Seaweed Aquaculture and Marine Biotechnology

Macroscopic marine algae, typically known as macroalgae or seaweeds, form an important living resource of the oceans, as primary producers. People have collected seaweeds for food, both for humans and animals for millennia. They also have been a source of nutrient rich fertilizers, as well as a source of gelling agents known as phycocolloids. More recently macroalgae are playing significant roles in medicine and biotechnology. Although Biotechnology and in particular marine biotechnology may have different meanings for different people, under the present context we will consider a broader definition. Marine biotechnology consists on the use of biological knowledge and/or the application of biological techniques on marine organisms, for the development of products in some way beneficial for humans. Seaweed aquaculture is, therefore a biotechnology activity. It is also one that can allow for further development of the industry. Today, seaweed cultivation techniques are standardized, routine and economical. Several factors, including understanding the environmental regulation of life histories and asexual propagation of thalli, are responsible for the success of large-scale seaweed cultivation. Presently, seaweed aquaculture represents approximately 23% of the world’s aquaculture production, including fish, crustaceans and other animals. A promising approach for the development of seaweed aquaculture, and aquaculture in general, is the integrated multi-trophic aquaculture (IMTA). In these systems, fed-aquaculture is combined with extractive organisms like bivalves and/or algae. The constraints and advantages of IMTA will be discussed. In particular, land based IMTA systems allow for much greater environmental and input controls. Traceability, security of supply, high-quality standards and safety should be the future of seaweed aquaculture and contribute for the development of marine biotechnology.

Análisis de la viabilidad técnica y financiera de la generación de energía eléctrica a partir del recurso eólico en el municipio de Pereira

La electricidad es un insumo fundamental para el desarrollo actual de la humanidad, es la pieza clave en aspectos que cubren desde necesidades básicas como el acceso a la salud, educación, vivienda y alimentos, hasta hacer parte esencial del desarrollo tecnológico y económico de un territorio -- En Colombia, la cadena productiva de la generación de energía -bajo una matriz predominante hidroeléctrica- tiene asociados impactos ambientales y sociales como la alteración de los regímenes hidrológicos, el transporte de sedimentos, las migraciones ícticas, el desplazamiento de las comunidades, las condiciones de seguridad alimentaria de las poblaciones afectadas aguas abajo y los procesos de erosión remontante asociados con la construcción de represas, entre otros -- El impacto no solo se presenta en la etapa de construcción, puesto que la generación, transmisión, distribución y uso final generan una huella de carbono bastante significativa -- Si bien el sector eléctrico no es el único generador de gases nocivos, dicha plataforma económica genera por sí sola el 40% de emisiones de dióxido de carbono mundiales y por lo menos el 25% del total de todos los gases efecto invernadero, tal como lo afirma el GWEC, Global Wind Energy Council (Sawyer, 2011: 66); por lo que la implementación de una solución de producción de energía limpia implica la reducción sustancial de las emisiones nocivas para el planeta tierra -- Con el propósito de intensificar la aplicación de energías renovables dentro de la matriz energética internacional, la ONU designó el 2012 como el año oficial de las energías renovables -- El resultado se ve reflejado en la iniciativa Energía Sostenible para Todos - SE4ALL, mediante la cual se plantean tres objetivos que deberán ser alcanzados con la participación y contribución de los países miembros de la ONU: 1) Acceso universal a servicios modernos de energía, 2) Mejora en eficiencia energética y 3) Duplicación de la participación de energías renovables en la matriz energética mundial (SE4ALL, 2012) -- Sumado a esto, el desarrollo y aplicación de energías renovables son herramientas importantes para la mitigación y adaptación al cambio climático en la medida en que reducen gases de efecto invernadero (GEI) y diversifican la canasta energética de los países (FEDESARROLLO, 2013) -- Este trabajo evalúa la posibilidad de incrementar la competitividad nacional y regional a partir de la generación local de energía en el municipio de Pereira y las ventajas de la generación distribuida respecto a la generación centralizada en términos de eficiencia energética, evidenciando el potencial eólico del municipio para su utilización en la generación de energía eléctrica -- La energía eólica, fuente autóctona de electricidad, representa una alternativa para la modificación del modelo productivo convencional, siendo una tecnología competitiva no solo dentro de las renovables sino también con respecto a la cogeneración de energía -- La implementación de ella tiene implícito un mejor aprovechamiento del espacio, un impacto ambiental bajo y un desarrollo a nivel de investigación y tecnología importante -- Su implementación no contamina, contribuyendo a la disminución de emisiones de dióxido de carbono, aportando de este modo en la solución de la crisis ecológica mundial y la desaceleración del cambio climático -- La tecnología eólica representa entonces una alternativa a tener en cuenta para la generación de energía limpia, frente a otras formas tradicionales altamente contaminantes o de gran impacto ambiental -- Pese a todos los factores de importancia que ha adquirido el desarrollo en la materia, existe un número muy limitado de investigaciones que aborden la temática de aplicabilidad de estos criterios en Colombia; específicamente en Pereira no existía a la fecha ningún adelanto investigativo -- La importancia de este estudio radica en el potencial descubierto en un entorno que no había sido explorado, llegando a ser determinante para el futuro desarrollo tecnológico en este campo y dando apertura a otras investigaciones que complementen el presente estudio

Atividades antinociceptiva e anti-inflamatória de uma fração rica em heterogalactana sulfatada extraída da alga Codium isthmocladum (Vickers 1905)

Sulfated polysaccharides comprise a complex group of macromolecules with a range of several biological activities, including antiviral activity, anticoagulant, antiproliferative, antiherpética, antitumor, anti-inflammatory and antioxidant. These anionic polymers are widely distributed in tissues of vertebrates, invertebrates and algae. Seaweeds are the most abundant sources of sulfated polysaccharides in nature. The green algal sulfated polysaccharides are homo or heteropolysaccharides comprised of galactose, glucose, arabinose and/or glucuronic acid. They are described as anticoagulant, anti-inflammatory, antiviral, anti-angiogenic, antitumor compounds. However, there are few studies about elucidation and evaluation of biological/pharmacological effects of sulfated polysaccharides obtained from green algae, for example, there is only one paper reporting the antinociceptive activity of sulfated polysaccharides of these algae. Therefore this study aimed to obtain sulfated polysaccharides of green seaweed Codium isthmocladum and evaluates them as potential antinociceptive agents. Thus, in this study, the total extract of polysaccharides of green alga C. isthmocladum was obtained by proteolytic digestion, followed by fractionation resulting in five fractions (F0.3, F0.5, F0.7, F0.9 and F1.2) by sequential precipitation with acetone. Using the test of abdominal contractions we observed that the fraction F0.9 was the most potent antinociceptive aompound. F0.9 consists mainly of a sulfated heterogalactana. More specific tests showed that Fo.9 effect is dose and time dependent, reaching a maximum at 90 after administration (10 mg / kg of animal). F0.9 is associated with TRPV1 and TRPA1 receptors and inhibits painful sensation in animals. Furthermore, F0.9 inhibits the migration of lymphocytes induced peritonitis test. On the other hand, stimulates the release of NO and TNF-α. These results suggest that F0.9 has the potential to be used as a source of sulfated galactan antinociceptive and anti-inflammatory

Caracterização estrutural e avaliação das atividades farmacológicas da fucana B extraída da alga Dictyota menstrualis

Seaweeds are a major source of biologically active compounds . In the extracellular matrix of these organisms are sulfated polysaccharides that functions as structural components preventing it against dehydration. The fraction 0.9 (FucB) rich in sulfated fucans obtained from brown seaweed Dictyota menstrualis was chemical characterized and evaluated for pharmacological activity by testing anticoagulant activity, stimulatory action on the synthesis of an antithrombotic heparan sulfate, antioxidant activity and its effects in cell proliferation. The main components were FucB carbohydrates (49.80 ± 0.10 %) and sulfate (42.30 ± 0.015 %), with phenolic compounds ( 3.86 ± 0.016 %) and low protein contamination ( 0.58 ± 0.001 % ) . FucB showed polydisperse profile and analysis of signals in the infrared at 1262, 1074 and 930 cm -1 and 840 assigned to S = O bonds sulfate esters , CO bond presence of 3,6- anhydrogalactose , β -D- galactose non- sulfated sulfate and the axial position of fucose C4 , respectively. FucB exhibited moderate anticoagulant activity , the polysaccharides prolonged time (aPTT ) 200 ug ( > 90s ) partial thromboplastin FucB no effect on prothrombin time (PT), which corresponds to the extrinsic pathway of coagulation was observed. This stimulation promoted fraction of about 3.6 times the synthesis of heparan sulfate (HS) by endothelial cells of the rabbit aorta ( RAEC ) in culture compared with cells not treated with FucB . This has also been shown to compete for the binding site with heparin. The rich fraction sulfated fucans exhibited strong antioxidant activity assays on total antioxidant (109.7 and 89.5 % compared with BHT and ascorbic acid standards ) , reducing power ( 71 % compared to ascorbic acid ) and ferric chelation ( 71 , comparing with 5 % ascorbic acid). The fraction of algae showed cytostatic activity on the RAEC cells revealed that the increase of the synthesis of heparan sulfate is not related to proliferation. FucB showed antiproliferative action on cell lines modified as Hela and Hep G2 by MTT assay . These results suggest that FucB Dictyota menstrualis have anticoagulant , antithrombotic , antioxidant potential as well as a possible antitumor action, promoting the stimulation of the synthesis of antithrombotic HS by endothelial cells and is useful in the prevention of thrombosis, also due to its inhibitory action on species reactive oxygen ( ROS ) in some in vitro systems , being involved in promoting a hypercoagulable state

Extração, caracterização estrutural parcial e atividades farmacológicas do olginato obtido da alga marrom Lobophora variegata (Lamouroux) Oliveira Filho, 1977

The alginic acid or alginates are acidic polysaccharides found in brown seaweed widely used in food, cosmetic, medical and pharmaceutical industry. This paper proposes the extraction, chemical characterization and verification of the pharmacological activities of brown seaweed variegata Lobophora . The alginate was extracted from the seaweed Lobophora variegata and part was sulphated for comparative purposes. The native extract showed 42% total sugar, 65% uronic acid, 0,36 % protein and 0% of sulfate, while the sulfate showed 39% , 60%, 0.36% and 27,92 % respectively. The presence of a sulfate group may be observed by the metachromasia with toluidine blue in electrophoresis system and characteristic vibration 1262,34 cm-1 in infrared spectroscopy connections assigned to S = O. We observed the formation of films and beads of native alginate, where more concentrated solution 6% resulted in a thicker and more consistent film. Native alginate showed proliferative activity at concentrations (25 and 50 mcg), (50 mg) and (100 mg) in 3T3 cell line in 24h, 48h and 72h, respectively , as the sulfated (100 mg) in 24 . Also showed antiproliferative or cytotoxic activity in HeLa cells of strain, (25 and 100 mg), (25 and 100 mg) and (25, 50 and 100 mg), to native, now for the sulfate concentrations (100 mg) in 24 (25, 50 and 100 mg) in 48 hours, and (50 and 100 mg ) 72h. For their antioxidant activity, the sulfated alginates have better total antioxidant activity reaching 29 % of the native activity while 7.5 % of activity . For the hydroxyl radical AS showed high inhibition ( between 77-83 % ) in concentrations, but the AN surpassed these numbers in the order of 78-92 % inhibition. The reducing power of AN and AS ranged between 39-82 % . In the method of ferric chelation NA reached 100 % chelating while the AS remained at a plateau oscillating 6.5%. However, in this study , we found alginates with promising pharmacological activities, to use in various industries as an antioxidant / anti-tumor compound

Evaluación del estado de eutrofización del mar Alborán mediante el empleo combinado de imágenes de satélite y de muestreos in situ

La eutrofización marina es un problema que afecta a los mares europeos y particularmente a sus aguas costeras. Se trata del enriquecimiento anómalo en nutrientes de las aguas marinas, generalmente compuestos del nitrógeno y fósforo aportados por la actividad del ser humano, y que tiene como resultado consecuencias nocivas para la calidad de las aguas y la biodiversidad. La Directiva Marco de las Estrategias Marinas, que entró en vigor en 2010, recoge esta problemática y emplaza a los estados miembros para su evaluación y en su caso para la remediación de sus efectos nocivos identificando el origen de los aportes de nutrientes. Esta tarea requiere metodologías y procedimientos operativos que permitan ser implementados de forma coordinada por los estados miembros a nivel regional. En el primer capítulo de esta tesis se presenta una metodología para realizar la zonación del norte del mar Alborán a partir de imágenes de satélite de clorofila a tal que permite delimitar las áreas con características de productividad diferenciadas que pueden ser propuestas como unidades de gestión de la eutrofización y que se puedan emplear tanto en el diseño de los programas de seguimiento como en el aprovechamiento de los datos oceanográficos medidos in situ. En este capítulo se describe la metodología analítica utilizada, que está basada en la aplicación del análisis clúster de las k-medias a las imágenes de satélite de clorofila, así como su validez a partir del análisis de las series temporales de datos tomados in situ. El segundo capítulo se hace una evaluación de los indicadores de la eutrofización en una zona reducida de Alborán, donde existen multitud de datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales. Para llevarla a cabo, se adaptó la metodología empleada en el capítulo 1 a la región ECOMALAGA. Una vez realizada la zonación, se agregaron los datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales potencialmente relacionados con la eutrofización en cada área, y posteriormente se evaluaron las diferencias estadísticas a lo largo del ciclo estacional y entre las diferentes zonas. Con esta finalidad, se estiman las tendencias temporales de las variables ambientales en cada zona. A partir de los resultados obtenidos se infirió qué variables y/o mecanismos podrían estar influyendo sobre la concentración superficial de la clorofila a. En el tercer capítulo se ensayaron modelos aditivos generalizados (GAM) con el fin de identificar las variables más importantes que afectan a los indicadores de la eutrofización. Como variable respuesta del modelo se usó la clorofila a, pues se trata del indicador directo de la eutrofización más empleado. Las variables explicativas se componen de variables oceanográficas, meteorológicas y ambientales. En el cuarto capítulo se desarrolla un algoritmo regional para el mar de Alborán que permite obtener valores de clorofila a a partir de imágenes de satélite más ajustados a los valores que proporcionan los algoritmos disponibles que la sobreestiman considerablemente. En la discusión final y conclusiones se hace énfasis en el enfoque práctico de esta tesis doctoral, detallando la potencialidad de la metodología presentada para la evaluación de la eutrofización. Para esto, se detallan los resultados de la evaluación obtenidos para el mar Alborán empleando dicha metodología, definiendo su estado actual y las tendencias registradas, así como las causas de los problemas encontrados. Finalmente se evalúan y proponen posibles medidas para su remediación y control.

Prevalencia de la enfermedad periodontal e intensidad de sus factores de riesgo en adultos de la zona metropolitana de la ciudad de Monterrey, usuarios del servicio de la Facultad de Odontología de la UANL.

INTRODUCCIÓN: En la actualidad no existen investigaciones sobre la prevalencia y medición de la intensidad de factores de riesgo en adultos de la zona metropolitana de la ciudad de Monterrey. Su importancia radica en que las lesiones producidas por las periodontopatías en las estructuras de soporte dental en adultos jóvenes, son irreparables; y que en la tercera edad, destruyen gran parte de la dentadura natural. OBJETIVOS: Estimar la prevalencia de la enfermedad periodontal e intensidad de sus factores de riesgo en adultos de la zona metropolitana de la ciudad de Monterrey, usuarios del servicio de Facultad de Odontología de la UANL. METODOLOGÍA: Estudio bietápico. 1ª Etapa Transversal (n=246), 2ª Etapa: Casos (n=139) y Controles (n=278). Se definió como caso a las personas con diagnóstico confirmado de enfermedad periodontal y control, a los que tenían ausencia de la misma. A través de entrevista, se colectaron datos sobre factores de riesgo para enfermedad periodontal en 3 apartados: higiene oral, conductas nocivas para la salud y conductas de origen alimentario vinculadas a salud oral. Los ítems fueron sometidos a consenso de expertos con especial interés en validar el contenido de los mismos, además de su adecuación cultural y lingüística. Se realizó estadística descriptiva y se estimó la prevalencia puntual y el intervalo de confianza (IC) de 95%. La intensidad de la asociación se midió mediante razón de momios (RM) a nivel univariado y multivariado, esto último mediante regresión logística. RESULTADOS: El promedio de edad en los casos fue de 27.6 ± 13.7 años y en los controles 24.5 ± 9.0 años (p<0.01). Los casos y los controles fueron equivalentes con respecto a sexo, estado civil, ocupación y escolaridad. También, en términos de creencias sobre el cepillado de los dientes. La prevalencia de enfermedad periodontal fue de 39.2% (IC95% 34.9, 45.1). El índice de conductas nocivas para la salud incrementó 1.7 veces las posibilidades de enfermedad periodontal (IC95% 1.02, 2.71), independiente de la edad y estatus de diabetes; contrario a lo esperado, ni fumar o consumir alimentos con pH ácido, representaron factores de riesgo a nivel multivariado. CONCLUSIONES: Cuatro de cada 10 adultos residentes de la zona metropolitana de la Ciudad de Monterrey usuarios del servicio Facultad de Odontología de la UANL presentan enfermedad periodontal; y se identificaron conductas nocivas para la salud que representan riesgo de esta enfermedad. Se ha avanzado en la realización de programas enfocados al cuidado de la higiene oral, aun así, es importante no claudicar en el esfuerzo de la promoción de la salud ya que aún existen personas con falta de información acerca de la enfermedad periodontal.

Changes in phytoplankton composition in response to tides, wind-induced mixing conditions, and freshwater outflows in an urbanised estuarine complex

Estudos recentes na baía de Santos (sudeste do Brasil), localizada em um sistema estuarino altamente urbanizado, mostraram o aumento de espécies fitoplanctônicas potencialmente nocivas. Apesar da importância da previsão das florações algais nocivas, é difícil determinar a estrutura da comunidade fitoplanctônica em ambientes extremamente dinâmicos. O presente estudo analisa florações dominadas pelo microfitoplâncton e sua relação com variáveis físicas e meteorológicas, a fim de determinar padrões associados às marés e às estações do ano. Foram comparadas oito situações e obtidos cinco cenários de dominância relacionados aos ventos, marés e pluviosidade: i) Surfers, diatomáceas associadas à zona de surfe, de alta energia; ii) Sinkers, diatomáceas de tamanho grande que ocorrem nas marés de sizígia, depois de períodos de alta pluviosidade; iii) Opportunistic mixers, diatomáceas pequenas ou alongadas, formadoras de cadeia, que ocorrem durante períodos de quadratura; iv) Local mixers, diatomáceas e dinoflagelados microplanctônicos que foram abundantes em todas as 298 estações amostradas, e v) Mixotrophic dinoflagellates, que ocorrem após intensas descargas estuarinas. Os resultados sugerem uma alteração no padrão temporal de algumas espécies formadoras de florações, enquanto outras apresentaram abundâncias superiores aos valores seguros para a saúde publica. Esta abordagem ilustra também os possíveis impactos de variações na descarga de água doce em estuários altamente eutrofizados.

Termodinâmica e o uso eficiente de recursos : análise exergética de uma biorrefinaria de cana-de-açúcar

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015.

Lesões endo-periodontais: diagnóstico, tratamento e prognóstico

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Pasión por la herpetología: entrevista al Dr. David Lazcano Villarreal

El Dr. David Lazcano Villarreal es egresado de las facultades de Ciencias Químicas (1978) y Ciencias Biológicas (1980). Cuenta con maestría en ciencias, con especialidad en manejo de vida silvestre y doctorado en ciencias biológicas, con la misma especialidad (2005), ambos por la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL). Realizó su servicio social en la Facultad de Ingeniería Civil, utilizando sus conocimientos de química y biología para trabajar en un proyecto de recuperación de aguas residuales con el uso de algas verdes. Actualmente es jefe del Laboratorio de Herpetología y uno de los coordinadores de Intercambio Académico de la Facultad de Ciencias Biológicas. Desde 1979 es docente impartiendo cursos en programas de licenciatura y posgrado. Funge como miembro del cuerpo académico “Biología de la Conservación” y de la Red Nacional “Especies Exóticas de México”. Entre sus principales líneas de investigación figuran: edafología, biogeografía, taxonomía y sistemática, ecología e inventarios herpetológicos y propagación de especies en cautiverio. Ha contribuido al conocimiento de la herpetología de la región a través de 34 proyectos de investigación. Es autor de 165 artículos/notas científicos, 19 capítulos de libros y tres libros. Los resultados de investigación fueron difundidos en reuniones científicas nacionales e internacionales.

Evaluation of the antioxidant activity and antitumor activity of marine invertebrates extracts

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologias, Universidade do Algarve, 2014

Avaliação da potencialidade de cultivo de Macrocystis sp. no oceanário de Lisboa

Dissertação de mest. em Aquacultura, Unidade de Ciências e Tecnologias dos Recursos Aquáticos, Univ. do Algarve, 1998

Avaliação de métodos de deteção de genótipos de cianobactérias produtoras de cianotoxinas em amostras ambientais

Dissertação de Mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Protótipo de um microgerador termoelétrico de estado sólido: cogeração a gás

The thermoelectric energy conversion can be performed directly on generators without moving parts, using the principle of SEEBECK effect, obtained in junctions of drivers' thermocouples and most recently in semiconductor junctions type p-n which have increased efficiency of conversion. When termogenerators are exposed to the temperature difference (thermal gradient) eletromotriz a force is generated inducing the appearance of an electric current in the circuit. Thus, it is possible to convert the heat of combustion of a gas through a burner in power, being a thermoelectric generator. The development of infrared burners, using porous ceramic plate, is possible to improve the efficiency of heating, and reduce harmful emissions such as CO, CO2, NOx, etc.. In recent years the meliorate of thermoelectric modules semiconductor (TEG's) has stimulated the development of devices generating and recovery of thermal irreversibility of thermal machines and processes, improving energy efficiency and exergy these systems, especially processes that enable the cogeneration of energy. This work is based on the construction and evaluation of a prototype in a pilot scale, for energy generation to specific applications. The unit uses a fuel gas (LPG) as a primary energy source. The prototype consists of a porous plate burner infrared, an adapter to the module generator, a set of semiconductor modules purchased from Hi-Z Inc. and a heat exchanger to be used as cold source. The prototype was mounted on a test bench, using a system of acquisition of temperature, a system of application of load and instrumentation to assess its functioning and performance. The prototype had an efficiency of chemical conversion of 0.31% for electrical and heat recovery for cogeneration of about 33.2%, resulting in an overall efficiency of 33.51%. The efficiency of energy exergy next shows that the use of primary energy to useful fuel was satisfactory, although the proposed mechanism has also has a low performance due to underuse of the area heated by the small number of modules, as well as a thermal gradient below the ideal informed by the manufacturer, and other factors. The test methodology adopted proved to be suitable for evaluating the prototype