Evidence that a single bioluminescent system is shared by all known bioluminescent fungal lineages

Since the early 20th century, many researchers have attempted to determine how fungi are able to emit light. The first successful experiment was obtained using the classical luciferin-luciferase test that consists of mixing under controlled conditions hot (substrate/luciferin) and cold (enzyme/luciferase) water extracts prepared from bioluminescent fungi. Failures by other researchers to reproduce those experiments using different species of fungi lead to the hypothesis of a non-enzymatic luminescent pathway. Only recently, the involvement of a luciferase in this system was proven, thus confirming its enzymatic nature. Of the 100 000 described species in Kingdom Fungi, only 71 species are known to be luminescent and they are distributed unevenly amongst four distantly related lineages. The question we address is whether the mechanism of bioluminescence is the same in all four evolutionary lineages suggesting a single origin of luminescence in the Fungi, or whether each lineage has a unique mechanism for light emission implying independent origins. We prepared hot and cold extracts of numerous species representing the four bioluminescent fungal lineages and performed cross-reactions (luciferin x luciferase) in all possible combinations using closely related non-luminescent species as controls. All cross-reactions with extracts from luminescent species yielded positive results, independent of lineage, whereas no light was emitted in cross-reactions with extracts from non-luminescent species. These results support the hypothesis that all four lineages of luminescent fungi share the same type of luciferin and luciferase, that there is a single luminescent mechanism in the Fungi, and that fungal luciferin is not a ubiquitous molecule in fungal metabolism.

Parasites in the neighbourhood: Interactions of the mistletoe Phoradendron affine (Viscaceae) with its dispersers and hosts in urban areas of Brazil

Mistletoes constitute an important food resource for animals in many ecosystems. However, these plants are considered pests in urban areas because of deleterious effects they have on the host trees. Studies in urban areas were mostly focused on listing host species or procedures to control the "pest". In this sense, broader studies including several aspects of mistletoes ecology in urban ecosystems are still missing. We studied the interaction of the mistletoe, Phoradendron affine, with its dispersers and hosts in two urban sites in Uberlandia, Brazil. Phoradendron affine fruits were consumed almost exclusively by Euphonia chlorotica, which was crucial for seed germination. Parasitism was recorded in five hosts, two native (Handroanthus chrysotrichus and Tabebuia roseoalba) and three exotic species (Spathodea campanulata, Ligustrum lucidum and Melia azedarach). Mistletoes were found parasitizing larger host trees, a trend commonly reported for mistletoe-host interaction. Mistletoe seed germination was not affected by the trees species, whether host or non-host, but the radicle of germinated seeds could not penetrate the bark and seedlings invariably died in non-host species. We found a high prevalence of parasitism in our study, in comparison to what previous studies reported for natural areas. The spatial distribution of the hosts and high light incidence on isolated host trees may lead to this high prevalence in urban areas. Rather than eradicated, mistletoes in urban areas should be ecologically managed and their importance for bird species conservation must be considered. More studies to determine which bird species are favoured by mistletoe presence in urban areas will be essential for, this purpose. (C) 2012 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Glyphosate has low toxicity to citrus plants growing in the field

Gravena, R., Filho, R. V., Alves, P. L. C. A., Mazzafera, P. and Gravena, A. R. 2012. Glyphosate has low toxicity to citrus plants growing in the field. Can. J. Plant Sci. 92: 119-127. There has been controversy over whether glyphosate used for weed management in citrus fields causes significant toxicity to citrus plants. Glyphosate may be toxic to non-target plants exposed to accidental application or drift. This work evaluated glyphosate toxicity in plants of Valencia citrus (Citrus sinensis. L. Osbeck) grafted onto 'Rangpur lime' (Citrus limonia L. Osbeck) and citrumelo 'Swingle' (Poncirus trifoliata (L.) Raf x Citrus paradisi Mad) by trunk- or foliar-directed herbicide applications under field conditions. In the first experiment, glyphosate was sprayed at rates of 0, 90, 180, 260, 540, 1080 and 2160 g a.e. ha(-1) directly on the trunk to a height of 5 cm above the grafting region. In the second experiment, glyphosate was sprayed on the plant canopies at rates of 0, 0.036, 0.36, 3.6, 36, 360 and 720 g a.e. ha(-1). There was no visual damage caused by glyphosate applied directly to the trunk, but the plants were affected by glyphosate sprayed directly on the canopies at rates over 360 g a.e. ha(-1). The main symptom was observed in the new shoots formed after the application, indicating an effect on meristems. Little or no effect was observed in mature leaves. Eight days after application the levels of shikimate, total free amino acids and total phenolic compounds were unaffected. All plants affected by glyphosate recovered between 6 and 12 mo after the treatments. Therefore, despite some transient symptoms Valencia citrus grafted onto 'Rangpur lime' and citrumelo 'Swingle' were tolerant to glyphosate.

Evolutionary history of exon shuffling

Exon shuffling has been characterized as one of the major evolutionary forces shaping both the genome and the proteome of eukaryotes. This mechanism was particularly important in the creation of multidomain proteins during animal evolution, bringing a number of functional genetic novelties. Here, genome information from a variety of eukaryotic species was used to address several issues related to the evolutionary history of exon shuffling. By comparing all protein sequences within each species, we were able to characterize exon shuffling signatures throughout metazoans. Intron phase (the position of the intron regarding the codon) and exon symmetry (the pattern of flanking introns for a given exon or block of adjacent exons) were features used to evaluate exon shuffling. We confirmed previous observations that exon shuffling mediated by phase 1 introns (1-1 exon shuffling) is the predominant kind in multicellular animals. Evidence is provided that such pattern was achieved since the early steps of animal evolution, supported by a detectable presence of 1-1 shuffling units in Trichoplax adhaerens and a considerable prevalence of them in Nematostella vectensis. In contrast, Monosiga brevicollis, one of the closest relatives of metazoans, and Arabidopsis thaliana, showed no evidence of 1-1 exon or domain shuffling above what it would be expected by chance. Instead, exon shuffling events are less abundant and predominantly mediated by phase 0 introns (0-0 exon shuffling) in those non-metazoan species. Moreover, an intermediate pattern of 1-1 and 0-0 exon shuffling was observed for the placozoan T. adhaerens, a primitive animal. Finally, characterization of flanking intron phases around domain borders allowed us to identify a common set of symmetric 1-1 domains that have been shuffled throughout the metazoan lineage.

In vivo evaluation of a metronidazole-containing gel for the adjuvant treatment of chronic periodontitis: preliminary results

The present study developed an experimental metronidazole-based gel and evaluated its efficacy for the adjuvant treatment of chronic periodontitis. Sixteen patients were randomly allocated into two groups of eight subjects according to the following proposed treatments: (1) scaling and root planing (active control) or (2) scaling and root planing and direct periodontal intrapocket application of 15% metronidazole-based gel in two sites (a parts per thousand yen5 mm in depth) (experimental group). Potential changes in the subgingival microbiota were assessed using a DNA Checkerboard method at three proposed times: baseline and following 7 or 30 days of drug administration. High-performance liquid chromatography (HPLC) monitored metronidazole concentrations in the crevicular fluid during treatment. The metronidazole experimental group presented lower bacterial counts than the control group at the three evaluated times (p < 0.01 for baseline, p < 0.001 for 7 or 30 days) when the target species were analyzed as a pool of bacteria. Samples revealed significantly lower counts 7 days after drug administration compared with baseline or after 30 days (p < 0.05). HPLC analysis detected gel 1 h after application. The metronidazole-based gel significantly decreased the total bacterial count at the three evaluated times. Periodontopathogenic species were not different after gel administration.

Alienígenas na sala: o que fazer com espécies exóticas em trabalhos de taxonomia, florística e fitossociologia?

A presença cada vez mais disseminada de organismos exóticos (muitos dos quais se tornam invasores) nas diferentes regiões do planeta levou ao surgimento de uma linha de pesquisa na ecologia voltada às invasões biológicas. E para permitir a comunicação entre autores também foi desenvolvido um arcabouço terminológico. Mas, apesar disso, a terminologia relativa às bioinvasões tem sido ignorada por boa parte dos botânicos no Brasil. Há uma boa dose de confusão entre botânicos sobre o que seja uma espécie exótica, naturalizada, invasora, daninha e ruderal, levando ao uso inconsistente da terminologia. Além disso, diferentes autores têm adotado posturas praticamente opostas ao lidar com espécies exóticas em suas áreas de estudo, seja na preparação de tratamentos taxonômicos, seja na publicação de levantamentos florísticos e fitossociológicos. Enquanto alguns pesquisadores incluem em floras mesmo espécies cultivadas que não se reproduzem, outros excluem plantas invasoras comuns e conspícuas. Nós apresentamos aqui, em português, os principais conceitos relativos ao tema da bioinvasão e chamamos a atenção dos autores brasileiros para a necessidade de utilizar de modo consistente o arcabouço terminológico já existente na literatura. Também propomos a adoção de rótulos claros para informar quais espécies são exóticas na área estudada, diferenciando-as das nativas, e sugerimos critérios para ajudar botânicos a decidirem quando uma planta exótica deve ou não ser incluída em tratamentos taxonômicos ou levantamentos de florística.

Polyphyly of the hawk genera Leucopternis and Buteogallus (Aves, Accipitridae): multiple habitat shifts during the Neotropical buteonine diversification

Abstract Background The family Accipitridae (hawks, eagles and Old World vultures) represents a large radiation of predatory birds with an almost global distribution, although most species of this family occur in the Neotropics. Despite great morphological and ecological diversity, the evolutionary relationships in the family have been poorly explored at all taxonomic levels. Using sequences from four mitochondrial genes (12S, ATP8, ATP6, and ND6), we reconstructed the phylogeny of the Neotropical forest hawk genus Leucopternis and most of the allied genera of Neotropical buteonines. Our goals were to infer the evolutionary relationships among species of Leucopternis, estimate their relationships to other buteonine genera, evaluate the phylogenetic significance of the white and black plumage patterns common to most Leucopternis species, and assess general patterns of diversification of the group with respect to species' affiliations with Neotropical regions and habitats. Results Our molecular phylogeny for the genus Leucopternis and its allies disagrees sharply with traditional taxonomic arrangements for the group, and we present new hypotheses of relationships for a number of species. The mtDNA phylogenetic trees derived from analysis of the combined data posit a polyphyletic relationship among species of Leucopternis, Buteogallus and Buteo. Three highly supported clades containing Leucopternis species were recovered in our phylogenetic reconstructions. The first clade consisted of the sister pairs L. lacernulatus and Buteogallus meridionalis, and Buteogallus urubitinga and Harpyhaliaetus coronatus, in addition to L. schistaceus and L. plumbeus. The second clade included the sister pair Leucopternis albicollis and L. occidentalis as well as L. polionotus. The third lineage comprised the sister pair L. melanops and L. kuhli, in addition to L. semiplumbeus and Buteo buteo. According to our results, the white and black plumage patterns have evolved at least twice in the group. Furthermore, species found to the east and west of the Andes (cis-Andean and trans-Andean, respectively) are not reciprocally monophyletic, nor are forest and non-forest species. Conclusion The polyphyly of Leucopternis, Buteogallus and Buteo establishes a lack of concordance of current Accipitridae taxonomy with the mtDNA phylogeny for the group, and points to the need for further phylogenetic analysis at all taxonomic levels in the family as also suggested by other recent analyses. Habitat shifts, as well as cis- and trans-Andean disjunctions, took place more than once during buteonine diversification in the Neotropical region. Overemphasis of the black and white plumage patterns has led to questionable conclusions regarding the relationships of Leucopternis species, and suggests more generally that plumage characters should be used with considerable caution in the taxonomic evaluation of the Accipitridae.

In vivo assessment of specific cytotoxic T lymphocyte killing

The direct killing of target cells by cytotoxic T lymphocytes (CTLs) plays a fundamental role in protective immunity to viral, bacterial, protozoan and fungi infections, as well as to tumor cells. In vivo cytotoxic assays take into account the interaction of target and effector cells in the context of the proper microenvironment making the analysis biologically more relevant than in vitro cytotoxic assays. Thus, the development, improvement and validation of in vivo methods are necessary in view of the importance of the results they may provide. We describe and discuss in this manuscript a method to evaluate in vivo specific cytotoxic T lymphocyte killing. We used as model system mice immunized with human recombinant replication-deficient adenovirus 5 (HAd5) containing different transgenes as the trigger of a CTL-mediated immune response. To these mice, we adoptively transferred syngeneic cells labeled with different vital fluorescent dyes. Donor cells were pulsed (target) or not (control non-target) with distinct CD8 T-cell epitopes, mixed in a 1:1 ratio and injected i.v. into immunized or non-immunized recipient mice. After 18-24h, spleen cells are collected and analysed by flow cytometry. A deviation from the 1:1 ratio of control and target cell populations indicates antigen specific lysis of target cells

Daily ration and feeding chronology of dominant diel vertical migrant fishes in the Subtropical Eastern North Atlantic Ocean

[EN] Diel Vertical Migrants (DVMs) are mainly zooplankton and micronekton which migrate upward from 400-500 m depth every night to feed on the productive epipelagic zone, coming back at dawn to the mesopelagic zone, where they defecate, excrete, and respire the ingested carbon. DVMs should contribute to the biological pump in the ocean and, accordingly, to the global CO2 balance. Although those migrants are mainly small fishes, cephalopods and crustaceans, the lanternfishes (myctophidae) usually contribute up to 80% of total DVMs biomass. Thus, myctophids may represent a pathway accounting for a substantial export of organic carbon to the deep ocean. However, the magnitude of this transport is still poorly known. In order to assess this active flux of carbon, we performed a preliminary study of mesopelagic organisms around the Canary Islands. Here we present the results of diet, daily rations and feeding chronology of Lobianchia dofleini, Hygophum hygomii and Ceratoscopelus maderensis, 3 dominant species of myctophids performing diel vertical migrations in the Subtropical Eastern North Atlantic Ocean. Samples were obtained on board the RV La Bocaina during June 2009. Myctophids were sorted and fixed in 4% buffered formalin and the stomach contents of target species were examined and weighted. Feeding chronology was approached by studying stomach fullness and state of digestion of prey items in individuals from hauls performed at different times and depths. Our results provide further information about lanternfishes feeding ecology in relation to their vertical migration patterns as well as their contribution to the biological carbon pump.

An analysis of an international fishery: introduction to a fishery management strategy compatible with the fishing sector

Máster en Gestión Sostenible de Recursos Pesqueros

Attività catalitica ed espressione genica di enzimi antiossidanti nei mitili, Mytilus galloprovincialis esposti ai farmaci fluoxetina e propranololo ed alla loro miscela.

E’ stimato che circa 4.000 sostanze diverse vengano utilizzate nella medicina umana, fra cui soprattutto analgesici, antinfiammatori, contraccettivi, antibiotici, beta-bloccanti, regolatori lipidici, composti neuroattivi e molti altri. Inoltre un elevato numero di farmaci, spesso simili a quelli umani tra cui antibiotici e antinfiammatori, viene usato nella medicina veterinaria. L’uso può essere diverso nei diversi Paesi ma farmaci quali l’ibuprofene, la carbamazepina, o i beta-bloccanti vengono consumati in quantità di tonnellate per anno. Le analisi chimiche hanno riscontrato la presenza dei residui dei farmaci nelle acque reflue dai depuratori, nei fiumi e nei laghi in maniera ubiquitaria a concentrazioni nell’intervallo di 10-1000 ng/L. Come ci si aspetta, i farmaci sono molto concentrati nelle acque reflue degli ospedali, tuttavia la percentuale di farmaci provenienti dagli ospedali è stata valutata complessivamente non oltre il 20% del quantitativo totale. L’origine preponderante dei farmaci proviene dall’uso domiciliare, per cui gli impianti municipali di raccolta delle acqua di rifiuto sono la maggiore via di ingresso in ambiente. Una volta ingeriti e metabolizzati, i farmaci vengono escreti via urine o feci e introdotti nella rete fognaria fino alle sedi di trattamento delle acque. Altra sorgente è rappresentata dalle manifatture dei farmaci, dalle quali possono derivare scarichi illegali o accidentali. Una sorgente importante di farmaci, soprattutto di antibiotici, è rappresentata dagli allevamenti animali, sia in ambienti interni che al pascolo, e dall’acquacoltura. Nel primo caso in particolare vengono prodotti e raccolti una grande quantità di rifiuti, che di solito sono accumulati temporaneamente e poi dispersi sui suoli agricoli. I farmaci presenti nei suoli possono essere trasportati alle acque sotterranee, o dilavati a livello superficiale contribuendo ad aumentare il livello di farmaci nei corsi d’acqua oppure una volta sciolti nell’acqua interstiziale possono essere assunti dai vegetali. Gli impianti di depurazione attuali non sono pianificati per eliminare microinquinanti altamente polari come i farmaci, e in relazione alle differenti molecole la eliminazione può essere in percentuale diversa, spesso anche molto bassa. I test ecotossicologici di tipo acuto utilizzati per molto tempo per valutare la tossicità dei farmaci ambientali hanno riportato effetti soltanto a concentrazioni superiori a quelle ambientali; nei 2-3 anni più recenti tuttavia è stato messo in luce come, già a basse concentrazioni, alcuni farmaci modifichino le attività riproduttive o il metabolismo di pesci e molluschi. Da qui è nata l’esigenza di studiare quale sia la possibile interazione dei residui dei farmaci con la fauna acquatica a concentrazioni compatibili con quelle ambientali, e valutare il meccanismo d’azione sfruttando per quanto possibile le conoscenze disponibili per i farmaci messi in commercio. I farmaci infatti sono composti disegnati per avere effetti terapeutici attraverso specifici meccanismi d’azione. Negli organismi non bersaglio che risultano esposti ai residui dei farmaci in ambiente, queste sostanze potrebbero però indurre effetti simili a quelli specifici nel caso i bersagli molecolari siano stati conservati durante l’evoluzione. Inoltre, i farmaci manifestano effetti collaterali, in genere se usati a dosi elevate o per lungo tempo, e molto spesso si tratta di effetti ossidanti. E’ possibile che tali effetti siano indotti dai farmaci ambientali nei molluschi o nei pesci, magari a basse dosi se questi animali sono più sensibili dell’uomo. Lo scopo di questa tesi è stato quello di valutare nei mitili Mytilus galloprovincialis i potenziali effetti indotti dalla fluoxetina (farmaco antidepressivo), dal propranololo (farmaco β-bloccante), o dalla loro miscela con riferimento a quelli classificati come collaterali nell’uomo. In particolare, è stata studiata l’espressione di geni che codificano per gli enzimi antiossidanti catalasi (CAT), glutatione S transferasi (GST) e superossido dismutasi (SOD), mediatori della risposta allo stress ossidativo. I possibili effetti dei farmaci sono stati valutati dopo esposizione dei mitili Mytilus galloprovincialis per 7 giorni a fluoxetina (FX) e propranololo (PROP) ad un range di concentrazioni che comprendono quelle misurate in ambiente, e alla loro miscela alla concentrazione di 0,3 ng/l, scelta perché rappresentativa delle dosi inferiori dei due farmaci riscontrate in ambiente acquatico. I risultati hanno dimostrato che FX causa una generale diminuzione dell’espressione dei geni CAT, mentre per i geni codificanti per GST e SOD si osservano variazioni significative soltanto ad una concentrazione di FX, 300 e 3 ng/L rispettivamente. La riduzione dei livelli di espressione di CAT non sempre accompagnata dalla significativa variazione dei livelli di espressione di SOD e GST, può indicare che il sistema anti-ossidante non è in grado di adattarsi in modo efficiente all’alterazione indotta dall’esposizione a FX, portando ad un progressivo aumento dei livelli di stress. Per quanto riguarda gli effetti del PROP, i risultati ottenuti mostrano che nei mitili esposti a concentrazioni crescenti del farmaco i geni CAT e SOD risultano progressivamente sovra-espressi rispetto al controllo, anche se in maniera non significativa mentre i livelli di espressione di GST non sono significativamente alterati. I dati ottenuti esponendo i mitili alla miscela dei due farmaci, indicano che FX e PROP possono avere effetti interattivi sulla regolazione dei tre geni coinvolti nella risposta antiossidante. In presenza della miscela si osserva infatti una riduzione significativa dell’espressione del gene CAT, del gene GST mentre non ci sono effetti sul gene SOD. In conclusione, concentrazioni di PROP e FX nell’intervallo di quelle misurate in ambiente possono generare significativi effetti sui geni CAT, GST, e SOD. Come riscontrato nella precedente letteratura, l’attività o l’espressione degli enzimi antiossidanti risente molto dello stato fisiologico dei mitili e della stagionalità, quindi il ruolo degli enzimi antiossidanti come biomarker deve essere interpretato all’interno di batterie più ampie di risposte subletali degli organismi sentinella. Nel laboratorio questi dati sono stati ottenuti in precedenti lavoro di Tesi (Tosarelli, Tesi Magistrale in Biologia Marina, A.A. 2011; Inzolia, Tesi Magistrale in Biologia Marina, A.A. 2011). Le alterazioni ottenute a concentrazioni circa 1.000 volte inferiori rispetto a quelle efficaci nei test ecotossicologici acuti, dimostrano comunque che i farmaci possono avere effetti sugli organismi anche a concentrazioni molto basse come quelle ambientali. In particolare, poiché gli effetti ossidativi sono i più comuni effetti collaterali dei farmaci nell’Uomo che ne assuma elevate quantità o somministrazioni prolungate nel tempo, possiamo affermare che questi hanno luogo anche negli organismi non-target, a concentrazioni basse e dopo soli 7 giorni di esposizione. I dati della tesi non dimostrano che propranololo e fluoxetina hanno effetti deleteri sulle popolazioni o le comunità dei molluschi, ma debbono essere considerati come indicatori della vulnerabilità degli animali a questi composti.

Populationsdynamik des Cydia pomonella Granulovirus

Das Cydia pomonella Granulovirus (CpGV, Fam. Baculoviridae) ist ein sehr virulentes und hoch spezifisches Pathogen des Apfelwicklers (Cydia pomonella), das seit mehreren Jahren in der Bundesrepublik Deutschland und anderen Ländern der EU als Insektizid zugelassen ist. Wie andere Baculoviren auch befällt es die Larven der Insekten und ist aufgrund seiner Selektivität für Nicht-Zielorganismen unbedenklich. In der Vergangenheit konzentrierte sich die Erforschung des CpGV auf Bereiche, die für die Anwendung im Pflanzenschutz relevant waren, wobei nach fast 20 Jahren nach der ersten Zulassung noch immer nicht bekannt ist, ob und wie sich das CpGV in der Umwelt etablieren kann. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Parameter, mit deren Hilfe die Populationsdynamik des CpGV beschrieben werden kann, analysiert und quantitativ bestimmt. Neben den biologischen Eigenschaften wie Virulenz, DNA-Charakterisierung und Quantifizierung der Virusnachkommenschaft wurden insbesondere die horizontale sowie die vertikale Transmission, die Inaktivierung und die Infektion später Larvenstadien untersucht. Letztlich wurden die ermittelten Parameter zusammen mit Daten aus der Literatur in ein mathematisches Modell integriert. Um die Wahrscheinlichkeit der horizontalen Transmission zu quantifizieren, wurde ein Modellsystem mit losen Äpfeln etabliert, in dem verschiedene Szenarien möglicher horizontaler Transmission unter definierten Laborbedingungen getestet wurden. In Versuchsserien, in denen ein Virusfleck, entsprechend der produzierten Virusmenge einer Eilarve, auf einen Apfel appliziert worden war, war unter den aufgesetzten Apfelwicklerlarven lediglich eine sehr geringe Mortalität von 3 - 6% zu beobachten. Wurde jedoch ein an einer Virusinfektion gestorbener Larvenkadaver als Inokulum verwendet, lag die Mortalitätsrate aufgesetzter Larven bei über 40%. Diese beobachtete hohe horizontale Transmissionsrate konnte mit dem Verhalten der Larven erklärt werden. Die Larven zeigten eine deutliche Einbohrpräferenz für den Stielansatz bzw. den Kelch, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens einer an der Infektion verendeten Larve mit einer gesunden Larve um ein Vielfaches zunahm. In einem ähnlich angelegten Freilandversuch konnte eine horizontale Transmission nicht belegt werden. Der Unterschied zur Kontrollgruppe fiel aufgrund einer hohen natürlichen Mortalität und einer damit einhergehenden niedrigen Dichte der Larven zu gering aus. Parallel hierzu wurde außerdem eine Halbwertszeit von 52 Sonnenstunden für das CpGV ermittelt. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass die Mortalität von späteren Larvenstadien, die 14 Tage Zeit hatten sich in die Äpfel einzubohren, bevor eine CpGV-Applikation durchgeführt wurde, ebenso hoch war wie bei Larven, die sich im L1-Stadium auf der Apfeloberfläche infizierten. Aufgrund des höheren Alters jener Larven war der Fraßschaden an befallenen Äpfeln jedoch wesentlich größer und vergleichbar mit dem Fraßschaden einer unbehandelten Kontrolle. Der Versuch zur vertikalen Transmission zeigte dass, obwohl die verwendete Apfelwicklerzucht nicht frei von CpGV war, die Mortalitätsrate der Nachkommen subletal infizierter Weibchen (44%) jedoch deutlich höher war als die der Nachkommen subletal infizierter Männchen (28%) und der unbehandelten Kontrolle (27%). Auch in den PCR-Analysen konnte eine größere Menge an CpGV-Trägern bei den Nachkommen subletal infizierter Weibchen (67%) als bei den Nachkommen subletal infizierter Männchen (49%) und bei der Kontrolle (42%) nachgewiesen werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Infektion durch subletal infizierte Weibchen vertikal in die nächste Generation übertragen werden kann. Dies lässt erkennen, dass in der Folgegeneration des Apfelwicklers eine zusätzliche Wirkung des CpGV durch vertikale Transmission auftreten kann. Hierin wäre auch ein potentieller Mechanismus für eine dauerhafte Etablierung des Virus zu sehen. Letztlich wurden alle Parameter, die die CpGV-Apfelwickler-Beziehung beschreiben, in ein mathematisches Modell GRANULO integriert. Nach einer Sensitivitätsanalyse wurde GRANULO teilweise mit Daten aus den Freilandversuchen verifiziert. Durch Modifikation der Virusparameter im Modell konnte anschließend der Einfluss veränderter biologischer Eigenschaften (UV-Stabilität und Transmissionsraten) der Viren in Simulationen theoretisch erprobt werden. Das beschriebene Modell, das allerdings noch einer weitergehenden Verifizierung und Validierung bedarf, ist eine erste Annäherung an die quantitative Erfassung und Modellierung der Populationsdynamik des Systems CpGV-Apfelwickler. Die im Zusammenhang mit der Populationsdynamik des Apfelwicklers erhobenen Daten können einen wertvollen Beitrag zur Optimierung von Kontrollstrategien des Apfelwicklers mittels CpGV leisten. Außerdem geben sie Aufschluss über die Etablierungsmöglichkeiten dieses Bioinsektizids.

Distribution and state of fishery resources in the Northern and Central Adriatic Sea using trawl surveys data

The Ecosystem Approach to Fisheries represents the most recent research line in the international context, showing interest both towards the whole community and toward the identification and protection of all the “critical habitats” in which marine resources complete their life cycles. Using data coming from trawl surveys performed in the Northern and Central Adriatic from 1996 to 2010, this study provides the first attempt to appraise the status of the whole demersal community. It took into account not only fishery target species but also by-catch and discharge species by the use of a suite of biological indicators both at population and multi-specific level, allowing to have a global picture of the status of the demersal system. This study underlined the decline of extremely important species for the Adriatic fishery in recent years; adverse impact on catches is expected for these species in the coming years, since also minimum values of recruits recently were recorded. Both the excessive exploitation and environmental factors affected availability of resources. Moreover both distribution and nursery areas of the most important resources were pinpointed by means of geostatistical methods. The geospatial analysis also confirmed the presence of relevant recruitment areas in the North and Central Adriatic for several commercial species, as reported in the literature. The morphological and oceanographic features, the relevant rivers inflow together with the mosaic pattern of biocenoses with different food availability affected the location of the observed relevant nursery areas.

Catch and by-catch analyses of tropical tuna fishery in the Gulf of Guinea from 2010 to 2012.

Canned tuna is one of the most widespread and recognizable fish commodities in the world. Over all oceans 80% of the total tuna catches are caught by purse seine fishery and in tropical waters their target species are: yellowfin (Thunnus albacares), bigeye (Thunnus obesus) and skipjack (Katsuwonus pelamis). Even if this fishing gear is claimed to be very selective, there are high levels of by-catch especially when operating under Fish Aggregating Devices (FADs). The main problem is underestimation of by-catch data. In order to solve this problem the scientific community has developed many specific programs (e.g. Observe Program) to collect data about both target species and by-catch with observers onboard. The purposes of this study are to estimate the quantity and composition of target species and by-catch by tuna purse seiner fishery operating in tropical waters and to underline a possible seasonal variability in the by-catch ratio (tunas versus by-catch). Data were collected with the French scientific program ”Observe” on board of the French tuna purse seiner “Via Avenir” during a fishing trip in the Gulf of Guinea (C-E Atlantic) from August to September 2012. Furthermore some by-catch specimens have been sampled to obtain more information about size class composition. In order to achieve those purposes we have shared our data with the French Institute of Research for the Development (IRD), which has data collected by observers onboard in the same study area. Yellowfin tuna results to be the main specie caught in all trips considered (around 71% of the total catches) especially on free swimming schools (FSC) sets. Instead skipjack tuna is the main specie caught under FADs. Different percentages of by-catch with the two fishing modes are observed: the by-catch incidence is higher on FADs sets (96.5% of total by-catch) than on FSC sets (3.5%) and the main category of by-catch is little-tuna (73%). When pooling data for both fishing sets used in purse seine fishery the overall by-catch/catch ratio is 5%, a lower level than in other fishing gears like long-lining and trawling.

Alterazioni del sistema di trasduzione AMPc-dipendente nel mitilo mediterraneo Mytilus galloprovincialis esposto a fluoxetina

Negli ultimi decenni le nuove scoperte mediche e il miglioramento dello stile di vita nei paesi occidentali hanno determinato un aumento del consumo di sostanze terapeutiche, nonché della gamma di prodotti farmaceutici e parafarmaceutici comunemente utilizzati. Gli studi di cinetica dei farmaci dimostrano con certezza che essi, seppur metabolizzati, mantengono inalterato il loro potere d’azione, rimanendo biodisponibili anche una volta escreti dall’organismo. A causa della loro eccessiva polarità tali molecole sono inoltre difficilmente trattenute dai convenzionali impianti di depurazione dei reflui urbani, dai quali confluiscono inevitabilmente verso le acque fluviali e/o costiere le quali risultano. In ragione di ciò, la valutazione degli effetti che la loro presenza può provocare sulla qualità dei sistemi di approvigionamento idrico e sulla biologia delle specie tipiche degli ecosistemi acquatici, ha classificato tali composti come una nuova classe di inquinanti emergenti, il cui impatto ambientale non risulta ancora del tutto arginato attraverso adeguate contromisure legislative. I farmaci sono sostanze bioattive progettate per avere effetti specifici a bassissime concentrazioni negli organismi target attraverso specifici meccanismi d’azione. Nel caso in cui i bersagli cellulari su cui agiscono siano evolutivamente conservati negli organismi non target, essi possono esercitare le proprie funzioni attraverso i medesimi meccanismi di regolazione fisiologica attivati nelle specie target, dando origine a effetti specifici, o anche aspecifici, nel caso in cui tali bersagli siano deputati alla regolazioni di funzioni differenti. Pertanto lo scopo del presente lavoro di tesi è stato quello di analizzare le possibili alterazioni di carattere fisiologico in individui di mitilo mediterraneo (Mytilus galloprovincialis) esposti a concentrazioni ambientali di fluoxetina, farmaco antidepressivo appartenente alla classe degli inibitori selettivi del riassorbimento presinaptico della serotonina (SSRI). Più nel dettaglio, a seguito di un’esposizione per 7 giorni a dosaggi compresi tra 0.03 e 300 ng/L di FX, sono stati analizzati i livelli intracellulari di AMPc e l’attività dell’enzima PKA nei diversi trattamenti sperimentali effettuati. Inoltre sono stati valutati i livelli di espressione genica del recettore serotoninergico 5HTmyt1 e della la P-glicoproteina (Pgp, gene ABCB1), trasportatore di membrana responsabile del sistema di detossificazione noto come Multi-xenobiotic resistance (MXR). Nella ghiandola digestiva, la FX causa una diminuzione statisticamente significativa dei livelli di AMPc, dell’attività della PKA e dell’espressione del gene ABCB1 rispetto al controllo. Al contrario nel mantello il farmaco non produce alterazioni dei livelli intracellulari di AMPc e dell’attività della PKA mentre si apprezza una sottoespressione del gene ABCB1 nei trattamenti a dosaggi intermedi. In entrambi i tessuti si nota un aumento dell’espressione genica di 5HTmyt1 alle minori concentrazioni di FX, mentre ai dosaggi più alti non si registrano alterazioni significative rispetto al controllo. Nel loro insieme i risultati indicano che nei mitili, concentrazioni ambientali di FX producono significative alterazioni di diversi parametri fisiologici attraverso una modulazione specifica dei medesimi bersagli molecolari coinvolti nella terapia umana. La riduzione dei livelli di AMPc/PKA apprezzata nella ghiandola digestiva risulta in linea con la funzione inibitoria svolta dal recettore 5HTmyt1 su tale via di trasduzione, mentre l’assenza di variazioni significative registrata nel mantello supporta l’ipotesi di un’interazione tra il sistema serotoninergico e catecolaminergico nella regolazione dei processi legati al ciclo riproduttivo che si verificano in tale tessuto. In conclusione, i dati dimostrano che l’espressione del gene codificante la proteina Pgp è regolata dalla FX attraverso uno specifico meccanismo d'azione AMPc-dipendente modulato dalla serotonina; tuttavia, è ipotizzabile anche un effetto non specifico indotto dalla FX stessa, per esempio attraverso l’induzione di stress ossidativo. Inoltre essi evidenziano la presenza di un meccanismo di regolazione retroattivo sulla espressione dei recettori 5HTmyt1 in funzione delle concentrazioni extracellulari di serotonina modulate dall’azione della FX.