Diet-induced changes in lipid and fatty acid composition of Artemia salina

The influence of diet on lipid and fatty acid composition of the brine shrimp Artemia salina nauplii was investigated. Various diets with different lipid composition and fatty acid profiles were fed to nauplii for 2 weeks. The lipid composition of microalgal diets, Isochrysis galbana, Phaeodactylum tricornutum and Nannochloropsis oculata and baker's yeast was analyzed. Newly hatched nauplii were examined before the feeding experiment. It was shown that Artemia was able to incorporate and selectively concentrate some dietary lipids. Depot lipids were more sensitive to changes in the dietary lipid composition than the main structural lipids, polar lipids and sterols. Variations in the content of the lipid classes correlated with stage of development of the animal. The fatty acid composition of the animal varied with that of diet. The concentrations of saturated fatty acids were apparently supported in the nauplii by biosynthesis de novo. The acid 16:1(n-7) originated from the food. The concentration range of n-6 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) remained constant through the accumulation from the diet. The proportion of n-3 PUFAs varied with their level in the diet. The dynamics of alteration of 20:5(n-3) content in Artemia fed on Isochrysis, which is poor in this acid, suggested a limited capacity for elongation and desaturation of 18:3(n-3) to 20:5(n-3). None of the diets provided dietary input of 22:6(n-3). (C) 1998 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）基础生物学与生态学研究

20世纪90年代以来，为了确保日益增长的人口对蛋白质的需求，海洋鱼类养殖在全球范围内日趋发展。然而，许多养殖鱼类的品质如抗病力、口味等与野生种类相比大为降低。饵料对于鱼类品质的好坏起着至关重要的作用。在海洋的自然环境中，浮游动物，特别是数量庞大、种类繁多的桡足类是野生鱼类的天然活饵料。哪些桡足类适于作养殖饵料，如何获得、从何处获得桡足类，人工培养是否可行，能否通过加入桡足类来改善养殖鱼类的品质是长期以来业内人士一直关注的问题，需要大量的基础性探索研究工作。 开展有潜在开发价值种的生物学特性及室内培养的基础研究，进而开展大量生产技术的研究与应用，不仅是开发利用桡足类的一个重要途径，而且可以获得一些重要的生态学参数。 本论文自2003年10月－2004年9月之间，在胶州湾采集不同的桡足类种类，通过室内比较培养实验，选定双刺纺锤水蚤作为具有开发潜力的研究培养对象，对其展开一系列培养条件及生物学特性研究，在此基础上进行了小水体增殖培养，结合现场调查资料对与其生活策略相关的生态学问题进行了初步研究探索。结果如下： 筛选：2003年10月－2004年9月全年不同季节共采集11 种桡足类，在室内自然温度、自然海水（盐度30－32）下长时间培养，粗略筛选出能够经受实验室人工养殖水体生活的种类有：强额拟哲水蚤（Paracalanus. crassirostris）、汤氏长足水蚤（Calanopia thompson）、太平洋真宽水蚤（Eurytemora pacifica）、双刺纺锤水蚤（Acartia bifilosa）。对上述种类的成体和子代幼体分别测定其对不同盐度、温度的耐受能力。培养结果表明：18℃室温下，强额拟哲水蚤幼体在盐度20以上的环境中，存活时间不超过11天；汤氏长足水蚤雌体在培养温度低于20℃时，只能存活10天；25℃室温下，当盐度低于20时，汤氏长足水蚤雌体存活时间不超过9天，子代的存活时间不超过7天；太平洋真宽水蚤不适宜在温度较高的夏秋季培养，幼体在不同盐度的实验条件下存活时间不超过5天，不适宜长期培养；双刺纺锤水蚤在全年8－24℃的室内培养温度范围内保持了24－85％的存活率，雌体和子代在盐度10－35的范围内都能存活，最终结果表明双刺纺锤水蚤是其中最适宜进行人工培养的种类。 繁殖：对双刺纺锤水蚤雌体的培养条件和繁殖生物学的研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料：微绿球藻（Nannochloropsis oculata）、小球藻（Chlorella.sp）、等鞭金藻（Isochrysis galbana）、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、亚心型扁藻(Platymonas subordiformis)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)中，亚心型扁藻和中肋骨条藻适宜成体培养，亚心型扁藻对雌体存活有利，排粪率也要比中肋骨条藻低得多，亚心型扁藻在高温条件下的饵料利用效率要高于中肋骨条藻，中肋骨条藻对产卵有利，二者混合优势互补；预饥饿处理的双刺纺锤水蚤恢复到最高产卵率需要较长的时间，并且一直保持较低的产卵率；该种繁殖的最适温度范围15－20℃；在10－25℃温度范围内的平均产卵率差异并不显著。 生长及发育：对双刺纺锤水蚤幼体培养条件及发育生物学研究结果表明：在本实验所使用的6种微藻饵料中，微绿球藻是比较理想的开口饵料；粒径小（ 4 m）的微藻——微绿球藻和小球藻不能保证双刺纺锤水蚤后期无节幼体发育至桡足阶段，22℃以下采用微绿球藻 + 亚心型扁藻 + 中肋骨条藻的食物搭配，22℃以上需加入粒径在4m左右的等鞭金藻。 世代时间：通过一系列的温度梯度实验，证明在相同饵料的情况下，温度对双刺纺锤水蚤的发育具有显著的影响，在15－25℃的范围内，随着温度的升高，生长速度加快、世代周期缩短；在温度条件为15、18、20、22、25℃下的世代时间分别为25.5, 18.5, 13, 11.5, 9.5天。 群体培养：研究了适宜的微藻饵料种类搭配比例以及总饵料浓度对种群日均增值率的影响。结果表明：20℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻按含碳量2:1:1的比例组成混合饵料，达到最高增殖率的混合饵料浓度范围在1.0－4.0 μg C ml-1之间；25℃下培养宜采用亚心型扁藻：中肋骨条藻：微绿球藻：等鞭金藻按含碳量2:1:1:2的比例组成混合饵料，日均增殖率在混合饵料总浓度为1.0 μg C ml-1 时最高，低于和高于此浓度都会降低日增值率。 度夏机制：针对野外大面调查发现双刺纺锤水蚤在高温季节的胶州湾内仍然存在的事实（传统观点认为该种在夏季从水体中消失，通过休眠卵度夏），本论文从基础生态学研究出发，根据胶州湾夏季的温度和叶绿素浓度资料，设计实验研究了高温和饵料浓度对成体繁殖和幼体生长发育的影响。实验发现，饵料浓度对高温下雌体的繁殖有着明显的影响，15g Chla l-1浓度下的雌体在28℃都可以保持产卵状态，而且卵的孵化率也在50％以上；各处理中的卵都很快孵化，并保持了60％以上的孵化率；高浓度组15 g Chla l-1和10 g Chla l-1，无节幼体都能发育至成体，低浓度5 g Chla l-1处理组中，28℃下，不能发育至桡足阶段，而25℃下也只能发育至C4期。在本实验中没有发现双刺纺锤水蚤产生休眠卵。在胶州湾自然环境中发现该种全年存在。胶州湾中的双刺纺锤水蚤在夏季能够在不产生休眠卵的情况下安全度夏。

Sorption and desorption of Cu and Cd by macroalgae and microalgae

The sorption and desorption of Cu and Cd by two species of brown macroalgae and five species of microalgae were studied. The two brown macroalgae, Laminaria japonica and Sargassum kjellmanianum, were found to have high capacities at pHs between 4.0 and 5.0 while for microalgae, optimum pH lay at 6.7. The presence of other cations in solution was found to reduce the sorption of the target cation, suggesting a competition for sorption sites on organisms. Sorption isotherms obeyed the Freundlich equation, suggesting involvement of a multiplicity of mechanisms and sorption sites. For the microalgae tested, Spirulina platensis had the highest capacity for Cd, followed by Nannochloropsis oculata, Phaeodactylum tricornutum, Platymonas cordifolia and Chaetoceros minutissimus. The reversibility of metal sorption by macroalgae was examined and the results show that both HCl and EDTA solutions were very effective in desorbing sorbed metal ions from macroalgae, with up to 99.5% of metals being recovered. The regenerated biomass showed undiminished sorption performance for the two metals studied, suggesting the potential of such material for use in water and wastewater treatment. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Effects of different diets on the reproduction and naupliar development of the copepod Acartia bifilosa

The influence of diatoms on the reproduction and naupliar development of Acartia bifilosa was investigated under laboratory conditions, comparing initial in situ values and laboratory-food treatments. Egg production by A. bifilosa was significantly reduced by one diatom diet (Phaeodactylum tricornutum: Pt) and by two non-diatom diets (Platymonas subordiformis: Ps and Nannochloropsis oculata: No). It was less affected by the other diatom diet (Skeletonema costatum: Sc) or by two mixed-food treatments (D-mix and DG-mix), composed of two diatoms (Pt, Sc) and four species (Pt, Sc, Ps and No), respectively. The negative effect of Pt was eliminated when adult copepods were offered mixed-food diets. There were no significant differences between the hatching success values observed in filtered seawater and in algal exudates, indicating that diatoms did not produce active dissolved toxic substances under the different food concentrations tested. The mortality rate of nauplii was higher with Pt than the other diets, suggesting that this diatom species had a negative effect on egg production, hatching success and naupliar survival simultaneously. Compared to other diets, No and Pt were not beneficial food sources for reproduction and for female and larval survival. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Lipid productivity and cell wall ultrastructure of six strains of Nannochloropsis: Implications for biofuel production and downstream processing

Microalgae are generating considerable interest for third generation biodiesel production. However, appropriate strain selection is proving challenging due to the significant variation in cellular physiology, metabolic potential and genetics observed even amongst strains deemed morphologically similar. Six strains of Nannochloropsis from the CCAP culture collection were assessed for their lipid productivity and cellular structure, as proxies for oil production and harvesting ease, to assess their suitability as biodiesel production platforms. Differences in growth rate and lipid accumulation across the strains were observed. Nannochloropsis oculata strain 849/7 showed significantly reduced doubling time compared to Nannochloropsis salina strain 849/3, whilst Nannochloropsis oceanica 849/10 produced the highest lipid content. In addition the six strains could be differentiated into 3 distinct classes based on their cell wall thickness, which varied across the strains from 63 to 119 nm and which is independent of both species and geographical isolation location. The importance of these variations in ultrastructure and physiology for biodiesel production is discussed.

The long-term impacts of fisheries on epifaunal assemblage function and structure, in a special area of conservation

Fisheries can have profound effects on epifaunal community function and structure. We analysed the results from five dive surveys (1975–1976, 1980, 1983, 2003 and 2007), taken in a Special Area of Conservation, Strangford Lough, Northern Ireland before and after a ten year period of increased trawling activity between 1985 and 1995. There were no detectable differences in the species richness or taxonomic distinctiveness before (1975–1983) and after (2003–2007) this period. However, there was a shift in the epifaunal assemblage between the surveys in 1975–1983 and 2003–2007. In general, the slow-moving, or sessile, erect, filterfeeders were replaced by highly mobile, swimming, scavengers and predators. There were declines in the frequency of the fished bivalve Aequipecten opercularis and the non-fished bivalves Modiolus modiolus and Chlamys varia and some erect sessile invertebrates between the surveys in 1975–1983 and 2003–2007. In contrast, there were increases in the frequency of the fished and reseeded bivalves Pecten maximus and Ostrea edulis, the fished crabs Cancer pagurus and Necora puber and the non-fished sea stars Asterias rubens, Crossaster papposus and Henricia oculata between the surveys in 1975–1983 and 2003–2007. We suggest that these shifts could be directly and indirectly attributed to the long-termimpacts of trawl fishing gear, although increases in the supply of discarded bait and influxes of sediment may also have contributed to changes in the frequency of some taxa. These results suggest that despite their limitations, historical surveys and repeat sampling over long periods can help to elucidate the inferred patterns in the epifaunal community. The use of commercial fishing gear was banned from two areas in Strangford Lough in 2011, making it a model ecosystem for assessing the long-term recovery of the epifaunal community from the impacts of mobile and pot fishing gear.

A novel recovery process for lipids from microalgæ for biodiesel production using a hydrated phosphonium ionic liquid

The use of a hydrated phosphonium ionic liquid, [P(CH<inf>2</inf>OH)<inf>4</inf>]Cl, for the extraction of microalgæ lipids for biodiesel production, was evaluated using two microalgæ species, Chlorella vulgaris and Nannochloropsis oculata. The ionic liquid extraction was compared to the conventional Soxhlet, and Bligh & Dyer, methods, giving the highest extraction efficiency in the case of C. vulgaris, at 8.1%. The extraction from N. oculata achieved the highest lipid yield for Bligh & Dyer (17.3%), while the ionic liquid extracted 12.8%. Nevertheless, the ionic liquid extraction showed high affinity to neutral/saponifiable lipids, resulting in the highest fatty acid methyl esters (FAMEs)-biodiesel yield (4.5%) for C. vulgaris. For N. oculata, the FAMEs yield of the ionic liquid and Bligh & Dyer extraction methods were similar (>8%), and much higher than for Soxhlet (<5%). The ionic liquid extraction proved especially suitable for lipid extraction from wet biomass, giving even higher extraction yields than from dry biomass, 14.9% and 12.8%, respectively (N. oculata). Remarkably, the overall yield of FAMEs was almost unchanged, 8.1% and 8.0%, for dry and wet biomass. The ionic liquid extraction process was also studied at ambient temperature, varying the extraction time, giving 75% of lipid and 93% of FAMEs recovery after thirty minutes, as compared to the extraction at 100 °C for one day. The recyclability study demonstrated that the ionic liquid was unchanged after treatment, and was successfully reused. The ionic liquid used is best described as [P(CH<inf>2</inf>OH)<inf>4</inf>]Cl·2H<inf>2</inf>O, where the water is not free, but strongly bound to the ions.

The Portuguese continental shelf soft-bottom benthic habitats

As comunidades de macrofauna bentónica são ecológica e economicamente relevantes, sendo fonte de diversos bens e serviços. A sua identificação, caracterização e mapeamento são importantes para identificar áreas marinhas protegidas e para uma melhor utilização do ambiente marinho. Este trabalho apresenta um estudo holístico da diversidade e distribuição espacial das comunidades de macrofauna bentónica ao longo da plataforma continental Portuguesa. Cerca de 145 locais posicionados ao longo da plataforma ocidental e setentrional foram amostrados com uma draga Smith-McIntyre de área 0,1 m2, a profundidades que variaram entre os 13 e 195 metros. Os sedimentos foram caracterizados em termos de granulometria, de matéria orgânica e geoquímica. São propostos seis habitats bentónicos principais para a plataforma continental Portuguesa, analisada a relação entre os dados biológicos e ambientais e discutidas questões biogeográficas relacionadas com a distribuição espacial de espécies e das comunidades. A distribuição da granulometria e assinatura geoquímica dos sedimentos da plataforma continental revelou-se bastante complexa, refletindo importantes diferenças nas fontes (naturais e antropogénicas), origem fluvial, geomorfologia da plataforma, hidrodinamismo e atividade biológica. Relativamente à macrofauna, entre os mais de 30 mil indivíduos recolhidos, foram identificados cerca de 737 taxa, dos quais quatro são novas espécies e aproximadamente 40 correspondem a primeiras ocorrências para a costa Portuguesa. As espécies mais frequentes foram a Ampharete finmarchica, Ampelisca sp. e Lumbrineris lusitanica sp. nov. enquanto as mais abundantes foram Mediomastus fragilis, Polygordius appendiculatus e Ampharete finmarchica. A abundância por local de amostragem variou entre 7 e 1.307 espécimens e a diversidade alfa atingiu um máximo de 96 taxa. Os sedimentos mais grosseiros apresentaram maior diversidade e abundância comparativamente com os sedimentos envasados. Foram identificados seis habitats bentónicos na plataforma continental Portuguesa: (a) sedimentos grosseiros com Protodorvillea kefersteini, Pisione remota, Angulus pygmaeus e várias espécies intersticiais; (b) areias finas hidrodinamicamente expostas e próximas da linha de costa com Magelona johnstoni, Urothoe pulchella e Angulus fabula; (c) comunidade de Abra alba em areia envasadas da plataforma profunda do noroeste; (d) Galathowenia oculata, Lumbrinerides amoureuxi e outros poliquetas escavadores e tubícolas em areais envasadas muito profundas na plataforma sudoeste; (e) Euchone rubrocincta, Nematonereis unicornis e várias espécies setentrionais nas areias envasadas da plataforma sul; (f) vasas com Sternaspis scutata, Heteromastus filiformis e Psammogammarus caecus. A granulometria do sedimento (particularmente teor em finos), matéria orgânica, profundidade e hidrodinamismo foram as variáveis ambientais com a maior relação com os padrões de distribuição da macrofauna. As espécies cosmopolitas e de latitudes superiores (clima Boreal ou Temperado Frio) dominaram o setor noroeste, sendo substituídas por espécies mais quentes na área de transição entre os canhões da Nazaré e S. Vicente, que dominaram por conseguinte a plataforma sul. O presente estudo evidenciou a abundância e diversidade da macrofauna bentónica ao longo da área costeira de Portugal, na qual coexistem faunas das províncias biogeográficas do norte da Europa, bem como subtropicais. Integrado com outro estudos, este poderá ser a base para uma melhor gestão da plataforma continental Portuguesa.

Desenvolvimento e optimização de um meio de cultura para produção de biomassa algal em larga escala

Dissertação de mest., Aquacultura e Pescas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2009

Utilizzazione di biogas per la produzione di energia elettrica: aspetti di processo e ambientali

Nel presente elaborato si è affrontato il tema dell’utilizzo di biogas per la produzione di energia elettrica e termica; in primo luogo è stata fatta una panoramica sulla diffusione degli impianti di digestione anaerobica in Europa e in Italia, con particolare attenzione alla logica degli incentivi volti alla promozione delle fonti rinnovabili. Il biogas presenta infatti il duplice vantaggio di inserirsi sia nell’ottica del “Pacchetto Clima-Energia” volto alla riduzione di consumi energetici da fonti fossili, sia nella migliore gestione dei rifiuti organici volta alla riduzione del conferimento in discarica. L’allineamento degli incentivi italiani con quelli europei, prevista dal Decreto Ministeriale 6 luglio 2012, presuppone un’espansione del settore biogas più oculata e meno speculativa di quella degli ultimi anni: inoltre la maggiore incentivazione all’utilizzo di rifiuti come materia prima per la produzione di biogas, comporta l’ulteriore vantaggio di utilizzare, per la produzione di energia e compost di qualità, materia organica che nel peggiore dei casi sarebbe inviata in discarica. Il progetto oggetto di studio nasce dalla necessità di trattare una quantità superiore di Frazione Organica di Rifiuti Solidi Urbani da R.D, a fronte di una riduzione drastica delle quantità di rifiuti indifferenziati conferiti ai siti integrati di trattamento di rifiuti non pericolosi. La modifica nella gestione integrata dei rifiuti prevista dal progetto comporta un aumento di efficienza del sito, con una drastica riduzione dei sovvalli conferiti a discariche terze, inoltre si ha una produzione di energia elettrica e termica annua in grado di soddisfare gli autoconsumi del sito e di generare un surplus di elettricità da cedere in rete. Nel contesto attuale è perciò conveniente predisporre nei siti integrati impianti per il trattamento della FORSU utilizzando le Migliori Tecniche Disponibili proposte dalle Linee Guida Italiane ed Europee, in modo tale da ottimizzare gli aspetti ambientali ed economici dell’impianto. Nell’elaborato sono stati affrontati poi gli iter autorizzativi necessari per le autorizzazioni all’esercizio ed alla costruzione degli impianti biogas: a seguito di una dettagliata disamina delle procedure necessarie, si è approfondito il tema del procedimento di Valutazione di Impatto Ambientale, con particolare attenzione alla fase di Studio di Impatto Ambientale. Inserendosi il digestore in progetto in un sito già esistente, era necessario che il volume del reattore fosse compatibile con l’area disponibile nel sito stesso; il dimensionamento di larga massima, che è stato svolto nel Quadro Progettuale, è stato necessario anche per confrontare le tipologie di digestori dry e wet. A parità di rifiuto trattato il processo wet richiede una maggiore quantità di fluidi di diluizione, che dovranno essere in seguito trattati, e di un volume del digestore superiore, che comporterà un maggiore dispendio energetico per il riscaldamento della biomassa all’interno. È risultata perciò motivata la scelta del digestore dry sia grazie al minore spazio occupato dal reattore, sia dal minor consumo energetico e minor volume di reflui da trattare. Nella parte finale dell’elaborato sono stati affrontati i temi ambientali,confrontando la configurazione del sito ante operam e post operam. È evidente che la netta riduzione di frazione indifferenziata di rifiuti, non totalmente bilanciata dall’aumento di FORSU, ha consentito una riduzione di traffico veicolare indotto molto elevato, dell’ordine di circa 15 mezzi pesanti al giorno, ciò ha comportato una riduzione di inquinanti emessi sul percorso più rilevante per l’anidride carbonica che per gli altri inquinanti. Successivamente è stata valutata, in modo molto conservativo, l’entità delle emissioni ai camini dell’impianto di cogenerazione. Essendo queste l’unico fattore di pressione sull’ambiente circostante, è stato valutato tramite un modello semplificato di dispersione gaussiana, che il loro contributo alla qualità dell’aria è generalmente una frazione modesta del valore degli SQA. Per gli ossidi di azoto è necessario un livello di attenzione superiore rispetto ad altri inquinanti, come il monossido di carbonio e le polveri sottili, in quanto i picchi di concentrazione sottovento possono raggiungere frazioni elevate (fino al 60%) del valore limite orario della qualità dell’aria, fissato dal D.Lgs 155/2010. Infine, con riferimento all’ energia elettrica producibile sono state valutate le emissioni che sarebbero generate sulla base delle prestazioni del parco elettrico nazionale: tali emissioni sono da considerare evitate in quanto l’energia prodotta nel sito in esame deriva da fonti rinnovabili e non da fonti convenzionali. In conclusione, completando il quadro di emissioni evitate e indotte dalla modifica dell’impianto, si deduce che l’impatto sull’ambiente non modificherà in maniera significativa le condizioni dell’aria nella zona, determinando una variazione percentuale rispetto agli inquinanti emessi a livello regionale inferiore all’1% per tutti gli inquinanti considerati (CO, PM10, NOX, NMCOV). Il vantaggio più significativo riguarda una riduzione di emissioni di CO2 dell’ordine delle migliaia di tonnellate all’anno; questo risultato è importante per la riduzione di emissione dei gas serra in atmosfera e risulta in accordo con la logica dell’utilizzo di biomasse per la produzione di energia. Dal presente elaborato si evince infine come l’utilizzo del biogas prodotto dalla digestione anaerobica della Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani non comporti solo un vantaggio dal punto di vista economico, grazie alla presenza degli incentivi nazionali, ma soprattutto dal punto di vista ambientale, grazie alla riduzione notevole dei gas serra in atmosfera, in accordo con gli obiettivi europei e mondiali, e grazie al recupero di rifiuti organici per la produzione di energia e compost di qualità.

Riprogettazione del processo di sviluppo nuovo prodotto - il caso Umbra Cuscinetti S.p.A

Questo lavoro di tesi nasce dall’opportunità di un tirocinio della durata di sei mesi presso Umbra Cuscinetti S.p.A., importante azienda leader nel settore aeronautico e industriale per la realizzazione di Cuscinetti a sfera, Viti a ricircolo di sfere e Attuatori Elettromeccanici (EMA). L’ambito di riferimento è quello del Processo di Sviluppo Nuovo Prodotto per la linea di Business EMA. La linea ha completato la fase “pionieristica” che ne ha segnato l’ingresso in un nuovo settore industriale e, oggi, ha la necessità di procedere ad una razionalizzazione delle proprie attività allo scopo di supportare al meglio i programmi di sviluppo. I prodotti della linea presentano un elevato grado di innovazione e non essendo standardizzati, richiedono una gestione oculata in tutti gli aspetti di costo, tempo e qualità. I progetti finora intrapresi non hanno soddisfatto appieno le aspettative per questa linea, le cui potenzialità sono molto elevate; da qui la necessità di una riprogettazione di tutto il processo. L’analisi è stata condotta mediante la metodologia DMAIC e prevede come obiettivo l’inserimento del Project Management come nuova metodologia di gestione del processo.

Analisi e confronto di sequenze di DNA mediante modelli Markoviani

Lo scopo di questa tesi è quello di evidenziare, attraverso varie analisi statistiche ed applicazione di modelli stocastici, il comportamento strutturale e funzionale dei dinucleotidi che compongono le sequenze di DNA di diversi organismi. Gli organismi che abbiamo scelto di prendere in considerazione sono l'uomo, il topo e l'Escherichia coli. Questa scelta non è stata casuale, ma oculata, al fine di mettere in risalto alcune differenze tra organismi eucarioti, quali l'uomo e il topo, ed organismi procarioti come il batterio E.coli. Nella prima parte del nostro studio, abbiamo computato le distanze che intercorrono tra occorrenze successive dello stesso dinucleotide lungo la sequenza, usando un metodo di non sovrapposizione, ed abbiamo iterato il calcolo per tutti i 16 dinucleotidi. Dopodiché ci siamo preoccupati di graficare le distribuzioni di distanza dei 16 dinucleotidi per l'E.Coli, il topo e l'uomo; gli istogrammi evidenziano un comportamento anomalo della distribuzione di CG che accomuna gli organismi eucarioti e di cui, invece, è esente l'organismo procariote esaminato. Questo dato statistico trova una spiegazione nei processi biologici di metilazione che possono innescarsi sul dinucleotide CG nelle sequenze eucariotiche. In seguito, per determinare quanto ciascuna delle 16 distribuzioni si discosti dalle altre abbiamo usato la divergenza di Jensen-Shannon. Per quantificare le differenze sostanziali tra le distribuzioni di CG dei 3 organismi considerati abbiamo deciso di verificare quale fosse il miglior fit per tali curve tra un esponenziale ed una power-law. L'esponenziale rappresenta un buon fit per le code delle distribuzioni di CG del topo e dell'uomo; ciò rivela la presenza di una lunghezza caratteristica per entrambi gli organismi. Nella seconda parte dello studio, i risultati vengono confrontati con modelli markoviani: sequenze random generate con catene di Markov di ordine zero (basate sulle frequenze relative dei nucleotidi) e uno (basate sulle probabilità di transizione tra diversi nucleotidi). Quest'ultima riproduce abbastanza fedelmente la sequenza biologica di partenza, per cui abbiamo scelto di utilizzare la catena Markov del 1° ordine per altre analisi statistiche riguardanti le distribuzioni dei nucleotidi, dinucleotidi, ed anche dei trinucleotidi con particolare interesse per quelli in cui è contenuto CG, in modo da verificare se l'anomalia si ripercuote anche in essi. Riteniamo pertanto che metodi basati su questo approccio potrebbero essere sfruttati per confermare le peculiarità biologiche e per migliorare l'individuazione delle aree di interesse, come le isole CpG, ed eventualmente promotori e Lamina Associated Domains (LAD), nel genoma di diversi organismi.

Sedimentology and stable oxygen isotope ratios of foraminifera from cores of the Porcupine Seabight, Northeast Atlantic

Large carbonate mound structures have been discovered in the northern Porcupine Seabight (Northeast Atlantic) at depths between 600 and 1000 m. These mounds are associated with the growth of deep-sea corals Lophelia pertusa and Madrepra oculata. In this study, three sediment cores have been analysed. They are from locations close to Propeller Mound, a 150 m high ridge-like feature covered with a cold-water coral ecosystem at its upper flanks. The investigations are concentrated on grain-size analyses, carbon measurements and on the visual description of the cores and computer tomographic images, to evaluate sediment content and structure. The cores portray the depositional history of the past ~31 kyr BP, mainly controlled by sea-level fluctuations and the climate regime with the advance and retreat of the Irish Ice Sheet onto the Irish Mainland Shelf. A first advance of glaciers is indicated by a turbiditic release slightly older than 31 kyr BP, coherent with Heinrich event 3 deposition. During Late Marine Isotope Stage 3 (MIS 3) and MIS 2 shelf erosion prevailed with abundant gravity flows and turbidity currents. A change from glaciomarine to hemipelagic contourite sedimentation during the onset of the Holocene indicates the establishment of the strong, present-day hydrodynamic regime at intermediate depths. The general decrease in accumulation of sediments with decreasing distance towards Propeller Mound suggests that currents (turbidity currents, gravity flows, bottom currents) had a generally stronger impact on the sediment accumulation at the mound base for the past ~31 kyr BP, respectively.

Vegetation in the coastal area of East Greenland

This paper deals with the syntaxonomy and ecology of debris, scree and alluvium vegetation of the Ammassalik district, Southeast Greenland, on more or less moist soil. The Oxyria digyna- and Chamaenerion latifoliumvegetation types are classified as Saxifrago-Oxyrietum digynae (Böcher 1933 ap. Nordh. 1943) Gjaerevoll 1950 respectively Chamaenerietum latifolii Böcher 1933 in the class Thlaspietea rotundifolii Br.-BI. ap. Br.-BI. et al. 1947. The chionophytic Saxifrago-Oxyrietum digynae and the Chamaenerietum latifolii occurring on river-banks are classified in the alliance Saxifrago stellaris-Oxyrion digynae Gjaerevoll 1950. This alliance belongs to the order Androsacetalia alpinae Br.-BI. ap. Br.-BI. & Jenny 1926, Thlaspietea rotundifolii Br.-BI. ap. Br.-BI. et al. 1947. The following syntaxa are described as new: Saxifrago-Oxyrietum digynae stellarietosum humifusae and typicum with two variants and one variant of the subassociation inops De Molenaar 1976, and the Chamaenerietum latifolii typicum with two variants and salicetosum herbaceae with three variants.