SESAM - a new framework integrating macroecological and species distribution models for predicting spatio-temporal patterns of species assemblages

Two different approaches currently prevail for predicting spatial patterns of species assemblages. The first approach (macroecological modelling, MEM) focuses directly on realised properties of species assemblages, whereas the second approach (stacked species distribution modelling, S-SDM) starts with constituent species to approximate assemblage properties. Here, we propose to unify the two approaches in a single 'spatially-explicit species assemblage modelling' (SESAM) framework. This framework uses relevant species source pool designations, macroecological factors, and ecological assembly rules to constrain predictions of the richness and composition of species assemblages obtained by stacking predictions of individual species distributions. We believe that such a framework could prove useful in many theoretical and applied disciplines of ecology and evolution, both for improving our basic understanding of species assembly across spatio-temporal scales and for anticipating expected consequences of local, regional or global environmental changes. In this paper, we propose such a framework and call for further developments and testing across a broad range of community types in a variety of environments.

Temporal patterns of nucleotide misincorporations and DNA fragmentation in ancient DNA.

DNA that survives in museum specimens, bones and other tissues recovered by archaeologists is invariably fragmented and chemically modified. The extent to which such modifications accumulate over time is largely unknown but could potentially be used to differentiate between endogenous old DNA and present-day DNA contaminating specimens and experiments. Here we examine mitochondrial DNA sequences from tissue remains that vary in age between 18 and 60,000 years with respect to three molecular features: fragment length, base composition at strand breaks, and apparent C to T substitutions. We find that fragment length does not decrease consistently over time and that strand breaks occur preferentially before purine residues by what may be at least two different molecular mechanisms that are not yet understood. In contrast, the frequency of apparent C to T substitutions towards the 5'-ends of molecules tends to increase over time. These nucleotide misincorporations are thus a useful tool to distinguish recent from ancient DNA sources in specimens that have not been subjected to unusual or harsh treatments.

Délire temporel systématisé et trouble auditif d'origine corticale [Systematized temporal delusion and hearing disorders of cortical origin].

We report a case of delusion characterized by a time disorientation with a constant three days advance. Five years previously, the patient had suffered a left hemisphere stroke with aphasia. The delusional belief appeared at the same time as a cortical deafness following a second right hemisphere infarction. There was severe behaviour disturbances which lasted seven months, then cleared without any other change in the clinical picture. The lesions involved the left parietal lobe as well as the temporal and insular regions of both hemispheres.

Age-specific fitness components and their temporal variation in the barn owl.

Theory predicts that temporal variability plays an important role in the evolution of life histories, but empirical studies evaluating this prediction are rare. In constant environments, fitness can be measured by the population growth rate lambda, and the sensitivity of lambda to changes in fitness components estimates selection on these traits. In variable environments, fitness is measured by the stochastic growth rate lambda(S), and stochastic sensitivities estimate selection pressure. Here we examine age-specific schedules for reproduction and survival in a barn owl population (Tyto alba). We estimated how temporal variability affected fitness and selection, accounting for sampling variance. Despite large sample sizes of old individuals, we found no strong evidence for senescence. The most variable fitness components were associated with reproduction. Survival was less variable. Stochastic simulations showed that the observed variation decreased fitness by about 30%, but the sensitivities of lambda and lambda(S) to changes in all fitness components were almost equal, suggesting that temporal variation had negligible effects on selection. We obtained these results despite high observed variability in the fitness components and relatively short generation time of the study organism, a situation in which temporal variability should be particularly important for natural selection and early senescence is expected.

Avaliação dinâmica do projecto de expansão do Aeroporto Internacional da Praia

Nos últimos anos, os benefícios das opções reais têm sido bastante estudados. Diversos autores debruçaram-se sobre o desenvolvimento de modelos adequados à sua avaliação, outros visaram, apenas, encontrar evidências empíricas que reforçam a concepção de que a inclusão de tais opções na avaliação de projectos cria valor para a empresa. Assim, considerando que as opções reais criam valor para as empresas, implicando que as decisões não só quanto ao montante do investimento mas também quanto ao momento óptimo para realizá-lo sejam repensadas, este estudo tem por objectivo avaliar o projecto de expansão do Aeroporto Internacional da Praia, em Cabo Verde, considerando as incertezas e as flexibilidades que lhes estão inerentes. Para o efeito, foi utilizada uma extensão do modelo de Armada, Pereira e Rodrigues (2008) e Rodrigues (2009). Nesta dissertação, admitimos que a opção de investimento em causa é, em todo, semelhante a uma opção de compra perpétua sob um activo que paga dividendos. Assumimos, ainda, que, o número de passageiros segue um movimento geométrico Browniano. Os resultados obtidos evidenciam que a opção de expansão acrescenta valor para a entidade responsável por este projecto. O número de passageiros para o qual é óptimo expandir revelou estar compreendido entre a capacidade actual instalada e a capacidade prevista com a expansão, o que significa que o investimento deve ser adiado. No entanto, uma análise de sensibilidade mostra, o quão sensível são o valor do projecto, a procura crítica para o investimento e o valor da opção às variações na taxa de crescimento do número de passageiros, na volatilidade, na taxa de juro isenta de risco, no risco do mercado, na taxa de retorno do mercado, na receita líquida actual e esperada por passageiro e no valor do investimento.

Dos povoadores aos “filhos da terra”: a dinâmica da sociedade caboverdiana

O povoamento do arquipélago começou por se estabelecer na sua maior ilha, Santiago (1462) e uns anos mais tarde na ilha vizinha do Fogo. A sociedade que aí se organizou e desenvolveu seria composta por dois grandes estratos: o dos europeus e o dos africanos. O primeiro grupo, numericamente minoritário, era constituído por reinóis portugueses, castelhanos e genoveses provenientes de origens sociais diversas. Além dos aventureiros, incógnitos mercadores, marinheiros rudes, degredados chegaram aquelas ilhas escudeiros, cavaleiros, criados do rei, fidalgos que optaram por se estabelecer temporária ou definitivamente naquele arquipélago distante.

Estrutura ecológica de populações marinhas em Cabo Verde

No meio ambiente marinho, a apreensão e assimilação das escalas de variação espacial e temporal constitui condição indispensável na compreensão da dinâmica e da estrutura de populações. Em sistemas de arquipélagos, estes processos são influenciados por interacções múltiplas entre os factores físicos do meio como a batimetria, a topografia, a morfologia das ilhas, a extensão das plataformas insulares e a distância geográfica, associados à variações hidrodinâmicas de curta e média escala. Esta tese de doutoramento pretende definir e modelar o funcionamento ecológico do arquipélago de Cabo Verde em termos de estrutura e dinâmica de populações demersais. O trabalho considera as escalas de ilha, mês e estação do ano e analisa as principais variáveis que influenciam a variação espacial e temporal da distribuição e abundância das espécies. O objectivo estabelecido foi alcançado graças a uma abordagem metodológica que privilegia a interdisciplinaridade. Procura assim optimizar as vantagens e possibilidades técnicas oferecidas em diversas disciplinas relacionadas, directa ou indirectamente, com a Oceanografia, tais como a Biologia Haliêutica, a Geoestatística, a Ecologia Numérica, a Geometria Morfométrica e a Física. Numa primeira etapa, a partir de capturas comerciais de 18 espécies de peixes demersais, este trabalho põe em evidência a existência de uma estrutura ecológica ligada à distância geográfica e à batimetria, estes como os principais factores de isolamento físico entre as ilhas. Esta estrutura é relativamente menos marcante durante a estação fria, entre Dezembro e Abril, do que durante a estação quente, entre Maio e Novembro. Estes mesmos dados de pesca são em seguida utilizados para ilustrar a existência de uma estratégia de ocupação do espaço independente da densidade das populações demersais, dependendo essencialmente do espaço disponível, que assume assim natureza de factor limitante da dinâmica espacial em sistemas insulares oceânicos. Assim, as populações das ilhas de plataforma mais reduzida tendem em se distribuir no espaço segundo uma dinâmica espacial de densidade proporcional em relação à sua abundância. Contrariamente, aquelas das ilhas de plataformas relativamente largas, revelam uma variação diferencial da densidade, provavelmente relacionada com a heterogeneidade do ambiente local. Numa segunda etapa, esta tese descreve a estrutura fenotípica das populações de uma espécie de peixe demersal – a Garoupa (Cephalopholis taeniops) baseada em variações de forma do corpo. As variações fenotípicas interilhas são manifestamente significativas e mais expressivas do que as variações intra-ilhas. Estas divergências morfológicas estão correlacionadas positivamente com o isolamento físico, corroborando assim a hipótese segundo a qual a fragmentação natural dos habitats no Arquipélago de Cabo Verde pode ser interpretada em termos de estrutura de populações marinhas. Finalmente, um padrão hidrodinâmico é descrito par o arquipélago, pondo em evidência estruturas de circulação turbilhonária assimétrica (ciclónica e anti-ciclónica) e correntes este-oeste e norte-sul, à jusante das ilhas. Estes padrões de circulação são influenciados pelo isolamento físico entre as ilhas segundo uma variação sazonal que coincide com a sazonalidade climática e determinam a conectividade hidrodinâmica entre as ilhas. O estudo destes processos põe em evidência mecanismos de conexão potencialmente importantes nas trocas de matéria entre ilhas e, consequentemente, na manutenção das populações ao nível d’ilha e arquipélago. As ilhas orientais são as mais vulneráveis e representam uma fonte de matéria biológica para as ilhas do norte e para as do sul. Um balanço « larvar » resultante da definição e implementação de um modelo de deriva Lagrangiana de partículas fornece importantes elementos de diagnóstico sobre a situação de certos stocks explorados e levanta um interessante debate sobre a eficiência das estratégias actuais e futuras de gestão e conservação dos recursos marinhos em Cabo Verde.

Dinâmica populacional e avaliação do estado de exploração dos principais recursos haliêuticos de Cabo Verde

Os estudos de dinâmica populacional dos principais recursos pesqueiros foram actualizados e foi re-aavaliado o estado dos stocks de garoupa, chicharro e sargo de areia do arquipélago de Cabo Verde. A época de reprodução foi estimada através da análise da evolução mensal do índice gonadosomático. A ogiva de maturação e o L50 (tamanho de primeira maturação) foram estimados segundo o modelo logístico e ajustado segundo o método da Máxima Verosimilhança. Foram estimados, ainda, os parâmetros alpha e beta das relações peso – comprimento e aplicado o Teste F para testar as diferenças da relação entre os sexos. No caso das avaliações, a separação das coortes foi feita através da minimização da soma do quadrado dos resíduos, segundo o método de MacDonald e Pitcher de separação de distribuições mistas. Segundo a natureza dos dados, foram aplicados métodos de avaliação diferentes. Para o stock de garoupa, em que uma Análise de População Virtual e uma Análise de Captura e Biomassa Desovante por recruta forma aplicadas, conclui-se que o Fterm encontra-se aproximadamente ao nível do F0.1 e está aquém do FSSBpR40. A Biomassa desovante por recruta (SSBpR) actual está aproximadamente a 46% da SSBpR virgem. Estes indicadores apontam para um estado de exploração óptimo. No caso do stock de chicharro, onde se aplicou uma Análise da Curva de Captura o estado de exploração é considerado como moderado, uma vez que o Fterm está aquém dos pontos de referência F0.1 e FSSBpR40. A SSBpR actual constitui aproximadamente 50 % da SSBpR virgem. Para o stock de sargo de areia, as análises apontam para uma exploração a níveis bastante intensos, uma vez que o Fterm está ao nível de Fmax, e excede o FSSBpR40 em aproximadamente 40%. A SSBpR actual constitui aproximadamente 32 % da SSBpR virgem.

Dinâmica da população do concelho de Tarrafal entre 1990 e 2000 e o seu impacto socio-económico

O presente trabalho, cujo o tema é «Dinâmica da população do concelho de Tarrafal entre 1990 e 2000 e o seu impacto socio-económico», vem na sequência de investigação para apresentação de um trabalho científico de fim do curso como requisito parcial para a obtenção do grau de licenciatura em Geografia. Este trabalho surgiu, igualmente, da verificação de vários problemas que afectam o concelho, tanto de ordem demográfico, económico, social como ambiental. Não obstante os problemas, que se arrastam desde há muito tempo e que levou na, actualidade, ao posicionamento do concelho de entre os mais pobres do arquipélago de Cabo Verde. O concelho tem vindo a aumentar consideravelmente o seu efectivo populacional ao longo dos tempos. Ao longo da elaboração deste trabalho enfrentamos algumas dificuldades, sobretudo na aquisição de dados, devido à criação do concelho de São Miguel em 1997, que veio separar a freguesia de São Miguel Arcanjo da freguesia da de Santo Amaro Abade, dando assim origem a dois concelhos autónomos. Por isso no segundo capítulo, onde analisamos dinâmica/estado e evolução demográfica enfrentamos algumas dificuldades, dado à ausência de séries estatísticas específicas sobre o actual concelho em estudo. Neste contexto optamos pela análise conjunta (Tarrafal e São Miguel) de alguns indicadores. Como sabemos, a dinâmica de uma população tem implicações directas nas condições sócio-económicas, podendo arrastar consigo alguns problemas que podem influir nas condições de vida das populações. Sendo assim, com estes propósitos procurámos fazer uma abordagem geral sobre a dinâmica da população no concelho do Tarrafal e o seu impacto sócio-económico, em vários ângulos, nomeadamente: os aspectos sócio-culturais, económicos e demográficos. Além da introdução onde procurámos fazer o enquadramento do trabalho, com os objectivos preconizados, a metodologia seguida, a justificação da importância do tema, este trabalho se encontra estruturado em quatro capítulos, mais as conclusões, recomendações, bibliografias e anexos.

Estudo de Base sobre o Sistema Nacional de Seguimento da Qualidade Ambiental - SSQA em Cabo Verde

Porque um sistema de seguimento da qualidade ambiental em Cabo Verde? A vulnerabilidade dos equilíbrios ambientais dominantes em regiões insulares e a fragilidade geral dos recursos naturais sob pressões antrópicas crescentes estão na base da definição e implementação de políticas ambientais imprescindíveis para assegurar um desenvolvimento económico e social sustentável, ou seja, dentro dos limites permitidos pela dinâmica, e pela capacidade de renovação dos recursos naturais. A implementação de tais políticas implica opções e decisões que directa ou indirectamente tem impacto nas componentes ambientais como a água, o solo, o ar, a energia, o próprio homem e a biodiversidade bem como na evolução natural ou induzida dos ecossistemas e processos naturais. Numa perspectiva de desenvolvimento económico e social sintonizada com as capacidades de carga do ambiente, interessa a durabilidade das opções e decisões. Assim um SSQA revela-se como um importante instrumento de seguimento e avaliação do PANA. Este, enquanto instrumento político-estratégico deve ser capaz de moldar as políticas económicas nacionais, regionais, sectoriais e municipais e assegurar que os níveis de desenvolvimento alcançados sejam sustentáveis e capazes de proporcionar maiores índices de eficiência no relacionamento do cabo-verdiano com o seu ambiente, do qual depende e faz parte integrante. O SSQA é entendido como sendo um importante instrumento de gestão ambiental, de ordenamento espacial e temporal das actividades humanas, de avaliação preventiva dos seus impactos e da regulamentação da utilização dos recursos de forma a optimizar os benefícios económicos e sociais que lhes estão subjacentes.

Temporal changes in mRNA expression of the brain nutrient transporters in the lithium-pilocarpine model of epilepsy in the immature and adult rat.

The lithium-pilocarpine model mimics most features of human temporal lobe epilepsy. Following our prior studies of cerebral metabolic changes, here we explored the expression of transporters for glucose (GLUT1 and GLUT3) and monocarboxylates (MCT1 and MCT2) during and after status epilepticus (SE) induced by lithium-pilocarpine in PN10, PN21, and adult rats. In situ hybridization was used to study the expression of transporter mRNAs during the acute phase (1, 4, 12 and 24h of SE), the latent phase, and the early and late chronic phases. During SE, GLUT1 expression was increased throughout the brain between 1 and 12h of SE, more strongly in adult rats; GLUT3 increased only transiently, at 1 and 4h of SE and mainly in PN10 rats; MCT1 was increased at all ages but 5-10-fold more in adult than in immature rats; MCT2 expression increased mainly in adult rats. At all ages, MCT1 and MCT2 up-regulation was limited to the circuit of seizures while GLUT1 and GLUT3 changes were more widespread. During the latent and chronic phases, the expression of nutrient transporters was normal in PN10 rats. In PN21 rats, GLUT1 was up-regulated in all brain regions. In contrast, in adult rats GLUT1 expression was down-regulated in the piriform cortex, hilus and CA1 as a result of extensive neuronal death. The changes in nutrient transporter expression reported here further support previous findings in other experimental models demonstrating rapid transcriptional responses to marked changes in cerebral energetic/glucose demand.

Dinâmica populacional e parasitismo de Himenópteros parasitóides de Chrysomya megacephala (Fabricius) (Diptera, Calliphoridae), no Rio de Janeiro, RJ

Este estudo foi realizado no período de agosto de 1999 a julho de 2000 com o objetivo de conhecer os parasitóides de Chrysomya megacephala (Fabricius, 1794) (Diptera, Calliphoridae) e avaliar sua dinâmica populacional no Instituto Oswaldo Cruz (IOC/ FIOCRUZ) e Jardim Zoológico, na cidade do Rio de Janeiro, RJ. As coletas foram realizadas semanalmente através da exposição de larvas de terceiro instar da mosca e seu substrato de criação, carne bovina moída em putrefação. Foram identificadas três espécies de himenópteros parasitóides: Tachinaephagus zealandicus Ashmead, 1904 (Encyrtidae), Pachycrepoideus vindemiae (Rondani, 1875) (Pteromalidae) and Nasonia vitripennis (Walker, 1836) (Pteromalidae). Nos dois locais, T. zealandicus foi a espécie com maior taxa de parasitismo de C. megacephala, seguida por P. vindemiae e N. vitripennis. A população de parasitóides diminuiu drasticamente no verão (temperatura média = 28°C; precipitação = 6,5 mm).O pico populacional desses insetos foi verificado no final do outono e durante todo o inverno. No Jardim Zoológico, o lixo acumulado no local de coleta exerceu forte influência na dinâmica populacional dos himenópteros parasitóides identificados nesse estudo e o pico populacional de parasitismo foi verificado em junho e julho de 2000.