Random walk simulations of fossil proxy data

A wealth of palaeoecological studies (e.g. pollen, diatoms, chironomids and macrofossils from deposits such as lakes or bogs) have revealed major as well as more subtle ecosystem changes over decadal to multimillennial timescales. Such ecosystem changes are usually assumed to have been forced by specific environmental changes. Here, we test if the observed changes in palaeoecological records may be reproduced by random simulations, and we find that simple procedures generate abrupt events, long-term trends, quasi-cyclic behaviour, extinctions and immigrations. Our results highlight the importance of replicated and multiproxy data for reliable reconstructions of past climate and environmental changes.

The Irish fossil Polyplacophora

Three species of fossil polyplacophoran molluscs are known from Ireland. Two species were originally described in the nineteenth century: Helminthochiton griffithi Salter in M‘Coy, 1846 and Pterochiton thomondiensis (Baily, 1859), and an articulated specimen representing a third indeterminate species, described here for the first time. Previous work on the evolutionary context of these species has relied on published illustrations and descriptions without examination of the type material. as chitons are considered rare in the fossil record, these specimens represent an interesting and important aspect of Irish palaeobiology.

A geochronologic framework for the Ziegler Reservoir fossil site, Snowmass Village, Colorado

The Ziegler Reservoir fossil site near Snowmass Village, Colorado, provides a unique opportunity to reconstruct high-altitude paleoenvironmental conditions in the Rocky Mountains during the last interglacial period. We used four different techniques to establish a chronological framework for the site. Radiocarbon dating of lake organics, bone collagen, and shell carbonate, and in situ cosmogenic Be and Al ages on a boulder on the crest of a moraine that impounded the lake suggest that the ages of the sediments that hosted the fossils are between ~ 140 ka and > 45 ka. Uranium-series ages of vertebrate remains generally fall within these bounds, but extremely low uranium concentrations and evidence of open-system behavior limit their utility. Optically stimulated luminescence (OSL) ages (n = 18) obtained from fine-grained quartz maintain stratigraphic order, were replicable, and provide reliable ages for the lake sediments. Analysis of the equivalent dose (D) dispersion of the OSL samples showed that the sediments were fully bleached prior to deposition and low scatter suggests that eolian processes were likely the dominant transport mechanism for fine-grained sediments into the lake. The resulting ages show that the fossil-bearing sediments span the latest part of marine isotope stage (MIS) 6, all of MIS 5 and MIS 4, and the earliest part of MIS 3.

How subtle are the biases that shape the fidelity of the fossil record? A test using marine molluscs

Biases in preservation shape the fossil record, and therefore impact on our reconstructions of past environments and biodiversity. Given the intensive recent research in the general fields of taphonomy and exceptional preservation, surprisingly, fundamental questions remain unanswered about species-level variation in skeletal preservation potential at low taxonomic levels (e.g. between genera from the same family, or between taxa from related families) across myriad groups with multi-element skeletons. Polyplacophoran molluscs (chitons sensu lato) are known from the late Cambrian to Recent, and possess a distinctive articulated scleritome consisting of eight overlapping calcareous valves. The apparent uniformity of living chitons presents an ideal model to test the potential for taphonomic biases at the alpha-taxon level. The vast majority of fossil chitons are preserved as single valves; few exhibit body preservation or even an articulated shell series. An experimental taphonomic programme was conducted using the Recent polyplacophorans Lepidochitona cinerea and Tonicella marmorea (suborder Chitonina) and Acanthochitona crinita (Acanthochitonina). Experiments in a rock tumbler on disarticulated valves found differential resistance to abrasion between taxa; in one experiment 53.8-61.5% of Lepidochitona valves were recovered but 92% of those from Tonicella and 100% of elements from Acanthochitona. Chiton valves and even partly decayed carcasses are more resistant to transportation than their limited fossil record implies. Different species of living chitons have distinctly different preservation potential. This, problematically, does not correlate with obvious differences in gross valve morphology; some, but not all, of the differences correlate with phylogeny. Decay alone is sufficient to exacerbate differences in preservation potential of multi-element skeletons; some, but not all, of the variation that results is due to specimen size and the fidelity of the fossil record will thus vary intra-specifically (e.g. between ontogenetic stages) as well as inter-specifically. 

Summary of the Snowmastodon Project Special Volume: A high-elevation, multi-proxy biotic and environmental record of MIS 6-4 from the Ziegler Reservoir fossil site, Snowmass Village, Colorado, USA

In North America, terrestrial records of biodiversity and climate change that span Marine Oxygen Isotope Stage (MIS) 5 are rare. Where found, they provide insight into how the coupling of the ocean-atmosphere system is manifested in biotic and environmental records and how the biosphere responds to climate change. In 2010-2011, construction at Ziegler Reservoir near Snowmass Village, Colorado (USA) revealed a nearly continuous, lacustrine/wetland sedimentary sequence that preserved evidence of past plant communities between similar to 140 and 55 lea, including all of MIS 5. At an elevation of 2705 m, the Ziegler Reservoir fossil site also contained thousands of well-preserved bones of late Pleistocene megafauna, including mastodons, mammoths, ground sloths, horses, camels, deer, bison, black bear, coyotes, and bighorn sheep. In addition, the site contained more than 26,000 bones from at least 30 species of small animals including salamanders, otters, muskrats, minks, rabbits, beavers, frogs, lizards, snakes, fish, and birds. The combination of macro- and micro-vertebrates, invertebrates, terrestrial and aquatic plant macrofossils, a detailed pollen record, and a robust, directly dated stratigraphic framework shows that high-elevation ecosystems in the Rocky Mountains of Colorado are climatically sensitive and varied dramatically throughout MIS 5 

Padrões de crescimento em otólitos de larvas de Pomatoschistus pictus (Pisces, Gobiidae)

Dissertação mest., Biologia Marinha, Universidade do Algarve, 2006

Determinação das condições óptimas de cultivo larvar de marinhas (Syngnathus typhle, Linnaeus, 1758) (Pisces: Syngnathidae)

Dissertação de mest., Biologia Marinha, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2009

Biologia pesqueira e dinâmica populacional de Diplodus vulgaris (geoffr.) e Spondyliosoma cantharus (L.) (pisces, sparidae) na costa sudoeste de Portugal

As espécies da família Sparidae ocupam um lugar de destaque na actividade pesqueira da Costa Sudoeste de Portugal, sendo das principais subsidiárias da pesca artesanal nesta região. Com o presente trabalho pretendeu-se clarificar aspectos básicos da biologia de dois esparídeos, Diplodus vulgaris (safia) e Spondyliosoma cantharus (choupa), nas áreas da ecologia alimentar, reprodução, idade, crescimento e mortalidade; estimar os parâmetros de selectividade das artes de pesca mais importantes sobre estas espécies e avaliar preliminarmente o estado da pescaria destes dois esparídeos. Para atingir estes objectivos cumpriu-se um plano de amostragem de frequências de comprimento nas lotas de Sagres e Sines, de Julho de 1992 a Março de 1994; estudos laboratoriais com amostras recolhidas em Sagres de Dezembro de 1992 a Março de 1994 e um estudo de selectividade de aparelho de anzol e redes de emalhar realizado em 1997/98. Os hábitos alimentares foram estudados a partir da análise de conteúdos estomacais, utilizando-se 3 métodos de avaliação da composição da dieta, 5 índices combinados da bibliografia e 3 propostos. Da análise comparativa entre os vários índices concluiu-se que o índice de importância relativa (IRI) e o índice de alimentação ponderado (IPO2) serão os mais adequados para descrever as dietas destas espécies. Registaram-se elevados coeficientes de vacuidade, motivados em grande parte pela natureza da arte de pesca. A dieta de D. vulgaris é composta essencialmente por ofiurídeos, poliquetas, anfípodes e equinóides, enquanto que S. cantharus consome principalmente poliquetas, anfípodes e hidrozoários. As duas dietas são significativamente diferentes, principalmente pelo maior consumo de equinodermes no caso de D. vulgaris. A estrutura e dimensões da boca nestes esparídeos são distintas, podendo influenciar o seu comportamento trófico. À semelhança de grande parte dos esparídeos, D. vulgaris e S. cantharus são espécies bentívoras, que adoptam uma estratégia alimentar generalista, com fortes afinidades com o alimento disponível no meio. Da análise do ciclo reprodutivo verificou-se que as épocas de postura são extensas: D. vulgaris: Dezembro a Março com maior intensidade em Janeiro/Fevereiro; S. cantharus: Fevereiro a Abril, com máxima intensidade em Março. Não existiram diferenças significativas na proporção entre os sexos (M:F = 1.01) ao longo do ano e por tamanho em D. vulgaris, enquanto que em S. cantharus as fêmeas foram mais abundantes ao longo do ano (M:F=0.57) e nas classes de comprimento inferiores. Os tamanhos de 1ª maturação (L50%) para o conjunto dos sexos e indivíduos indeterminados foram de: D. vulgaris, 18.33 cm, não existindo diferenças significativas entre machos e fêmeas; S. cantharus, 20.10 cm, existindo diferenças significativas entre machos (22.41 cm, TL) e fêmeas (19.98 cm, TL). Os tamanhos de 1ª maturação estimados foram consideravelmente superiores aos tamanhos mínimo legais de desembarque (TML) em Portugal, para D. vulgaris (TML=15.0 cm) e ligeiramente inferiores no caso de S. cantharus (TML=23 cm). A fecundidade média absoluta (Fa) e a fecundidade relativa (Fr) foram de: D. vulgaris - Fa = 131127 ovos; Fr = 526 ovos/g; S. cantharus - Fa = 61396 ovos; Fr = 346 ovos/g. As relações entre a fecundidade absoluta e o comprimento total (TL) e o peso somático (SW) foram as seguintes: D. vulgaris: Fa = 0.1853TL4.1903; Fa = 57.715SW1.4067; S. cantharus: Fa = 436.27TL1.5747; Fa = 2979.7SW0.585. A estratégia reprodutiva destas espécies é caracterizada por hermafroditismo, rudimentar com eventual protândria parcial em D. vulgaris e protogínia em S. cantharus. A determinação da idade foi efectuada pela análise de estruturas duras, otólitos para D. vulgaris e otólitos e escamas para S. cantharus. As estimações do comprimento à idade ajustaram-se bem ao modelo de Von Bertalanffy. De entre os métodos de estimação dos parâmetros de crescimento, escolheu-se o ajuste não linear aplicado a todos os pares de comprimentos à idade, sendo esta corrigida pela data de captura. Para além do maior rigor desta análise, os resultados produzidos foram considerados os mais aproximados da realidade: D. vulgaris (otólitos): L=28.1 cm K=0.30 ano-1 e t0= -1.618 anos (validade: 12.5-30.5 cm; 1-10 anos); S. cantharus (escamas): L=35 cm, K=0.32 ano-1 e t0=-0.481 anos (validade: 14.3-33.5 cm; 1-9 anos). A análise de distribuição de frequências de comprimento, apresentou um L mais próximo da realidade: L=39.6 cm, K=0.32 ano-1 e t0=-0.481 anos (D. vulgaris); L=40.0 cm, K=0.24 ano-1 e t0=-0.646 anos (S. cantharus). As relações peso-comprimento de D. vulgaris e S. cantharus para a Costa Sudoeste foram do tipo potencial W=a Lb, sendo definidas pelos seguintes parâmetros: a=0.0223 e b= 2.895, r2=0.89 (D. vulgaris); a=0.0106 e b= 3.085, r2= 0.89 (S. cantharus). Os valores de mortalidade natural (M), estimados por métodos indirectos, para D. vulgaris e S. cantharus foram de 0.39 e 0.30 ano-1, respectivamente. O valor de M de esparídeos pode ser estimado preliminarmente mediante a utilização de uma regressão multilinear que integra as três variáveis (M, K e L): M = -0.162 + 1.714K + 0.00273L (r2=0.77). A análise das curvas de captura permitiu obter os seguintes valores de mortalidade total (Z): D. vulgaris: Z=0.642 (otólitos) e 0.727 ano-1 (frequências de comprimento); S. cantharus: Z=0.676 (escamas) e 0.576 ano-1 (frequências de comprimento). As artes de pesca mais importantes para D vulgaris e S. cantharus e para a região considerada são, por ordem de grandeza, o aparelho de anzol e redes de emalhar, e em menor escala a arte do cerco. Os esparídeos diversos e dentro destes a choupa, que deveria ser discriminada nas estatísticas oficiais, constituíram os únicos esparídeos que apresentaram uma evolução com tendência negativa de 1987 a 1998. A estrutura demográfica de desembarques de safia é caracterizada por cerca de 86.9 % indivíduos entre 20.5 a 27.5 cm (2 a 6 anos), enquanto que para a choupa, 85.0% dos indivíduos desembarcados estão compreendidos entre 21.5 e 27.5 cm (2 a 6 anos). No estudo de selectividade foram realizadas 40 pescas experimentais em que se testaram 4 tamanhos de anzol (nº11, 12, 13 e 15) e de malha (80, 70, 60 e 50mm). D. vulgaris e S. cantharus são das espécies mais abundantes na pescaria com aparelho de anzol, tendo uma representação inferior quer em termos relativos, quer absolutos nas capturas das redes de emalhar. Existiu um decréscimo geral das taxas de captura com o tamanho do anzol e uma maior eficiência para os tamanhos intermédios da malha nas redes de emalhar. Paralelamente, existiu para ambas as espécies uma sobreposição de comprimentos médios com o tamanho dos anzóis e uma separação clara de comprimentos médios de ambas as espécies com a malhagem. Adoptaram-se, com bom ajuste, uma curva de selectividade do tipo logística para o aparelho de anzol e normal para as redes de emalhar, para ambas as espécies. Atendendo a uma eventual revisão dos tamanhos mínimos legais de desembarque, em função dos tamanhos de primeira maturação e à estrutura das capturas, as malhas de 70 e 80mm são as mais adequadas na pescaria de D. vulgaris e S. cantharus, respectivamente. O anzol número 13 será o mais apropriado a D. vulgaris, dada a pouca praticabilidade do anzol 15. Em relação a S. cantharus o anzol nº 11 apresenta a menor proporção de indivíduos com tamanho ilegal, sendo então o mais indicado à pescaria desta espécie. Para o aparelho de anzol e de acordo com os modelos de rendimento por recruta a pescaria de safia processa-se de forma moderada, a níveis inferiores a uma taxa de exploração máxima (Emax) suportável pelo "stock". A pescaria de choupa apresenta indícios de uma exploração intensa, próxima dos valores máximos comportados pelo "stock". Uma alteração nos valores actuais da taxa de exploração e/ou de comprimento de 1ª captura terá de ter em consideração o carácter multiespecifico desta pescaria. Visando a gestão destes recursos pesqueiros, dever-se-á controlar principalmente o nível do esforço de pesca praticado e rever os tamanhos mínimos de desembarque, de modo a evitar que esta pescaria entre numa fase de sobreexploração. O estabelecimento de reservas marinhas e de recifes artificiais poderá ser um contributo para uma exploração pesqueira sustentada e para a conservação da biodiversidade.

Efecto de la proporción sexual, densidad y edad de los reproductores en la producción de semilla de Tilapia nilotica (Pisces, Cichlidae)

En el Laboratorio de Huachipa del Instituto del Mar del Perú, en el período comprendido entre octubre de 1980 y agosto de 1982, se realizaron varios experimentos a fin de determinar el efecto del tipo de estanque, densidad de carga y calidad y cantidad de fertilizante en el crecimiento y la producción de Tilapia nilotica. Estos experimentos arrojaron una diferencia no significativa entre los tratamientos, por lo cual se halló una cifra general promedio de crecimiento y producción que permitió su comparación con las cifras de producción obtenidas en otras áreas del mundo, un peso individual promedio de 203.4 g, una producción total de 2,038 Kg/ha/272 días, y una producción neta de 5.6 Kg/ha/día. Cifras que quedan dentro del rango reportado por el ICA (International Center for Aquaculture) para clima templado; similares a las obtenidas en países de Europa Central y la China, y notablemente bajas comparadas con los 20 Kg/ha/día producidos en Israel. Se identifican la mala condición de los estanques utilizados, la baja densidad de carga aplicada, la baja calidad del fertilizante y el clima de la zona, específicamente la presencia de nubosidad, como los factores de mayor incidencia en los resultados poco satisfactorios.

Crecimiento y producción de Tilapia nilotica (Pisces, Cichlidae) en el laboratorio de Huachipa

En el Laboratorio de Huachipa del Instituto del Mar del Perú, en el período comprendido entre octubre de 1980 y agosto de 1982, se realizaron varios experimentos a fin de determinar el efecto del tipo de estanque, densidad de carga y calidad y cantidad de fertilizante en el crecimien­to y la producción de Tilapia nilotica. Estos experimentos arrojaron una diferencia no significativa entre los tratamientos, por lo cual se halló una cifra general promedio de crecimiento y producción que permitió su comparación con las cifras de producción obtenidas en otras áreas del mundo, un peso individual promedio de 203.4 g, una producción total de 2,038 Kg/ha/272 días, y una producción neta de 5.6 Kg/ha/día. Cifras que quedan dentro del rango reportado por el ICA (International Center for Aquaculture) para clima templado; similares a las obtenidas en países de Europa Central y la China, y notablemente bajas comparadas con los 20 Kg/ha/día producidos en Israel. Se identifican la mala condición de los estanques utiliza dos, la baja densidad de carga aplicada, la baja calidad del fertilizante y el clima de la zona, específicamente la presencia de nubosidad, como los factores de mayor incidencia en los resultados poco satisfactorios.

Contribución a la identificación de dos especies de Cachema, Cynoscion analis y Cynoscion altipinnis (Pisces: Scianidae) de la costa norte del Perú

Caracteres merísticos y morfométricos de Cynoscion analis y altipinnis de la zona norte del Perú (03°52'-06°53') son analizados con el fin de contribuir en la identificación estas especies comunmente llamadas "cachemas". Los caracteres merísticos como el número de radios de la aleta anal y dorsal , utilizados por otros autores para la distinción entre las mencionadas especies, podrían causar algunos errores ya que ofrecen rangos que se superponen. Se recomienda utilizar la morfología de los otolitos (sagitae) y se sugiere tomar un nuevo carácter externo como util en la separación de estas especies muy parecidas.

Metazoarios parásitos del lenguado sureño Paralichthys lethostigmaJordan y Gilbert, 1884 (Pisces: paralichtydae) de la Laguna Madre San Fernando, Tamaulipas, México

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Parasitología) UANL