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.

Mucociliary clearance in cystic fibrosis: Physiology and pharmacological treatments

The understanding of how mutations of the cystic fibrosis gene results in recurrent infection and the development of bronchiectasis is now well established. This review examines aspects of lung pathophysiology specifically, abnormal mucociliary clearance, inflammation and infection which are the basis of the daily symptoms encountered by people with cystic fibrosis. Other components of the lung epithelium and their potential contribution to cystic fibrosis disease are discussed. Therapeutic interventions which aim to target abnormal mucociliary clearance are summarized. © 2011 Elsevier Ltd.

Teaching the physiology of adaptation to hypoxic stress with the aid of a classic paper on high altitude by Houston and Riley

Many pathological conditions exist where tissues exhibit hypoxia or low oxygen tension. Hypoxic hypoxia arises when there is a reduction in the amount of oxygen entering the blood and occurs in healthy people at high altitude. In 1946, research sponsored by the United States Navy led to the collection and subsequent publication of masses of data demonstrating the physiological consequences and adaptations of ascent to high altitude. This article describes how a figure from a 1947 paper from the American Physiological Society Legacy collection (Houston CS, Riley RL. Respiratory and circulatory changes during acclimatization to high altitude. Am J Physiol 149: 565-588) may be used to allow students to review their understanding of some of the generalized effects of hypoxia on the body. In particular, this figure summarizes some of the adaptive responses that take place in the oxygen transport system as a consequence of prolonged hypoxia.

Polymorphism and physiology of arsenate tolerance in Holcus lanatus L. from an uncontaminated site

The polymorphism of arsenate tolerance in a Holcus lanatus L. population from an uncontaminated soil was investigated and a high percentage of tolerant individuals (65%) was found in the population studied. Influx of arsenate was highly correlated to arsenate tolerance within the population, with the most tolerant individuals having the lowest rates of arsenate influx. Isotherms for the high affinity arsenate uptake systems were determined in six tolerant and six non-tolerant genotypes. Tolerant plants had the lowest rates of arsenate influx. This was achieved by adaptation of the V_max of arsenate influx with the V_max of the high affinity uptake system saturating at lower substrate concentrations in the tolerant plants. The polymorphism is discussed with relation to adaptation to the extreme environments to which the plants are subjected on mine-spoil soils. © 1992 Kluwer Academic Publishers.

Effect of water chemistry on the physiology and toxicity assessment in Daphnia

Todos os sistemas aquáticos estão potencialmente expostos a alterações nos parâmetros da água em consequência de fenómenos ambientais tais como deposição ácida, lixiviação de iões dos solos e alterações climáticas. Dado que os parâmetros químicos da água estão geralmente correlacionados, é pertinente estudar os seus efeitos combinados para o biota aquático. Assim, o principal objetivo desta tese é avaliar a importância ecológica da variação simultânea dos principais parâmetros fisico-químicos da água nos parâmetros de história de vida dos crustáceos tanto na ausência como na presença de metais. Foram estudados os seguintes parâmetros: dureza (0.5 - 3.5 mM), alcalinidade (0.3 - 2.3 mM), pH (5.7 - 9.0) e temperatura (13 - 30ºC). A Daphnia magna foi usada como espécie modelo representando os crustáceos aquáticos. A variação simultânea da dureza e alcalinidade afetou significativamente o crescimento, reprodução e crescimento populacional de Daphnia; no entanto, os efeitos da dureza excederam os efeitos da alcalinidade. Pareceu haver interação entre a dureza e alcalinidade na reprodução dos dafnídeos, o que sugere que os efeitos da variação da dureza para Daphnia e provavelmente outros crustáceos poderão depender do nível de alcalinidade. O pH e dureza da água exerceram efeitos combinados para Daphnia, sendo os efeitos do pH mais pronunciados do que os efeitos da dureza. A diminuição do pH reduziu a sobrevivência, crescimento, reprodução, taxa de ingestão e crescimento populacional dos dafnídeos. No entanto, os efeitos do pH baixo foram mais adversos a baixa dureza, o que sugere uma interação entre estes parâmetros. Assim, a diminuição do pH em lagos de água mole pode ser um estressor determinante para os crustáceos sensíveis à acidez, ameaçando a sua sobrevivência e, consequentemente, afetando a estrutura das cadeias alimentares aquáticas. A temperatura e a química da água (dureza e alcalinidade) interagiram entre si nos parâmetros de história de vida de Daphnia; no entanto, os efeitos da temperatura excederam os efeitos da química da água. De um modo geral, temperaturas extremas reduziram o crescimento, reprodução e, consequentemente, o crescimento populacional de Daphnia. Os efeitos do aumento da temperatura foram mais adversos a baixa dureza e alcalinidade, aumentando a preocupação com os efeitos ecológicos do aquecimento global em águas moles. A dureza e alcalinidade da água também desempenharam um papel importante na toxicidade aguda e subletal (inibição da ingestão) dos metais para Daphnia. A diminuição da dureza aumentou a toxicidade aguda do zinco. Por outro lado, a diminuição da alcalinidade aumentou a toxicidade aguda e subletal do cobre, mas reduziu a toxicidade subletal do zinco, tornando evidente o importante papel da alcalinidade na toxicidade subletal dos metais para Daphnia. Globalmente, os parâmetros fisico-químicos da água parecem interagir entre si, afetando os parâmetros de história de vida e o crescimento populacional de Daphnia e também afetam a toxicidade dos metais. Em particular, a baixa dureza agrava os efeitos adversos da diminuição do pH, aumento da temperatura e toxicidade dos metais, o que aumenta a preocupação com os efeitos ecológicos da sua variação simultânea sobre os crustáceos e, portanto, sobre as cadeias alimentares aquáticas.

Physiology and metabolic profile of Moringa olifera and Eucalyptus globulus plants subjected to climate changes

As alterações climáticas emergentes têm um grande impacto no crescimento e desenvolvimento de espécies florestais, nomeadamente em espécies de valor industrial e medicinal, como é o caso do eucalipto (Eucalyptus globulus) e da moringa (Moringa oleifera). Assim, é urgente conhecer as respostas fisiológicas e entender as variações que ocorrem nos perfis metabólicos de espécies vegetais. Neste trabalho, plantas jovens de Eucalyptus globulus foram expostas a radiação UVB (12kJ/m2) e foram avaliadas as respostas fisiológicas e o perfil metabólico, um e onze dias após a aplicação da radiação. A dose de UVB usada não afetou as reações fotoquímicas nem as trocas gasosas, contudo ao nível do metabolismo do carbono (AST e amido) e do conteúdo de pigmentos verificaram-se pequenas alterações (AST e pigmentos). Através da análise do perfil metabólico de E. globulus foram encontrados compostos voláteis e semi-voláteis pertencentes às famílias dos terpenos, sesquiterpenos e aldeídos. Em geral, os sesquiterpenos e os álcoois monoterpénicos apresentaram uma tendência para manter e, em alguns casos, diminuir com o stress, enquanto que o grupos dos aldeídos aumentou e os monoterpenos apresentaram um comportamento mais heterogéneo. O E. globulus mostrou ser uma espécie tolerante à aplicação da dose de UVB usada neste trabalho. Por outro lado, plantas jovens de M. oleifera foram expostas a défice hídrico (DH). Um grupo de plantas foi recolhido um dia após o final da exposição e o outro grupo após onze dias do final da exposição. Foi avaliado o perfil metabólico desta espécie através de GC/MS. Os dados cromatográficos indicaram que em condições de stress (DH(1) e DH(11)), as quantidades de compostos associados a vias primárias e secundárias de defesa (como os alcanos, álcoois, ácidos carboxílicos, esteróis, aminoácidos e açucares) sofreram algumas alterações. As plantas analisadas 11 dias após a remoção do stress mostraram maiores variações do perfil de metabolitos. No entanto, tanto um como onze dias após a remoção do stress, as plantas apresentaram a formação de novos rebentos. Apesar do perfil de metabolitos ter sofrido algumas alterações, por não se registarem casos de morte, conclui-se que as plantas de moringa mostraram ser tolerantes aos tratamentos aplicados.