Snail heterogeneity in clear cell renal cell carcinoma

Background: Intratumor heterogeneity may be responsible of the unpredictable aggressive clinical behavior that some clear cell renal cell carcinomas display. This clinical uncertainty may be caused by insufficient sampling, leaving out of histological analysis foci of high grade tumor areas. Although molecular approaches are providing important information on renal intratumor heterogeneity, a focus on this topic from the practicing pathologist' perspective is still pending. Methods: Four distant tumor areas of 40 organ-confined clear cell renal cell carcinomas were selected for histopathological and immunohistochemical evaluation. Tumor size, cell type (clear/granular), Fuhrman's grade, Staging, as well as immunostaining with Snail, ZEB1, Twist, Vimentin, E-cadherin, beta-catenin, PTEN, p-Akt, p110 alpha, and SETD2, were analyzed for intratumor heterogeneity using a classification and regression tree algorithm. Results: Cell type and Fuhrman's grade were heterogeneous in 12.5 and 60 % of the tumors, respectively. If cell type was homogeneous (clear cell) then the tumors were low-grade in 88.57 % of cases. Immunostaining heterogeneity was significant in the series and oscillated between 15 % for p110a and 80 % for Snail. When Snail immunostaining was homogeneous the tumor was histologically homogeneous in 100 % of cases. If Snail was heterogeneous, the tumor was heterogeneous in 75 % of the cases. Average tumor diameter was 4.3 cm. Tumors larger than 3.7 cm were heterogeneous for Vimentin immunostaining in 72.5 % of cases. Tumors displaying negative immunostaining for both ZEB1 and Twist were low grade in 100 % of the cases. Conclusions: Intratumor heterogeneity is a common event in clear cell renal cell carcinoma, which can be monitored by immunohistochemistry in routine practice. Snail seems to be particularly useful in the identification of intratumor heterogeneity. The suitability of current sampling protocols in renal cancer is discussed.

Propriedades adesivas a substratos abióticos e bióticos, invasão e indução de apoptose celular de Corynebacterium pseudodiphtheriticum

A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento.

Anorexia: um sintoma contemporâneo

Esta dissertação propõe investigar o sintoma anoréxico na estrutura neurótica como um sintoma contemporâneo em consequência da baixa operatividade da função paterna e da incidência avassaladora do Desejo Materno. A pesquisa foi iniciada por um levantamento histórico-bibliográfico do jejum e da recusa alimentar ao longo da história, até o estabelecimento da anorexia como uma psicopatologia. Para dar sustentação ao eixo central desta Dissertação, a pesquisa explora o conceito de pai na Obra de Freud e no ensino de Lacan, investigando a baixa operatividade desta função e seus efeitos na formação do sintoma. O conceito de pulsão é explorado com o objetivo de compreender a anorexia como uma invasão pulsional no corpo decorrente da precária sustentação da armadura simbólica que a lei paterna insere. Deste modo, esta Dissertação expõe duas hipóteses centrais: a anorexia como uma manobra de separação, operação que a função paterna não inscreve devidamente e desta forma um recurso diante da hegemonia materna; e a anorexia como estragos que apontam a invasão da mortífera pulsão no corpo, decorrentes da presença avassaladora do Outro materno e da inconsistência da função paterna

Relação entre a via de sinalização da leptina e a progressão de carcinomas papilíferos de tireoide em crianças e adolescentes

O câncer de tireoide é a neoplasia maligna mais comum de glândula endócrina e tem sua incidência aumentada em vários países, inclusive o Brasil, nos últimos anos. Em crianças e adolescentes, o câncer de tireoide é raro, correspondendo a cerca de 2% dos casos, sendo o carcinoma papilífero o tipo histológico mais frequente. O prognóstico de crianças e adolescentes com câncer de tireoide é excelente, com taxas de sobrevida superiores a 95%. Contudo, quando diagnosticada, essa parcela da população apresenta características clínico-patológicas de doença avançada, como invasão de cápsula e extensão extratireoidiana, além de metástase linfonodal. A leptina é um hormônio produzido principalmente pelo tecido adiposo, participando da regulação da ingestão de alimentos e do gasto energético e tem sido associada a fator prognóstico de alguns tumores, como hematológicos, pancreático, câncer de mama e tireoide. Há relatos deste hormônio atuar como fator angiogênico e mitogênico. O objetivo deste estudo é avaliar a associação entre o carcinoma papilífero de tireoide em crianças e adolescentes e proteínas da via de sinalização da leptina, através de imunofluorescência para ObR (receptor de leptina), pJAK2 e pSTAT3, relacionando com dados que apontam para o prognóstico da doença. Foram incluídos no estudo 52 pacientes, sendo a expressão e o padrão de marcação avaliados por consenso entre dois patologistas. O perfil de marcação foi puntiforme e multifocal para o tecido não neoplásico adjacente como para o tecido tumoral. Foram atribuídos scores para a imunomarcação (1-10% e >10%) e analisadas possíveis associações entre ObR, pJAK2 e pSTAT3 com variáveis demográficas qualitativas ou características clínico-patológicas. Todos os casos apresentaram marcação relevante (>10%) no tecido não-neoplásico para as 3 proteínas, enquanto no tecido neoplásico, houve marcação em 53% dos casos para ObR, 47% para pJAK2 e 71% para pSTAT3. ObR foi 6,2 vezes mais frequente em pacientes sem metástase linfonodal. O tamanho do tumor foi inversamente relacionado com marcação relevante para pJAK2 e pSTAT3. Nossos achados mostram que ObR está relacionado a menos metástase linfonodal e pJAK-pSTAT3 com tamanho tumoral reduzido, sugerindo que a via de sinalização da leptina em câncer de tireoide de crianças e adolescentes pode contribuir para prevenir o aumento da tumorigênese.

Avaliação da sobrevida global dos pacientes portadores de câncer de pulmão invasores da fáscia endotorácica, submetidos à ressecção extramusculoperiostal em Gaiola de Passarinho

O câncer de pulmão tem alto grau de letalidade. O tabagismo é considerado o principal fator de risco associado ao carcinoma de pulmão não pequenas células. O tratamento que oferece as maiores possibilidades de cura é a cirurgia. A ressecção pulmonar associada atoracectomia é a cirurgia preconizada nos tumores T3 invadindo a parede torácica. A ressecção em Gaiola de Passarinho pode ser considerada uma técnica alternativa. Foram analisados retrospectivamente, de janeiro de 1990 à dezembro de 2009, 13 pacientes portadores de câncer de pulmão aderidos a parede torácica. Eles foram submetidos à ressecção extramusculoperiostal em Gaiola de Passarinho no Hospital Universitário Pedro Ernesto. A avaliação do grau de invasão à parede torácica foi feita no pré-operatório por métodos de imagem; e sua comprovação baseada nos achados histopatológicos dos fragmentos de tecidos enviados para a biópsia de congelação, assim como nos laudos definitivos das peças ressecadas. Os pacientes com tumores de Pancoast ou que abandonaram o acompanhamento foram excluídos do estudo. A avaliação da sobrevida global foi feita a partir dos dados de seguimento pós operatório a nível ambulatorial. A análise estatística foi composta pela curva de sobrevida ou livre de eventos ajustada pelo método de Kaplan-Meier. Complicações pós operatórias, intervalo livre de doença, recidiva local, e uso de terapia complementar também foram incluídos na análise. A idade média em anos foi de 59,6. Todos os pacientes eram tabagistas. O tipo histológico mais encontrado foi o carcinoma escamoso. A média de intervalo livre de doença foi de 44,7 meses. A sobrevida global em cinco anos foi de 60% e o índice de complicações pós-operatórias foi de 69,2%. Não houve mortalidade operatória. O estágio Ib foi encontrado em 80 %. A ressecção extramusculoperiostal demonstrou ser uma alternativa segura de tratamento cirúrgico dos tumores que não invadiram efetivamente o gradil costal. Porém novos estudos tornam-se necessários. Esta dissertação pode servir de base para futuras pesquisas sobre o tratamento cirúrgico do câncer de pulmão.

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) e os saguis invasores no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil: distribuição espacial e estratégias de conservação

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) (É.Geoffroy, 1812) é uma espécie endêmica da Mata Atlântica e ameaçada de extinção, considerada em perigo. Callithrix jacchus e C. penicillata são espécies invasoras no Estado do Rio de Janeiro, que competem com C. aurita pelos mesmos recursos, além de formarem híbridos. Nesse contexto, avaliamos a distribuição espacial das espécies de saguis (nativa e invasoras) no interior e entorno do Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO), RJ, Brasil, através do método de playback, entrevistas, e a modelagem de ocupação e detecção. Além disso, comparamos os dados de distribuição atual com os registros de ocorrência anteriores a esse estudo. Os resultados mostraram que a população de saguis nativos e invasores presentes no interior no parque possuem probabilidade de ocupação (0,20 e 0,22), detecção (0,22 e 0,26) e abundância (12,65 e 13,68 grupos) semelhantes. A ocupação de C. aurita está relacionada às áreas do parque mais afastadas da estrada e com menor interferência humana, provavelmente pelo efeito da elevada altitude nessas regiões. Enquanto que a ocupação dos saguis invasores está relacionada à proximidade dos limites do parque e a maior interferência humana, tanto em maiores altitudes quanto em menores. Registramos o processo de hibridação entre saguis nativos e invasores, e a formação de grupos mistos entre eles, em diversos pontos da região de Petrópolis, inclusive no interior do parque, evidenciando as consequências do processo de invasão. Concluímos que a população de Callithrix aurita no PARNASO é pequena, restrita a uma única região do parque, e parte dela possui contato com grupos de saguis invasores, ou está bem próxima deles. As espécies de saguis invasores ocorrem em alguns locais no interior do parque e por todo o seu entorno. Portanto, há uma pressão dos saguis invasores em direção ao interior do PARNASO. Diante deste processo de extinção local de uma espécie endêmica, ameaçada de extinção, e com uma restrita distribuição geográfica, alertamos para a urgente necessidade de iniciar um eficiente programa de manejo das espécies de saguis invasores, juntamente com a reintrodução de grupos de Callithrix aurita.

Influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células de câncer de cólon

O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo de câncer mais incidente no mundo para o sexo masculino, o segundo para o sexo feminino e a radioterapia é um dos tratamentos de primeira linha no combate a este tipo de câncer. Durante a progressão do CCR as células sofrem alterações morfogenéticas, sendo a desorganização do complexo juncional apical (CJA) um dos eventos iniciais desse processo. As junções oclusivas (JTs) são um dos principais componentes da CJA e desempenham papel importante no controle do fluxo paracelular, na determinação da polaridade celular e na transdução de sinais relacionados com a progressão tumoral. As claudinas são proteínas transmembrana, constituintes das JTs e cumprem um importante papel no controle desses eventos. Alterações na expressão das claudinas são observadas em tumores de diferentes órgãos e têm sido relacionadas com a progressão tumoral. No entanto os mecanismos que regulam essas alterações e sua consequência na progressão do CCR são poucos conhecidos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da superexpressão da claudina-3 na radiorresposta de células CCR. Nossos resultados mostraram que a superexpressão de claudina-3 minimiza alterações morfológicas causadas pela radiação, causa diminuição da resistência elétrica transepitelial e não tem efeito na permeabilidade a macromoléculas após a irradiação. Além disso, observamos que a superexpressão de claudina-3 aumenta o potencial proliferativo das células e que esta característica torna as células mais sensíveis a radiação. Porém quando avaliamos eventos celulares relacionados a progressão tumoral observamos que apesar da radiação diminuir a capacidade migratória das progênies, as células que superexpressam claudina-3 apresentam migração mais elevada. Além disso, verificamos que a superexpressão de claudina-3 diminui a invasão e a capacidade de formação de colônias frente ao tratamento com a radiação. Em seguida fomos avaliar o efeito da inibição das vias de proliferação (MEK/ERK) e sobrevivência (PI3K-Akt) na resposta das células que superexpressam claudina-3 frente a radiação. Observamos que a inibição de MEK é capaz de sensibilizar as células que superexpressam claudina-3 à radiação no ensaio de proliferação celular, no entanto a inibição de MEK e PI3K antes da exposição à radiação é capaz aumentar a migração e a capacidade de formação de colônias de células que superexpressam claudina-3 contribuindo para o aumento do potencial maligno. Em conjunto nossos resultados mostram que a superexpressão de claudina-3 contribui para um fenótipo mais maligno, no entanto frente ao tratamento com a radiação é capaz de sensibilizar as células.

Aderência, invasão e indução de apoptose por estreptococos do grupo B em células epiteliais respiratórias A549

Estreptococos do grupo B (EGB), principalmente sorotipo III são a principal causa de pneumonia neonatal, sepse e meningite. O potencial de virulência das amostras de EGB pode determinar a colonização ou a infecção do hospedeiro. Como o pulmão constitui uns dos primeiros órgãos durante o processo de invasão sistêmica por EGB, nós decidimos investigar os mecanismos de adesão e invasão de amostras do sorotipo III (90356-líquor e 80340-vagina) com linhagem de células epiteliais do pulmão humano (A549). Desta forma, o principal objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de aderência e invasão de duas amostras de EGB sorotipo III com células de epiteliais pulmonares A549, a persistência bacteriana intracelular, a fusão com compartimentos acídicos, potencial citotóxico e indução de apoptose. As amostras mostraram capacidade de aderir e invadir o epitélio pulmonar A549, onde a amostra 90356-líquor isolada de paciente a que apresentou maior propriedade adesiva e invasiva que a amostra 80340-vagina (p<0,05). Ambas as cepas mostraram persistência intracelular sem replicação no interior do epitélio respiratório até 24h de incubação. Além disso, verificamos que os EGB são capazes de promover vacuolização celular permanecendo viáveis dentro de vacúolos acídicos, sugerindo a ocorrência de fusão lisossomo-fagossomo. A amostra 90356-líquor também mostrou maior citotoxidade quando comparada com a amostra 80340-vagina. A análise por citometria de fluxo demonstrou, pela primeira vez, que o EGB induz apoptose em epitélio respiratório, podendo representar um mecanismo importante para o desenvolvimento da lesão celular aguda e a patogênese bacteriana.

Capacidade de invasão, persistência intracelular e atividade citotóxica de cepas de Aeromonas spp. em modelo celular in vitro e ex vivo

As Aeromonas são consideradas patógenos em potenciais para o homem e animais e estão amplamente distribuídas no ambiente sendo a água e os alimentos importantes veículos de transmissão. Muitos estudos têm demonstrado que a patologia causada pela infecção por Aeromonas é complexa e envolvem inúmeros fatores de virulência, dentre eles a aderência, invasão, enterotoxinas, hemolisinas, exoenzimas, sideróforos, flagelos, formação de biofilme e mecanismos de secreção. No presente estudo, analisamos os mecanismos de patogênese mediados por A. caviae e A. hydrophila, avaliando a participação desses microrganismos nos processos de adesão, invasão, persistência intracelular e citotoxidade celular. Foram utilizados ensaios quantitativos in vitro para testar associação, invasão e persistência intracelular em linhagens celulares HEp-2 e/ou T84. A interação de tecidos intestinais de coelho cultivados in vitro (IVOC) com três cepas de A. caviae originárias de fezes diarréicas também foi avaliada. Observamos que 10 (62,5%) das 16 cepas de Aeromonas spp. de diferentes origens, submetidas aos testes de invasão quantitativos foram capazes de invadir células HEp-2 e T84 em 6 horas de incubação. As cepas positivas nos testes de invasão foram submetidas ao teste quantitativo de persistência em células HEp-2 e sobreviveram no ambiente intracelular por 48 e/ou 72 horas sem multiplicação. A interação de três cepas de A. caviae com a mucosa intestinal de coelho ex vivo resultou em aderência, produção de muco e alterações como, intensa vacuolização e drástica desorganização estrutural que levaram a destruição das microvilosidades intestinais. Este estudo demonstrou que subconjuntos de cepas de A. caviae e A. hydrophila de diversas origens, foram capazes de invadir, persistir ou destruir linhagens celulares in vitro. Nosso estudo também evidenciou que cepas de A. caviae causaram expressivas alterações morfológicas que resultaram na destruição de epitélios intestinais de coelho ex vivo. Finalmente, nossos resultados contribuíram para reforçar o potencial patogênico de cepas de Aeromonas, em especial, as de origem vegetal e clínica.

Análise dos aspectos biológicos e epidemiológicos de cepas de Escherichia coli associadas à infecção do trato urinário (ITU)

A invasão de bactérias no trato urinário caracteriza a infecção do sistema urinário. A Escherichia coli é o principal microrganismo associado a esta infecção devido a sua importância em causar ITU, recebeu a denominação de UPEC (Escherichia coli uropatogênica). No presente trabalho pesquisamos em 50 cepas de UPEC, inicialmente isolados de urina de pacientes ambulatoriais com infecções sintomática ou assintomática, a presença de 7 fatores de virulência, através das técnicas de PCR simples e multiplex para verificação dos genes que codificam adesinas P (pap) , fímbria S (sfa), adesina afimbrial (afa), sideroforo (aerobactina- aer), toxinas fator necrotizante citotóxico (cnf) e alfa-hemolisinas (hly), proteína de membrana (traT); ilhas de patogenicidade (virulência) através do marcador PAI. O marcador pCVD432 de EAEC também foi pesquisado nestas amostras. O método difusão em disco foi o utilizado para a determinação dos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Podemos observar duas faixas etárias de maior incidência de ITU entre as mulheres: 19 a 35 anos, e acima de 50 anos. Sessenta e oito por cento das amostras apresentaram pelo menos um fator de virulência, onde os genes traT (54%) e aer (34%) foram os mais prevalentes. A sequência pCVD432 foi detectado em 6 amostras. No entanto, no ensaio de adesão em células Hep-2, doze amostras não apresentaram aderência (NA 24%). Nas 38 cepas restantes, 24 (48%) apresentaram aderência agregativa (AA). Observamos aderência sem padrão típico (SPT) em 48% das amostras, tendo sido dividido em discreto (SPT-D 22%), moderado (SPT-M 18%) e intenso (SPT-I 8%). Notamos os seguintes perfis de resistência para os antimicrobianos testados: ampicilina (44%), gentamicina (8%), nitrofurantoína (2%), norfloxacino (18%) e sulfametozaxol-trimetoprima (34%).

As representações de Justiça no Complexo do Alemão: uma área pacificada na cidade do Rio de Janeiro

O trabalho se refere ao processo e tomada do Complexo do Alemão pelas forças militares na cidade do Rio de Janeiro, para implantação das Unidades de Polícia Pacificadora (UPP), que aconteceu em novembro de 2010. Tem como objetivo levantar hipóteses sobre a relação do que se entende por Justiça a partir da ocupação da favela pelos militares, e como a convivência com a UPP tem influenciado a ideia de Justiça nos moradores do Alemão. A pesquisa ocupa-se em elucidar ao leitor sobre as abordagens de justiça mais comuns, conceituando e explicando quais os princípios de justiça em que cada uma delas se sustenta. A pesquisa descreve duas teorias que explicam o surgimento das favelas na cidade do Rio de Janeiro. O Complexo do Alemão é considerado uma das maiores favelas do Rio de Janeiro, e a mais violenta, por isso a tomada da área se deu através do ataque dos militares que utilizaram táticas de guerra e cerco, tiveram o Caveirão como suporte, e assim deram início a invasão. A Rede Globo de Televisão também aparece na pesquisa, pois a emissora ganhou o prêmio Emmy de jornalismo, com a cobertura da invasão no Alemão. Considerando que uma das condições básicas de uma sociedade democrática é o direito a participação nas decisões políticas, sociais e econômicas, as questões investigadas foram: A megaoperação de pacificação no Alemão foi justa? Do ponto de vista de quem? Qual o parâmetro para uma sociedade justa? Qual representação de justiça tem feito parte da rotina dos moradores do Alemão? Por que ainda se tem a ideia de que Bandido bom é bandido morto? As contribuições da pesquisa se deram no campo social, filosófico e político e nos convida a refletir sobre o que é considerado justo em uma sociedade como a nossa, onde as desigualdades sociais são tão fortes.

Invasionsoft: a web-enabled tool for invasive species colonization predictions

Predicting and averting the spread of invasive species is a core focus of resource managers in all ecosystems. Patterns of invasion are difficult to forecast, compounded by a lack of user-friendly species distribution model (SDM) tools to help managers focus control efforts. This paper presents a web-based cellular automata hybrid modeling tool developed to study the invasion pattern of lionfish (Pterois volitans/miles) in the western Atlantic and is a natural extension our previous lionfish study. Our goal is to make publically available this hybrid SDM tool and demonstrate both a test case (P. volitans/miles) and a use case (Caulerpa taxifolia). The software derived from the model, titled Invasionsoft, is unique in its ability to examine multiple default or user-defined parameters, their relation to invasion patterns, and is presented in a rich web browser-based GUI with integrated results viewer. The beta version is not species-specific and includes a default parameter set that is tailored to the marine habitat. Invasionsoft is provided as copyright protected freeware at http://www.invasionsoft.com.

Modeling the Potential Spread of the Recently Identified Non-Native Panther Grouper (Chromileptes altivelis)in the Atlantic Using a Cellular Automaton Approach

The Indo-pacific panther grouper (Chromileptes altiveli) is a predatory fish species and popular imported aquarium fish in the United States which has been recently documented residing in western Atlantic waters. To date, the most successful marine invasive species in the Atlantic is the lionfish (Pterois volitans/miles), which, as for the panther grouper, is assumed to have been introduced to the wild through aquarium releases. However, unlike lionfish, the panther grouper is not yet thought to have an established breeding population in the Atlantic. Using a proven modeling technique developed to track the lionfish invasion, presented is the first known estimation of the potential spread of panther grouper in the Atlantic. The employed cellular automaton-based computer model examines the life history of the subject species including fecundity, mortality, and reproductive potential and combines this with habitat preferences and physical oceanic parameters to forecast the distribution and periodicity of spread of this potential new invasive species. Simulations were examined for origination points within one degree of capture locations of panther grouper from the United States Geological Survey Nonindigenous Aquatic Species Database to eliminate introduction location bias, and two detailed case studies were scrutinized. The model indicates three primary locations where settlement is likely given the inputs and limits of the model; Jupiter Florida/Vero Beach, the Cape Hatteras Tropical Limit/Myrtle Beach South Carolina, and Florida Keys/Ten Thousand Islands locations. Of these locations, Jupiter Florida/Vero Beach has the highest settlement rate in the model and is indicated as the area in which the panther grouper is most likely to become established. This insight is valuable if attempts are to be made to halt this potential marine invasive species

我国严重威胁性外来入侵植物入侵与扩散历史过程重建及其潜在分布区的预测

外来生物入侵已经在世界范围内造成严重的危害，它不仅导致生物多样性的减少和丧失而且威胁着全球的生态环境和经济发展。入侵种在入侵区域的种群扩散是入侵种带来风险的最根本问题，也是其造成危害的重要原因。研究入侵物种的扩散规律可以了解其在入侵地的入侵状况和扩散趋势，这对制定合理的控制措施具有重要意义。本研究选取14种在我国具有较强威胁性的外来入侵植物，通过对其入侵历史动态的分析，判断其在我国的入侵与扩散阶段，进而预测其在我国的潜在分布区。这14种外来植物为紫茎泽兰（Ageratina adenophora）、土荆芥 （Chenopodium ambrosioides.）、喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）、反枝苋（Amaranthus retroflexus）、刺苋（Amaranthus spinosus）、皱果苋（Amaranthus viridis）、北美独行菜（Lepidium virginicum）、藿香蓟（Ageratum conyzoides）、钻形紫菀（Aster subulatus）、小蓬草（Conyza canadensis）、一年蓬（Erigeron annuus）、牛膝菊（Galinsoga paviflora）、飞机草（Eupatorium odorata）和北美商陆（Phytolacca americana）。 　　紫茎泽兰最早于20世纪40年代入侵我国，经过1940—1960年长达20年的时滞期，紫茎泽兰开始在云南及其临近的省份如四川、贵州和广西迅速扩散。其中，紫茎泽兰在南亚热带和中亚热带气候条件下的扩散速度为20公里/年，而在垂直地带性北亚热带地区的扩散速度为6.8公里/年。紫茎泽兰仍没有入侵到垂直地带性暖温带地区。尽管1990年后，紫茎泽兰在云南基本停止扩散，但其在邻近省（市）的快速传播表明紫茎泽兰在我国仍处在扩散阶段，还没有达到饱和阶段。生态位模型预测结果和紫茎泽兰在已经入侵地区扩散的地理生态式样基本相符。我国南部及中南部地区的气候条件十分适合紫茎泽兰生长。而在华中地区，由于环境条件不太适宜，其扩散速度会相对较慢。我国北部和西北部的气候条件完全不适合紫茎泽兰生存。因此，我国南部和中南部广大未入侵地区将会受到紫茎泽兰入侵和快速扩散的严重威胁，对此应该立即采取紧急措施。 　　自从紫茎泽兰于1978年首次入侵四川省以来，已经在四川、重庆和湖北大面积扩散。紫茎泽兰在此新近入侵区域主要沿河流、公路、铁路扩散。其中沿安宁河、108国道和成昆铁路向北扩散的平均速度为19公里/年，而沿金沙江－长江向东北扩散的平均速度为33公里/年。特别是2000年以后，紫茎泽兰沿金沙江－长江的扩散速度达到了88公里/年。紫茎泽兰得以如此迅速扩散是其本身生物学特性和当地地理生态特点多种因素之间一系列耦合关系共同作用的结果。人类活动和1998年金沙江－长江特大洪水也促进了紫茎泽兰在该地区的扩散。另一方面，紫茎泽兰在新近入侵地区的垂直分布范围说明随海拔高度上升所引起的垂直地带性气候变冷是紫茎泽兰入侵和扩散的自然限制条件。 　　此外，通过对其余13种外来入侵植物入侵历史过程重建发现，除了牛膝菊、反枝苋和皱果苋最早入侵地位于内陆地区以外，其余10种外来入侵植物的最早入侵地都位于我国的东部、南部沿海和西南边境地区。这13种外来植物通常不是通过单一途径传入，而是通过两种或多种途径传入不同的地点。相应地，入侵后也呈现不同的扩散模式。这13种外来植物在我国大体上包括5种入侵和扩散式样即1）从南部沿海和西南边境分别向内陆扩散，如霍香蓟、飞机草，北美商陆;2）从东部沿海向内陆扩散，例如钻形紫菀，小蓬草、北美独行菜和喜旱莲子草;3）从东部沿海、南部沿海和西南边境分别向内陆扩散，如刺苋;4）从南部沿海向内陆扩散，如土荆芥;5）从最早入侵的内陆地区向周边地区扩散，如反枝苋、牛膝菊和皱果苋。分布区动态分析显示当前这13种外来入侵植物在我国都还处在扩散阶段，而且有些外来植物还处在快速扩散阶段，如飞机草。 　　在上述研究基础上，我们对这13种外来入侵植物开展了生态位模型适生区预测和比较分析。并且结合其扩散动态和当前分布现状，我们对其潜在的分布区及扩散趋势进行了系统分析和预测。飞机草、土荆芥、霍香蓟、牛膝菊和北美商陆，这5种外来植物的现有分布区明显小于其在我国的适生区，因此它们在我国的潜在分布区很广，应给予足够的重视。喜旱莲子草、反枝苋、皱果苋、北美独行菜、一年蓬、钻行紫菀和北美商陆在我国的入侵范围与其适生区域之间基本重合，但在其入侵范围内仍存在大面积的未入侵区域。这些未入侵地区通常被已入侵区域所包围，因此也应当给予足够的重视。刺苋和小蓬草在我国的潜在的分布区相对较小，这些植物已经基本上完全入侵了其适生区。因此，这些植物在我国向临近区域继续扩散的可能性不大。 　　

水生植物凤眼莲的种内基因型差异与入侵模式

原产于亚马逊河流域的水生植物凤眼莲（Eichhornia crassipes）在花部结构上有三种花型（L、M和S），故其配殖系统（mating system）为典型的三型花柱（tristyly）。但在入侵地区，它却常只有M和L两种花型，其中尤以M型占据绝对优势，使有性繁殖水平大为下降。为了解释凤眼莲在入侵过程中，花型频率为何发生变化以及该变化对其在入侵地的适应性进化上有何影响，作者在中国西南的两个居群中连续两年开展了野外生长和人工授粉实验，对比分析水面和泥地两类不同生境中M和L在克隆生长、生物量积累以及有性繁殖水平等方面的异同，并利用RAPD、 ISSR片段比较了具M型和L型花植物个体间的遗传变异水平。对三型花柱这一长期引人注目的遗传模式的分子位点也尝试了连锁片段的克隆和测序。 克隆生长的对比实验发现，在2004年，漂浮生长的M个体平均克隆分株数为25.37，L为21.20，前者显示较强的克隆生长能力（t＝2.252， P< 0.05）;2005年的实验再次证实M（每个个体19.83个分株）比L（每个个体15.53分株）表现出了显著较强的克隆优势（t＝2.631，P<0.001）。M较L多产生克隆约24%。 但在岸边泥地上固着生长时，2004年L个体平均克隆分株为16.20，M 为10.17个分株。L表现出了更强的克隆生长能力（t＝4.788，p<0.001），与漂浮生长状况下的情形恰恰相反，暗示M与L个体可能存在一定的生态位分化。这种分化可能是在入侵过程中形成的，也可能反映了原产地亚马孙流域旱涝交替造成的固着生长与漂浮生长交替发生的种内适应性。 生物量（干重）的对比分析发现，M个体在漂浮生长和固着生长的情况下都比L有着更高的生物量积累（漂浮生长实验：t＝6.173，p<0.005（2004年）;t＝6.99，p<0.001（2005年）。固着生长实验：t＝4.029，p<0.001）。生物量对凤眼莲的竞争和过冬有着一定的作用，因此较大的生物量积累可能是M个体在当地气候和环境中逐渐适应的一个结果。 有性繁殖的实验包括了实验个体的花序数与花朵数、自交与异交人工授粉的结实情况以及种子萌发率等方面的对比分析。结果表明，虽然M和L个体在花序数和花朵数上不存在显著差异，但是M个体在自交和异交的种子产量上比L略高，尤其是自交的种子产量，M显著高于L（M平均每个蒴果的自交种子产量为139.8，L为76.2）。以各100粒种子进行萌发实验，发现两花型之间在种子萌发率上不存在显著差异。对于M而言，其自交种子产量远大于异交种子产量 （139.8 vs. 93.3），且种子萌发率也略大于异交的种子萌发率（自交种子萌发率45.47％，异交种子萌发率 30.73％）。结合以上的实验结果，本文认为M基因型优势的形成可能与M个体与当地环境长期适应导致的生长与繁殖 上的优势有关。M的本地适应性是建立在特定的遗传背景上时，异交反而会破坏这种遗传组合，造成远交衰退。 对40个M和30个L个体进行20个RAPD引物和20个ISSR引物的遗传分析时发现，所有个体在RAPD表型上没有区别，但是在M中出现了3个ISSR表型，在L中出现了2个ISSR表型。本文还尝试利用RAPD技术扫描与三型花柱的遗传位点连锁的DNA片段。在146个RAPD随机引物中，初步发现两个候选片段，一个750bp，另一个2 000bp;已对它们进行了克隆、测序。 这些初步实验表明凤眼莲在我国的入侵可能伴随着基因型的差异表现和居群遗传分化，这种基因型的差异表现对该植物的成功入侵具有作用。其中，花型为M的个体的优势生长解释了该花型在中国分布区内的主导地位。推测该生长优势的遗传基础可能来源于基因组内较高的杂合子水平和在入侵地较长的适应历史，但最终结论尚有待进一步的实验证据。