola środków Wspólnej Polityki Rolnej Unii Europejskiej w przekształceniach rolnictwa w województwie wielkopolskim

Nauk Geograficznych i Geologicznych:Geografii Społeczno-Ekonomicznej i Gospodarki Przestrzennej

Markovian bulk-arriving queues with state-dependent control at idle time

This paper considers a Markovian bulk-arriving queue modified to allow both mass arrivals when the queue is idle and mass departures which allow for the possibility of removing the entire workload. Properties of queues which terminate when the server becomes idle are developed first, since these play a key role in later developments. Results for the case of mass arrivals, but no mass annihilation, are then constructed with specific attention being paid to recurrence properties, equilibrium queue-size structure, and waiting-time distribution. A closed-form expression for the expected queue size and its Laplace transform are also established. All of these results are then generalised to allow for the removal of the entire workload, with closed-form expressions being developed for the equilibrium size and waiting-time distributions.

Competition Drives Clumpy Species Coexistence in Estuarine Phytoplankton

Understanding the mechanisms that maintain biodiversity is a fundamental problem in ecology. Competition is thought to reduce diversity, but hundreds of microbial aquatic primary producers species coexist and compete for a few essential resources (e.g., nutrients and light). Here, we show that resource competition is a plausible mechanism for explaining clumpy distribution on individual species volume (a proxy for the niche) of estuarine phytoplankton communities ranging from North America to South America and Europe, supporting the Emergent Neutrality hypothesis. Furthermore, such a clumpy distribution was also observed throughout the Holocene in diatoms from a sediment core. A Lotka-Volterra competition model predicted position in the niche axis and functional affiliation of dominant species within and among clumps. Results support the coexistence of functionally equivalent species in ecosystems and indicate that resource competition may be a key process to shape the size structure of estuarine phytoplankton, which in turn drives ecosystem functioning.

Comparisons of zooplankton time series

Evidence for climate-correlated low frequency variability of various components of marine ecosystems has accumulated rapidly over the past 2 decades. There has also been a growing recognition that society needs to learn how the fluctuations of these various components are linked, and to predict the likely amplitude and steepness of future changes. Demographic characteristics of marine zooplankton make them especially suitable for examining variability of marine ecosystems at interannual to decadal time scales. Their life cycle duration is short enough that there is little carryover of population membership from year to year, but long enough that variability can be tracked with monthly-to-seasonal sampling. Because zooplankton are rarely fished, comparative analysis of changes in their abundance can greatly enhance our ability to evaluate the importance of and interaction between physical environment, food web, and fishery harvest as causal mechanisms driving ecosystem level changes. A number of valuable within-region analyses of zooplankton time series have been published in the past decade, covering a variety of modes of variability including changes in total biomass, changes in size structure and species composition, changes in spatial distribution, and changes in seasonal timing. But because most zooplankton time series are relatively short compared to the time scales of interest, the statistical power of local analyses is often low, and between-region and between-variable comparisons are also needed. In this paper, we review the results of recent within- and between-region analyses, and suggest some priorities for future work.

Plankton indicators and ocean observing systems: support to the marine ecosystem state assessment

Ecological indicators are used extensively as tools to manage environmental resources. In the oceans, indicators of plankton can be measured using a variety of observing systems including: mooring stations, ships, autonomous floats and ocean colour remote sensing. Given the broad range of temporal and spatial sampling resolutions of these different observing systems, as well as discrepancies in measurements obtained from different sensors, the estimation and interpretation of plankton indicators can present significant challenges. To provide support to the assessment of the state of the marine ecosystem, we propose a suite of plankton indicators and subsequently classify them in an ecological framework that characterizes key attributes of the ecosystem. We present two case studies dealing with plankton indicators of biomass, size structure and phenology, estimated using the most spatially extensive and longest in situ and remote-sensing observations. Discussion of these studies illustrates how some of the challenges in estimating and interpreting plankton indicators may be addressed by using for example relative measurement thresholds, interpolation procedures and delineation of biogeochemical provinces. We demonstrate that one of the benefits attained, when analyzing a suite of plankton indicators classified in an ecological framework, is the elucidation of non-trivial changes in composition, structure and functioning of the marine ecosystem.

Biodiversity among mussels: separating the influence of sizes of mussels from the ages of patches

The role of habitat structure in controlling the composition of assemblages has often been studied, but is rarely manipulated so that it is distinguishable from other factors. Differences in habitat structure as determined by differences in mussel size structure may affect the diversity of assemblages associated with mussel beds. Previous studies examining the effect of the size of individual mussels in a patch on the diversity of associated macro-faunal assemblages confounded the age of the patch with the size of the mussels. We manipulated the age of mussel patches and the size of the mussels within them to test experimentally whether the size of mussels influenced the structure of associated assemblages. At one of the two locations considered, the structure of macro-faunal assemblages in patches of larger mussels differed significantly from those in patches of the same age composed of smaller mussels. At this location, the size of mussels did not affect species richness but the abundance and proportion of organisms present differed depending on the size of the mussels. Here patches of larger mussels contained greater numbers of Nematodes and Oligochaetes and a lower abundance of taxa, such as faera forsmani and Lepidonotus clava. We also found that invertebrate assemblages in general differed between the two locations. The effect of the size structure of mussels, however, varied spatially demonstrating that the effect of habitat structure on the diversity of associated assemblages is context dependent.

Emerging asymmetric interactions between forage and predator fisheries impose management trade-offs

A size and trait-based marine community model was used to investigate interactions, with potential implications for yields, when a fishery targeting forage fish species (whose main adult diet is zooplankton) co-occurs with a fishery targeting larger-sized predator species. Predicted effects on the size structure of the fish community, growth and recruitment of fishes, and yield from the fisheries were used to identify management trade-offs among the different fisheries. Results showed that moderate fishing on forage fishes imposed only small effects on predator fisheries, whereas predator fisheries could enhance yield from forage fisheries under some circumstances.

Stock-recruitment relations controlled by feeding interactions alone

Stock-recruitment (S-R) relationships are the centrepiece of fisheries management aimed at achieving maximum sustainable yield (MSY). Here we consider the possibility that the density dependence evident in S-R relations is controlled by feeding interactions alone. We simulate a food-web model with dynamic representations of intra- and interspecific size structure and a linear relation between food intake and hatchling production of adults. Population sizes of individual stocks are modified by imposing additional mortality. The predominant functional forms and the steepness of resulting S-R relationships agree well with observations. We conclude that recruitment is plausibly regulated by feeding interactions alone.

Predicting forest attributes In southeast Alaska using artificial neural networks

Artificial neural network (ANN) methods are used to predict forest characteristics. The data source is the Southeast Alaska (SEAK) Grid Inventory, a ground survey compiled by the USDA Forest Service at several thousand sites. The main objective of this article is to predict characteristics at unsurveyed locations between grid sites. A secondary objective is to evaluate the relative performance of different ANNs. Data from the grid sites are used to train six ANNs: multilayer perceptron, fuzzy ARTMAP, probabilistic, generalized regression, radial basis function, and learning vector quantization. A classification and regression tree method is used for comparison. Topographic variables are used to construct models: latitude and longitude coordinates, elevation, slope, and aspect. The models classify three forest characteristics: crown closure, species land cover, and tree size/structure. Models are constructed using n-fold cross-validation. Predictive accuracy is calculated using a method that accounts for the influence of misclassification as well as measuring correct classifications. The probabilistic and generalized regression networks are found to be the most accurate. The predictions of the ANN models are compared with a classification of the Tongass national forest in southeast Alaska based on the interpretation of satellite imagery and are found to be of similar accuracy.

Gorgonians of the South of Portugal: biology, ecology and conservation

O papel ecológico das gorgónias (Octocorallia: Alcyonacea) nos fundos marinhos rochosos é mundialmente reconhecido. Contudo, a informação acerca da ecologia e biologia das espécies de gorgónias nas zonas temperadas do NE Atlântico é manifestamente escassa, especialmente tendo em consideração as actuais perturbações globais, regionais e locais. Nos fundos rochosos da costa algarvia até aos 30 m, verificouse que várias espécies de gorgónias são abundantes e frequentes, nomeadamente Eunicella labiata, Eunicella gazella, Eunicella verrucosa, Leptogorgia lusitanica e Leptogorgia sarmentosa. As populações de gorgónias são co-dominadas por diferentes espécies que apresentaram elevados índices de associação, indicando reduzidos níveis de competição entre elas. Em todo o caso, a estrutura dos povoamentos diferiu com as condições locais. Todas as espécies evidenciaram padrões de distribuição semelhantes ao longo do gradiente de profundidade, i.e. a abundância aumenta significamente com a profundidade após os 15 m. A profundidades mais baixas (até aos 15 m), a distribuição das gorgónias parece ser condicionada por factores abióticos e pela competição com algas. Com efeito, os padrões de distribuição espacial das espécies de gorgónias na costa algarvia são determinados pela interacção de pressões naturais e antropogénicas (ex. pesca). Ainda que as colónias de maior tamanho não tenham sido restritas a áreas menos pescadas, em áreas mais perturbadas pela pesca, a distribuição dos tamanhos das colónias estava maioritariamente desviada para tamanhos mais pequenos. Os efeitos das perturbações naturais nas populações de gorgónias foram evidenciados pela ocorrência de padrões demográficos distintos em áreas vizinhas sujeitas a níveis semelhantes de pressões antropogénicas. Estes estudos demonstraram, ainda, que os efeitos na distribuição de frequências de tamanho das colónias são dependentes das espécies de gorgónias em causa: Eunicella labiata não parece ser afectada; Leptogorgia sarmentosa é tendencialmente afectada por pressões antropogénicas; Eunicella gazella e Leptogorgia lusitanica aparentam ser afectadas, quer por pressões naturais, quer por pressões antropogénicas. Os efeitos verificados nos padrões da distribuição de frequências de tamanho, particularmente a tendência para o desvio destas frequências para tamanhos mais pequenos em áreas sujeitas a perturbações, poderão ter consequências para a biodiversidade dos fundos sublitorais rochosos na costa algarvia. Com efeito, o presente estudo apoia o paradigma geral de que os corais são habitats que suportam comunidades de elevada biodiversidade e abundância. Num dos poucos estudos que examinam a relação entre as gorgónias e as suas comunidades de invertebrados epibentónicos, foi verificado que as gorgónias (Eunicella gazella e Leptogorgia lusitanica) sustentam comunidades ricas (11 phyla, 181 taxa) e abundantes (7284 indivíduos). Estas comunidades são dominadas por anfípodes, mas os poliquetas tiveram um grande contributo para os níveis elevados de biodiversidade. Verificou-se, igualmente, que o tamanho da colónia desempenha um papel fundamental na biodiversidade, na medida em que as colónias de menor tamanho apresentaram um contributo mais baixo, comparativamente às médias e grandes. Ainda que ambas as gorgónias partilhem a maioria das espécies amostradas, 11 e 18 taxa foram exclusivos de Eunicella gazella e Leptogorgia lusitanica, respectivamente (excluindo indivíduos com presenças únicas). No entanto, a maioria destes taxa eram ou pouco abundantes ou pouco frequentes. A excepção foi a presença de planárias (Turbellaria) de coloração branca nas colónias de Eunicella gazella, provavelmente beneficiando do efeito de camuflagem proporcionado pelos ramos com a mesma coloração. Com efeito, a complementaridade entre as comunidades epibentónicas associadas a ambas as gorgónias diminuiu quando usados os dados de presença/ausência, sugerindo que os padrões de biodiversidade são mais afectados pelas alterações na abundância relativa das espécies dominantes do que pela composição faunística. As comunidades de epifauna bentónica associadas a estas gorgónias não só apresentaram valores elevados de ®-diversidade, como de ¯- diversidade, resultantes de padrões intrincados de variabilidade na sua composição e estrutura. Ainda que o conjunto de espécies disponíveis para colonização seja, na generalidade, o mesmo para ambos os locais, cada colónia apresenta uma parte deste conjunto. Na sua totalidade, as colónias de gorgónias poderão funcionar como uma metacomunidade, mas a estrutura das comunidades associadas a cada colónia (ex. número total de espécies e abundância) parecem depender dos atributos da colónia, nomeadamente superfície disponível para colonização (altura, largura e área), complexidade e heterogeneidade (dimensão fractal e lacunaridade, respectivamente) e cobertura epibentónica “colonial” (ex. fauna colonial e algas macroscópicas; CEC). Numa primeira tentativa para quantificar a relação entre as gorgónias e os invertebrados epibentónicos a elas associados (em termos de abundância e riqueza específica), verificou-se que a natureza e a intensidade destas relações dependem da espécie hospedeira e variam para os grupos taxonómicos principais. No entanto, independentemente do grupo taxonómico, a riqueza específica e a abundância estão significativamente correlacionadas com a CEC. Com efeito, a CEC provavelmente devido a um efeito trófico (aumento da disponibilidade alimentar directo ou indirecto), combinado com a superfície disponível para colonização (efeito espécies-área) foram as variáveis mais relacionadas com os padrões de abundância e riqueza específica. Por outro lado, ainda que a complexidade estrutural seja frequentemente indicada como um dos factores responsáveis pela elevada diversidade e abundância das comunidades bentónicas associadas a corais, a dimensão fractal e a lacunaridade apenas foram relevantes nas comunidades associadas a Leptogorgia lusitanica. A validade do paradigma que defende que a complexidade estrutural promove a biodiversidade poderá ser, então, dependente da escala a que se realizam os estudos. No caso das gorgónias, o efeito da complexidade ao nível dos agregados de gorgónias poderá ser muito mais relevante do que ao nível da colónia individual, reforçando a importância da sua conservação como um todo, por forma a preservar a diversidade de espécies hospedeiras, o seu tamanho e estrutura. Actividades antropogénicas como a pesca, podem, ainda, ter efeitos negativos ao nível da reprodução de espécies marinhas. Analogamente ao verificado para os padrões de distribuição espacial das populações de gorgónias na costa algarvia, a informação relativa à sua reprodução é igualmente escassa. Os estudos realizados em populações de Eunicella gazella a 16m de profundidade, demonstraram que o desenvolvimento anual das estruturas reprodutivas é altamente sincronizado entre os sexos. A razão entre sexos na população foi de 1.09 (F:M), encontrando-se perto da paridade. A espermatogénese estende-se por 6 a 8 meses, enquanto que a oogénese é mais demorada, levando mais de um ano para que os oócitos se desenvolvam até estarem maduros. Antes da libertação dos gâmetas, foi observada uma elevada fecundidade nas fêmeas (27.30§13.24 oócitos pólipo−1) e nos machos (49.30§31.14 sacos espermáticos pólipo−1). Estes valores encontram-se entre os mais elevados reportados à data para zonas temperadas. A libertação dos gâmetas (não há evidência de desenvolvimento larvar, nem à superfície da colónia, nem no seu interior) occorre em Setembro/ Outubro, após um período de elevada temperatura da água do mar. As fêmeas emitem oócitos maduros de elevadas dimensões, retendo, todavia, os oócitos imaturos que se desenvolvem apenas na época seguinte. Ainda que o efeito da pesca nas populações de gorgónias da costa do Algarve seja perceptível, às taxas actuais, o mergulho recreativo não aparenta afectar seriamente estas populações. Contudo, sendo uma indústria em expansão e conhecendo-se a preferência de mergulhadores por áreas rochosas naturais ricas em espécies bentónicas, futuramente poderá vir a afectar estes habitats. A monitorização de mergulhadores na costa algarvia mostrou que a sua maioria (88.6 %) apresenta comportamentos que podem impactar o habitat, com uma taxa média de contactos de 0.340§0.028 contactos min−1. Esta taxa foi mais elevada em mergulhadores com moderada experiência e na fase inicial do mergulho (0–10 min). Os contactos com as barbatanas e mãos foram comuns, resultando, maioritariamente, na resuspensão do sedimento, mas geralmente apresentando um impacto reduzido. Todavia, a fauna também foi afectada, quer por danos físicos, quer pela interacção com os mergulhadores, e num cenário de expansão significativa desta actividade, os impactos na fauna local poderão aumentar, com consequências para os ecossistemas de fundos rochosos da costa sul de Portugal. Na sua globalidade, a informação recolhida nos estudos que contemplam esta tese, por ser em grande parte totalmente nova para a região, espera-se que contribua para a gestão da zona costeira do Algarve.

Novel particulate antibiotic-loaded platforms as sustained drug delivery systems for bone infection treatment

Tese de doutoramento, Farmácia (Tecnologia Farmacêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2015

Análise de uma amostragem de caça submarina na Ilha Terceira, no período de 1992 a 2012 : comparação com dados de pesca artesanal

Dissertação de Mestrado em Gestão e Conservação da Natureza.

Two-dimensional Photonic Crystals Fabricated by Nanoimprint Lithography

We report on the process parameters of nanoimprint lithography (NIL) for the fabrication of two-dimensional (2-D) photonic crystals. The nickel mould with 2-D photonic crystal patterns covering the area up to 20mm² is produced by electron-beam lithography (EBL) and electroplating. Periodic pillars as high as 200nm to 250nm are produced on the mould with the diameters ranging from 180nm to 400nm. The mould is employed for nanoimprinting on the poly-methyl-methacrylate (PMMA) layer spin-coated on the silicon substrate. Periodic air holes are formed in PMMA above its glass-transition temperature and the patterns on the mould are well transferred. This nanometer-size structure provided by NIL is subjective to further pattern transfer.