Population genetics of C. Maenas : oceanography and larval dispersal

Decifrar a complexa interacção entre os ciclos de vida de espécies marinhas e a oceanografia revela-se fundamental para a compreensão do fluxo genético e da conectividade no meio marinho. Nas espécies marinhas com desenvolvimento indirecto o fluxo de genes entre populações depende da distância que separa as populações, bem como da interacção entre a duração do desenvolvimento larvar, do comportamento das larvas e dos padrões de circulação oceânica. A conectividade larvar influencia uma variedade de processos como a dinâmica de stocks e de populações, a distribuição e limites geográficos das espécies, a estrutura genética das populações e a dispersão de espécies invasivas e reveste-se consequentemente de uma importância fundamental na identificação das unidades populacionais evolucionariamente relevantes e para a gestão e conservação marinhas. Os marcadores genéticos e os Modelos Individuais Acoplados a Modelos Físico-Biológicos (“ICPBMs”) são actualmente ferramentas fundamentais para o estudo dos padrões de dispersão larvar e para avaliar o nível de conectividade populacional. A presente tese respeita à avaliação das escalas espaciais de conectividade de populações de uma espécie costeira, o caranguejo Carcinus maenas, e utiliza conjuntamente informação de marcadores genéticos, análise de séries temporais de fornecimento de larvas e um modelo numérico de circulação oceânica. O primeiro capítulo introduz a temática da conectividade em espécies marinhas e inclui algumas referências aos métodos moleculares, analíticos e de modelação seguidos ao longo da tese. Através da utilização de múltiplas ferramentas – avaliação da estrutura genética geográfica de C. maenas na sua distribuição nativa com recurso a marcadores de DNA (microssatélites) (Capítulo 2), avaliação da estrutura genética temporal das larvas que formam os eventos de fornecimento larvar à Ria de Aveiro, NW Portugal (Capítulo 3), descrição da variabilidade inter-anual do fornecimento larvar à Ria de Aveiro, NW Portugal (Capítulo 4) e validação de um modelo ICPBM que descreve os padrões observados de fornecimento (Capítulo 5) – esta tese espera poder contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos que regulam o fluxo de genes e a conectividade entre populações de organismos marinhos. No Capítulo 6 são apresentadas as principais conclusões da investigação. A análise genética com recurso a microssatélites indicou que as populações de C. maenas são geneticamente homogéneas ao longo de várias centenas de km, dentro da distribuição nativa da espécie. Paralelamente, não foram encontrados indícios da existência de reprodução por “sweepstakes” em C. maenas de populações da costa oeste da Península Ibérica, visto que não se obtiveram diferenças genéticas significativas entre os eventos larvares. Também não se encontrou qualquer estrutura familiar entre as larvas que formam cada episódio de fornecimento, e não houve nenhuma redução significativa da variabilidade genética das larvas quando comparada com a de caranguejos adultos. A análise de séries temporais de suprimento de larvas na Ria de Aveiro em cinco anos estudados indica que este é um fenómeno episódico e variável, sendo os maiores episódios de fornecimento coincidentes com as marés vivas e acentuados por fortes ventos de sul. O modelo ICPBM foi validado com sucesso e parece fornecer uma estimativa realística das escalas espaciais e temporais de dispersão larvar, de acordo com as observações da estrutura genética e da ausência de reprodução por “sweepstake” em C. maenas da costa oeste da Península Ibérica

Intro to Matlab for Oceanography: Micro-lectures

This is a collection of 12 micro-lectures, to be used by students in advance of practical sessions. Durations range for 3 min to 10 min. Topics include: ****** 1. Introduction ****** 2. Data classes ****** 3. Matrices ****** 4. Getting help ****** 5. Index notation ****** 6. 1- and 2-dimensional data ****** 7. 3-dimensional data ****** 8. Booleans (True/False) ****** 9. Designing a programme (Algorithms) ****** 10. Flow control: If-then statements ****** 11. Flow control: For-do loops ****** 12. Making nicer figures ******

An ECOOP web portal for visualising and comparing distributed coastal oceanography model and in situ data

As part of a large European coastal operational oceanography project (ECOOP), we have developed a web portal for the display and comparison of model and in situ marine data. The distributed model and in situ datasets are accessed via an Open Geospatial Consortium Web Map Service (WMS) and Web Feature Service (WFS) respectively. These services were developed independently and readily integrated for the purposes of the ECOOP project, illustrating the ease of interoperability resulting from adherence to international standards. The key feature of the portal is the ability to display co-plotted timeseries of the in situ and model data and the quantification of misfits between the two. By using standards-based web technology we allow the user to quickly and easily explore over twenty model data feeds and compare these with dozens of in situ data feeds without being concerned with the low level details of differing file formats or the physical location of the data. Scientific and operational benefits to this work include model validation, quality control of observations, data assimilation and decision support in near real time. In these areas it is essential to be able to bring different data streams together from often disparate locations.