Mineralogical alteration of artificial meteorites during atmospheric entry. The STONE-5 experiment

The generic concept of the artificial meteorite experiment STONE is to fix rock samples bearing microorganisms on the heat shield of a recoverable space capsule and to study their modifications during atmospheric re-entry. The STONE-5 experiment was performed mainly to answer astrobiological questions. The rock samples mounted on the heat shield were used (i) as a carrier for microorganisms and (ii) as internal control to verify whether physical conditions during atmospheric re-entry were comparable to those experienced by "real" meteorites. Samples of dolerite (an igneous rock), sandstone (a sedimentary rock), and gneiss impactite from Haughton Crater carrying endolithic cyanobacteria were fixed to the heat shield of the unmanned recoverable capsule FOTON-M2. Holes drilled on the back side of each rock sample were loaded with bacterial and fungal spores and with dried vegetative cryptoendoliths. The front of the gneissic sample was also soaked with cryptoendoliths. <p>The mineralogical differences between pre- and post-flight samples are detailed. Despite intense ablation resulting in deeply eroded samples, all rocks in part survived atmospheric re-entry. Temperatures attained during re-entry were high enough to melt dolerite, silica, and the gneiss impactite sample. The formation of fusion crusts in STONE-5 was a real novelty and strengthens the link with real meteorites. The exposed part of the dolerite is covered by a fusion crust consisting of silicate glass formed from the rock sample with an admixture of holder material (silica). Compositionally, the fusion crust varies from silica-rich areas (undissolved silica fibres of the holder material) to areas whose composition is "basaltic". Likewise, the fusion crust on the exposed gneiss surface was formed from gneiss with an admixture of holder material. The corresponding composition of the fusion crust varies from silica-rich areas to areas with "gneiss" composition (main component potassium-rich feldspar). The sandstone sample was retrieved intact and did not develop a fusion crust. Thermal decomposition of the calcite matrix followed by disintegration and liberation of the silicate grains prevented the formation of a melt.</p> <p>Furthermore, the non-exposed surface of all samples experienced strong thermal alterations. Hot gases released during ablation pervaded the empty space between sample and sample holder leading to intense local heating. The intense heating below the protective sample holder led to surface melting of the dolerite rock and to the formation of calcium-silicate rims on quartz grains in the sandstone sample. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.</p>

Crescimento de eucalipto sob efeito de desfolhamento artificial

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do desfolhamento total, realizado após o plantio e ao longo do primeiro ano de cultivo, sobre o crescimento de Eucalyptus grandis, desde a implantação até ao corte do povoamento. Foram avaliados cinco tratamentos: sem desfolhamento; um desfolhamento aos 56 dias após o plantio (DAP); dois desfolhamentos, aos 56 e 143 DAP; dois desfolhamentos, aos 56 e 267 DAP; e três desfolhamentos, aos 56, 143 e 278 DAP. Foram mensurados os diâmetros do tronco a 1,3 m e a altura total de 60 árvores por tratamento, em oito avaliações, do 21º ao 92º mês de cultivo. O crescimento médio em cada tratamento foi descrito por modelos de regressão não lineares e comparados por testes de identidade para comparar as tendências entre a testemunha e os demais tratamentos. O desfolhamento causou reduções significativas nas taxas de crescimento em diâmetro e altura das plantas, e diminuição expressiva no faturamento ao final da rotação, mesmo quando realizado uma única vez, no início do plantio. Maiores danos, no entanto, foram verificados após consecutivos desfolhamentos ao longo do primeiro ano de cultivo. A manutenção de áreas que tenham sofrido desfolhamento total na fase inicial de plantio pode tornar-se uma medida economicamente inviável.

Compressibilidade do solo e sistema radicular da cana‑de‑açúcar em manejo com e sem controle de tráfego

O objetivo deste trabalho foi comparar a capacidade de suporte de carga do solo em área com cana‑de‑açúcar colhida mecanicamente sem queima, em sistemas de manejo com e sem controle de tráfego agrícola. O controle de tráfego foi feito com ajuste da bitola do trator e transbordo, ou com ajuste da bitola e uso de piloto automático. As amostras de solo foram coletadas em cilindros volumétricos, na soqueira e na entrelinha da cultura (linha de rodado), nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m. Avaliou-se a densidade radicular por meio de imagens, obtidas da digitalização de raízes coletadas em monólitos de 0,25x0,10x0,10 m. O manejo sem controle de tráfego apresentou maior capacidade de suporte de carga do solo na linha de plantio, nas duas camadas de solo avaliadas, o que indicou maior compactação. Maior densidade radicular ocorreu no manejo com controle de tráfego com ajuste da bitola e piloto automático, que permitiu maior capacidade de suporte de carga na linha de rodado e preservou a qualidade estrutural na região da soqueira, com reflexo positivo sobre o desenvolvimento do sistema radicular da cana‑de‑açúcar.

Produtividade e qualidade de frutos de cultivares de maracujazeiro-amarelo com ou sem polinização artificial

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da polinização artificial na produtividade e qualidade de frutos de cultivares de maracujazeiro-amarelo. Foram utilizadas sete cultivares comerciais de maracujazeiro-amarelo, em dois experimentos realizados na região de Tangará da Serra, MT, em delineamento de blocos ao acaso, com cinco repetições e parcelas constituídas por duas linhas de quatro plantas. No primeiro experimento, a polinização foi natural; no segundo, foi realizada a polinização artificial, duas vezes por semana. O plantio foi feito no dia 11 de janeiro de 2010 e as colheitas no período de julho de 2010 à março de 2011. A polinização artificial aumentou a produtividade de todas as cultivares, mas estas apresentaram diferentes sensibilidades à técnica. Quando a polinização artificial foi utilizada, as cultivares FB 100, FB 200 e BRS Ouro Vermelho tiveram maior rendimento do que IAC 275, IAC 277, BRS Sol do Cerrado e BRS Gigante Amarelo. A polinização artificial aumenta a produtividade, a massa de fruto, o diâmetro e comprimento de fruto e a percentagem de polpa, e reduz a espessura de casca. Há indicação de forte interação genótipo por ambiente, quanto à produtividade das cultivares avaliadas.

Fertilidade de fêmeas Nelore após inseminação artificial em tempo fixo conforme a contagem de folículos antrais

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do número de folículos antrais sobre as taxas de concepção de fêmeas Nelore, em programa de inseminação artificial em tempo fixo (IATF). Para isso, 481 fêmeas foram submetidas a um protocolo de IATF e avaliadas quanto à contagem de folículos antrais (CFA) e ao diagnóstico de gestação. Os animais foram agrupados nas categorias de CFA baixa (<34 folículos), intermediária (34-53) e alta (>53). Não houve diferença entre as taxas de concepção obtidas nas categorias de CFA em IATF com uso de gonadotrofina coriônica.

Comparative demography of the exotic Harmonia axyridis with other aphidophagous coccinellids reared on artificial diet

The objective of this work was to compare biological aspects and life table parameters of the coccinellids Harmonia axyridis, Cycloneda sanguineaand Hippodamia convergens. Insects were fed eggs of Anagasta kuehniella, and reared at 24.5±1ºC, 70±10% relative humidity, with a 12 hour photophase. Hippodamia convergenstook about 1.6 day to complete development, longer than H. axyridis, and 2.4 day longer than C. sanguinea.At immature stages, H. axyridisexhibited the highest survival percentage (49.2%), in comparison to the other coccinellids. For mean adult longevity, H. convergenswas deficient, in comparison with the other species. Mean period of pre oviposition was the longest in C. sanguinea; the longest oviposition time occurred for H. axyridis; and the post oviposition period was similar between the coccinellids. Considering the reproductive parameters, H. axyridisshowed the best performance in all aspects. For life table, the values of H. convergenswere higher than, although close, to those of H. axyridis. Nevertheless, the high net reproductive rate of H. axyridis showed this species potential to increase population size. The biological characteristics of the exotic H. axyridis favors its invasion and establishment in Brazil, corroborating results noticed in other countries.

Biologia e tabela de vida de fertilidade da broca-do-morangueiro criada em dieta artificial

O objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros biológicos e a tabela de vida de fertilidade da broca-do-morangueiro (Lobiopa insularis) criada em dieta artificial à base de frutos de morangueiro, em condições de laboratório. A duração e a viabilidade média dos períodos embrionário, larval, pupal e ovo-adulto foram de: 4,1±1,5 dias e 80,6%; 22,2±5,0 dias e 60%; 10,8±2,3 dias e 90%; e 37,1±8,8 dias e 43,5%, respectivamente. Os períodos de pré-oviposição, oviposição e pós-oviposição foram de 96±18,9, 133±27,5 e 77±16,3 dias. A longevidade de machos (271±20,7 dias) foi menor do que a de fêmeas (318±14,9 dias). Há potencial de utilização de dieta artificial à base de morangos para a multiplicação da broca-do-morangueiro em laboratório.

Predicting chick body mass by artificial intelligence-based models

The objective of this work was to develop, validate, and compare 190 artificial intelligence-based models for predicting the body mass of chicks from 2 to 21 days of age subjected to different duration and intensities of thermal challenge. The experiment was conducted inside four climate-controlled wind tunnels using 210 chicks. A database containing 840 datasets (from 2 to 21-day-old chicks) - with the variables dry-bulb air temperature, duration of thermal stress (days), chick age (days), and the daily body mass of chicks - was used for network training, validation, and tests of models based on artificial neural networks (ANNs) and neuro-fuzzy networks (NFNs). The ANNs were most accurate in predicting the body mass of chicks from 2 to 21 days of age after they were subjected to the input variables, and they showed an R² of 0.9993 and a standard error of 4.62 g. The ANNs enable the simulation of different scenarios, which can assist in managerial decision-making, and they can be embedded in the heating control systems.

Paediatric bi-ventricular external assist device based on artificial muscles

Objective: Existing VADs are single-ventricle pumps needing anticoagulation. We developed a bi ventricular external assist device that reproduces the physiological heart muscle movement completely avoiding anticoagulants. Methods: The device has a carbon fibre skeleton fitting a 30-40 kg patient's heart, to which a Nitinol based artificial muscle is connected. The artificial muscle wraps both ventricles. The strength of the Nitinol fibres is amplified by a pivot articulation in contact with the ventricle wall. The fibres are electrically driven and a dedicated control unit has been developed. We assessed hemodynamic performances of this device using a previously described dedicated bench test. Volume ejected and pressure gradient has been measured with afterload ranging from 25 to 50mmHg. Results: With anafterload of 50mmHg the system has an ejection fraction (EF) of 10% on the right side and 8% on the left side. The system is able to generate a systolic ejection of 5,5 ml on the right side and 4,4 ml on the left side. With anafterload of 25mmHg the results are reduced of about 20%. The activation frequency is 80/minute resulting in a total volume displacement of 440 ml/minute on the right side and 352 ml/minute on the left side. Conclusions: The artificial muscle follows Starling's law as the ejected volume increases when afterload increases. These preliminary studies confirmed the possibility of improving the EF of a failing heart using artificial muscle for external cardiac compression. This device could be helpful in weaning CPB and/or for short-term cardio-circulatory support in paediatric population with cardiac failure.

Polinização natural e artificial da cherimóia (Annona cherimola Mill.) no Estado de São Paulo

Para estudar o método de polinização da cherimóia (Annona cherimola Mill.) que produza frutos em maior quantidade e melhor qualidade, instalou-se experimento em Pedra Bela - SP, a 1150 metros de altitude. As plantas eram de pé-franco, de 20 anos de idade. O experimento foi realizado em dois períodos, tendo o primeiro se iniciado em novembro de 1999 e finalizado em junho de 2000; o segundo iniciou-se em novembro de 2000 e encerrado em junho de 2001. A montagem do experimento foi efetuada no delineamento de blocos ao acaso, com 3 tratamentos e 12 repetições. Os tratamentos foram os seguintes: 1) polinização natural; 2) polinização manual cruzada; 3) autopolinização (flores ensacadas). As plantas dos blocos foram polinizadas em diferentes dias. Avaliaram-se o vingamento dos frutos 10 dias após a polinização e a quantidade dos frutos com conformação perfeita ou defeituosa aos 40 dias. Após a colheita, os frutos foram pesados individualmente. Foram também amostrados dois frutos de cada bloco (em 1999) e três (em 2000), para as seguintes determinações: massa das sementes e da polpa, número de sementes por 100 gramas de polpa. A polinização artificial proporcionou maior vingamento de frutos (61,2% e 50,4%) em relação à polinização natural (19,6% e 3,3%), nos anos de 1999 e 2000, respectivamente. Foi mais efetiva quando realizada sob condições de temperatura variando de 17 ºC até 22 ºC e umidade relativa do ar entre 70 e 80 %. Verificou-se também aumento da porcentagem de frutos perfeitos (em 2000), da massa do fruto e do índice de sementes/100 g de polpa dos frutos polinizados artificialmente em relação aos polinizados naturalmente.

Efeito de horários de polinização artificial no pegamento e qualidade de frutos de pinha (Annona squamosa L.)

O Brasil tem se destacado como grande produtor de frutas, especialmente a pinha. A cultura é encontrada desde o norte do país até o estado de São Paulo. Atualmente, o cultivo desta fruteira se espalhou, com a ocorrência de grandes áreas em vários estados brasileiros. A polinização inadequada é um dos fatores limitantes na produção comercial destes frutos. Com o objetivo de estudar os efeitos da polinização artificial foram utilizadas 20 plantas provenientes de um pomar comercial de pinha localizado no município de Nova Porteirinha, Minas Gerais. As flores foram polinizadas no estádio de fêmea por meio do uso de um pincel número dois. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. Os tratamentos foram compostos de seis horários de polinização (5, 6, 7, 8, 9 e 10 horas), com cinco repetições, utilizando-se 10 flores por parcela. Foram avaliados a porcentagem de pegamento dos frutos, o comprimento, o diâmetro e o peso dos frutos, a porcentagem de frutos desuniformes, o peso da casca, polpa e sementes, o número de sementes e o teor de sólidos solúveis totais. Os melhores tratamentos para as características de peso de frutos e porcentagem de pegamento foram obtidos entre 6 e 10 horas. O teor de sólidos solúveis totais não foi afetado. Foram detectadas correlações positivas e significativas para os seguintes pares de caracteres: peso de fruto e diâmetro e peso de fruto e peso de casca.

Artificial evolution on network structures : how time and space influence dynamics

Abstract The main objective of this work is to show how the choice of the temporal dimension and of the spatial structure of the population influences an artificial evolutionary process. In the field of Artificial Evolution we can observe a common trend in synchronously evolv¬ing panmictic populations, i.e., populations in which any individual can be recombined with any other individual. Already in the '90s, the works of Spiessens and Manderick, Sarma and De Jong, and Gorges-Schleuter have pointed out that, if a population is struc¬tured according to a mono- or bi-dimensional regular lattice, the evolutionary process shows a different dynamic with respect to the panmictic case. In particular, Sarma and De Jong have studied the selection pressure (i.e., the diffusion of a best individual when the only selection operator is active) induced by a regular bi-dimensional structure of the population, proposing a logistic modeling of the selection pressure curves. This model supposes that the diffusion of a best individual in a population follows an exponential law. We show that such a model is inadequate to describe the process, since the growth speed must be quadratic or sub-quadratic in the case of a bi-dimensional regular lattice. New linear and sub-quadratic models are proposed for modeling the selection pressure curves in, respectively, mono- and bi-dimensional regu¬lar structures. These models are extended to describe the process when asynchronous evolutions are employed. Different dynamics of the populations imply different search strategies of the resulting algorithm, when the evolutionary process is used to solve optimisation problems. A benchmark of both discrete and continuous test problems is used to study the search characteristics of the different topologies and updates of the populations. In the last decade, the pioneering studies of Watts and Strogatz have shown that most real networks, both in the biological and sociological worlds as well as in man-made structures, have mathematical properties that set them apart from regular and random structures. In particular, they introduced the concepts of small-world graphs, and they showed that this new family of structures has interesting computing capabilities. Populations structured according to these new topologies are proposed, and their evolutionary dynamics are studied and modeled. We also propose asynchronous evolutions for these structures, and the resulting evolutionary behaviors are investigated. Many man-made networks have grown, and are still growing incrementally, and explanations have been proposed for their actual shape, such as Albert and Barabasi's preferential attachment growth rule. However, many actual networks seem to have undergone some kind of Darwinian variation and selection. Thus, how these networks might have come to be selected is an interesting yet unanswered question. In the last part of this work, we show how a simple evolutionary algorithm can enable the emrgence o these kinds of structures for two prototypical problems of the automata networks world, the majority classification and the synchronisation problems. Synopsis L'objectif principal de ce travail est de montrer l'influence du choix de la dimension temporelle et de la structure spatiale d'une population sur un processus évolutionnaire artificiel. Dans le domaine de l'Evolution Artificielle on peut observer une tendence à évoluer d'une façon synchrone des populations panmictiques, où chaque individu peut être récombiné avec tout autre individu dans la population. Déjà dans les année '90, Spiessens et Manderick, Sarma et De Jong, et Gorges-Schleuter ont observé que, si une population possède une structure régulière mono- ou bi-dimensionnelle, le processus évolutionnaire montre une dynamique différente de celle d'une population panmictique. En particulier, Sarma et De Jong ont étudié la pression de sélection (c-à-d la diffusion d'un individu optimal quand seul l'opérateur de sélection est actif) induite par une structure régulière bi-dimensionnelle de la population, proposant une modélisation logistique des courbes de pression de sélection. Ce modèle suppose que la diffusion d'un individu optimal suit une loi exponentielle. On montre que ce modèle est inadéquat pour décrire ce phénomène, étant donné que la vitesse de croissance doit obéir à une loi quadratique ou sous-quadratique dans le cas d'une structure régulière bi-dimensionnelle. De nouveaux modèles linéaires et sous-quadratique sont proposés pour des structures mono- et bi-dimensionnelles. Ces modèles sont étendus pour décrire des processus évolutionnaires asynchrones. Différentes dynamiques de la population impliquent strategies différentes de recherche de l'algorithme résultant lorsque le processus évolutionnaire est utilisé pour résoudre des problèmes d'optimisation. Un ensemble de problèmes discrets et continus est utilisé pour étudier les charactéristiques de recherche des différentes topologies et mises à jour des populations. Ces dernières années, les études de Watts et Strogatz ont montré que beaucoup de réseaux, aussi bien dans les mondes biologiques et sociologiques que dans les structures produites par l'homme, ont des propriétés mathématiques qui les séparent à la fois des structures régulières et des structures aléatoires. En particulier, ils ont introduit la notion de graphe sm,all-world et ont montré que cette nouvelle famille de structures possède des intéressantes propriétés dynamiques. Des populations ayant ces nouvelles topologies sont proposés, et leurs dynamiques évolutionnaires sont étudiées et modélisées. Pour des populations ayant ces structures, des méthodes d'évolution asynchrone sont proposées, et la dynamique résultante est étudiée. Beaucoup de réseaux produits par l'homme se sont formés d'une façon incrémentale, et des explications pour leur forme actuelle ont été proposées, comme le preferential attachment de Albert et Barabàsi. Toutefois, beaucoup de réseaux existants doivent être le produit d'un processus de variation et sélection darwiniennes. Ainsi, la façon dont ces structures ont pu être sélectionnées est une question intéressante restée sans réponse. Dans la dernière partie de ce travail, on montre comment un simple processus évolutif artificiel permet à ce type de topologies d'émerger dans le cas de deux problèmes prototypiques des réseaux d'automates, les tâches de densité et de synchronisation.

Florescimento e frutificação do maracujazeiro-amarelo submetido à iluminação artificial, irrigação e sombreamento

O fotoperíodo, a temperatura do ar e a umidade do solo são fatores determinantes na produção do maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg). A sua baixa produção no período de agosto a novembro é conseqüência do não-florescimento e frutificação em função das condições climáticas. O trabalho teve por objetivo estudar a iluminação artificial associada ou não à irrigação, no florescimento e frutificação do maracujazeiro-amarelo. Compararam-se quatro sistemas de produção, combinando-se: iluminação artificial/irrigação/sombreamento; iluminação artificial/irrigação; iluminação artificial/sombreamento; iluminação artificial, e um tratamento-testemunha, em condições naturais. Os tratamentos foram submetidos a três diferentes épocas de iluminação (12 de abril, 27 de abril e 12 de maio). O experimento foi conduzido na área da Escola Técnica Agrícola de Adamantina-SP, na região da Alta Paulista, no período de abril a novembro de 1997. De acordo com os resultados, a iluminação artificial com e sem irrigação aumentou o número de flores, o número e a produção de frutos por área do maracujazeiro-amarelo. A irrigação não alterou o florescimento, a frutificação e a produtividade em maracujazeiro iluminado, mas reduziu o número de flores em ambiente sombreado. O sombreamento com e sem irrigação reduziu o número de flores. O tratamento iluminado/irrigado/sombreado aumentou a porcentagem de vingamento de frutos. O florescimento, a frutificação e a produção por área não foram significativamente alterados pelas diferentes épocas de iluminação.