Catches per unit of effort of bigeye tuna: a new analysis with regression trees and simulated annealing

ENGLISH: We analyzed catches per unit of effort (CPUE) from the Japanese longline fishery for bigeye tuna (Thunnus obesus) in the central and eastern Pacific Ocean (EPO) with regression tree methods. Regression trees have not previously been used to estimate time series of abundance indices fronl CPUE data. The "optimally sized" tree had 139 parameters; year, month, latitude, and longitude interacted to affect bigeye CPUE. The trend in tree-based abundance indices for the EPO was similar to trends estimated from a generalized linear model and fronl an empirical model that combines oceanographic data with information on the distribution of fish relative to environmental conditions. The regression tree was more parsimonious and would be easier to implement than the other two nl0dels, but the tree provided no information about the nlechanisms that caused bigeye CPUEs to vary in time and space. Bigeye CPUEs increased sharply during the mid-1980's and were more variable at the northern and southern edges of the fishing grounds. Both of these results can be explained by changes in actual abundance and changes in catchability. Results from a regression tree that was fitted to a subset of the data indicated that, in the EPO, bigeye are about equally catchable with regular and deep longlines. This is not consistent with observations that bigeye are more abundant at depth and indicates that classification by gear type (regular or deep longline) may not provide a good measure of capture depth. Asimulated annealing algorithm was used to summarize the tree-based results by partitioning the fishing grounds into regions where trends in bigeye CPUE were similar. Simulated annealing can be useful for designing spatial strata in future sampling programs. SPANISH: Analizamos la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) de la pesquería palangrera japonesa de atún patudo (Thunnus obesus) en el Océano Pacifico oriental (OPO) y central con métodos de árbol de regresión. Hasta ahora no se han usado árboles de regresión para estimar series de tiempo de índices de abundancia a partir de datos de CPUE. EI árbol de "tamaño optimo" tuvo 139 parámetros; ano, mes, latitud, y longitud interactuaron para afectar la CPUE de patudo. La tendencia en los índices de abundancia basados en árboles para el OPO fue similar a las tendencias estimadas con un modelo lineal generalizado y con un modelo empírico que combina datos oceanográficos con información sobre la distribución de los peces en relación con las condiciones ambientales. EI árbol de regresión fue mas parsimonioso y seria mas fácil de utilizar que los dos otros modelos, pero no proporciono información sobre los mecanismos que causaron que las CPUE de patudo valiaran en el tiempo y en el espacio. Las CPUE de patudo aumentaron notablemente a mediados de los anos 80 y fueron mas variables en los extremos norte y sur de la zona de pesca. Estos dos resultados pueden ser explicados por cambios en la abundancia real y cambios en la capturabilidad. Los resultados de un arbal de regresión ajustado a un subconjunto de los datos indican que, en el OPO, el patudo es igualmente capturable con palangres regulares y profundos. Esto no es consistente con observaciones de que el patudo abunda mas a profundidad e indica que clasificación por tipo de arte (palangre regular 0 profundo) podría no ser una buena medida de la profundidad de captura. Se uso un algoritmo de templado simulado para resumir los resultados basados en el árbol clasificando las zonas de pesca en zonas con tendencias similares en la CPUE de patudo. El templado simulado podría ser útil para diseñar estratos espaciales en programas futuros de muestreo. (PDF contains 45 pages.)

Detecting actions of fruit flies

In this thesis we describe a system that tracks fruit flies in video and automatically detects and classifies their actions. We introduce Caltech Fly-vs-Fly Interactions, a new dataset that contains hours of video showing pairs of fruit flies engaging in social interactions, and is published with complete expert annotations and articulated pose trajectory features. We compare experimentally the value of a frame-level feature representation with the more elaborate notion of bout features that capture the structure within actions. Similarly, we compare a simple sliding window classifier architecture with a more sophisticated structured output architecture, and find that window based detectors outperform the much slower structured counterparts, and approach human performance. In addition we test the top performing detector on the CRIM13 mouse dataset, finding that it matches the performance of the best published method.

The variations and climatic significance of D/H ratios in the carbon-bound hydrogen of cellulose in trees

The σD values of nitrated cellulose from a variety of trees covering a wide geographic range have been measured. These measurements have been used to ascertain which factors are likely to cause σD variations in cellulose C-H hydrogen.

It is found that a primary source of tree σD variation is the σD variation of the environmental precipitation. Superimposed on this are isotopic variations caused by the transpiration of the leaf water incorporated by the tree. The magnitude of this transpiration effect appears to be related to relative humidity.

Within a single tree, it is found that the hydrogen isotope variations which occur for a ring sequence in one radial direction may not be exactly the same as those which occur in a different direction. Such heterogeneities appear most likely to occur in trees with asymmetric ring patterns that contain reaction wood. In the absence of reaction wood such heterogeneities do not seem to occur. Thus, hydrogen isotope analyses of tree ring sequences should be performed on trees which do not contain reaction wood.

Comparisons of tree σD variations with variations in local climate are performed on two levels: spatial and temporal. It is found that the σD values of 20 North American trees from a wide geographic range are reasonably well-correlated with the corresponding average annual temperature. The correlation is similar to that observed for a comparison of the σD values of annual precipitation of 11 North American sites with annual temperature. However, it appears that this correlation is significantly disrupted by trees which grew on poorly drained sites such as those in stagnant marshes. Therefore, site selection may be important in choosing trees for climatic interpretation of σD values, although proper sites do not seem to be uncommon.

The measurement of σD values in 5-year samples from the tree ring sequences of 13 trees from 11 North American sites reveals a variety of relationships with local climate. As it was for the spatial σD vs climate comparison, site selection is also apparently important for temporal tree σD vs climate comparisons. Again, it seems that poorly-drained sites are to be avoided. For nine trees from different "well-behaved" sites, it was found that the local climatic variable best related to the σD variations was not the same for all sites.

Two of these trees showed a strong negative correlation with the amount of local summer precipitation. Consideration of factors likely to influence the isotopic composition of summer rain suggests that rainfall intensity may be important. The higher the intensity, the lower the σD value. Such an effect might explain the negative correlation of σD vs summer precipitation amount for these two trees. A third tree also exhibited a strong correlation with summer climate, but in this instance it was a positive correlation of σD with summer temperature.

The remaining six trees exhibited the best correlation between σD values and local annual climate. However, in none of these six cases was it annual temperature that was the most important variable. In fact annual temperature commonly showed no relationship at all with tree σD values. Instead, it was found that a simple mass balance model incorporating two basic assumptions yielded parameters which produced the best relationships with tree σD values. First, it was assumed that the σD values of these six trees reflected the σD values of annual precipitation incorporated by these trees. Second, it was assumed that the σD value of the annual precipitation was a weighted average of two seasonal isotopic components: summer and winter. Mass balance equations derived from these assumptions yielded combinations of variables that commonly showed a relationship with tree σD values where none had previously been discerned.

It was found for these "well-behaved" trees that not all sample intervals in a σD vs local climate plot fell along a well-defined trend. These departures from the local σD VS climate norm were defined as "anomalous". Some of these anomalous intervals were common to trees from different locales. When such widespread commonalty of an anomalous interval occurred, it was observed that the interval corresponded to an interval in which drought had existed in the North American Great Plains.

Consequently, there appears to be a combination of both local and large scale climatic information in the σD variations of tree cellulose C-H hydrogen.

Ecologia e comportamento de Callitrichidae (Primates) no Jardim Botânico do Rio de Janeiro

Espécies exóticas são consideradas a segunda maior ameaça ao meio ambiente, sendo um risco às espécies nativas devido à predação, competição, hibridação e transmissão de patógenos. Callithrix jacchus e Callithrix penicillata são espécies exóticas amplamente difundidas no Estado do Rio de Janeiro. No presente estudo, dados comportamentais e ecológicos foram amostrados entre Setembro de 2008 e Agosto de 2009 usando-se o método animal focal com amostragem instantânea, acompanhando sete grupos mistos de Callithrix spp. no arboreto do Jardim Botânico do Rio de Janeiro (JBRJ). A densidade dos saguis foi estimada em cerca de 130 indivíduos por Km2. Na dieta, foram identificadas 51 espécies arbóreas fontes de exsudatos e 39 espécies fontes de frutos, folhas, flores e néctar. Os saguis se alimentaram também de invertebrados, pequenos vertebrados, e alimentos direta ou indiretamente fornecidos por visitantes do JBRJ. O consumo de exsudatos foi maior na estação mais seca, e de frutos e insetos na estação mais chuvosa. Os saguis utilizaram mais os estratos verticais intermediários e sub-bosque nas suas atividades diárias, e áreas protegidas por epífitas no dossel de 30 espécies diferentes de árvores como locais de dormida. Os saguis apresentaram relações interespecíficas harmônicas, neutras e desarmônicas com diversas espécies de aves e mamíferos. A dispersão de sementes de árvores exóticas e o uso exagerado de espécimes vegetais para gomivoria pelos saguis podem afetar a integridade da coleção do JBRJ. A alta densidade de saguis e predação de espécies da fauna local podem afetar o equilíbrio da comunidade faunística. Com base nas observações in situ, as espécies alóctones C. jacchus e C. penicillata causam danos e necessitam de manejo, que deve ser estudado e implementado para o controle criterioso de suas populações.

A influência de uma espécie exótica invasora, Artocarpus heterophyllus Lam. (jaqueira), sobre uma comunidade de pequenos mamíferos e sua interferência na dinâmica de dispersão de sementes nativas

Atualmente, sabe-se que danos causados por espécies exóticas invasoras são umas das principais causas de extinção de espécies, afetando mais seriamente espécies que evoluíram em ilhas. A jaqueira, Artocarpus heterophyllus Lamarck (Moraceae) é originária das florestas tropicais da Índia. Foi introduzida no Brasil ainda no período Colonial e atualmente é invasora em áreas de Mata Atlântica, incluindo a Ilha Grande, RJ. Durante três anos foram amostrados bimestralmente 18 grades, 10 com diferentes densidades de jaqueiras e oito sem jaqueiras. Em cada grade foram colocadas 11 armadilhas de captura de mamíferos, que ficavam abertas durante três dias consecutivos por mês. No laboratório as fezes de todos os animais capturados foram analisadas para verificar a dieta e a quantidade de sementes nativas defecadas. Para verificar as espécies capazes de predar e dispersar sementes de jaca, fizemos testes com sementes de jaca atados a carretéis e armadilhas fotográficas. Neste contexto, o estudo teve como objetivo verificar a influência da jaqueira na comunidade de pequenos mamíferos e na dispersão de sementes de espécies nativas. Os resultados mostraram que em áreas com maior densidade de jaqueiras adultas, houve uma maior abundância de espécies frugívoras e a diminuição da abundância de espécies mais insetívoras. Embora a jaqueira não tenha influenciado no consumo de itens de origem animal e vegetal entre áreas com e sem jaqueiras e durante os períodos de maior e menor frutificação, essa espécie desfavoreceu a dispersão de sementes nativas. Em áreas com maior densidade de jaqueiras verificamos uma quantidade menor de sementes nativas sendo defecadas pelos pequenos mamíferos. O número de sementes defecadas durante o período de menor frutificação das jaqueiras não foi significativo em relação ao período de maior frutificação e em todos os períodos somados. Já em relação à frequência de fezes contendo sementes nativas, os resultados das regressões simples foram significativos para todos os períodos. O fruto da jaqueira A. heterophyllus foi mais consumido por D. aurita, T. dimidiatus eCuniculus paca, sendo que D. auritanão teve influência sobre a predação e a dispersão de sementes de jaca. Os roedores T. dimidiatuse C. paca foram registrados pelas armadilhas fotográficas predando 20% e 16% das sementes de jaca e carregaram 65% e 44% das sementes, respectivamente. Os testes com carretel mostraram que 86% das sementes foram predadas, 10% foram deixadas intactas no local e apenas 4% foram dispersas a pequenas distâncias, entre 2 e 15 metros, sendo possível que esses roedores propiciem a dispersão dessa espécie exótica e invasora para novas áreas