Porous solids from layered clays by combined pillaring and templating approaches

The pore structure formation in bentonite, pillared with a mixed sol of silicon and titanium hydroxides and treated subsequently with quaternary ammonium surfactants, is investigated. The surfactant micelles act as a template, similar to their role in MCM41 synthesis. Because both the surfactant micelles and the sol particles are positively charged, it is greatly favorable for them to form meso-phase assembles in the galleries between the clay layers that bear negative charges. Besides, the sol particles do not bond the clay layers strongly as other kinds of pillar precursors do, so that the treatment with surfactants can result in radical structure changes in sol-pillared clays. This allows us to tailor the pore structure of these porous clays by choice of surfactant. The surfactant treatment also results in profound increases in porosity and improvement in thermal stability. Therefore, the product porous clays have great potential to be Used to deal with large molecules or at high operating temperatures. We also found that titanium in these samples is highly dispersed in the silica matrix rather than existing in the form of small particles of pure titania. Such highly dispersed Ti active centers may offer excellent activities for catalytic oxidation reactions such as alkanes into alcohols and ketones.

Was there a second adaptive radiation of giant tortoises in the Indian Ocean? Using mitochondrial DNA to investigate speciation and biogeography of Aldabrachelys (Reptilia, Testudinidae)

A radiation of five species of giant tortoises (Cylindraspis ) existed in the southwest Indian Ocean, on the Mascarene islands, and another (of Aldabrachelys ) has been postulated on small islands north of Madagascar, from where at least eight nominal species have been named and up to five have been recently recognized. Of 37 specimens of Madagascan and small-island Aldabrachelys investigated by us, 23 yielded significant portions of a 428-base-pair (bp) fragment of mitochondrial (cytochrome b and tRNA-Glu), including type material of seven nominal species (A. arnoldi, A. dussumieri, A. hololissa, A. daudinii, A. sumierei, A. ponderosa and A. gouffei ). These and nearly all the remaining specimens, including 15 additional captive individuals sequenced previously, show little variation. Thirty-three exhibit no differences and the remainder diverge by only 1-4 bp (0.23-0.93%). This contrasts with more widely accepted tortoise species which show much greater inter- and intraspecific differences. The non-Madagascan material examined may therefore only represent a single species and all specimens may come from Aldabra where the common haplotype is known to occur. The present study provides no evidence against the Madagascan origin for Aldabra tortoises suggested by a previous molecular phylogenetic analysis, the direction of marine currents and phylogeography of other reptiles in the area. Ancient mitochondrial DNA from the extinct subfossil A. grandidieri of Madagascar differs at 25 sites (5.8%) from all other Aldabrachelys samples examined here.

Lactobacillus ruminis is a predominant lactic acid producing bacterium in the caecum and rectum of the pig

Aims: To identify the predominant lactic acid producing bacteria in the small intestine, caecum and the rectum of the healthy pig. Methods and Results: Samples obtained from the large intestine of healthy pigs post-mortem were cultured using a modified agar-MRS medium in roll tubes. Thirteen isolates were selected on the basis of their morphological characteristics and Gram stain reaction for gene sequencing. These isolates were characterized by DNA sequence analysis of 16S rDNA. Eight isolates were identified as Lactobacillus ruminis , two as Enterococcus faecium , one as Mitsuokella multiacidus and two as Escherichia coli . Conclusion: This is the first report of Lact. ruminis as the dominant lactic acid bacteria in the large intestine of the pig. Significance and Impact of the Study: The results suggest that Lact. ruminis is a dominant bacterium in the large intestine of the healthy pig. Future work should focus on the role of this bacterium in relation to the physiological function of the intestine and the health of the animal.

Phylogeny of the lice (Insecta, Phthiraptera) inferred from small subunit rRNA

There has been much argument about the phylogenetic relationships of the four suborders of lice (Insecta: Phthiraptera). Lyal's study of the morphology of lice indicated that chewing/biting lice (Mallophaga) are paraphyletic with respect to sucking lice (Anoplura). To test this hypothesis we inferred the phylogeny of 33 species of lice from small subunit (SSU) rRNA sequences (18S rRNA). Liposcelis sp. from the Liposcelididae (Psocoptera) was used for outgroup reference. Phylogenetic relationships among the four suborders of lice inferred from these sequences were the same as those inferred from morphology. The Amblycera is apparently the sister-group to all other lice whereas the Rhynchophthirina is apparently sister to the Anoplura; these two suborders are sister to the Ischnocera, i.e. (Amblycera (Ischnocera (Anoplura, Rhynchophthirina))). Thus, the Mallophaga (Amblycera, Ischnocera, Rhynchophthirina) is apparently paraphyletic with respect to the Anoplura. Our analyses also provide evidence that: (i) each of the three suborders of lice that are well represented in our study (the Amblycera, Ischnocera, and Anoplura) are monophyletic; (ii) the Boopiidae is monophyletic; (iii) the genera Heterodoxus and Latumcephalum (Boopiidae) are more closely related to one another than either is to the genus Boopia (also Boopiidae); (iv) the Ricinidae and Laemobothridae may be sister-taxa; (v) the Philopteridae may be paraphyletic with respect to the Trichodectidae; (vi) the genera Pediculus and Pthirus are more closely related to each other than either is to the genus Pedicinus ; and (vii) in contrast to published data for mitochondrial genes, the rates of nucleotide substitution in the SSU rRNA of lice are not higher than those of other insects, nor do substitution rates in the suborders differ substantially from one another.

Composition and quality of harvest residues and soil organic matter under windrow residue management in young hoop pine plantations as revealed by solid-state C-13 NMR spectroscopy

Solid-state C-13 nuclear magnetic resonance (NMR) with cross-polarisation (CP) and magic-angle-spinning (MAS) was used to: (a) examine the changes in carbon (C) composition of windrowed harvest residues during the first 3 years of hoop pine plantations in subtropical Australia; (b) assess the impacts of windrowed harvest residues on soil organic matter (SOM) composition and quality in the 0-10 cm soil layer. Harvest residues were collected from 0-, 1-, 2- and 3-year-old windrows of ca. 2.5 m width (15 m apart for 0-, 1- and 2-year-old sites and 10 m apart for 3-year-old site). Soils from the 0 to 10 cm soil layer were collected from the 1-, 2- and 3-year-old sites. The 13C NMR spectra of the harvest residues indicated the presence of lignin in the hoop pine wood, foliage and newly incorporated organic matter (NIOM). Condensed tannin structures were found in the decay-resistant bark, small wood and foliage, but were absent in other residue components and SOM. The NMR spectra of small wood samples contained condensed tannin structures because the outer layer of bark was not removed. NIOM showed a shift from foliage-like structures (celluloses) to lignin-type structures, indicating an incorporation of woody residues from the decomposing harvest residues. Suberins were also present in the small wood, foliage and bark. The 13C CP NMR spectra of SOM indicated that in areas where windrows were present, SOM did not show compositional changes. However, an increase in SOM quality under the windrows in the second year after their formation as characterised by the alkyl C/O-alkyl C (A/O-A) ratio was mainly due to inputs from the decomposition of the labile, readily available components of the windrowed harvest residues. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Impacts of structural characteristics on activated sludge floc stability

Activated sludge samples from seven full-scale plants were investigated in order to determine the relationship between floc structure and floc stability. Floc stability was determined by shear sensitivity and floc strength. Floc structure was considered in terms of two size scales, the micro- and macrostructure. The microstructure refers to the organization of the floc components, such as the individual microorganisms. The macrostructure refers to the overall floc. The floc macrostructure was characterized by filament index, sludge volume index, size, and fractal dimension. It had a significant impact on floc stability. Large and open floes with low fractal dimensions containing large number of filaments were more shear sensitive and had lower floc strength compared to small and dense floes. Fluorescent in situ hybridization analysis indicated that the organization of the bacterial cells might also have an effect on the floc stability. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Balancing the number and size of sites: An economic approach to the optimal design of cluster samples

The design of randomized controlled trials entails decisions that have economic as well as statistical implications. In particular, the choice of an individual or cluster randomization design may affect the cost of achieving the desired level of power, other things being equal. Furthermore, if cluster randomization is chosen, the researcher must decide how to balance the number of clusters, or sites, and the size of each site. This article investigates these interrelated statistical and economic issues. Its principal purpose is to elucidate the statistical and economic trade-offs to assist researchers to employ randomized controlled trials that have desired economic, as well as statistical, properties. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

Functionalized macrocyclic compounds: potential sensors of small molecules and ions

The potential applications of macrocycles in chemistry and at its interfaces with biology and physics continue to emerge, one of which is as receptors for small molecules and ions. This review illustrates these applications with examples from the last ten years employing complexation as the binding mechanism; some of the systems presented have already found real-world sensor applications. In any case, the challenges remain to design more selective and sensitive receptors for guests.

Effects of small doses of ouabain on the arterial blood pressure of anesthetized hypertensive and normotensive rats

Ouabain increases vascular resistance and may induce hypertension by inhibiting the Na+ pump. The effects of 0.18 and 18 µg/kg, and 1.8 mg/kg ouabain pretreatment on the phenylephrine (PHE; 0.1, 0.25 and 0.5 µg, in bolus)-evoked pressor responses were investigated using anesthetized normotensive (control and uninephrectomized) and hypertensive (1K1C and DOCA-salt treated) rats. Treatment with 18 µg/kg ouabain increased systolic and diastolic blood pressure in all groups studied. However, the magnitude of this increase was larger for the hypertensive 1K1C and DOCA-salt rats than for normotensive animals, while the pressor effect of 0.18 µg/kg ouabain was greater only in DOCA-salt rats. A very large dose (1.8 mg/kg) produced toxic effects on the normotensive control but not on uninephrectomized or 1K1C rats. Rat tail vascular beds were perfused to analyze the effects of 10 nM ouabain on the pressor response to PHE. In all animals, 10 nM ouabain increased the PHE pressor response, but this increase was larger in hypertensive DOCA-salt rats than in normotensive and 1K1C rats. Results suggested that a) increases in diastolic blood pressure induced by 18 µg/kg ouabain were larger in hypertensive than normotensive rats; b) in DOCA-salt rats, smaller ouabain doses had a stronger effect than in other groups; c) hypertensive and uninephrectomized rats were less sensitive to toxic doses of ouabain, and d) after treatment with 10 nM ouabain isolated tail vascular beds from DOCA-salt rats were more sensitive to the pressor effect of PHE than those from normotensive and 1K1C hypertensive rats. These data suggest that very small doses of ouabain, which might produce nanomolar plasma concentrations, enhance pressor reactivity in DOCA-salt hypertensive rats, supporting the idea that endogenous ouabain may contribute to the increase and maintenance of vascular tone in hypertension.

Efeito da distribuição do tamanho das partículas abrasivas sobre as taxas e modos de desgaste para o ensaio de microabrasão

Neste trabalho, as distribuições de tamanhos das partículas de dois pós de Carboneto de Silício foram previamente avaliadas e os resultados indicaram uma distribuição Gaussiana para ambos, com tamanhos médios na ordem de 2 μm para o primeiro e 6 μm para o segundo. Posteriormente foram misturados os dois pós originais com diferentes frações mássicas, proporcionando uma nova série de pós de Carboneto de Silício (SiC), que seriam usados nos ensaios de microabrasão com configuração de esfera fixa. A caracterização desta nova série de pós mostrou larguras maiores para aqueles com alto porcentagem do abrasivo pequeno (2,11 μm), conservando a aparência Gaussiana dos originais. Por outro lado para os pós com uma quantidade maior do abrasivo grande (6,57 μm), foram obtidas curvas com uma leve tendência bimodal, mas também apresentaram maiores larguras. As provas foram conduzidas sobre aço carbono AISI 1020, para duas condições diferentes de carga normal e os resultados foram analisados em termos da taxa de desgaste, bem como dos micromecanismos de desgaste (abrasão por rolamento ou abrasão por riscamento). Os resultados indicaram que a fração mássica dos pós originais tem um efeito significante sobre os micromecanismos de desgaste observados e que as taxas de desgaste não segue uma relação linear com a fração mássica do pó com maior tamanho da partícula abrasiva. Além disso, a análise da severidade de contato determinou que esta diminui durante os ensaios conduzidos com carga constante. Este fenômeno está associado ao aumento da área da cratera de desgaste que produz uma diminuição da pressão de contato. Assim, um incremento para o número de eventos associado ao rolamento de partículas seria esperado, favorecendo a observação de múltiplas indentações ao longo dos sulcos formados previamente. Isto foi confirmado por meio de micrografias eletrônicas de varredura das amostras após ensaios de microabrasão.

Análise de Parafinas por APCI-FT-ICR MS : Uma Análise Rápida e Simples na Identificação de Hidrocarbonetos Saturados, Cíclicos e Poliaromáticos

A análise de hidrocarbonetos por técnicas de ionização a pressão atmosférica ou ambiente continua a ser um desafio na espectrometria de massas. Normalmente, a ionização ocorre através de mecanismos de protonação e desprotonação. Para isso, as moléculas de interesse devem apresentar um grupo básico ou ácido que proporcionem a geração de íons [M+H]+ ou [M-H]-. Para superar essa limitação, um método analítico simples, fácil, rápido e poderoso foi desenvolvido com sucesso, adaptado a partir da literatura, para ionizar saturado e insaturado, linear, ramificado, e hidrocarbonetos cíclicos, bem como hidrocarbonetos poliaromáticos e heteroaromáticos presentes em frações de hidrocarbonetos e de misturas de parafina/petróleo bruto utilizando ionização química à pressão atmosférica (APCI), favorecido pela utilização de solventes alifáticos de cadeia curta em um espectrômetro de massas FT-ICR. Entre os reagentes alifáticos estudados, isoctano proporcionou os melhores resultados quando comparado com outros solventes. Além disso, foram estudados outros interferentes do processo de ionização, como concentração da solução injetada e misturas parafina/óleo, que influenciavam desde o perfil dos espectros até as principais classes de compostos identificados. O método torna possível a ionização de hidrocarbonetos pela produção de íons [M -H]+ sem ocorrência de fragmentação.

Padrão de frugivoria por Tapirus terrestris na Mata Atlântica do norte do Espírito Santo, Brasil

A anta Tapirus terrestris (Linnaeus, 1758), último representante da megafauna Pleistocênica na região Neotropical, representa um importante grupo funcional, pois dispersam uma grande variedade de espécies vegetais, especialmente frutos. No entanto, o padrão de frugivoria da espécie pode variar entre diferentes áreas. Dessa forma, nosso interesse foi investigar o grau de frugivoria da espécie em duas diferentes áreas no estado do Espírito Santo e a sua importância para a dinâmica florestal. Para isso, foram coletadas amostras fecais, através de busca ativa em diferentes ambientes na Reserva Biológica do Córrego do Veado (Rebio Córrego do Veado) e na Reserva Particular do Patrimônio Natural Recanto das Antas (RPPN Recanto das Antas), durante o período de janeiro de 2011 a novembro de 2013. Após a triagem do material biológico, as sementes foram individualizadas, classificadas quanto às características e grupos ecológicos e identificadas até o menor nível taxonômico possível. Foi obtido um esforço amostral de 130 dias, resultando em 325 amostras fecais coletadas, sendo 53,2% da Rebio Córrego do Veado e 46,8% da RPPN Recanto das Antas. Do total de amostras, 41,8% estavam depositadas dentro ou próximas a corpos d’água e 58,2% na serrapilheira/substrato seco. A dieta da anta foi composta por 94,1% de fibras e 5,9% de frutos. Foram encontradas duas vezes mais amostras contendo sementes na RPPN Recanto das Antas do que na Rebio Córrego do Veado. Das 30 morfoespécies encontradas nas amostras, 15 foram identificadas em nível específico, as quais estão distribuídas em oito famílias. As famílias mais representativas foram Anacardiaceae, Fabaceae e Myrtaceae. As espécies mais freqüentemente encontradas nas amostras foram Spondias macrocarpa Engl. e S. venulosa (Engl.) Engl. Do total de sementes encontradas 60% apresentam dispersão zoocórica e 46,7% são sementes grandes e muito grandes e 50% possuem fruto do tipo carnoso. Das morfoespécies encontradas, sete foram registradas em ambas as unidades de conservação, 21 foram encontradas apenas na RPPN Recanto das Antas e duas foram encontradas na Rebio Córrego do Veado. Isso pode indicar que o ambiente na RPPN Recanto das Antas pode fornecer mais frutos que na Rebio Córrego do Veado, o que pode ser um resultado do histórico de perturbações da última reserva. Na década de 1980, 80% da Rebio Córrego do Veado foi queimada em um incêndio e, atualmente, o entorno da reserva é composto principalmente por pastagens. Ao contrário, a RPPN Recanto das Antas, apesar de sua área ter sofrido extração seletiva na década de 50, está inserida no maior remanescente de Mata Atlântica do Espírito Santo. Ainda que a anta possua uma dieta composta por uma variedade de frutos nas áreas de estudo, ela aparenta ser menos frugívora do que em outras áreas da Mata Atlântica. Contudo, é evidente a importância de T. terrestris na dispersão de um grande número de espécies vegetais, especialmente as espécies com sementes grandes, aumentando o recrutamento de espécies de plantas que não são dispersadas por outras espécies animais.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.