Implications of a Developmental-Stage-Dependent Thylakoid-Bound Protease in the Stabilization of the Light-Harvesting Pigment-Protein Complex Serving Photosystem II during Thylakoid Biogenesis in Red Kidney Bean1

Intact etioplasts of bean (Phaseolus vulgaris) plants exhibit proteolytic activity against the exogenously added apoprotein of the light-harvesting pigment-protein complex serving photosystem II (LHCII) that increases as etiolation is prolonged. The activity increases in the membrane fraction but not in the stroma, where it remains low and constant and is mainly directed against LHCII and protochlorophyllide oxidoreductase. The thylakoid proteolytic activity, which is low in etioplasts of 6-d-old etiolated plants, increases in plants pretreated with a pulse of light or exposed to intermittent-light (ImL) cycles, but decreases during prolonged exposure to continuous light, coincident with chlorophyll (Chl) accumulation. To distinguish between the control of Chl and/or development on proteolytic activity, we used plants exposed to ImL cycles of varying dark-phase durations. In ImL plants exposed to an equal number of ImL cycles with short or long dark intervals (i.e. equal Chl accumulation but different developmental stage) proteolytic activity increased with the duration of the dark phase. In plants exposed to ImL for equal durations to such light-dark cycles (i.e. different Chl accumulation but same developmental stage) the proteolytic activity was similar. These results suggest that the protease, which is free to act under limited Chl accumulation, is dependent on the developmental stage of the chloroplast, and give a clue as to why plants in ImL with short dark intervals contain LHCII, whereas those with long dark intervals possess only photosystem-unit cores and lack LHCII.

Spatial and Temporal Analyses of Expansion and Cell Cycle in Sunflower Leaves1 : A Common Pattern of Development for All Zones of a Leaf and Different Leaves of a Plant

We have investigated the spatial distributions of expansion and cell cycle in sunflower (Helianthus annuus L.) leaves located at two positions on the stem, from leaf initiation to the end of expansion. Relative expansion rate (RER) was analyzed by following the deformation of a grid drawn on the lamina; relative division rate (RDR) and flow-cytometry data were obtained in four zones perpendicular to the midrib. Calculations for determining in situ durations of the cell cycle and of S-G2-M in the epidermis are proposed. Area and cell number of a given leaf zone increased exponentially during the first two-thirds of the development duration. RER and RDR were constant and similar in all zones of a leaf and in all studied leaves during this period. Reduction in RER occurred afterward with a tip-to-base gradient and lagged behind that of RDR by 4 to 5 d in all zones. After a long period of constancy, cell-cycle duration increased rapidly and simultaneously within a leaf zone, with cells blocked in the G0-G1 phase of the cycle. Cells that began their cycle after the end of the period with exponential increase in cell number could not finish it, suggesting that they abruptly lost their competence to cross a critical step of the cycle. Differences in area and in cell number among zones of a leaf and among leaves of a plant essentially depended on the timing of two events, cessation of exponential expansion and of exponential division.

Apoptosis and necrosis: two distinct events induced, respectively, by mild and intense insults with N-methyl-D-aspartate or nitric oxide/superoxide in cortical cell cultures.

N-Methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-mediated neurotoxicity may depend, in part, on the generation of nitric oxide (NO.) and superoxide anion (O2.-), which react to form peroxynitrite (OONO-). This form of neurotoxicity is thought to contribute to a final common pathway of injury in a wide variety of acute and chronic neurologic disorders, including focal ischemia, trauma, epilepsy, Huntington disease, Alzheimer disease, amyotrophic lateral scelerosis, AIDS dementia, and other neurodegenerative diseases. Here, we report that exposure of cortical neurons to relatively short durations or low concentrations of NMDA, S-nitrosocysteine, or 3-morpholinosydnonimine, which generate low levels of peroxynitrite, induces a delayed form of neurotoxicity predominated by apoptotic features. Pretreatment with superoxide dismutase and catalase to scavenge O2.- partially prevents the apoptotic process triggered by S-nitrosocysteine or 3-morpholinosydnonimine. In contrast, intense exposure to high concentrations of NMDA or peroxynitrite induces necrotic cell damage characterized by acute swelling and lysis, which cannot be ameliorated by superoxide dismutase and catalase. Thus, depending on the intensity of the initial insult, NMDA or nitric oxide/superoxide can result in either apoptotic or necrotic neuronal cell damage.

Evidence from molecular systematics for decreased avian diversification in the pleistocene Epoch.

Pleistocene glaciations have been suggested as major events influencing speciation rates in vertebrates. Avian paleontological studies suggest that most extant species evolved in the Pleistocene Epoch and that species' durations decreased through the Pleistocene because of heightened speciation rates. Molecular systematic studies provide another data base for testing these predictions. In particular, rates of diversification can be determined from molecular phylogenetic trees. For example, an increasing rate of speciation (but constant extinction) requires shorter intervals between successive speciation events on a phylogenetic tree. Examination of the cumulative distribution of reconstructed speciation events in mtDNA phylogenies of 11 avian genera, however, reveals longer intervals between successive speciation events as the present time is approached, suggesting a decrease in net diversification rate through the Pleistocene Epoch. Thus, molecular systematic studies do not indicate a pulse of Pleistocene diversification in passerine birds but suggest, instead, that diversification rates were lower in the Pleistocene than for the preceding period. Documented habitat shifts likely led to the decreased rate of diversification, although from molecular evidence we cannot discern whether speciation rates decreased or extinction rates increased.

Evidence for reciprocal antagonism between motion sensors tuned to coarse and fine features

Early visual processing analyses fine and coarse image features separately. Here we show that motion signals derived from fine and coarse analyses are combined in rather a surprising way: Coarse and fine motion sensors representing the same direction of motion inhibit one another and an imbalance can reverse the motion perceived. Observers judged the direction of motion of patches of filtered two-dimensional noise, centered on 1 and 3 cycles/deg. When both sets of noise were present and only the 3 cycles/deg noise moved, judgments were reversed at short durations. When both sets of noise moved, judgments were correct but sensitivity was impaired. Reversals and impairments occurred both with isotropic noise and with orientation-filtered noise. The reversals and impairments could be simulated in a model of motion sensing by adding a stage in which the outputs of motion sensors tuned to 1 and 3 cycles/deg and the same direction of motion were subtracted from one another. The subtraction model predicted and we confirmed in experiments with orientation-filtered noise that if the 1 cycle/deg noise flickered and the 3 cycles/deg noise moved, the 1 cycle/deg noise appeared to move in the opposite direction to the 3 cycles/deg noise even at long durations.

Efeitos da probabilidade e proporção de reforço sobre o comportamento de escolha em ratos Wistar (Rattus norvegicus)

A metacognição é processo conceituado como o julgamento que um organismo (humano ou não humano) faz sobre seu próprio saber ou não saber. Há relatos de pesquisas sobre esse processo com seres humanos e diversas espécies de não humanos. Poucos estudos, porém, discutem a ocorrência de metacognição em ratos, e os resultados são controversos, em função de questionamentos sobre os procedimentos experimentais empregados. Este estudo teve o objetivo de investigar o efeito da manipulação de diferentes proporções de reforço produzidas em duas alternativas, sendo uma probabilística e outra com reforçamento contínuo, sobre o desempenho de ratos em uma tarefa de discriminação de diferentes durações de estímulos sonoros. O procedimento empregado é uma adaptação do utilizado por Foote e Crystal (2007), que investigou a ocorrência de metacognição em ratos. Foram utilizados cinco ratos machos, da linhagem Wistar (Rattus norvegicus) mantidos a 80% de seu peso ad libitum. O aparato utilizado foi um labirinto em Ey. O procedimento consistiu de quatro fases: 1) Treino exploratório no braço em Y, no qual o animal foi exposto a alternativas que continham seis pelotas de ração; 2) Treino de discriminação de estímulos sonoros, no qual foram treinadas duas discriminações condicionais com duas durações de estímulo sonoro, uma curta (2s), e uma longa (8s), cada uma correlacionada com a escolha de uma das portas do braço em Y; 3) Treino exploratório no braço em I, no qual os animais foram expostos a uma alternativa livre, que continha três pelotas de ração; e 4) Fase de Teste, na qual foram apresentadas diferentes durações de som (2.00, 2.44, 2.97, 3.62, 4.42, 5.38, 6.56 e 8.00s), a partir das quais o animal poderia escolher entre o braço em Y (fazer o teste), e receber seis pelotas de ração caso escolhesse a porta correta (correlacionada à duração curta ou longa), ou escolher a alternativa de recusa do teste, produzindo, com certeza, a quantidade de ração estabelecida pela condição em vigor. Foi analisada a porcentagem de escolhas realizadas pelos animais nos braços Y e I em cada condição, assim como a relação entre a porcentagem de acertos e erros nos testes e recusa, para cada duração de som. Todos os sujeitos atingiram o critério de aprendizagem estabelecido na fase de treino. Na fase de testes, observou-se que o som deixou de exercer controle sobre a resposta de escolha de todos os animais. À medida que a proporção de reforço variou na alternativa de recusa, os animais alteraram o padrão de escolha, de propensão para aversão ao risco, de acordo com a condição em vigor. A escolha por uma alternativa não se mostrou sob controle da acurácia dos animais em discriminar as durações dos estímulos apresentados, mas sim da proporção e probabilidade do reforço em cada alternativa. Discute-se a necessidade de se recorrer ao conceito de metacognição para descrever o desempenho dos animais em tarefas como a empregada no presente estudo.

A influência do cão na expressividade emocional de crianças com transtorno do espectro do autismo

O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) inclui um conjunto de sintomas, tais como dificuldade para sustentar contato visual direto e comprometimento da linguagem. Apesar da Terapia Assistida Por Animais (TAA) com cães ser considerada uma modalidade terapêutica eficaz para promover o desenvolvimento de pessoas com TEA, ainda não são se sabe quais características dos cães possibilitam alcançar sucesso na terapia. Esta análise quantitativa tem como objetivo verificar o impacto de abordagens laterais e frontais de cães e humanos nas expressões emocionais de alegria e rejeição de crianças com TEA. Através da análise de vídeos de TAA, foram mensuradas duração e frequência das abordagens laterais e frontais de cães e humanos dirigidas às crianças para comparar possíveis diferenças entre ambos e também para verificar se a abordagem escolhida afetava o tipo de expressão emocional exibida pela criança. Os participantes deste projeto foram 11 crianças, 8 do sexo masculino e 3 do sexo feminino, entre 5 e 11 anos. Seis crianças foram atendidas por uma psicóloga, uma condutora e um Border Collie. O segundo grupo era composto pela mesma psicóloga, uma condutora e uma Golden Retriever. Escalas de avaliação foram aplicadas para confirmar o diagnóstico de TEA. Os cães foram previamente avaliados e treinados por uma instituição que atua na área de TAA. Cinco minutos de 8 sessões foram analisadas: um bloco de seis sessões com o cão, uma sessão anterior e uma sessão posterior a este bloco. Para verificar possíveis diferenças temperamentais entre cães, o C-barq (Canine Behavioral Assesment & Research Questionnaire) foi aplicado para analisar o temperamento de ambos. Embora esta análise tenha demonstrado diferenças em relação às categorias busca de atenção e nível de energia dos cães, não foram verificadas diferenças estatísticas entre os cães, em relação às variáveis analisadas neste estudo. Na comparação entre cães e humanos, os cães foram mais efetivos para conseguir expressões de alegria independentemente do tipo de abordagem escolhida. Comparando-se o tempo de abordagem de cães e humanos até obterem expressão emocional das crianças, observou-se uma importante diferença estatística. Os resultados sugerem que os cães exibiram menor latência que humanos para todas expressões emocionais analisadas: alegria (2= 7,312, p=0,007), de rejeição (2= 11,277, p-0,001) e neutras (2=9,097, p=0,043). Além disso, os resultados sugerem que, no contexto da TAA, não há relação entre abordagem lateral ou frontal e expressões de alegria, rejeição ou neutras de crianças com TEA. As expressões de alegria foram mais frequentes diante das abordagens laterais dos cães do que das abordagens frontais, no entanto não foi verificada significância estatística. Em relação aos humanos também não foi verificada preferência por uma abordagem especifica. Assim, os resultados sugerem que a latência para a exibição de uma expressão emocional das crianças depende mais de quem aborda do que do posicionamento lateral ou frontal quando a abordagem é realizada

Análise de incerteza de um sistema automatizado para ensaios de aspersores de irrigação

Ensaios de distribuição de água de aspersores são convencionalmente realizados manualmente, requerendo tempo e mão de obra treinada. A automação desses ensaios proporciona redução da demanda por esses recursos e apresenta potencial para minimizar falhas e/ou desvios de procedimento. Atualmente, laboratórios de ensaio e calibração acreditados junto a organismos legais devem apresentar em seus relatórios a incerteza de medição de seus instrumentos e sistemas de medição. Além disso, normas de ensaio e calibração apresentam especificação de incerteza aceitável, como a norma de ensaios de distribuição de água por aspersores, ISO 15886-3 (2012), a qual exige uma incerteza expandida de até 3% em 80% dos coletores. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um sistema automatizado para os ensaios de aspersores em laboratório e realizar a análise de incerteza de medição, para sua quantificação nos resultados de ensaio e para dar suporte ao dimensionamento dos tubos de coleta. O sistema automático foi constituído por um subsistema de gerenciamento, por meio de um aplicativo supervisório, um de pressurização e um de coleta, por meio de módulos eletrônicos microprocessados desenvolvidos. De acordo com instruções do sistema de gerenciamento o sistema de pressurização ajustava a pressão no aspersor por meio do controle da rotação da motobomba, e o sistema de coleta realizava a medição da intensidade de precipitação de água ao longo do raio de alcance do aspersor. A água captada por cada coletor drenava para um tubo de coleta, que estava conectado a uma das válvulas solenoides de um conjunto, onde havia um transmissor de pressão. Cada válvula era acionada individualmente numa sequência para a medição do nível de água em cada tubo de coleta, por meio do transmissor. Por meio das análises realizadas, as menores incertezas foram obtidas para os menores diâmetros de tubo de coleta, sendo que se deve utilizar o menor diâmetro possível. Quanto ao tempo de coleta, houve redução da incerteza de medição ao se aumentar a duração, devendo haver um tempo mínimo para se atingir a incerteza-alvo. Apesar de cada intensidade requer um tempo mínimo para garantir a incerteza, a diferença mínima de nível a ser medida foi a mesma. Portanto, para os ensaios visando atender a incerteza, realizou-se o monitoramento da diferença de nível nos tubos, ou diferença de nível, facilitando a realização do ensaio. Outra condição de ensaio considerou um tempo de coleta para 30 voltas do aspersor, também exigido pela norma ISO 15886-3 (2012). A terceira condição considerou 1 h de coleta, como tradicionalmente realizado. As curvas de distribuição de água obtidas por meio do sistema desenvolvido foram semelhantes às obtidas em ensaios convencionais, para as três situações avaliadas. Para tempos de coleta de 1 h ou 30 voltas do aspersor o sistema automático requereu menos tempo total de ensaio que o ensaio convencional. Entretanto, o sistema desenvolvido demandou mais tempo para atingir a incerteza-alvo, o que é uma limitação, mesmo sendo automatizado. De qualquer forma, o sistema necessitava apenas que um técnico informasse os parâmetros de ensaio e o acionasse, possibilitando que o mesmo alocasse seu tempo em outras atividades.

Cartels: the Probability of Getting Caught in the European Union. Bruges European Economic Research (BEER) Papers 12/March 2008

In 1991, Bryant and Eckard estimated the annual probability that a cartel would be detected by the US Federal authorities, conditional on being detected, to be at most between 13 % and 17 %. 15 years later, we estimated the same probability over a European sample and we found an annual probability that falls between 12.9 % and 13.3 %. We also develop a detection model to clarify this probability. Our estimate is based on detection durations, calculated from data reported for all the cartels convicted by the European Commission from 1969 to the present date, and a statistical birth and death process model describing the onset and detection of cartels.

Massic magnetic susceptibility and CaCO3 content at the P. ohmi and T. hugii zones from the Rio Argos X.Ag-1 section, southeastern Spain

An orbital floating time scale of the Hauterivian-Barremian transition (Early Cretaceous) is proposed using high-resolution magnetic susceptibility measurements. Orbital tuning was performed on the Río Argos section (southeast Spain), the candidate for a Global boundary Stratotype Section and Point (GSSP) for the Hauterivian-Barremian transition. Spectral analyses of MS variations, coupled with the frequency ratio method, allow the recognition of precession, obliquity and eccentricity frequency bands. Orbitally-tuned magnetic susceptibility provides minimum durations for ammonite biozones. The durations of well-constrained ammonite zones are assessed at 0.78 myr for Pseudothurmannia ohmi (Late Hauterivian) and 0.57 myr for Taveraidiscus hugii (Early Barremian). These results are consistent with previous estimates from the other reference section (Angles, southeast France) and tend to show that the Río Argos section displays a complete succession for this time interval. They differ significantly from those proposed in the Geologic Time Scale 2008 and may help to improve the next compilation. The Faraoni Oceanic Anoxic Event, a key Early Cretaceous oceanographic perturbation occurring at the P. ohmi/P. catulloi subzone boundary has a duration estimated at 0.10-0.15 myr, which is similar to previous assessments.

Extraterrestrial 3He estimation across the Paleocene-Eocene thermal maximum at ODP Site 208-1266

In the deep-sea, the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM) is often marked by clay-rich condensed intervals caused by dissolution of carbonate sediments, capped by a carbonate-rich interval. Constraining the duration of both the dissolution and subsequent cap-carbonate intervals is essential to computing marine carbon fluxes and thus testing hypotheses for the origin of this event. To this end, we provide new high-resolution helium isotope records spanning the Paleocene-Eocene boundary at ODP Site 1266 in the South Atlantic. The extraterrestrial 3He, 3HeET, concentrations replicate trends observed at ODP Site 690 by Farley and Eltgroth (2003, doi:10.1016/S0012-821X(03)00017-7). By assuming a constant flux of 3HeET we constrain relative changes in accumulation rates of sediment across the PETM and construct a new age model for the event. In this new chronology the zero carbonate layer represents 35 kyr, some of which reflects clay produced by dissolution of Paleocene (pre-PETM) sediments. Above this layer, carbonate concentrations increase for ~165 kyr and remain higher than in the latest Paleocene until 234 +48/-34 kyr above the base of the clay. The new chronology indicates that minimum d13C values persisted for a maximum of 134 +27/-19 kyr and the inflection point previously chosen to designate the end of the CIE recovery occurs at 217 +44/-31 kyr. This allocation of time differs from that of the cycle-based age model of Röhl et al. (2007, doi:10.1029/2007GC001784) in that it assigns more time to the clay layer followed by a more gradual recovery of carbonate-rich sedimentation. The new model also suggests a longer sustained d13C excursion followed by a more rapid recovery to pre-PETM d13C values. These differences have important implications for constraining the source(s) of carbon and mechanisms for its subsequent sequestration, favoring models that include a sustained release

Mid-to Late Holocene flood frequency in the northeastern Alps as recorded in varved sediments of Lake Mondsee

Annually laminated (varved) lake sediments with intercalated detrital layers resulting from sedimentary input by runoff events are ideal archives to establish precisely dated records of past extreme runoff events. In this study, the mid- to late Holocene varved sediments of Lake Mondsee (Upper Austria) were analysed by combining sedimentological, geophysical and geochemical methods. This approach allows to distinguish two types of detrital layers related to different types of extreme runoff events (floods and debris flows) and to detect changes in flood activity during the last 7100 years. In total, 271 flood and 47 debris flow layers, deposited during spring and summer, were identified, which cluster in 18 main flood episodes (FE 1-18) with durations of 30-50 years each. These main flood periods occurred during the Late Neolithic (7100-7050 vyr BP and 6470-4450 vyr BP), the late Bronze Age and the early Iron Age (3300-3250 and 2800-2750 vyr BP), the late Iron Age (2050-2000 vyr BP), throughout the Dark Ages Cold Period (1500-1200 vyr BP), and at the end of the Medieval Warm Period and the Little Ice Age (810-430 vyr BP). Summer flood episodes in Lake Mondsee are generally more abundant during the last 1500 years, often coinciding with major advances of alpine glaciers. Prior to 1500 vyr BP, spring/summer floods and debris flows are generally less frequent, indicating a lower number of intense rainfall events that triggered erosion. In comparison with the increase of late Holocene flood activity in western and northwestern (NW) Europe, commencing already as early as 2800 yr BP, the hydro-meteorological shift in the Lake Mondsee region occurred much later. These time lags in the onset of increased hydrological activity might be either due to regional differences in atmospheric circulation pattern or to the sensitivity of the individual flood archives. The Lake Mondsee sediments represent the first precisely dated and several millennia long summer flood record for the northeastern (NE) Alps, a key region at the climatic boundary of Atlantic, Mediterranean and East European air masses aiding a better understanding of regional and seasonal peculiarities of flood occurrence under changing climate conditions.

Susceptibility measurements at Gubbio sections

The complex interplay between extraterrestrial events and earth-bound processes that triggered one of the greatest biological crises of the Phanerozoic requires a high resolution timescale. Detailed magnetic susceptibility measurements at the Contessa Highway and Bottaccione sections (Italy) span the Cretaceous-Paleogene boundary and reveal clear orbital signatures in the sedimentary record. Identification of precession and 405 kyr eccentricity cycles allows an estimate of 324+/-40 kyr for the duration of the Maastrichtian part of Chron C29r. We present in the same high resolution time frame sites in Spain and the North and South Atlantic and bio-horizons, biotic changes, stable isotopic excursions and the decrease in Osmium isotopes recorded in these sections. The onset of 187 Os/ 188 Os decrease coincides with the d13 C negative excursion K-PgE1, thus suggesting a first pulse in Deccan volcanism at 66.64 Ma. The K-PgE3 d13 C negative excursion is possibly the expression of a second pulse at 66.26 Ma. Late Maastrichtian d13 C negative excursions are of low intensity and span durations of one to two eccentricity cycles, whereas early Danian excursions are brief (about 30 kyr) and acute. In Biotic response to late Maastrichtian perturbations occurred with a delay of ca. 200 kyr after the beginning of K-PgE1 shortly before K-PgE3. The biotic perturbation could be thus either a delayed response to K-PgE1, or a direct response to K-PgE3, and possibly, a threshold response to the stepwise buildup of CO2 atmospheric injections. No delay is evident in response to early Danian hyperthermal events. These differences suggest that short-lived, volcanically-derived environmental perturbations were buffered within the stable late Maastrichtian oceanic realm whereas they were amplified by the more sensitive and highly disturbed early Danian oceanic ecosystem.

Shock tube studies of the effects of sharp-rising, long-duration overpressures on biological systems /

Shock tubes have been used successfully by a number of investigators to study the biological effects of variations in environmental pressures (1,2,3). Recently an unusually versatile laboratory pressurization source became available with the capability of consistently reproducing a wide variety of pressure-time phenomena of durations equal to and well beyond those associated with the detonation of nuclear devices (4). Thus it became possible to supplement costly full-scale field research in blast biology carried out at the Nevada Test Site (5,6) by using an economical yet realistic laboratory tool. In one exploratory study employing pressure pulses of 5 to 10 sec duration wherein the times to max overpressure and the magnitudes of the overpressures were varied, a relatively high tolerance of biological media to pressures well over 150 psi was demonstrated (7). In contrast, the present paper will describe the relatively high biological susceptibility to long duration overpressures in which the pressure rises occurred in single and double fast-rising steps.

On Managing Stochastic Decentralized Projects

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06