The variability of peridotite composition across a mantle shear zone (Lanzo massif, Italy): interplay of melt focusing and deformation

In this paper we present new data on the spatial variability of peridotite composition across a kilometer-scale mantle shear zone within the Lanzo massif (Western Alps, Italy). The shear zone separates the central from the northern part of the massif. Plagioclase peridotite shows gradually increasing deformation towards the shear zone, from porphyroclastic to mylonitic textures in the central body, while the northern body is composed of porphyroclastic rocks. The peridotite displays a large range of compositions, from fertile peridotite to refractory harzburgite and dunite. Deformed peridotites (proto-mylonite and mylonites) tend to be compositionally more homogeneous and fertile than weakly deformed peridotites. The composition of most plagioclase peridotites show rather high and constant (Ce/Yb) (N) ratios, and Yb (N) that cannot be explained by any simple melting model. Instead, refertilization modeling, consisting of melt increments from spinel peridotite sources, particularly with E-MORB melt, reasonably reproduces the plagioclase peridotite whole rock composition. Combined with constraints from Ce-Nb and Ce-Th systematics, we speculate that peridotites such as those from Lanzo record pervasive refertilization processes in the thermal boundary layer. In this scenario, mantle shear zones might act as important areas of melt focusing in the upper mantle that separates the thermal boundary layer from the conductively cooled mantle.

Variability of radioiodine measurements in the thyroid.

Monte Carlo simulations were carried out to study the response of a thyroid monitor for measuring intake activities of (125)I and (131)I. The aim of the study was 3-fold: to cross-validate the Monte Carlo simulation programs, to study the response of the detector using different phantoms and to study the effects of anatomical variations. Simulations were performed using the Swiss reference phantom and several voxelised phantoms. Determining the position of the thyroid is crucial for an accurate determination of radiological risks. The detector response using the Swiss reference phantom was in fairly good agreement with the response obtained using adult voxelised phantoms for (131)I, but should be revised for a better calibration for (125)I and for any measurements taken on paediatric patients.

Coordination pattern variability provides functional adaptations to constraints in swimming performance.

In a biophysical approach to the study of swimming performance (blending biomechanics and bioenergetics), inter-limb coordination is typically considered and analysed to improve propulsion and propelling efficiency. In this approach, 'opposition' or 'continuous' patterns of inter-limb coordination, where continuity between propulsive actions occurs, are promoted in the acquisition of expertise. Indeed a 'continuous' pattern theoretically minimizes intra-cyclic speed variations of the centre of mass. Consequently, it may also minimize the energy cost of locomotion. However, in skilled swimming performance there is a need to strike a delicate balance between inter-limb coordination pattern stability and variability, suggesting the absence of an 'ideal' pattern of coordination toward which all swimmers must converge or seek to imitate. Instead, an ecological dynamics framework advocates that there is an intertwined relationship between the specific intentions, perceptions and actions of individual swimmers, which constrains this relationship between coordination pattern stability and variability. This perspective explains how behaviours emerge from a set of interacting constraints, which each swimmer has to satisfy in order to achieve specific task performance goals and produce particular task outcomes. This overview updates understanding on inter-limb coordination in swimming to analyse the relationship between coordination variability and stability in relation to interacting constraints (related to task, environment and organism) that swimmers may encounter during training and performance.

High genetic variability and low local diversity in a population of arbuscular mycorrhizal fungi.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are ecologically important root symbionts of most terrestrial plants. Ecological studies of AMF have concentrated on differences between species; largely assuming little variability within AMF species. Although AMF are clonal, they have evolved to contain a surprisingly high within-species genetic variability, and genetically different nuclei can coexist within individual spores. These traits could potentially lead to within-population genetic variation, causing differences in physiology and symbiotic function in AMF populations, a consequence that has been largely neglected. We found highly significant genetic and phenotypic variation among isolates of a population of Glomus intraradices but relatively low total observed genetic diversity. Because we maintained the isolated population in a constant environment, phenotypic variation can be considered as variation in quantitative genetic traits. In view of the large genetic differences among isolates by randomly sampling two individual spores, <50% of the total observed population genetic diversity is represented. Adding an isolate from a distant population did not increase total observed genetic diversity. Genetic variation exceeded variation in quantitative genetic traits, indicating that selection acted on the population to retain similar traits, which might be because of the multigenomic nature of AMF, where considerable genetic redundancy could buffer the effects of changes in the genetic content of phenotypic traits. These results have direct implications for ecological research and for studying AMF genes, improving commercial AMF inoculum, and understanding evolutionary mechanisms in multigenomic organisms.

Clinical consequences of imatinib plasma concentrations variability in hemato-oncologic patients

Background: Imatinib has revolutionized the treatment of chronic myeloid leukemia (CML) and gastrointestinal stromal tumors (GIST). Considering the large inter-individual differences in the function of the systems involved in its disposition, exposure to imatinib can be expected to vary widely among patients. This observational study aimed at describing imatinib pharmacokinetic variability and its relationship with various biological covariates, especially plasma alpha1-acid glycoprotein (AGP), and at exploring the concentration-response relationship in patients. Methods: A population pharmacokinetic model (NONMEM) including 321 plasma samples from 59 patients was built up and used to derive individual post-hoc Bayesian estimates of drug exposure (AUC; area under curve). Associations between AUC and therapeutic response or tolerability were explored by ordered logistic regression. Influence of the target genotype (i.e. KIT mutation profile) on response was also assessed in GIST patients. Results: A one-compartment model with first-order absorption appropriately described the data, with an average oral clearance of 14.3 L/h (CL) and volume of distribution of 347 L (Vd). A large inter-individual variability remained unexplained, both on CL (36%) and Vd (63%), but AGP levels proved to have a marked impact on total imatinib disposition. Moreover, both total and free AUC correlated with the occurrence and number of side effects (e.g. OR 2.9±0.6 for a 2-fold free AUC increase; p<0.001). Furthermore, in GIST patients, higher free AUC predicted a higher probability of therapeutic response (OR 1.9±0.5; p<0.05), notably in patients with tumor harboring an exon 9 mutation or wild-type KIT, known to decrease tumor sensitivity towards imatinib. Conclusion: The large pharmacokinetic variability, associated to the pharmacokinetic-pharmacodynamic relationship uncovered are arguments to further investigate the usefulness of individualizing imatinib prescription based on TDM. For this type of drug, it should ideally take into consideration either circulating AGP concentrations or free drug levels, as well as KIT genotype for GIST.

How geographic distance and depth drive ecological variability and isolation of demersal fish communities in an archipelago system (Cape Verde, Eastern Atlantic Ocean)

Cape Verde is a tropical oceanic ecosystem, highly fragmented and dispersed, with islands physically isolated by distance and depth. To understand how isolation affects the ecological variability in this archipelago, we conducted a research project on the community structure of the 18 commercially most important demersal fishes. An index of ecological distance based on species relative dominance (Di) is developed from Catch Per Unit Effort, derived from an extensive database of artisanal fisheries. Two ecological measures of distance between islands are calculated: at the species level, DDi, and at the community level, DD (sum of DDi). A physical isolation factor (Idb) combining distance (d) and bathymetry (b) is proposed. Covariance analysis shows that isolation factor is positively correlated with both DDi and DD, suggesting that Idb can be considered as an ecological isolation factor. The effect of Idb varies with season and species. This effect is stronger in summer (May to November), than in winter (December to April), which appears to be more unstable. Species react differently to Idb, independently of season. A principal component analysis on the monthly (DDi) for the 12 islands and the 18 species, complemented by an agglomerative hierarchical clustering, shows a geographic pattern of island organization, according to Idb. Results indicate that the ecological structure of demersal fish communities of Cape Verde archipelago, both in time and space, can be explained by a geographic isolation factor. The analytical approach used here is promising and could be tested in other archipelago systems.

Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão

TEIXEIRA, José João Lopes. Departamento de Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, Agosto de 2011. Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde. Orientador: José Carlos de Araújo. Examinadores: George Leite Mamede, Pedro Henrique Augusto Medeiros. O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caraterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do estado de Cabo Verde, a captação, armazenamento e mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para um ótimo dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É neste sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentar proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² a montante da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados, série pluviométrica de 1973 a 2010, registos de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registos agroclimáticos da área de estudo (1981 a 2004). Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) e a razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e, revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada a redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocado pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que em média a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta como valor um número de curva (CN) de 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e uma vazão anual afluente de 1,7 hm³(cv= 0,73); a disponibilidade hídrica para uma garantia de 85% é avaliada em 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano como indica o projeto original. Com uma descarga sólida estimada em 22.185 m³/ano conclui-se que até o ano de 2026, a capacidade do reservatório reduz a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Nessa altura, as perdas por evaporação e sangria serão da ordem de 81% da vazão afluente de entrada no reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da BP.

Érosion des sols au Cap Vert : étude des processus et quantification à l’échelle de trois bassins versants de l’île de Santiago

Erosão dos solos em Cabo Verde: estudo dos processos e quantificação à escala de três bacias hidrográficas O arquipélago de Cabo Verde é constituído por 10 ilhas vulcânicas pertence à zona do Sahel que se estende do Atlântico ao Mar Vermelho. Desde então, várias décadas, Cabo Verde é afectado pela desertificação causada principalmente pela recessão climatica e a erosão do solo. Esses fatores, aliados à alta pressão humana sobre os recursos, a topografia acidentada e chuvas tropicais por vezes torrenciais, causam sérios danos aos solos. No entanto, desde sua independência em 1975, o Governo realizou um amplo programa de arborização, recuperação de áreas degradadas e a correcção dos leitos das ribeiras. No entanto, a investigação, muito pouco foi realizada para avaliar as acções de protecção e conservação do solo e da água. Portanto, não há dados sobre o problema da degradação das terras nem balanços. Como parte deste trabalho, foram estudados vários factores que controlam a erosão do solo pela água. Especificamente, buscou-se diferenciar os efeitos das actividades humanas, incluindo a agricultura, os factores climáticos, como chuva e geração de escoamento. Também estabeleceu os primeiros balanços das exportações de matérias em suspensão e em solução no contexto do arquipélago de Cabo Verde. O estudo foi realizado em três bacias hidrográficas da ilha de Santiago, Cabo Verde. Estas três bacias hidrográficas (Longueira, Grande e Godim) estão localizadas na parte central da ilha de Santiago e representam os diversos tipos de uso da terra e as diferentes zonas bioclimaticas da ilha. Existe um gradiente climático entre as três bacias hidrográficas. Na verdade, Longueira que abrange uma área de 4,18 km2, tem um declive médio de 47 %, uma zona florestada de 69% e uma área agrícola de 17 %. Grande com uma área de 1,87 km2, é localizada numa zona sub humida com um declive médio de 50%, é essencialmente agrícola. Godim, com uma área de 2,0 km2, é localizado numa zona semi-árida com um declive médio de 32%, é particularmente uma zona agricola. Para estes três bacias hidrográficas, as cheias foram medidas e amostradas de 2004 a 2009. A bacia de Longueira teve um maior acompanhamento, nomeadamente em termos de amostragem e monitoramento dos escoamentos. Em cada amostra foram feitas a determinação da concentração de matérias em suspensão e a análise dos principais elementos quimicos. Os resultados mostram que a erosão mecânica nas três bacias hidrográficas é caracterizada por uma forte variabilidade espacial e temporal. Durante o período de 2005-2009, o balanço anual média para as bacias hidrográficas de Longueira, Grande e Godim é: 4266, 157 e 10,1 t.km2.an-1, respectivamente. A estação das chuvas de 2006 foi a mais erosiva para as três bacias, particularmente em Longueira, com 2 cheias excepcionais, que têm gerado uma concentração média de sólidos em suspensão superior a 100 g / l. Porém, as estações do ano de 2005 e 2008 foram de uma forma geral menos erosivas porque as concentrações médias não inferiores a 20 g / l. Além disso, não houve cheias para as temporadas 2005 e 2007 para a bacia do Godim. Na bacia de Longueira, o estudo dos fenómenos de histerese na caracterização das cheias mostrou que a evolução temporal das exportações de sólidos em suspensão durante a temporada é fortemente influenciada pelas atividades agrícolas. Na verdade, a primeira cheia causou uma exportação maciça de sedimento disponível e localizado no leito da ribeira. Assim, a segunda cheia exportou menos sedimentos. Um mês após as primeiras chuvas, a prática da monda que reduz a densidade da cobertura vegetal e destructura a camada superficial do solo, gerou uma grande quantidade de sedimento que novamente permitiu uma exportação muito forte de sedimentos durante a terceira forte cheia. Os resultados da erosão química na bacia de Longueira indicam que a taxa de erosão é de 45 t.km2.an-1 com uma forte variabilidade temporal. Na verdade, as temporadas de 2006 e 2007 são as mais erosivas, enquanto 2005 teve uma exportação de matérias disolvidas baixa. A utilização do modelo EMMA (End- Members Mixing Analysis) mostra que os escoamentos hipodermico e profundo, alimentandos os fluxos de elementos dissolvidos são os principais factores da erosão química. É mostrado que esses fluxos causam mais de 90% dos fluxos de erosão química. O escoamento superficial, que contribui com cerca de 70% na formação das cheias, é o maior factor da erosão mecânica do solo.

Phenotypic variability of retinocytomas: preregression and postregression growth patterns.

AIM: To describe the incidence of retinocytomas, their variability at presentation and their growth patterns both before and after regression.¦METHODS: Medical notes of the 525 patients of the Jules-Gonin Eye Hospital Retinoblastoma Clinic between 1964 and 2008 were reviewed and the charts of 36 patients with retinocytomas and/or phthisis bulbi were selected.¦RESULTS: The proportion of patients with retinocytomas and/or phthisis bulbi was 3.2%. The mean age at diagnosis was 28.7±17 years. Five tumours presented a cystic pattern (5.8%). Evidence of aggressive exophytic disease prior to spontaneous regression was documented in two eyes, and of invasive endophytic disease (regressed vitreous seeding or internal limiting membrane disruption) in three eyes. Twenty patients were followed with a mean follow-up of 44±60 months. Tumour growth was observed in 16% cases, benign cystic enlargement in 4% and malignant transformation in 12%.¦CONCLUSION: This large study of retinocytomas substantially expands the published features of retinocytoma by describing the cystic nature of some retinocytomas as well as clinical characteristics of the endophytic and exophytic preregression growth patterns. The authors report two different patterns of reactivation: benign cystic enlargement and malignant transformation with or without cystic growth. Higher than previously reported frequency of growth and possible life-threatening complications impose close lifetime follow-up of retinocytoma patients.

Natural variability of in vitro adherence to fibrinogen and fibronectin does not correlate with in vivo infectivity of Staphylococcus aureus.

Adherence to fibrinogen and fibronectin plays a crucial role in Staphylococcus aureus experimental endocarditis. Previous genetic studies have shown that infection and carriage isolates do not systematically differ in their virulence-related genes, including genes conferring adherence, such as clfA and fnbA. We set out to determine the range of adherence phenotypes in carriage isolates of S. aureus, to compare the adherence of these isolates to the adherence of infection isolates, and to determine the relationship between adherence and infectivity in a rat model of experimental endocarditis. A total of 133 healthy carriage isolates were screened for in vitro adherence to fibrinogen and fibronectin, and 30 isolates were randomly chosen for further investigation. These 30 isolates were compared to 30 infective endocarditis isolates and 30 blood culture isolates. The infectivities of the carriage isolates, which displayed either extremely low or high adherence to fibrinogen and fibronectin, were tested using a rat model of experimental endocarditis. The levels of adherence to both fibrinogen and fibronectin were very similar for isolates from healthy carriers and members of the two groups of infection isolates. All three groups of isolates showed a wide range of adherence to fibrinogen and fibronectin. Moreover, the carriage isolates that showed minimal adherence and the carriage isolates that showed strong adherence had the same infectivity in experimental endocarditis. Adherence was proven to be important for pathogenesis in experimental endocarditis, but even the least adherent carriage strains had the ability to induce infection. We discuss the roles of differential gene expression, human host factors, and gene redundancy in resolving this apparent paradox.

Susceptibilidade à Erosão Hídrica na Bacia da Ribeira Seca (Santiago, Cabo Verde)

Na Ilha de Santiago, em Cabo Verde, a erosão hídrica é o processo que afecta áreas mais extensas. A ocorrência de aguaceiros intensos e concentrados no tempo e no espaço promovem uma marcada erosividade das precipitações, com forte irregularidade regional. A grande variabilidade dos declives e das formas das vertentes, associadas à diversidade litológica, bem como à multiplicidade de ocupação do solo, permitem condições de erodibilidade muito contrastadas no espaço. O objectivo deste trabalho é obter um mapa de susceptibilidade à erosão hídrica para a bacia da Ribeira Seca (Santiago oriental) com base no modelo digital do terreno (MDT), nos mapas geológico e de ocupação do solo e na distribuição da erosividade das precipitações. Verifica-se que o sector sudeste da bacia é o mais susceptível à erosão hídrica, pois nele ocorrem a maior concentração diária das precipitações e as condições geomorfológicas e de coberto do solo de mais elevada erodibilidade.