Isotopic view of vegetation and carbon and nitrogen cycles in a cerrado ecosystem, southeastern Brazil

Carbon and nitrogen biogeochemical cycles in savannas are strongly regulated by the seasonal distribution of precipitation and pulses of nutrients released during the wetting of the dry soil and are critical to the dynamics of microorganisms and vegetation. The objective of this study was to investigate the spatial and temporal variability of C and N isotope ratios as indicators of the cycling of these elements in a cerrado sensu stricto area, within a protected area in a State Park in the state of São Paulo, Brazil. The foliar δ13C and δ15N values varied from -33.6 to -24.4 ‰ and -2.5 to 4.5 ‰, respectively. The δ13C values showed a consistent relationship with canopy height, revealing the importance of structure of the canopy over the C isotopic signature of the vegetation. Carbon isotopic variations associated with the length of the dry season indicated the importance of recent fixed C to the integrated isotopic signature of the leaf organic C. The studied Cerrado species showed a depleted foliar δ15N, but a wide range of foliar Nitrogen with no difference among canopy heights. However, seasonal variability was observed, with foliar δ15N values being higher in the transition period between dry and rainy seasons. The variation of the foliar C and N isotope ratios presented here was consistent with highly diverse vegetation with high energy available but low availability of water and N.

Classificação de sistemas meteorológicos e comparação da precipitação estimada pelo radar e medida pela rede telemétrica na bacia hidrográfica do alto Tietê

Foram analisadas características da precipitação estimada a partir de 145.194 campos de refletividade, de um total de 827 dias entre 1998 e 2003, obtidos do Radar Meteorológico de São Paulo (RSP). Os eventos foram classificados de acordo com intensidades de precipitação; em Convectivos (EC) e Estratiformes (EE). Quanto à morfologia, cinco tipos de sistemas foram identificados; Convecção Isolada (CI), Brisa Marítima (BM), Linhas de Instabilidade (LI), Bandas Dispersas (BD) e Frentes Frias (FF). Eventos convectivos dominam na primavera e verão e estratiformes no outono e inverno. A CI e a BM tiveram maiores picos de atuação entre outubro e março enquanto as FF de abril a setembro. BD atuam durante todo o ano e as LI só não foram observadas nos meses de junho e julho. Uma comparação pontual entre a precipitação medida pela telemetria e estimada com o radar foi realizada e, mostrou haver, na maioria dos casos, um viés positivo do RSP, para acumulações de 10, 30 e 60 minutos. Com o objetivo de integrar as estimativas de precipitação do radar com as medidas da rede telemétrica, por meio de uma análise objetiva estatística, foram obtidas dos campos de precipitação do radar as estruturas das correlações espaciais em função da distância para acumulações de chuva de 15, 30, 60 e 120 minutos para os cinco tipos de sistemas precipitantes que foram caracterizados. As curvas das correlações espaciais médias de todos os eventos de precipitação de cada sistema foram ajustadas por funções polinomiais de sexta ordem. Os resultados indicam diferenças significativas na estrutura espacial das correlações entre os sistemas precipitantes.

Relationship between the southern annular mode and southern hemisphere atmospheric systems

Seasonal relationship between the Southern Annular Mode (SAM) and the spatial distribution of the cyclone systems over Southern Hemisphere is investigated for the period 1980 to 1999. In addition, seasonal frontogenesis and rainfall distribution over South America and South Atlantic Ocean during different SAM phases were also analyzed. It is observed that during negative SAM phases the cyclone trajectories move northward when compared to the positive one, and in the South America and South Atlantic sector there is intense frontogenetic activity and positive anomaly precipitation over the Southeast of the South America. In general, SAM positive phase shows opposite signals.

Variabilidade amostral das séries mensais de precipitação pluvial em duas regiões do Brasil: Pelotas-RS e Campinas-SP

O presente trabalho avaliou a variabilidade amostral dos parâmetros da distribuição gama, relativos a séries mensais de precipitação pluvial, nas regiões de Campinas-SP e Pelotas-RS, que têm dados para os períodos de 1890-2006 e 1890-2005, respectivamente. Assim, os espaços amostrais considerados foram de 58, 39 e 29 anos para Campinas e 58 e 29 anos para Pelotas. As análises foram feitas usando o teste da razão da máxima verossimilhança. Os resultados apontaram significativas alterações amostrais. Não houve indicações de tendências contínuas (redução ou aumento) no regime mensal de precipitação pluvial na região de Campinas-SP. Em contrapartida, esse teste indicou, para a localidade de Pelotas-RS, tendência de elevação no regime desse elemento meteorológico ocorrida entre as amostras relativas aos anos de 1948 a 1976 e 1977 a 2005.

Regimes de precipitação na América do Sul: uma revisão bibliográfica

Como a América do Sul se estende por diferentes latitudes e possui formas de relevo variadas, proporciona a atuação e o desenvolvimento de diferentes sistemas atmosféricos, os quais contribuem para a não homogeneidade climática da região. Portanto o objetivo deste estudo é apresentar uma revisão dos sistemas atmosféricos que atuam nos diferentes setores do continente sul-americano e que contribuem para a precipitação.

Um modelo estocástico combinado de previsão sazonal para a precipitação no Brasil

Este artigo discute um modelo de previsão combinada para a realização de prognósticos climáticos na escala sazonal. Nele, previsões pontuais de modelos estocásticos são agregadas para obter as melhores projeções no tempo. Utilizam-se modelos estocásticos autoregressivos integrados a médias móveis, de suavização exponencial e previsões por análise de correlações canônicas. O controle de qualidade das previsões é feito através da análise dos resíduos e da avaliação do percentual de redução da variância não-explicada da modelagem combinada em relação às previsões dos modelos individuais. Exemplos da aplicação desses conceitos em modelos desenvolvidos no Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) mostram bons resultados e ilustram que as previsões do modelo combinado, superam na maior parte dos casos a de cada modelo componente, quando comparadas aos dados observados.

Variabilidade do regime de monções sobre o Brasil: o clima presente e projeções para um cenário com 2xCO2 usando o modelo MIROC

Este trabalho investiga a variabilidade do Sistema de Monções da América do Sul (SMAS) sobre o Brasil com particular interesse na região do cerrado brasileiro. O início, final e total de precipitação durante as monções de verão são examinados utilizando estimativas de precipitação por satélite (pêntadas) do Global Precipitation Climatology Project (GPCP) entre 1979-2004. Analogamente, as características do regime de monção simuladas pelo modelo climático global acoplado MIROC (Model for interdisciplinary Research on Climate) do IPCC (Intergovernmental Panel for Climate Change) são examinadas em dois cenários distintos: o clima do século XX (1981-2000) e o clima em uma condição com o dobro da concentração atual de CO2 (2xCO2) na atmosfera (2061-2080). Mostra-se que a variabilidade espacial do início da monção de verão sobre o cerrado na simulação do clima do século XX pelo MIROC corresponde bem às observações. Além disso, há indicação de uma mudança das caudas da distribuição sazonal da precipitação no Cerrado para um cenário com 2xCO2, comparativamente com o clima presente. Este resultado sugere uma mudança na probabilidade de ocorrência de eventos extremos (secos ou úmidos) em um cenário com 2xCO2 sobre o cerrado, o que de acordo com o MIROC, indica uma maior exposição da região às conseqüências de possíveis mudanças climáticas resultantes do aumento de gases de efeito estufa.

Respostas fisiológicas de plantas amazônicas de regiões alagadas às mudanças climáticas globais

Conforme previsões do último relatório do IPCC (Intergovernmental Panel of Climatic Change) em 2007, até meados deste século haverá um aumento na concentração de CO2 na atmosfera podendo chegar a 720 μmol mol-1. Consequentemente haverá uma elevação da temperatura de até +3 °C, o que ocorrerá em conjunto com mudanças no padrão de precipitação. O mesmo relatório sugere que isto poderá acarretar uma substituição gradual da floresta tropical por vegetação similar a uma savana na parte oriental da Amazônia, porém nada é conclusivo. Diante dessas possibilidades, pergunta-se - Como as espécies de árvores que compõem as regiões de alagamento da Amazônia irão responder às alterações climáticas por vir? Apesar dessas previsões serem pessimistas, o alagamento ainda ocorrerá por vários anos na Amazônia e é de grande importância compreender os efeitos do alagamento sobre as respostas fisiológicas das plantas num contexto das mudanças climáticas. Os principais efeitos sobre a sinalização metabólica e hormonal durante o alagamento são revisados e os possíveis efeitos que as mudanças climáticas poderão ter sobre as plantas amazônicas são discutidos. As informações existentes sugerem que sob alagamento, as plantas tendem a mobilizar reservas para suprir a demanda de carbono necessário para a manutenção do metabolismo sob o estresse da falta de oxigênio. Até certo limite, com o aumento da concentração de CO2, as plantas tendem a fazer mais fotossíntese e a produzir mais biomassa, que poderão aumentar ainda mais com um acréscimo de temperatura de até 3 °C. Alternativamente, com o alagamento, há uma diminuição geral do potencial de crescimento e é possível que quando em condições de CO2 e temperatura elevados os efeitos positivo e negativo se somem. Com isso, as respostas fisiológicas poderão ser amenizadas ou, ainda, promover maior crescimento para a maioria das espécies de regiões alagáveis até o meio do século. Porém, quando a temperatura e o CO2 atingirem valores acima dos ótimos para a maioria das plantas, estas possivelmente diminuirão a atividade fisiológica.

Two-dimensional gel electrophoretic protein profile analysis during seed development of Ocotea catharinensis: a recalcitrant seed species

The aim of the present work was to characterize changes in the protein profile throughout seed development in O. catharinensis, a recalcitrant species, by two-dimensional gel electrophoresis. Protein extraction was undertaken by using a thiourea/urea buffer, followed by a precipitation step with 10% TCA. Comparative analysis during seed development showed that a large number of proteins were exclusively detected in each developmental stage. The cotyledonary stage, which represents the transition phase between embryogenesis and the beginning of metabolism related to maturation, presents the highest number of stage-specific spots. Protein identification, through MS/MS analysis, resulted in the identification of proteins mainly related to oxidative metabolism and storage synthesis. These findings contribute to a better understanding of protein metabolism during seed development in recalcitrant seeds, besides providing information on established markers that could be useful in defining and improving somatic embryogenesis protocols, besides monitoring the development of somatic embryos in this species.

Modified silicas covalently bounded to 5,10,15,20-tetrakis(2-hydroxy-5-nitrophenyl)porphyrinato iron(III): synthesis, spectroscopic and EPR characterization. Catalytic studies

In this work we have studied cyclooctene epoxidation with PhIO, using a new iron porphyrin, 5,10,15,20-tetrakis(2-hydroxy-5-nitrophenyl)porphyrinato iron(III), supported on silica matrices via eletrostatic interaction and / or covalent bonds as catalyst. These catalysts were obtained and immobilized on the solid supports propyltrimethylammonium silica (SiN+); propyltrimethylammonium and propylimidazole silica [SiN+(IPG)] and chloropropylsilica (CPS) via elestrostatic interactions and covalent binding. Characterization of the supported catalysts by UV-Vis spectroscopy and EPR (Electron paramagnetic resonance) indicated the presence of a mixture of FeII and FeIII species in all of the three obtained catalysts. In the case of (Z)-cyclooctene epoxidation by PhIO the yields observed for cis-epoxycyclooctane were satisfactory for the reactions catalyzed by the three materials (ranging from 68% to 85%). Such results indicate that immobilization of metalloporphyrins onto solid supports via groups localized on the ortho positions of their mesophenyl rings can lead to efficient catalysts for epoxidation reactions. The catalyst 1-CPS is less active than 1-SiN and 1-SiN(IPG), this argues in favour of the immobilization of this metalloporphyrin onto solids via electrostatic interactions, which is easier to achieve and results in more active oxidation catalysts. Interestingly, the activity of the supported catalysts remained the same even after three successive recyclings; therefore, they are stable under the oxidizing conditions.

Analyzing the n→π* Electronic Transition of Formaldehyde in Water. A Sequential Monte Carlo/Time-Dependent Density Functional Theory

The n→π* absorption transition of formaldehyde in water is analyzed using combined and sequential classical Monte Carlo (MC) simulations and quantum mechanics (QM) calculations. MC simulations generate the liquid solute-solvent structures for subsequent QM calculations. Using time-dependent density functional theory in a localized set of gaussian basis functions (TD-DFT/6-311++G(d,p)) calculations are made on statistically relevant configurations to obtain the average solvatochromic shift. All results presented here use the electrostatic embedding of the solvent. The statistically converged average result obtained of 2300 cm-1 is compared to previous theoretical results available. Analysis is made of the effective dipole moment of the hydrogen-bonded shell and how it could be held responsible for the polarization of the solvent molecules in the outer solvation shells.

Effect of culture medium on biocalcification by Pseudomonas Putida, Lysinibacillus Sphaericus and Bacillus Subtilis

The objective of this study is to investigate the efficiency of calcium carbonate bioprecipitation by Lysinibacillus sphaericus, Bacillus subtilis and Pseudomonas putida, obtained from the Coleção de Culturas do Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS), as a first step in determining their potential to protect building materials against water uptake. Two culture media were studied: modified B4 containing calcium acetate and 295 with calcium chloride. Calcium consumption in the two media after incubation with and without the bacterial inoculum was determined by atomic absorption analysis. Modified B4 gave the best results and in this medium Pseudomonas putida INQCS 113 produced the highest calcium carbonate precipitation, followed by Lysinibacillus sphaericus INQCS 414; the lowest precipitation was produced by Bacillus subtilis INQCS 328. In this culture medium XRD analysis showed that Pseudomonas putida and Bacillus subtilis precipitated calcite and vaterite polymorphs while Lysinibacillus sphaericus produced only vaterite. The shape and size of the crystals were affected by culture medium, bacterial strain and culture conditions, static or shaken. In conclusion, of the three strains Pseudomonas putida INQCS 113 in modified B4 medium gave the best results precipitating 96% of the calcium, this strain thus has good potential for use on building materials.

Óxidos do tipo perovskita para reação de redução de no com CO

In this work, the perovskite-type oxides LaNiO3, LaMnO3, La0,7Sr0,3NiO3 and La0,7Sr0,3MnO3 were prepared by co-precipitation and tested in the NO reduction with CO at 400 and 500 ºC for 10 h. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed reduction with hydrogen, nitrogen adsorption and chemical analysis. The nonstoichiometric oxygen was quantified by temperature programmed reduction, and the catalytic tests showed that the La0,7Sr0,3MnO3 catalyst presented the higher performance for the reduction reaction of NO with CO. The partial substitution of lanthanum by strontium increased the NO conversion and the N2 yield.

Mechanical, thermal and morphological properties of glutaraldehyde crosslinked bovine pericardium followed by glutamic acid treatment

Major problems with valve bioprostheses are associated with progressive structural deterioration and calcification, directly associated with the use of glutaraldehyde (GA). This work describes the effects of GA processing and borate/glutamic acid buffer treatment on the mechanical, thermal and morphological properties of 0.5% GA crosslinked bovine pericardium (BP). The results showed that while the treatment of 0.5% GA crosslinked BP with borate/glutamic acid significantly improves the mechanical properties, it had no visible effect on surface morphology. Better surface preservation was only achieved for BP pre-treated with a lower GA concentration followed by the conventional treatment (0.5% GA). Improvements in mechanical properties probably arises from structural changes probably involving the depolymerization of polymeric GA crosslinks and an increase electrostatic interaction due to covalent binding of glutamic acid to free carbonyl groups (Schiff base).The results indicate that the treatment GA crosslinked BP with borate/glutamic acid buffer may be an attractive procedure for the manufacture of heart valve bioprostheses.

Cloning, purification and comparative characterization of two digestive lysozymes from Musca domestica larvae

cDNA coding for two digestive lysozymes (MdL1 and MdL2) of the Musca domestica housefly was cloned and sequenced. MdL2 is a novel minor lysozyme, whereas MdL1 is the major lysozyme thus far purified from M. domestica midgut. MdL1 and MdL2 were expressed as recombinant proteins in Pichia pastoris, purified and characterized. The lytic activities of MdL1 and MdL2 upon Micrococcus lysodeikticus have an acidic pH optimum (4.8) at low ionic strength (μ = 0.02), which shifts towards an even more acidic value, pH 3.8, at a high ionic strength (μ = 0.2). However, the pH optimum of their activities upon 4-methylumbelliferyl N-acetylchitotrioside (4.9) is not affected by ionic strength. These results suggest that the acidic pH optimum is an intrinsic property of MdL1 and MdL2, whereas pH optimum shifts are an effect of the ionic strength on the negatively charged bacterial wall. MdL2 affinity for bacterial cell wall is lower than that of MdL1. Differences in isoelectric point (pI) indicate that MdL2 (pI = 6.7) is less positively charged than MdL1 (pI = 7.7) at their pH optima, which suggests that electrostatic interactions might be involved in substrate binding. In agreement with that finding, MdL1 and MdL2 affinities for bacterial cell wall decrease as ionic strength increases.