Quantifying heritable variation in fitness-related traits of wild, farmed and hybrid Atlantic salmon families in a wild river environment

Farmed fish are typically genetically different from wild conspecifics. Escapees from fish farms may contribute one-way gene flow from farm to wild gene pools, which can depress population productivity, dilute local adaptations and disrupt coadapted gene complexes. Here, we reanalyse data from two experiments (McGinnity et al., 1997, 2003) where performance of Atlantic salmon (Salmo salar) progeny originating from experimental crosses between farm and wild parents (in three different cohorts) were measured in a natural stream under common garden conditions. Previous published analyses focussed on group-level differences but did not account for pedigree structure, as we do here using modern mixed-effect models. Offspring with one or two farm parents exhibited poorer survival in their first and second year of life compared with those with two wild parents and these group-level inferences were robust to excluding outlier families. Variation in performance among farm, hybrid and wild families was generally similar in magnitude. Farm offspring were generally larger at all life stages examined than wild offspring, but the differences were moderate (5–20%) and similar in magnitude in the wild versus hatchery environments. Quantitative genetic analyses conducted using a Bayesian framework revealed moderate heritability in juvenile fork length and mass and positive genetic correlations (>0.85) between these morphological traits. Our study confirms (using more rigorous statistical techniques) previous studies showing that offspring of wild fish invariably have higher fitness and contributes fresh insights into family-level variation in performance of farm, wild and hybrid Atlantic salmon families in the wild. It also adds to a small, but growing, number of studies that estimate key evolutionary parameters in wild salmonid populations. Such information is vital in modelling the impacts of introgression by escaped farm salmon.

The signature of fine scale local adaptation in Atlantic salmon revealed from common garden experiments in nature

Understanding the extent, scale and genetic basis of local adaptation is important for conservation and management. Its relevance in salmonids at microgeographic scales, where dispersal (and hence potential gene flow) can be substantial, has however been questioned. Here we compare the fitness of communally-reared offspring of local and foreign Atlantic salmon Salmo salar from adjacent Irish rivers and reciprocal F1 hybrid crosses between them, in the wild ‘home’ environment of the local population. Experimental groups did not differ in wild smolt output but a catastrophic flood event may have limited our ability to detect freshwater performance differences, which were evident in a previous study. Foreign parr exhibited higher, and hybrids intermediate, emigration rates from the natal stream relative to local parr, consistent with genetically-based behavioural differences. Adult return rates were lower for the foreign compared to the local group. Overall lifetime success of foreigners and hybrids relative to locals was estimated at 31% and 40% (mean of both hybrid groups), respectively. The results imply a genetic basis to fitness differences among populations separated by only 50km, driven largely by variation in smolt to adult return rates. Hence even if supplementary stocking programs obtain broodstock from neighbouring rivers, the risk of extrinsic outbreeding depression may be high.

Monitoring Bridge Dynamic Behaviour using an Instrumented Two Axle Vehicle

Highway structures such as bridges are subject to continuous degradation primarily due to ageing, loading and environmental factors. A rational transport policy must monitor and provide adequate maintenance to this infrastructure to guarantee the required levels of transport service and safety. Increasingly in recent years, bridges are being instrumented and monitored on an ongoing basis due to the implementation of Bridge Management Systems. This is very effective and provides a high level of protection to the public and early warning if the bridge becomes unsafe. However, the process can be expensive and time consuming, requiring the installation of sensors and data acquisition electronics on the bridge. This paper investigates the use of an instrumented 2-axle vehicle fitted with accelerometers to monitor the dynamic behaviour of a bridge network in a simple and cost-effective manner. A simplified half car-beam interaction model is used to simulate the passage of a vehicle over a bridge. This investigation involves the frequency domain analysis of the axle accelerations as the vehicle crosses the bridge. The spectrum of the acceleration record contains noise, vehicle, bridge and road frequency components. Therefore, the bridge dynamic behaviour is monitored in simulations for both smooth and rough road surfaces. The vehicle mass and axle spacing are varied in simulations along with bridge structural damping in order to analyse the sensitivity of the vehicle accelerations to a change in bridge properties. These vehicle accelerations can be obtained for different periods of time and serve as a useful tool to monitor the variation of bridge frequency and damping with time.

Experimental Investigation of the Detection of Bridge Dynamic Parameters using a Moving Vehicle

This paper investigates the feasibility of using an instrumented vehicle to detect bridge dynamic parameters, such as natural frequency and structural damping, in a scaled laboratory experiment. In the experiment, a scaled vehicle model crosses a steel girder which has been adopted as the bridge model. The bridge model also includes a scaled road surface profile. The effects of varying vehicle model mass and speed are investigated. The damping of the girder is also varied. The bridge frequency and changes in damping are detected in the vehicle acceleration response in the presence of a rough road surface profile.

Ethics, power and space: International hospitality beyond Derrida

This article argues for the importance of hospitality in discussions of international ethics, suggesting that, while Jacques Derrida’s thought on the concept ought to be central, we also need to go beyond it. In particular, Derrida’s focus on the threshold moment of sovereign decision has the effect of reinforcing International Relations’ focus on the state as the only ethical actor and space. In contrast, this article suggests that we think of hospitality as a spatial relation with affective dimensions and a practice that continues once the guest crosses the threshold of the home. Conceived as such, hospitality reveals a constitutive relation between ethics, power and space, which directs us to the way hospitality produces international spaces and manages them through various tactics seeking to contain the resistant guest. This argument is illustrated through an examination of perhaps the most urgent of contemporary international ethical spaces: the refugee camp.

Inbreeding uncovers fundamental differences in the genetic load affecting male and female fertility in a butterfly

Inbreeding depression is most pronounced for traits closely associated with fitness. The traditional explanation is that natural selection eliminates deleterious mutations with additive or dominant effects more effectively than recessive mutations, leading to directional dominance for traits subject to strong directional selection. Here we report the unexpected finding that, in the butterfly Bicyclus anynana, male sterility contributes disproportionately to inbreeding depression for fitness (complete sterility in about half the sons from brother-sister matings), while female fertility is insensitive to inbreeding. The contrast between the sexes for functionally equivalent traits is inconsistent with standard selection arguments, and suggests that trait-specific developmental properties and cryptic selection play crucial roles in shaping genetic architecture. There is evidence that spermatogenesis is less developmentally stable than oogenesis, though the unusually high male fertility load in B. anynana additionally suggests the operation of complex selection maintaining male sterility recessives. Analysis of the precise causes of inbreeding depression will be needed to generate a model that reliably explains variation in directional dominance and reconciles the gap between observed and expected genetic loads carried by populations. This challenging evolutionary puzzle should stimulate work on the occurrence and causes of sex differences in fertility load.

Second-Order Statistics of κ−µ Shadowed Fading Channels

In this paper, novel closed-form expressions for the level crossing rate and average fade duration of κ − μ shadowed fading channels are derived. The new equations provide the capability of modeling the correlation between the time derivative of the shadowed dominant and multipath components of the κ − μ shadowed fading envelope. Verification of the new equations is performed by reduction to a number of known special cases. It is shown that as the shadowing of the resultant dominant component decreases, the signal crosses lower threshold levels at a reduced rate. Furthermore, the impact of increasing correlation between the slope of the shadowed dominant and multipath components similarly acts to reduce crossings at lower signal levels. The new expressions for the second-order statistics are also compared with field measurements obtained for cellular device-to-device and body-centric communication channels, which are known to be susceptible to shadowed fading.

Bouyid v Belgium: The “minimum level of severity” and Human Dignity's Role in Article 3 ECHR

The Grand Chamber of the European Court of Human Rights recently delivered an important judgment on Article 3 ECHR in the case of Bouyid v Belgium. In Bouyid, the Grand Chamber was called upon to consider whether slaps inflicted on a minor and an adult in police custody were in breach of Article 3 ECHR, which provides that ‘No one shall be subjected to torture or to inhuman or degrading treatment or punishment’. Overruling the Chamber judgment in the case, the Grand Chamber ruled by 14 votes to 3 that there had been a substantive violation of Article 3 in that the applicants had been subjected to degrading treatment by members of the Belgian police; it found that there had been a breach of the investigative duty under Article 3 also. In this comment, I focus on the fundamental basis of disagreement between the majority of the Grand Chamber and those who found themselves in dissent, on the question of whether there had been a substantive breach of Article 3. The crux of the disagreement lay in the understanding and application of the test of ‘minimum level of severity’, which the ECtHR has established as decisive of whether a particular form of ill-treatment crosses the Article 3 threshold, seen also in light of Article 3’s absolute character, which makes it non-displaceable – that is, immune to trade-offs of the type applicable in relation to qualified rights such as privacy and freedom of expression. I consider the way the majority of the Grand Chamber unpacked and applied the concept of dignity – or ‘human dignity’ – towards finding a substantive breach of Article 3, and briefly distil some of the principles underpinning the understanding of human dignity emerging in the Court’s analysis.

Service composition for biomedical applications

A exigente inovação na área das aplicações biomédicas tem guiado a evolução das tecnologias de informação nas últimas décadas. Os desafios associados a uma gestão, integração, análise e interpretação eficientes dos dados provenientes das mais modernas tecnologias de hardware e software requerem um esforço concertado. Desde hardware para sequenciação de genes a registos electrónicos de paciente, passando por pesquisa de fármacos, a possibilidade de explorar com precisão os dados destes ambientes é vital para a compreensão da saúde humana. Esta tese engloba a discussão e o desenvolvimento de melhores estratégias informáticas para ultrapassar estes desafios, principalmente no contexto da composição de serviços, incluindo técnicas flexíveis de integração de dados, como warehousing ou federação, e técnicas avançadas de interoperabilidade, como serviços web ou LinkedData. A composição de serviços é apresentada como um ideal genérico, direcionado para a integração de dados e para a interoperabilidade de software. Relativamente a esta última, esta investigação debruçou-se sobre o campo da farmacovigilância, no contexto do projeto Europeu EU-ADR. As contribuições para este projeto, um novo standard de interoperabilidade e um motor de execução de workflows, sustentam a sucesso da EU-ADR Web Platform, uma plataforma para realizar estudos avançados de farmacovigilância. No contexto do projeto Europeu GEN2PHEN, esta investigação visou ultrapassar os desafios associados à integração de dados distribuídos e heterogéneos no campo do varíoma humano. Foi criada uma nova solução, WAVe - Web Analyses of the Variome, que fornece uma coleção rica de dados de variação genética através de uma interface Web inovadora e de uma API avançada. O desenvolvimento destas estratégias evidenciou duas oportunidades claras na área de software biomédico: melhorar o processo de implementação de software através do recurso a técnicas de desenvolvimento rápidas e aperfeiçoar a qualidade e disponibilidade dos dados através da adopção do paradigma de web semântica. A plataforma COEUS atravessa as fronteiras de integração e interoperabilidade, fornecendo metodologias para a aquisição e tradução flexíveis de dados, bem como uma camada de serviços interoperáveis para explorar semanticamente os dados agregados. Combinando as técnicas de desenvolvimento rápidas com a riqueza da perspectiva "Semantic Web in a box", a plataforma COEUS é uma aproximação pioneira, permitindo o desenvolvimento da próxima geração de aplicações biomédicas.

Perceções sociais dos portugueses face aos riscos associados às alterações climáticas

O aquecimento do sistema climático é inequívoco e a influência humana é clara. A continuação da emissão de gases com efeito de estufa irá potenciar os impactes das alterações climáticas, representando um compromisso futuro que se perpetuará por vários séculos. As alterações climáticas não proporcionam uma experiência sensorial direta, embora as variações de temperatura e de precipitação e os extremos climáticos de vários tipos poderem ser experienciados. O cidadão comum não se apercebe do que está a acontecer, a menos que ocorram mudanças significativas, no estado normal do tempo para uma determinada época, na região do mundo onde ele vive. Mesmo para os especialistas, o problema só é cognoscível através de uma vasta rede científica, técnica e institucional. O conhecimento, é portanto, transmitido ao público em geral maioritariamente através de representações dos media sobre o discurso produzido pela comunidade científica. O principal objetivo deste trabalho é averiguar a interligação entre o discurso científico, o discurso mediático e as perceções da população portuguesa na temática das alterações climáticas. A metodologia utilizada, para a prossecução do objetivo, num trabalho que cruza o domínio científico da engenharia do ambiente com o das ciências sociais, encontra-se dividida em 3 fases principais: (1) Uma primeira fase onde se realiza uma análise ao discurso científico de produção nacional, com uma análise de conteúdo aos resumos dos artigos científicos, utilizando 884 resumos da base de dados Scopus de 1975 a 2013 com a palavra-chave ‘Climate Change’; (2) Uma segunda fase onde se analisa o conteúdo de notícias de meios de comunicação social portugueses, aplicando uma análise de conteúdo a 4340 notícias veiculadas por 4 órgãos de comunicação social (Correio da Manhã, Público, RTP e TSF) entre 2004 e 2013, utilizando os respetivos motores de busca online com a palavra-chave ‘Alterações Climáticas’; e, (3) uma terceira fase onde se compila a informação dos estudos existentes sobre a população portuguesa, utilizando os dados dos Eurobarómetros que incluem o tema das alterações climáticas de 1982 a 2014. Seguindo uma linha condutora que inclui o discurso científico, o discurso mediático e as perceções sociais, almejou-se uma abrangência do tema das alterações climáticas, investigando a existência do fenómeno e as respetivas causas, as consequências com a análise dos impactes e dos riscos associados a esses impactes e as soluções através de medidas de mitigação e de adaptação. Nos principais resultados emerge a evidência de que a intensidade de crescimento da produção científica nacional não se traduz num crescimento consistente dos índices de noticiabilidade dos órgãos de comunicação social e desde 2010 que o número de dias por ano, sem notícias sobre alterações climáticas, ultrapassa dos 50%. Em consequência, os níveis de informação da população portuguesa sobre as alterações climáticas são sistematicamente inferiores à média europeia. Em Portugal as taxas de pouco ou nulo conhecimento rondam os dois terços de inquiridos. Não obstante o seu caráter contínuo, para que as alterações climáticas se tornem alvo de interesse dos media é necessário que ocorram reuniões políticas, encontros científicos ou outros acontecimentos. A visibilidade alcançada pelos acontecimentos nacionais é muito fraca e os acontecimentos meteorológicos extremos, não são frequentemente relacionados com o fenómeno das alterações climáticas. No seio da comunidade científica portuguesa existe um claro consenso sobre a existência das alterações climáticas e das suas causas antropogénicas. No discurso mediático português não se verifica enviesamento da informação não sendo surpreendente os baixos níveis de ceticismo dos portugueses. A abordagem aos impactes das alterações climáticas, tanto no discurso científico como no discurso mediático, é robusta e em 2014, cerca de sete em dez portugueses afirma que as alterações climáticas são um problema muito sério. Contudo, Portugal apresenta a proporção mais baixa da Europa de respondentes que percepcionam as alterações climáticas como o problema mais grave que o mundo enfrenta. Para estes resultados poderá contribuir a baixa inclusão de termos relacionados com o risco, tanto no discurso científico como no mediático, não ultrapassando os 20%. Tanto o discurso científico como o discurso mediático não estão direcionados para as soluções (mencionando especificamente medidas de mitigação ou medidas de adaptação). A menção às medidas de mitigação e às medidas de adaptação não ultrapassam os 16% no discurso científico e apresentam valores ainda mais baixos no discurso mediático (13%). Em ambos os discursos existe uma clara preferência pela menção às medidas de adaptação em detrimento das medidas de mitigação. Com valores tão baixos na abordagem às soluções das alterações climáticas não surpreendem os também diminutos níveis de responsabilidade que a população portuguesa atribui a si própria no combate às alterações climáticas.

A dimensão transnacional do direito administrativo : uma visão cosmopolita das situações jurídico-administrativas

Tese de doutoramento, Direito (Ciências Jurídico-Políticas), Universidade de Lisboa, Faculdade de Direito, 2014

O tinto em transição : definição e redefinação de um rio através da acção colectiva

Tese de doutoramento, Sociologia (Sociologia do Ambiente e Território), Universidade de Lisboa, Instituto de Ciências Sociais, 2014

Os museus escolares de história natural : análie histórica e perspectivas de futuro (1836-1975)

Tese de doutoramento, História e Filosofia das Ciências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Measurement of pH: comparing methods across the Kuroshio Extension

Senior thesis written for Oceanography 445

The Triveneto transhumance: law, land, movement

North Italy's nomadic shepherds are a phenomenon unique in the world. Their nomadic nature is taken to the extreme since they move constantly rather than solely in the winter or the summer, as in the usual nomadism. Their home is on wheels and their territory is the tightly regulated yet sprawling Triveneto area. The Triveneto transhumance moves beyond private/public property divides, and indeed beyond lawful/unlawful distinctions, giving rise to what I have called an animal normativity. Relying on Valentina De Marchi's text 'Fame d'Erba' on the Triveneto transhumance, I show how territory becomes a question of animal hunger, and movement becomes an atmospheric, silent and imperceptible affect that crosses private property boundaries, state law limitations, reservation areas and road networks. This way of being, beyond the usual distinctions, offers an example of an alternative political and legal organisation that brings forth the continuum between the human, the natural and the legal/political.