Técnicas para obtenção e tratamento de macrofotografias de insetos

Workings related insects macro-photographs production are little widespread in the scientific community. However, the use of images has wide application, serving for scientific publications, conferences, courses, databases and development of illustrated identification keys. Thus, methodologies were developed to assist in capturing and processing highresolution images, improving its quality, without, however, their technical characteristics.

TAXONOMY OF THE SOUTH AMERICAN DWARF BOAS OF THE GENUS TROPIDOPHIS BIBRON, 1840, WITH THE DESCRIPTION OF TWO NEW SPECIES FROM THE ATLANTIC FOREST (SERPENTES: TROPIDOPHIIDAE)

A taxonomic study on the South American dwarf boas of the genus Tropidophis revealed the existence of two new species in the Atlantic Forest bionic. As a result, we recognize five mainland species, three in the Atlantic Forest and two in northwestern South America. Based on general distribution and morphological orientation, the type locality of T. paucisquamis is restricted to Estacao Biologica de Boraceia (EBB), municipality of Salesopolis, state of Sao Paulo, Brazil; furthermore, a lectotype for T. taczanowskyi is designated. We provide data on the hemipenial morphology of two South American Tropidophis, showing that the quadrifurcate condition described for West Indian taxa also occurs in mainland congeners. The distributions of the three Atlantic Forest species are congruent with patterns of diversification of other vertebrate taxa associated with cold climates prevalent at high elevations. Refugial isolation and riverine barriers may account for such speciation events.

Contamination by chlorinated pesticides, PCBs and PBDEs in Atlantic spotted dolphin (Stenella frontalis) in western South Atlantic

Chlorinated pesticides, PCBs and PBDEs were analysed in nine blubber samples of Atlantic spotted dolphins, Stenella frontalis, incidentally captured during fishing operations in southern and southeastern Brazil between 2005 and 2007. The majority of compounds analysed were detected, suggesting widespread contamination over the region. Although the samples came from a location far from main coastal industrial areas, the results revealed an influence from such sources. Therefore, levels of PCBs (774-23659 ng g(-1) lipid wt.) and PBDEs (23-1326 ng g(-1) lipid wt.) detected seem to be related to the movement of individuals throughout near-shore and offshore waters. The sample from a lactating female exhibited a lower level of contamination and a distinct pattern, indicating selective transfer favouring less lipophilic compounds.

Descriptions of Macrolygistopterus subparallelus Pic, 1930 immatures from southeastern Brazil (Coleoptera, Lycidae, Lycinae, Calochromini)

Mature larva and pupa of Macrolygistopterus subparallelus Pic are described and compared to known Calochromini immatures. Larvae were collected alive inside dead trunk in the Atlantic Forest at Estacao Biologica de Boraceia, Salesopolis, Sao Paulo, Brazil. They were maintained in laboratory conditions, and the pupal period was 12 days (one observation). The pupa of this genus is described for the first time. This larva differs from known Calochromini larvae mainly because of its almost cylindrical campodeiform body and longer urogomphi.

Two new species of marsupial tree-frogs genus Gastrotheca Fitzinger, 1843 (Anura, Hemiphractidae) from the Brazilian Atlantic Forest

Two new species of Gastrotheca are described from northeastern Minas Gerais and southern Bahia, in the Atlantic Forest of Brazil. Data on morphology, calls, mitochondrial, and nuclear DNA are provided. Allied to G. fissipes and G. megacephala, the new taxa provide evidence for a higher diversity of species of Gastrotheca than previously thought at the Atlantic Forest. The data also suggest that G. pulchra, another Atlantic Forest taxon, is more closely related to non-Atlantic Forest species than to the remaining analyzed Brazilian Gastrotheca species. This implies that the Gastrotheca at the Brazilian coastal forests have at least two independent origins.

The Ecological Basis for Biogeographic Classification: an Example in Orchid Bees (Apidae: Euglossini)

Biogeography has been difficult to apply as a methodological approach because organismic biology is incomplete at levels where the process of formulating comparisons and analogies is complex. The study of insect biogeography became necessary because insects possess numerous evolutionary traits and play an important role as pollinators. Among insects, the euglossine bees, or orchid bees, attract interest because the study of their biology allows us to explain important steps in the evolution of social behavior and many other adaptive tradeoffs. We analyzed the distribution of morphological characteristics in Colombian orchid bees from an ecological perspective. The aim of this study was to observe the distribution of these attributes on a regional basis. Data corresponding to Colombian euglossine species were ordered with a correspondence analysis and with subsequent hierarchical clustering. Later, and based on community proprieties, we compared the resulting hierarchical model with the collection localities to seek to identify a biogeographic classification pattern. From this analysis, we derived a model that classifies the territory of Colombia into 11 biogeographic units or natural clusters. Ecological assumptions in concordance with the derived classification levels suggest that species characteristics associated with flight performance, nectar uptake, and social behavior are the factors that served to produce the current geographical structure.

Amazon Rainforest Exchange of Carbon and Subcanopy Air Flow: Manaus LBA Site-A Complex Terrain Condition

On the moderately complex terrain covered by dense tropical Amazon Rainforest (Reserva Biologica do Cuieiras-ZF2-02 degrees 36'17.1 '' S, 60 degrees 12'24.4 '' W), subcanopy horizontal and vertical gradients of the air temperature, CO2 concentration and wind field were measured for the dry and wet periods in 2006. We tested the hypothesis that horizontal drainage flow over this study area is significant and can affect the interpretation of the high carbon uptake rates reported by previous works at this site. A similar experimental design as the one by Tota et al. (2008) was used with a network of wind, air temperature, and CO2 sensors above and below the forest canopy. A persistent and systematic subcanopy nighttime upslope (positive buoyancy) and daytime downslope (negative buoyancy) flow pattern on a moderately inclined slope (12%) was observed. The microcirculations observed above the canopy (38 m) over the sloping area during nighttime presents a downward motion indicating vertical convergence and correspondent horizontal divergence toward the valley area. During the daytime an inverse pattern was observed. The microcirculations above the canopy were driven mainly by buoyancy balancing the pressure gradient forces. In the subcanopy space the microcirculations were also driven by the same physical mechanisms but probably with the stress forcing contribution. The results also indicated that the horizontal and vertical scalar gradients (e. g., CO2) were modulated by these micro-circulations above and below the canopy, suggesting that estimates of advection using previous experimental approaches are not appropriate due to the tridimensional nature of the vertical and horizontal transport locally. This work also indicates that carbon budget from tower-based measurement is not enough to close the system, and one needs to include horizontal and vertical advection transport of CO2 into those estimates.

A review of the genus Speocarcinus Stimpson, 1859 (Crustacea: Brachyura: Xanthidae), with a key to its species and the description of one new species

Speocarcinus dentatus n. sp. is described from the southwestern Atlantic. The new species can be easily separated from its congeners by a suite of carapace and appendage characters. Speocarcinus Stimpson, 1859, now includes eight extant species, all from the Atlantic or Pacific coasts of the Americas. Additional characters to further differentiate between S. carolinensis Stimpson, 1859, and S. lobatus Guinot, 1969, and between S. granulimanus Rathbun, 1894, and S. spinicarpus Guinot, 1969 are documented. The lectotype of S. granulimanus is first described and a key to the species of Speocarcinus is provided.

Prevalence and risk factors of Hepatitis C virus infection in Brazil, 2005 through 2009: a cross-sectional study

Abstract Background Hepatitis C chronic liver disease is a major cause of liver transplant in developed countries. This article reports the first nationwide population-based survey conducted to estimate the seroprevalence of HCV antibodies and associated risk factors in the urban population of Brazil. Methods The cross sectional study was conducted in all Brazilian macro-regions from 2005 to 2009, as a stratified multistage cluster sample of 19,503 inhabitants aged between 10 and 69 years, representing individuals living in all 26 State capitals and the Federal District. Hepatitis C antibodies were detected by a third-generation enzyme immunoassay. Seropositive individuals were retested by Polymerase Chain Reaction and genotyped. Adjusted prevalence was estimated by macro-regions. Potential risk factors associated with HCV infection were assessed by calculating the crude and adjusted odds ratios, 95% confidence intervals (95% CI) and p values. Population attributable risk was estimated for multiple factors using a case–control approach. Results The overall weighted prevalence of hepatitis C antibodies was 1.38% (95% CI: 1.12%–1.64%). Prevalence of infection increased in older groups but was similar for both sexes. The multivariate model showed the following to be predictors of HCV infection: age, injected drug use (OR = 6.65), sniffed drug use (OR = 2.59), hospitalization (OR = 1.90), groups socially deprived by the lack of sewage disposal (OR = 2.53), and injection with glass syringe (OR = 1.52, with a borderline p value). The genotypes 1 (subtypes 1a, 1b), 2b and 3a were identified. The estimated population attributable risk for the ensemble of risk factors was 40%. Approximately 1.3 million individuals would be expected to be anti-HCV-positive in the country. Conclusions The large estimated absolute numbers of infected individuals reveals the burden of the disease in the near future, giving rise to costs for the health care system and society at large. The known risk factors explain less than 50% of the infected cases, limiting the prevention strategies. Our findings regarding risk behaviors associated with HCV infection showed that there is still room for improving strategies for reducing transmission among drug users and nosocomial infection, as well as a need for specific prevention and control strategies targeting individuals living in poverty.

Study of the antioxidant fraction in edible olive oils obtained from different technological systems and parameters

Questo lavoro di tesi è stato suddiviso in tre parti. L’argomento principale è stato lo “Studio della componente antiossidante di oli ottenuti da olive mediante l’utilizzo di diversi sistemi e parametri tecnologici”. E’ ben noto come la qualità ossidativa di un olio di oliva dipenda oltre che dalla sua composizione in acidi grassi, dalla presenza di composti caratterizzati da un elevata attività antiossidante, ovvero le sostanze fenoliche. I composti fenolici contribuiscono quindi in maniera preponderante alla shelf life dell’olio extravergine di oliva. Inoltre sono state riscontrate delle forti correlazione tra alcune di queste sostanze e gli attributi sensoriali positivi di amaro e piccante. E’ poi da sottolineare come il potere antiossidante dei composti fenolici degli oli vergini di oliva, sia stato negli ultimi anni oggetto di considerevole interesse, poiché correlato alla protezione da alcune patologie come ad esempio quelle vascolari, degenerative e tumorali. Il contenuto delle sostanze fenoliche negli oli di oliva dipende da diversi fattori: cultivar, metodo di coltivazione, grado di maturazione delle olive e ovviamente dalle operazioni tecnologiche poiché possono variare il quantitativo di questi composti estratto. Alla luce di quanto appena detto abbiamo valutato l’influenza dei fattori agronomici (metodi di agricoltura biologica, integrata e convenzionale) e tecnologici (riduzione della temperatura della materia prima, aggiunta di coadiuvanti in fase di frangitura e di gramolatura, confronto tra tre oli extravergini di oliva ottenuti mediante diversi sistemi tecnologici) sul contenuto in composti fenolici di oli edibili ottenuti da olive (paper 1-3-4). Oltre alle sostanze fenoliche, negli oli di oliva sono presenti altri composti caratterizzati da proprietà chimiche e nutrizionali, tra questi vi sono i fitosteroli, ovvero gli steroli tipici del mondo vegetale, che rappresentano la frazione dell’insaponificabile quantitativamente più importante dopo gli idrocarburi. La composizione quali-quantitativa degli steroli di un olio di oliva è una delle caratteristiche analitiche più importanti nella valutazione della sua genuinità; infatti la frazione sterolica è significativamente diversa in funzione dell’origine botanica e perciò viene utilizzata per distinguere tra di loro gli oli e le loro miscele. Il principale sterolo nell’olio di oliva è il β- sitosterolo, la presenza di questo composto in quantità inferiore al 90% è un indice approssimativo dell’aggiunta di un qualsiasi altro olio. Il β-sitosterolo è una sostanza importante dal punto di vista della salute, poiché si oppone all’assorbimento del colesterolo. Mentre in letteratura si trovano numerosi lavori relativi al potere antiossidante di una serie di composti presenti nell’olio vergine di oliva (i già citati polifenoli, ma anche carotenoidi e tocoferoli) e ricerche che dimostrano invece come altri composti possano promuovere l’ossidazione dei lipidi, per quanto riguarda il potere antiossidante degli steroli e dei 4- metilsteroli, vi sono ancora poche informazioni. Per questo è stata da noi valutata la composizione sterolica in oli extravergini di oliva ottenuti con diverse tecnologie di estrazione e l’influenza di questa sostanza sulla loro stabilità ossidativa (paper 2). E’ stato recentemente riportato in letteratura come lipidi cellulari evidenziati attraverso la spettroscopia di risonanza nucleare magnetica (NMR) rivestano una importanza strategica da un punto di vista funzionale e metabolico. Questi lipidi, da un lato un lato sono stati associati allo sviluppo di cellule neoplastiche maligne e alla morte cellulare, dall’altro sono risultati anche messaggeri di processi benigni quali l’attivazione e la proliferazione di un normale processo di crescita cellulare. Nell’ambito di questa ricerca è nata una collaborazione tra il Dipartimento di Biochimica “G. Moruzzi” ed il Dipartimento di Scienze degli Alimenti dell’Università di Bologna. Infatti, il gruppo di lipochimica del Dipartimento di Scienze degli Alimenti, a cui fa capo il Prof. Giovanni Lercker, da sempre si occupa dello studio delle frazioni lipidiche, mediante le principali tecniche cromatografiche. L’obiettivo di questa collaborazione è stato quello di caratterizzare la componente lipidica totale estratta dai tessuti renali umani sani e neoplastici, mediante l’utilizzo combinato di diverse tecniche analitiche: la risonanza magnetica nucleare (1H e 13C RMN), la cromatografia su strato sottile (TLC), la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) e la gas cromatografia (GC) (paper 5-6-7)

Interazioni piante-insetti mediate da semiochimici

Numerosi parassitoidi localizzano i propri ospiti sfruttando le miscele di composti volatili rilasciate dalle piante infestate, che sono segnali più facilmente reperibili nell’ambiente rispetto agli odori emessi dai soli fitofagi. Anche Diglyphus isaea (Walker), un ectoparassitoide paleartico impiegato nella lotta biologica contro vari fillominatori, localizza l’ospite Liriomyza trifolii (Burgess) (Diptera Agromyzidae) sfruttando gli odori emessi dal complesso pianta (Phaseolus vulgaris L.) – minatore (L. trifolii). L’obbiettivo di questa ricerca è stato di mettere a punto una procedura che consentisse di estrarre in vivo, da piante di fagiolo infestate da larve di L. trifolii, i composti volatili responsabili dell’attrazione del parassitoide D. isaea e permettesse di individuare i composti biologicamente attivi presenti nella miscela. A tal fine sono state messe a confronto due metodologie, ovvero la tecnica statica dell’SPME e quella dinamica dell’Air Entrainment, impiegate in ecologia chimica per identificare e quantificare i composti organici volatili da numerose matrici biologiche. Le miscele estratte dai campioni sono state sia analizzate al gascromatografo/spettrometro di massa, che saggiate all’olfattometro a Y. Alla luce dei risultati ottenuti, si può affermare che la tecnica dell’Air Entrainment si è rivelata più adatta al raggiungimento degli obbiettivi di questo studio. Grazie a questa metodologia infatti è stato possibile verificare l’attività biologica delle miscele estratte nei confronti di D. isaea e identificare i composti volatili imputabili, con buona probabilità, unicamente all’attività trofica del fillominatore. Si tratta principalmente di terpenoidi volatili, sostanze spesso indicate come importanti segnali utilizzati da predatori e parassitoidi per localizzare le proprie prede o i propri ospiti. Questi composti sono stati diluiti in etere e saggiati a tre diverse concentrazioni (1 ng; 10 ng; 100 ng) contro l’etere (controllo). L’analisi statistica delle differenze registrate nelle scelte definitive compiute da D. isaea, nel corso delle prove condotte con i composti puri (indolo; α-copaene; β-cariofillene; α-cariofillene; α-farnesene), ha messo in luce come questo parassitoide risulti attratto solo dall’α-cariofillene, mentre l’α-farnesene sembra avere nei confronti dell’eulofide un effetto repellente.

Analisi di pH, ORP e DO finalizzata all'utilizzo di segnali indiretti per il monitoraggio e il controllo automatico di impianti di depurazione a fanghi attivi

Con il presente lavoro di tesi si è studiata la possibilità di estrarre informazioni sugli andamenti dei processi biologici dall’osservazione dei segnali di pH, potenziale di ossido riduzione (ORP) e ossigeno disciolto (DO) nelle vasche di processo di un impianto a fanghi attivi a flusso continuo (predenitro/nitro) per verificare la possibilità di utilizzare questo tipo di sonde per lo sviluppo di sistemi per il controllo automatico e la gestione intelligente, eventualmente remota, degli impianti di depurazione. Il lavoro di sperimentazione è stato svolto su un impianto pilota a flusso continuo con schema predenitro – nitro, costruito ed installato presso i laboratori della sede Enea di Bologna (Sezione ACS PROT IDR - Gestione Risorse Idriche). L’obiettivo primario della sperimentazione è stato quello di portare il sistema in uno stato stazionario di equilibrio, così da poter stabilire delle condizioni di funzionamento note e costanti, riscontrabili anche nei segnali di riferimento. Tali condizioni sono state definite prendendo come riferimento un impianto reale noto, funzionante in condizioni di processo costanti e medie, definendo contestualmente test sperimentali che riproducessero condizioni riscontrabili sullo stesso impianto reale. Le condizioni del sistema sono state monitorate costantemente, attraverso il monitoraggio giornaliero dei processi, effettuato con attività di campionamento e di analisi, osservando costantemente i segnali indiretti.

Mezzi innovativi nella difesa delle cucurbitacee da Fusarium solani f.sp. cucurbitae

Lo studio “Lotta biologica a Fusarium solani f.sp. cucurbitae su zucchino” si colloca nell’ambito della difesa integrata delle colture orticole dalle fitopatie fungine, in particolare quelle causate da patogeni ad habitat terricolo nei confronti dei quali è sempre più frequente il ricorso a mezzi di lotta diversi dai prodotti chimici. Interessante e innovativa appare la prospettiva di utilizzare microrganismi adatti a svilupparsi nel suolo, competenti per la rizosfera delle piante e con spiccate caratteristiche d’antagonismo verso i patogeni tellurici e di stimolazione delle difese sistemiche della pianta. Il marciume del colletto delle cucurbitacee, causato da diversi patogeni tra cui Fusarium solani f.sp. cucurbitae, rappresenta la principale malattia fungina di tipo tellurica che colpisce lo zucchino ed il melone nella Pianura Padana e che può portare a consistenti perdite produttive. Indagini condotte dal 2004 da parte del Diproval nell’areale bolognese, hanno evidenziato un’elevata frequenza del patogeno su zucchino coltivato soprattutto in tunnel. Considerata la carenza di conoscenze locali di F. solani f.sp. cucurbitae e di mezzi chimici di lotta efficaci, la ricerca svolta ha inteso approfondire la diagnosi della malattia e le caratteristiche biologiche degli isolati locali, e valutare la possibilità di utilizzare metodi biologici di lotta contro questo patogeno, nonché di studiare alcune delle possibili modalità d’azione di microrganismi antagonisti. Sono state pertanto prelevate, da zone diverse del Bolognese, campioni di piante di zucchino che presentavano sintomi di marciume del colletto ed è stato isolato il patogeno, che in base alle caratteristiche morfologiche macro e microscopiche, alle prove di patogenicità su diversi ospiti e a saggi biomolecolari, è stato identificato come Fusarium solani f. sp. cucurbitae W.C. Snyder & H.N. Hansen razza 1. Dagli isolati di campo sono state realizzate un centinaio di colture monosporiche venti delle quali sono state utilizzate per la prosecuzione delle prove. I venti ceppi sono stati saggiati per la loro patogenicità inoculandoli in terriccio sterile e con trapianto di giovani piante di zucchino. E’ risultata un’elevata variabilità del livello di virulenza tra i ceppi, stimata da 39% a 83% riguardo la gravità della malattia e da 61 a 96% per la frequenza di malattia. Sono state condotte prove di accrescimento miceliare che hanno evidenziato differenze tra i ceppi e tra gli esperimenti condotti a tre diverse temperature (17, 23 e 28°C) alla luce ed al buio. La crescita maggiore complessivamente è stata ottenuta a 23°C. I venti ceppi hanno anche mostrato di produrre, in vitro, vari livelli di enzimi di patogenesi quali cellulasi, poligalatturonasi, pectin liasi e proteasi. E’ stata evidenziata unan correlazione significativa tra attività cellulasica e pectin liasica con frequenza e gravità della malattia dei venti ceppi del patogeno. Le prove relative al contenimento della malattia sono state condotte in cella climatica. Sono stati considerati prodotti commerciali (Remedier, Rootshield, Cedomon, Mycostop, Proradix, Clonotry) a base rispettivamente dei seguenti microrganismi: Trichoderma harzianum ICC012 + T. viride ICC080, T. harzianum T22, Pseudomonas chlororaphis MA342, Streptomyces griseoviridis K61, P. fluorescens proradix DSM13134 e T. harzianum + Clonostachys rosea). I prodotti sono stati somministrati sul seme, al terreno e su seme+terreno (esperimenti 1 e 2) e in vivaio, al trapianto e vivaio+trapianto (esperimenti 3 e 4), riproducendo situazioni di pratico impiego. L’inoculazione del patogeno (un ceppo ad elevata patogenicità, Fs7 ed uno a bassa patogenicità, Fs37) è stata effettuata nel terreno distribuendo uno sfarinato secco di semi di miglio e cereali colonizzati dal patogeno. La malattia è stata valutata come intensità e gravità. I prodotti sono stati impiegati in situazioni di particolare stress, avendo favorito particolarmente la crescita del patogeno. Complessivamente i risultati hanno evidenziato effetti di contenimento maggiore della malattia nel caso del ceppo Fs37, meno virulento. La malattia è stata ridotta quasi sempre da tutti i formulati e quello che l’ha ridotta maggiormente è stato Cedomon. Il contenimento della malattia somministrando i prodotti solo nel terreno di semina o di trapianto è stato in generale quello più basso. Il contenimento più elevato è stato ottenuto con la combinazione di due tipologie di trattamento, seme+terreno e vivaio+trapianto. Le differenze tra i prodotti sono risultate più evidenti nel caso del ceppo Fs7. Per quanto riguarda lo studio di alcune delle modalità d’azione dei microrganismi contenuti nei formulati più efficaci, è stato verificato che tutti sono stati in grado di inibire, se pur in vario modo, la crescita del patogeno in vitro. Gli antagonisti più efficaci sono stati S. griseoviridis K61 (Mycostop) e P. fluorescens proradix DSM13134). I ceppi di Trichoderma, ed in particolare T.harzianum T22 (Rootshield), sono risultati i più attivi colonizzatori del substrato. Riguardo il fenomeno dell’antibiosi, il batterio P. fluorescens proradix DSM13134 ha mostrato di produrre i metaboliti non volatili più efficaci nel ridurre lo sviluppo del patogeno. Nelle condizioni sperimentali adottate anche i due ceppi di T. viride ICC080 e T. harzianum ICC012 hanno dimostrato di produrre metaboliti efficaci. Tali risultati, anche se relativi a prove in vitro, possono contribuire alla comprensione dei meccanismi dei microrganismi sul contenimento dell’infezione relativamente al rapporto diretto sul patogeno. E’ stato inoltre verificato che tutti i microrganismi saggiati sono dotati di competenza rizosferica e solo i batteri di endofitismo. Si conclude che, nonostante l’elevata pressione infettiva del patogeno che ha certamente influito negativamente sull’efficacia dei microrganismi studiati, i microrganismi antagonisti possono avere un ruolo nel ridurre l’infezione di F. solani f.sp. cucurbitae razza 1.