Shaken not stirred: creating exotic angular momentum states by shaking an optical lattice

We propose a method to create higher orbital states of ultracold atoms in the Mott regime of an optical lattice. This is done by periodically modulating the position of the trap minima (known as shaking) and controlling the interference term of the lasers creating the lattice. These methods are combined with techniques of shortcuts to adiabaticity. As an example of this, we show specifically how to create an anti-ferromagnetic type ordering of angular momentum states of atoms. The specific pulse sequences are designed using Lewis-Riesenfeld invariants and a fourlevel model for each well. The results are compared with numerical simulations of the full Schrodinger equation.

The superior re-sprouting performance of exotic grass species under different environmental conditions: the study case of Paspalum atratum (Swallen) and Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich. - Stapf.).

2016

Ocratossina A, metalli, insetticidi e fitoestratti: valutazione degli effetti e degli aspetti residuali nel pollame e in alimenti destinati all'uomo.

La presente tesi di Dottorato di Ricerca descrive le attività di ricerca riguardanti diversi ambiti della sicurezza alimentare, della farmacologia e tossicologia veterinaria. Sono presentati i dati relativi alla ricerca di ocratossina A (OTA) in campioni di bile, rene e fegato di polli, salami artigianali e diversi tipi di formaggio; le concentrazioni di diversi metalli pesanti in uova di galline rurali e 5 tipologie di uova industriali; i dati preliminari ottenuti dalle analisi dei primi campioni di uova e penne provenienti da allevamenti amatoriali di pollame, analizzati per la ricerca del fipronil e metaboliti. Sempre per fipronil, e la molecola foxim, sono presentati dati inerenti a studi di potenziale farmaco-resistenza di popolazioni naturali di Dermanyssus gallinae, e dell’attività insetticida di alcuni fitocomposti a base di tannini. Riguardo all’uso di fitoestratti, sono presentati i dati preliminari ottenuti nei primi mesi di una prova sperimentale in galline di razza Livornese allevata con metodo free-range, finalizzata allo studio della attività anti-infiammatoria e immuno-stimolante, nonché alla valutazione della sicurezza della integrazione nella dieta di Boswellia serrata e Salix alba. Sono stati condotti anche studi traslazionali con altri settori scientifici, relativamente la prevalenza sierologica e microbiologica per Salmonella enterica var. enteritidis e var. thiphymurium in allevamenti ornamentali e da auto-consumo di pollame, e di prevalenza e caratterizzazione di potenziali varianti virali e batteriche (incluse zoonosiche) di alcune malattie infettive del pollame ornamentale. In specie avicole ornamentali è riportato anche uno studio di campo sul trattamento off-label con Fenbendazolo e Flubendazolo in infestazioni massive da Cyathostoma bronchialis in oche esotiche ornamentali. A seguito di una collaborazione con l’Università di Firenze, sono presentati anche i risultati ottenuti da uno studio su modelli murini, dell’azione e funzionamento dei recettori Beta3, espressi nelle neoplasie più frequenti che si verificano nelle donne in gravidanza.

Valutazione statistica della ripetibilità di esperimenti di sequenziamento del DNA in specie batteriche

I progressi della biologia molecolare assieme alle nuove tecnologie di sequenziamento applicate su scala genomica alla genetica molecolare, hanno notevolmente elevato la conoscenza sulle componenti di base della biologia e delle patologie umane. All’interno di questo contesto, prende piede lo studio delle sequenze genetiche dei batteri, consentendo dunque, una migliore comprensione di ciò che si nasconde dietro le malattie legate all’uomo. Il seguente lavoro di tesi si propone come obiettivo l’analisi del DNA del batterio Listeria monocytogenes, un microrganismo presente nel suolo e in grado di contaminare l’acqua e gli alimenti. Lo scopo principale è quello di confrontare la variabilità tecnica e biologica, al fine di capire quali siano gli SNPs reali (Single Nucleotide Polymorphism) e quali artefatti tecnici. La prima parte, quindi, comprende una descrizione del processo di individuazione degli SNPs presenti nel DNA dei campioni in esame, in particolare di tre isolati diversi e tre copie. Nella seconda parte, invece, sono effettuate delle indagini statistiche sui parametri relativi agli SNPs individuati, ad esempio il coverage o il punteggio di qualità assegnato alle basi. Il fine ultimo è quello di andare a verificare se sussistano particolari differenze tra gli SNPs dei vari isolati batterici.

Distribuzione spaziale e temporale delle specie macrobentoniche aliene e native in ambienti portuali

La maggior parte degli insediamenti urbani si trova in prossimità delle coste e più del 50% della popolazione vive entro 100 km dal mare. Questo significa che l’ambiente marino è fortemente influenzato dalle attività antropiche e, per questo, è necessario creare un piano di gestione degli ambienti costieri, in quanto la resilienza dell’habitat marino dipende dall’uso sostenibile degli ecosistemi marini urbani. Lo scopo dello studio è quello di analizzare la distribuzione spaziale e temporale delle specie native e aliene, presenti sulle banchine del porto-canale di Ravenna. Sono stati analizzati i popolamenti intertidali di 6 siti lungo il canale Candiano dal 2016 al 2018 nei mesi di maggio. I risultati hanno illustrato un gradiente terra-mare a partire dai siti più interni lungo il porto-canale. Le specie più abbondanti identificate sono i due mitili Mytilus Galloprovincialis (specie nativa) e Xenostrobus securis (specie invasiva); queste specie si avvicendano nelle stazioni centrali del Candiano e si cedono il posto a vicenda: la specie nativa rimane nelle acque esterne e meno impattate mentre quella invasiva resta nei siti interni più soggetti a disturbi di vario tipo, come quello antropico. La terza specie più numerosa è Sphaeroma serratum, isopode nativo del Mediterraneo, presente da sempre nelle zone lagunari del ravennate; in questo studio è stato rinvenuto nelle stazioni più interne, che potrebbe sfruttare come rifugio da possibili competitori. I risultati hanno mostrato l’abbondanza e la diversità delle specie, indigene e non ,del porto di Ravenna: su un totale di 71 taxa diversi, le specie aliene rappresentavano il 17%; queste sono state rinvenute soprattutto nei siti di campionamento più interni, dove sono presenti condizioni più limitanti e sfavorevoli per le specie native. Inoltre, è stato osservato come la diversità specifica aumenti lungo il gradiente mare-terra, considerando le zone con maggiore diversità anche quelle con maggiore specie aliene.

Composizione biochimica di diverse specie microalgali e prove di feeding su Ruditapes philippinarum

L'utilizzo di diete a base di microalghe per l'allevamento di novellame di molluschi bivalvi sta ottenendo sempre maggiore interesse data la crescente domanda di mercato nel settore dell'acquacoltura. Le dimensioni cellulari, la composizione biochimica e la digeribilità della parete cellulare delle microalghe sono fattori fondamentali per la loro applicabilità nell'alimentazione dei bivalvi; anche il contenuto di acidi grassi essenziali quali EPA e DHA ha un ruolo rilevante poiché influenza il tasso di crescita e di sviluppo degli animali. Nel presente studio sono stati utilizzati due ceppi autoctoni della Sacca di Goro del genere Thalassiosira, Pheaodactylum tricornutum, l'alga verde Tetraselmis chui e l'aptofita T-Iso, quest’ultima ampiamente utilizzata nell'alimentazione di diverse specie di molluschi bivalvi. Gli esperimenti condotti hanno permesso di (1) caratterizzare la crescita e la composizione biochimica delle 5 specie microalgali e (2) di analizzare l'applicabilità delle stesse tramite prove di alimentazione su larve e novellame di Ruditapes philippinarum, al fine di ottimizzarne la produzione. I risultati migliori, per numero di sopravvissuti e taglia raggiunta, sono stati ottenuti con larve alimentate con dieta plurispecifica a base di T-Iso e Thalassiosira ceppo A in rapporto 2:1; Thalassiosira ceppo A e P. tricornutum, in diete monospecifiche, sono state identificate come le più appetibili e assimilabili dal novellame, il quale mostra buoni valori del tasso massimo di clearance (2,17±0,25 e 2,27±0,15 L h-1, rispettivamente) e di efficienza di assorbimento del cibo (67 e 46%). Si è trattato di uno studio preliminare volto a verificare eventuali miglioramenti legati all’utilizzo di diete diversificate rispetto a quelle standardizzate di solito impiego; la ricerca di nuove specie algali e ulteriori analisi sulle attuali specie disponibili e sulla loro applicabilità potranno essere utili alla crescita sostenibile del settore dell’acquacoltura.

Paleoproteomica e osteoarcheologia: determinazione di sesso e specie da resti ossei frammentari

La buona riuscita delle analisi archeozoologiche e antropologiche è molto condizionata dallo stato di conservazione in cui si trova il reperto da analizzare. Soprattutto nei siti paleolitici, l’alto tasso di frammentazione dei resti può ostacolare l’ottenimento delle informazioni, compromettendo la comprensione del contesto preso in esame. Il presente studio ha avuto come scopo quello di sperimentare e proporre un protocollo metodologico che supportasse l’approccio morfologico tradizionale combinandolo con quello proteomico. Diverse sono le problematiche affrontate: la penuria di informazioni tassonomiche ricavabili da contesti paleolitici con ossa particolarmente frammentate, l’impossibilità di ottenere dati sulla stima del sesso in individui non adulti e la limitata attendibilità nell’ottenimento della determinazione del sesso negli individui privi dei distretti scheletrici sessualmente dimorfici. Nel primo caso, lo studio morfologico di resti provenienti da contesti di transizione tra Paleolitico medio e superiore è stato combinato alla ZooMS (Zooarchaeology by mass spectrometry) una tecnica di peptide mass fingerprinting che permette di identificare la specie di un frammento osseo tramite l’analisi della proteina più abbondante all’interno delle ossa, il collagene I. L’analisi dell’amelogenina, una proteina contenuta all’interno dello smalto dentale, è stata proposta come metodo alternativo per la stima del sesso, applicata a diversi casi studio per avvalorare la sua affidabilità. Il metodo qui proposto ha permesso di rendere informativi dei frammenti ossei e dentari indeterminati che normalmente non avrebbero contribuito, se non marginalmente, alle analisi archeozoologiche e antropologiche.

Studio di sistemi di navigazione biologici per il controllo della traiettoria di volo in alcune specie di uccelli

Sapersi muovere con efficienza è fondamentale per tutti gli esseri viventi. Gli uccelli sono abili navigatori del cielo e, per orientarsi, utilizzano diversi tipi di bussole naturali e un orologio circadiano che gli consente di compensare i cambiamenti giornalieri dovuti alla rotazione terrestre. Essi sono in grado di immagazzinare, in una mappa cognitiva, le informazioni percepite durante i vari voli effettuati; queste possono derivare da riferimenti sia di tipo visivo, che di altro genere, come odori e geomagnetismo, e consentono ai volatili di ritrovare facilmente la strada di casa. Gli uccelli, inoltre, sono in grado di percepire il flusso ottico proveniente da un paesaggio pieno di irregolarità (come può esserlo una foresta o una superficie ondosa marina); grazie ad esso possono controllare con precisione l'altitudine di volo a bassa quota e possono individuare ostacoli nelle immediate vicinanze in modo da evitare collisioni. Durante le migrazioni capita di volare a quote più elevate per cercare di risparmiare energie e, in questo caso, gli uccelli possono controllare la loro altitudine con un errore all'incirca di 10m, poiché sono in grado di percepire direttamente le variazioni di pressione atmosferica. Per risparmiare energie sono molto abili nello sfruttare la forza dei venti e nel compensarne la deriva. Gli uccelli possiedono diverse abilità che spiegano la loro impressionante capacità di navigazione e quindi rappresentano un ottimo spunto per apprendere diverse tecniche in modo da migliorare i nostri metodi di orientamento ed elaborazione dei dati.

Polyphenol Extraction Optimisation From Ceylon Gooseberry (dovyalis Hebecarpa) Pulp.

Originally from Asia, Dovyalis hebecarpa is a dark purple/red exotic berry now also produced in Brazil. However, no reports were found in the literature about phenolic extraction or characterisation of this berry. In this study we evaluate the extraction optimisation of anthocyanins and total phenolics in D. hebecarpa berries aiming at the development of a simple and mild analytical technique. Multivariate analysis was used to optimise the extraction variables (ethanol:water:acetone solvent proportions, times, and acid concentrations) at different levels. Acetone/water (20/80 v/v) gave the highest anthocyanin extraction yield, but pure water and different proportions of acetone/water or acetone/ethanol/water (with >50% of water) were also effective. Neither acid concentration nor time had a significant effect on extraction efficiency allowing to fix the recommended parameters at the lowest values tested (0.35% formic acid v/v, and 17.6 min). Under optimised conditions, extraction efficiencies were increased by 31.5% and 11% for anthocyanin and total phenolics, respectively as compared to traditional methods that use more solvent and time. Thus, the optimised methodology increased yields being less hazardous and time consuming than traditional methods. Finally, freeze-dried D. hebecarpa showed high content of target phytochemicals (319 mg/100g and 1,421 mg/100g of total anthocyanin and total phenolic content, respectively).

Avaliação de estrutura de bambu como elemento construtivo para casa de vegetação

The use of technology to protect and produce vegetables and ornamental plants was developed over several adaptation phases that supported the demand for quality and amount of products. These developments also reduced production costs and climate damage to the crops. Many of these adaptations were carried out by farmers on their own initiative, using different materials and devices to solve their problems. This study was carried out at Agricultural Engineering College - Campinas University/UNICAMP, from December 2002 to January 2003, with the objective of evaluating the deformations of the constructive system of bamboo structure for greenhouses, submitted to different spacing among columns, and different vertical strains. It was tested the use of beams and columns built with bamboo stems from the specie Bambusa tuldoides Munro. The beams and columns were tied together with plastic spacing parts, specially designed to facilitate and standardize the construction of the building, providing more resistance and stability. Three column spaces (2.0, 2.5 and 3.0 m) were evaluated under different load strains. The best result was obtained with a spacing of 2.5 m.

Aspectos ultra-estruturais dos canais secretores em órgãos vegetativos e reprodutivos de Anacardiaceae

The study assessed phloem canal development and ultra-structure in shoot apices of Spondias dulcis G. Forst., phloematic canal ultra-structure in shoot apices of Tapirira guianensis Aubl., and floral canal ultra-structure and development and fruit canal ultra-structure of the latter specie. The flower and fruit canals of Anacardium humile St.Hil. were also studied ultra-structurally. The canals in shoot apices of S. dulcis show schizo-lysigenous formation and the floral canals of T. guianensis show schizogenous development. Epithelial cells of S. dulcis and T. guianensis canals have rough endoplasmic reticulum, free ribosomes, elongated plastids of several shapes with osmiophilic inclusions and dictyosomes with production of vesicles. Such organelles participate in the secretion of a heterogeneous exudate, which is comprised of hydrophilic and lipophilic substances. The epithelial cells of the fruit of A. humile present elongated plastids with circular membrane system, which are involved in the synthesis of lipophilic substances. The results of the ultra-structural analyses of the epithelial cells corroborate the results previously obtained in a histochemical study. In the histochemical study, lipophilic and hydrophilic substances were identified in the canals of T. guinanensis and S. dulcis and only lipophilic substances were identified in the canals of A. humile. Based on the ultrastructural aspects of the secretory canals of T. guianensis and S. dulcis we concluded that the plastids of the epithelial cells of the two species are different although they produce secretion of similar composition. A new record for the family is the presence of a great number of circular plastids in epithelial cells of the fruit of Anacardium humile. The pattern found in the secretory canals of the studied species is the ecrine type of secretion release.

Ant community richness and composition across a gradient from Eucalyptus plantations to secondary Atlantic Forest

Secondary forests and exotic tree plantations are expanding across tropical landscapes. However, our current understanding of the value of these human-dominated forest landscapes for invertebrate biodiversity conservation is still very poor. In this paper, we use the leaf-litter ant fauna to assess invertebrate diversity in one commercially managed Eucalyptus plantation (four years old), two abandoned plantations of different regeneration ages (16 and 31 years), and one neighboring secondary Atlantic Forest in Southeastern Brazil. There was a clear gradient in species richness from the secondary forest to the managed Eucalyptus plantation; richness and diversity peaked in secondary forest and in the older regenerating Eucalyptus plantation. Significantly more species were recorded in secondary forest samples than in Eucalyptus plantations, but Eucalyptus plantations had a similar level of richness. Furthermore, a non-metric multidimensional scaling analysis revealed clear differences in species composition between the younger managed Eucalyptus plantation (understory absent) and habitats with sub-developed or developed understory. Eucalyptus plantations were characterized by an assemblage of widespread, generalist species very different from those known to occur in core forest habitats of southeastern Brazil. Our results indicate that while older regenerating Eucalyptus plantations can provide habitat to facilitate the persistence of generalist ant species, it is unlikely to conserve most of the primary forest species, such as specialized predators, Dacetini predators, and nomadic species.

A new bianthron glycoside as inhibitor of Trypanosoma cruzi glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase activity

A phytochemical investigation of the ethanolic extract of stalks of Senna martiana Benth. (Leguminoseae), native specie of northeast Brazil, resulted in the isolation and spectroscopic characterization of a new bianthrone glycoside, martianine 1 (10,10'-il-chrysophanol-10-oxi10,10'-bi-glucosyl). Its identification was established by HRMS, IR and 2D NMR experiments. The evaluation of martianine trypanocidal activity was carried out against gliceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase enzyme from Trypanosoma cruzi. Its inhibitory constant (Ki) is in the low micromolar concentration and it was determined by isothermal titration calorimetry to be 27.3 ± 2.47 µmol L-1. The non-competitive mechanism is asserted to be putative of the mode of action martianine displays against T. cruzi GAPDH. Results show that martianine has a great potential to become new lead molecule by inhibiting this key enzyme and for the development of new drugs against Chagas disease.

Taxocenose de bagres marinhos (Siluriformes, Ariidae) da região estuarina de São Vicente, SP, Brasil

O objetivo do trabalho foi analisar a taxocenose de bagres marinhos do complexo baía-estuário de São Vicente, SP. As coletas foram mensais, no período de setembro de 2000 a agosto de 2002, em quatro regiões do estuário. Foram capturados 3.985 exemplares, pertencentes a cinco gêneros e seis espécies, totalizando 47.807 g. A espécie Cathorops spixii apresentou a maior abundância numérica com 1.569 indivíduos amostrados. No transecto I (próximo da região costeira) foi registrada a maior riqueza e no transecto IV (estuário acima) a maior abundância com 2.602 exemplares e peso de 26.236 g. Em março de 2002 registrou-se a maior abundância com 687 indivíduos e o maior peso ocorreu em fevereiro de 2002 (8.816 g). A salinidade da água de fundo, ao longo do período de estudo, variou entre 14 e 36 e a temperatura da água variou entre 19 e 30 °C. Na região amostrada foram capturados exemplares jovens e adultos, ocorrendo um predomínio de jovens, o que demonstra que esta área apresenta condições favoráveis para crescimento.

Insetos em presépios e as "formigas vestidas" de Jules Martin (1832-1906): uma curiosa manufatura paulistana do final do século XIX

Encontrados no Brasil desde os primórdios da colonização portuguesa, os presépios logo tiveram de adaptar-se à realidade local, circunstância muito propícia ao aparecimento de concepções heterodoxas e ao emprego de elementos exóticos da fauna e flora de cada região. Como registros envolvendo insetos são muito pouco comuns, chama a atenção que fêmeas de saúva, Atta sp. (Hymenoptera, Formicidae), tenham sido aproveitadas na composição de presépios no estado de São Paulo. Tendo subsistido pelo menos até a década 1960, os "presépios de formigas" existentes em cidades como Embu das Artes poderiam estar relacionados às "formigas vestidas" criadas por Jules Martin, curiosa manufatura paulistana do último quartel do século XIX.