A biological survey method applied to seafloor massive sulphides (SMS) with contagiously distributed hydrothermal-vent fauna

Strategies for mitigation of seafloor massive sulphide (SMS) extraction in the deep sea include establishment of suitable reference sites that allow for studies of natural environmental variability and that can serve as sources of larvae for re-colonisation of extracted hydrothermal fields. In this study, we characterize deep-sea vent communities in Manus Basin (Bismarck Sea, Papua New Guinea) and use macrofaunal data sets from a proposed reference site (South Su) and a proposed mine site (Solwara 1) to test the hypothesis that there was no difference in macrofaunal community structure between the sites. We used dispersion weighting to adjust taxa-abundance matrices to down-weight the contribution of contagious distributions of numerically abundant taxa. Faunal assemblages of 3 habitat types defined by biogenic taxa (2 provannid snails, Alviniconcha spp. and Ifremeria nautilei; and a sessile barnacle, Eochionelasmus ohtai) were distinct from one another and from the vent peripheral assemblage, but were not differentiable from mound-to-mound within a site or between sites. Mussel and tubeworm populations at South Su but not at Solwara 1 enhance the taxonomic and habitat diversity of the proposed reference site. © Inter-Research 2012.

John Thompson: Seeing through China

In 1848, Karl Marx predicted that a flow of cheap commodities would be the heavy artillery which would batter down all Chinese walls and open up the country to the west (Marx, 1978, p. 477). The Scottish photographer John Thomson (1837-1921) was both chronicler of and participant in the early moments of this process. Thomson was a commercial photographer who first arrived in the Far East in 1862. He earned the moniker of 'China' in a decade-long stay during which he photographed what he considered to be the key aspects of its culture and landscape. In this body of work, Illustrations of China and its People (first published in 1874) is perhaps the most comprehensive. It explores, through two hundred photographs and accompanying texts, a series of phenomena from the macro-scale of landscape, infrastructure and industry to the smaller scales of streetscapes, domestic spaces, individual portraits, and other details of everyday life. Despite his own description of the volumes as encyclopedic, Illustrations is geographically quite limited. Thomson's explorations into the hinterland proceed up the country’s principal rivers from those coastal ports which had already been wrested into western hands during the Opium Wars (of the 1840s) and subsequently opened up to trade. This is perhaps one of the reasons why Illustrations has been described as an explicitly colonial text, a guide-book for the prospective settler whose content offered the strategic knowledge of land, culture and natural resources necessary if the territorial advantages of the coastal periphery were to extended to the interior (Jeffrey, 1981, p. 64). It can also be argued, however, that Thomson’s volume offered justification for a potential colonial presence. Faced with a civilization whose history was as sophisticated as the west, it depicts a culture that is static and moribund, its addiction to traditional values an impediment to progress. While this is perhaps most explicit in the texts of Illustrations of China, it can also be seen in the images whose uniform chemical rendering also serves to make an essentially diverse culture seem homogenous. Yet it is these images that distinguish Illustrations from previous attempts to collate China’s culture and landscape. Here, the mechanical precision of his camera captures a reality that often subverts the colonial narrative, confounding stereotypes as Thomson’s mass-produced images allow another China to emerge.

Molecular phylogenetic analysis of a known and a new hydrothermal vent octopod:Their relationships with the genus Benthoctopus (Cephalopoda: Octopodidae)

The resolution of evolutionary relationships among deep-sea incirrate octopuses has been hindered by the paucity of individuals available for morphological studies and by the lack of tissue samples preserved using fixatives compatible with simple DNA extraction techniques. Evolutionary relationships from 11 species of deep-sea incirrate octopuses were investigated using 2392 base pairs (bp) of DNA from four mitochondrial genes (12S rDNA, 16S rDNA, cytochrome c oxidase subunit III, and cytochrome b) and the nuclear gene, rhodopsin. Morphological examination of these species was also undertaken. Molecular analyses distinguish a species of octopus from hydrothermal vents at Manus Basin from the vent octopodid Vulcanoctopus hydrothermalis known from vents on the East Pacific Rise. Both are herein considered members of the clade currently assigned the name Benthoctopus, although taxonomic implications preclude formally naming Vulcanoctopus as a junior synonym. Morphological investigations led to the conclusion that Benthoctopus macrophallus is a junior synonym of Benthoctopus yaquinae. An amended diagnosis of Benthoctopus is provided with additional information on male reproductive characteristics. Copyright © 2009 · Magnolia Press.

Community dynamics and the lower airway microbiota in stable chronic obstructive pulmonary disease, smokers and healthy non-smokers

RATIONALE: The role bacteria play in the progression of COPD has increasingly been highlighted in recent years. However, the microbial community complexity in the lower airways of patients with COPD is poorly characterised.

OBJECTIVES: To compare the lower airway microbiota in patients with COPD, smokers and non-smokers.

METHODS: Bronchial wash samples from adults with COPD (n=18), smokers with no airways disease (n=8) and healthy individuals (n=11) were analysed by extended-culture and culture-independent Illumina MiSeq sequencing. We determined aerobic and anaerobic microbiota load and evaluated differences in bacteria associated with the three cohorts. Culture-independent analysis was used to determine differences in microbiota between comparison groups including taxonomic richness, diversity, relative abundance, 'core' microbiota and co-occurrence.

MEASUREMENT AND MAIN RESULTS: Extended-culture showed no difference in total load of aerobic and anaerobic bacteria between the three cohorts. Culture-independent analysis revealed that the prevalence of members of Pseudomonas spp. was greater in the lower airways of patients with COPD; however, the majority of the sequence reads for this taxa were attributed to three patients. Furthermore, members of Bacteroidetes, such as Prevotella spp., were observed to be greater in the 'healthy' comparison groups. Community diversity (α and β) was significantly less in COPD compared with healthy groups. Co-occurrence of bacterial taxa and the observation of a putative 'core' community within the lower airways were also observed.

CONCLUSIONS: Microbial community composition in the lower airways of patients with COPD is significantly different to that found in smokers and non-smokers, indicating that a component of the disease is associated with changes in microbiological status.

LaGomiCs - Lagomorph Genomics Consortium: An International Collaborative Effort for Sequencing the Genomes of an Entire Mammalian Order

The order Lagomorpha comprises about 90 living species, divided in 2 families: the pikas (Family Ochotonidae), and the rabbits, hares, and jackrabbits (Family Leporidae). Lagomorphs are important economically and scientifically as major human food resources, valued game species, pests of agricultural significance, model laboratory animals, and key elements in food webs. A quarter of the lagomorph species are listed as threatened. They are native to all continents except Antarctica, and occur up to 5000 m above sea level, from the equator to the Arctic, spanning a wide range of environmental conditions. The order has notable taxonomic problems presenting significant difficulties for defining a species due to broad phenotypic variation, overlap of morphological characteristics, and relatively recent speciation events. At present, only the genomes of 2 species, the European rabbit (Oryctolagus cuniculus) and American pika (Ochotona princeps) have been sequenced and assembled. Starting from a paucity of genome information, the main scientific aim of the Lagomorph Genomics Consortium (LaGomiCs), born from a cooperative initiative of the European COST Action “A Collaborative European Network on Rabbit Genome Biology—RGB-Net” and the World Lagomorph Society (WLS), is to provide an international framework for the sequencing of the genome of all extant and selected extinct lagomorphs. Sequencing the genomes of an entire order will provide a large amount of information to address biological problems not only related to lagomorphs but also to all mammals. We present current and planned sequencing programs and outline the final objective of LaGomiCs possible through broad international collaboration.

Análise da qualidade do sistema de observação do comportamento técnico de bruços

O presente estudo teve como objetivo o processo de construção e validação de um instrumento de observação. Neste contexto, centrámos a análise num requisito fundamental – a validade e fiabilidade do instrumento, instrumento este que servirá de base ao registo dos comportamentos observados durante a execução de vinte ciclos gestuais na técnica de bruços. O instrumento foi composto por um sistema de Formatos de Campo (Oliveira, Campaniço & Anguera, 2001), com base em referências da metodologia observacional e modelos biomecânicos da Natação (Colman & Persyn, 1993; Silva & Alves, 2000; Louro, Garrido, Ferraz, Marinho, Conceição, Tolentino, Barbosa & Silva, 2009), dando especial evidência a cinco critérios taxionómicos que agregam, na forma de códigos alfa-numéricos, a informação decisiva para descrever comportamentos que definem a técnica de bruços. Para garantir o rigor e objectividade do instrumento, foi efectuada a análise à qualidade e validade do instrumento recorrendo ao Índice de Kappa (Anguera, 1993; Blanco 1993, 1997), com base nos registos de cinco observadores treinados (inter-observadores, 96.9%) e, para efeitos de precisão, de mais um perito (intra-observador, 97.8%). Como conclusão, é possível apurar que a valência deste instrumento qualitativo é bem evidente pelos elevados valores de concordância, tornando-se um instrumento adequado para observar os comportamentos técnicos dos nadadores em bruços. - The aim of this study was the process of construction and validation of an observation instrument. In this context, we focused the analysis on a fundamental requirement - the validity and reliability of the instrument. This instrument will serve as basis for the registration of behaviors observed during the execution of twenty gestural cycles of the breaststroke technique. The instrument consisted of a Field Formats system (Oliveira, Campaniço & Anguera, 2001), based on references of the observational methodology and Swimming biomechanical models (Persyn & Colman, 1993; Silva & Alves, 2000; Louro, Garrido, Ferraz, Marinho, Conceição, Tolentino, Barbosa & Silva, 2009), giving special emphasis to five taxonomic criteria that aggregate, in the form of alpha-numeric codes, crucial information to describe behaviors that define the breaststroke technique. To ensure the instrument’s accuracy and objectivity, an analysis of the instrument’s quality and validity was made, using the Kappa Index (Anguera, 1993; Blanco 1993, 1997). This analysis was based on records of five trained observers (inter-observer, 96.9%) and, for accuracy purposes, another expert (intraobserver, 97.8%). In conclusion, it is possible to determine that, given the high reliability values, the validity of this qualitative instrument is evident, making it a suitable instrument to observe the technical behavior in breaststroke swimmers.

Computerized key to the genus Bursaphelenchus Fuchs, analysis of species clusters based on morphology, using information of insect vectors and associated plants, with a revision of the genus.

The genus Bursaphelenchus includes B. xylophilus (Steiner et Buhrer, 1934) Nickle, 1981, which is of world economic and quarantine importance. Distinction among several species of the pinewood nematodes species complex (PWNSC) is often difficult. Besides standard morphology, morphometrics and molecular biology, new tools are welcome to better understand this group. The computerized (or e-) key of this genus, presented in this communication, includes 74 species (complete list of valid species of the world fauna) and 35 characters, that were used by the taxonomic experts of this group, in the original descriptions. Morphology of sex organs (male spicules and female vulval region) was digitized and classified to distinguish alternative types. Several qualitative characters with overlapping character states (expressions) were transformed into the morphometric indices with the discontinuous ranges (characters of ratios of the spicule dimensions). Characters and their states (expressions) were illustrated in detail and supplied by brief user-friendly comments. E-key was created in the BIKEY identification system (Dianov & Lobanov, 1996-2004). The system has built-algorithm ranging characters depending on their diagnostic values at each step of identification. Matrix of species and the character states (structural part of the e-key database) may be easily transformed using statistical packages into the dendrograms of general phenetic similarities (UPGMA, standard distance: mean character difference). It may be useful in the detailed analysis of taxonomy and evolution of the genus and in its splitting to the species groups based on morphology. The verification of the dendrogram using the information on the species links with insect vectors and their associated plants, provided an opportunity to recognize the five clusters (xylophilus, hunti, eremus sensu stricto, tusciae and piniperdae sensu stricto), which seem to be the natural species groups. The hypothesis about the origin and the first stages of the genus evolution is proposed. A general review of the genus Bursaphelenchus is presented.

A synopsis of the genus Bursaphelenchus Fuchs, 1937 (Aphelenchida: Parasitaphelenchidae) with keys to species

The 75 valid species of the genus Bursaphelenchus are listed together with their synonyms. Diagnostic characters and their states are discussed and illustrated. Tabular and traditional text keys are provided for the genus. Two new subspecies are proposed to distinguish populations of B. piniperdae and B. poligraphi, as described by Rühm (1956), from the original descriptions of these species published by Fuchs (1937). Known records of Bursaphelenchus species with their associated natural vectors, plants and plant families are given. Dendrograms of species relationships (UPGMA, standard distance: mean character difference) based on combined taxonomic characters and also on spicule characters only, are provided. Discussion as to whether the species groups are natural or artificial (and therefore purely diagnostic) is based on their relationships in the dendrogram and the vector and associated plant ranges of the species. Of the six species groups distinguished, two appear to represent natural assemblages, these being the xylophilus-group (with ten species) and the hunti-group (seven species), of which two, B. cocophilus and B. dongguanensis, form the cocophilus-cluster which is separated on the dendrogram from the main clusters. The remaining four species groups appear to be artificial and purely diagnostic in function, namely the aberrans-group (four species); the eidmanni-group (six species); the borealis-group (five species), and the piniperdae-group (43 species). Two new subspecies, both in the piniperdae-group, viz. B. piniperdae ruehmpiniperdae n. subsp. and B. poligraphi ruehmpoligraphi n. subsp., are proposed and diagnosed from B. piniperdae piniperdae and B. poligraphi poligraphi the respective type subspecies. Bursaphelenchus dongguanensis is regarded as being a valid member of the genus and its transfer to Parasitaphelenchus is rejected.

Review of the genus Bursaphelenchus Fuchs, 1937 (Nematoda, Aphelenchida) with some conclusions on the host-parasite and vector-parasite evolution.

INTRODUCTION AND GOALS: Genus Bursaphelenchus includes several pests of the world importance for the rural economy, the most dangerous are the Bursaphelenchus xylophilus (the pinewood nematode caused decline of the pine trees in south Asia and in one spot area in Europe, Portugal, Peninsula de Setubal) and the Bursaphelenchus cocophilus, causing the decline of coco-palm plantations in Carribean and Latin American regions. The peculiarity of the host-parasite association of the genus that the nematode life cycle includes three trophic components: plant (mostly a tree), insect vector and a fungus. Goals of the presentation is to list all species of the world fauna and all efficient diagnostic characters, then create the identification tool and analyze the similarity of species and possible ways and causes of the host-parasite evolution of the group. RESULTS: Complete list of species with synonymy and a catalogue of all efficient diagnostic characters with their states, selected from papers of the most experienced taxonomists of the genus, are given for the genus Bursaphelenchus. List of known records of Bursaphelenchus species with names of natural vectors and plants and their families is given (for world pests the most important groups of trees and insects are listed). The tabular, traditional and computer-aided keys are presented. Dendrograms of species relationships (UPGMA, standard distance: mean character difference) based on all efficient taxonomic characters and separately on the spicule characters only, are given. Discussion whether the species groups are natural or purely diagnostic ones is based on the relationships dendrograms and the vector and associated plant ranges of Bursaphelenchus species; the xylophilus species group (B. xylophilus, B. abruptus, B. baujardi, B. conicaudatus, B. eroshenkii, B. fraudulentus, B. kolymensis, B. luxuriosae; B. mucronatus), the hunti group (B. hunti, B. seani, B. kevini and B. fungivorus) are probably the natural ones. CONCLUSIONS: The parasitic nematode association includes three trophic components: plant, insect vector and fungus. The initial insect-plant complex Scolytidae-Pinaceae is changeable and only in rare occasions the change of the preferred vector to Cerambycidae (the xylophilus group), Hymenoptera (the hunti group) led to formation of the natural species-groups. From the analysis it is clear that although the vector range is changeable it is comparatively more important for the evolution of the genus Bursaphelenchus than associations with plants at the family level. Data on the fungi species (3rd component in natural Bursaphelenchus associations) are insufficient for the detailed comparative analysis.

Ultrastructure and phylogeny of peridinioid dinoflagellates

Os dinoflagelados são um grupo muito diverso de protistas que possuem um conjunto de características pouco comuns. Os peridinióides são dinoflagelados com teca que é formada por seis séries latitudinais de placas, incluindo a série cingular e um anel incompleto de placas intercalares anteriores, embora as últimas estejam ausentes em algumas espécies de Peridiniopsis. São dinoflagelados com simetria bilateral em relação ao plano apical que contem o eixo dorso-ventral. Na série sulcal há apenas uma placa posterior que contacta com o limite ventral de duas grandes placas antapicais. Entre os peridinióides, a presença ou ausência de um poro apical e o número de placas no cíngulo são geralmente consideradas marcas filogenéticas importantes ao nível de género ou família. Actualmente, a definição de Peridinium Ehrenberg, o dinoflagelado mais comum de água doce, inclui organismos com combinações diferentes destas duas características. Trabalhos anteriores sobre a ultrastrutura e afinidade filogenética das espécies tipo de Peridinium, P. cinctum, e Peridiniopsis Lemmermann, P. borgei também sugerem a necessidade de reexaminar as relações taxonómicas dos peridinióides. Esta tese combina o estudo ultrastrutural de uma selecção de espécies com hipóteses filogenéticas baseadas nas sequências de LSU rDNA, para aumentar o nosso conhecimento das diferenças e afinidades dentro dos peridinióides. Tem como objectivo aumentar o nosso conhecimento das características individuais das células que possam levar a reconhecer sinapomorfias que possam ser usadas como marcadores dos peridinióides como um todo e dos seus subgrupos. As espécies escolhidas para exame pormenorizado foram: Peridinium palatinum Lauterborn, de um grupo com duas placas intercalares anteriores, seis placas cingulares e sem poro apical; Peridinium lomnickii Wo!oszy"ska, de um grupo com poro apical, três placas intercalares e seis cingulares; Peridiniopsis berolinensis (Lemmermann) Bourrelly, uma espécie heterotrófica com poro apical, sem placas intercalares e com seis placas cingulares; e Sphaerodinium cracoviense Wo!oszy"ska, um membro de um género de formas com teca com um tipo de tabulação marginalmente peridinióide, com um suposto poro apical e quatro placas intercalares anteriores. Peridinium palatinum difere de Peridinium e Peridiniopsis típicos, quer em características da teca, quer internas. As diferenças estimadas entre as sequências parciais de LSU rDNA de P. palatinum e a espécie próxima P. pseudolaeve, relativamente a P. cinctum são comparativamente grandes e, juntamente com a topologia da árvore filogenética, apoiam a separação de P. palatinum e formas próximas ao nível de género. Palatinus nov. gen. foi, então, descrito com as novas combinações Palatinus apiculatus nov. comb. (espécie tipo; sin. Peridinium palatinum), P. apiculatus var. laevis nov. comb. e P. pseudolaevis nov. comb.. As características distintivas de Palatinus incluem uma superfície das placas lisa ou um tanto granulosa, mas não areolada, um grande pirenóide central penetrado por canais citoplasmáticos e de onde radiam lobos plastidiais, e a presença de uma fiada microtubular homóloga à de um pedúnculo. As células de Palatinus saem da teca pela zona antapicalpos- cingular. Peridinium lomnickii apresenta tabulação semelhante às formas marinhas, produtoras de quistos calcários, do género Scrippsiella A.R. Loeblich. Para comparação, adicionámos novas observações ultrastruturais de S. trochoidea. Peridinium lomnickii tem uma combinação de características diferente de Peridinium, Peridiniopsis e Scrippsiella. As hipóteses filogenéticas baseadas em DNA colocam P. lomnickii no mesmo ramo que Pfiesteria Steidinger et Burkholder, Tyrannodinium e outras Pfiesteriaceae, com as quais partilha um "microtubular basket" e uma ligação peculiar entre duas placas do sulco. As características distintivas do novo género proposto Chimonodinium gen. ined. incluem, além da tabulação, a ausência de pirenóides, a presença de um "microtubular basket" com quatro ou cinco fiadas sobrepostas de microtúbulos associados a um pequeno pedúnculo, um sistema pusular com tubos pusulares bem definidos ligados aos canais flagelares, e a produção de quistos não calcários. Peridiniopsis berolinensis partilha várias características significativas com Pfiesteria e afins, como um "microtubular basket" com a capacidade de suportar um tubo de alimentação, quimiossensibilidade para encontrar presas apropriadas, o modo de natação junto às presas e a organização geral da célula. Hipóteses filogenéticas com base em LSU rDNA confirmam a afinidade entre P. berolinensis e Pfiesteria bem como a relação mais remota com a espécie tipo de Peridiniopsis, P. borgei. Estas razões justificam a proposta de Tyrannodinium gen. nov., uma nova Pfiesteriaceae que difere de outros membros do grupo por viver em água doce e nos pormenores da tabulação. Sphaerodinium cracoviense revelou a tabulação típica do género Sphaerodinium, que apresenta um número de placas intercalares superiores e pos-cingulares maior que o que é típico em peridinióides: 4 e 6, respectivamente. Observações em SEM mostraram uma estrutura apical diferente da dos peridinióides, e um sulco apical numa das placas fazendo lembrar a área apical de alguns woloszynskióides. Os pormenores do aparelho flagelar e do sistema pusular ligam o Sphaerodinium aos woloszynskióides em geral e ao género Baldinia em particular, mas não aos peridinióides. O volumoso estigma de S. cracoviense revelou ser extraplastidial e de um modelo único, composto por elementos que se encontram em woloszynskióides, mas nunca encontrados anteriormente juntos. A análise filogenética baseada nas sequências parciais de LSU rDNA também sugerem uma maior proximidade de S. cracoviense com os woloszynskióides do que com os peridinióides. Futuras análises pormenorizadas de dinoflagelados peridinióides, em especial entre os do numeroso grupo de espécies com poro apical, serão necessárias para clarificar as suas relações taxonómicas; e a produção de descrições melhoradas das características finas particulares das células serão um requisito para perceber a evolução dos caracteres dos peridinióides por forma a podermos identificar marcadores filogenéticos.

Macrofaunal assemblages from mud volcanoes in the Gulf of Cadiz

Desde a descoberta em 1999 do primeiro vulcão de lama no Golfo de Cádis, cerca de 40 locais, de profundidade variável entre os 200 e os 3900 m, com diferentes graus de emissão de hidrocarbonetos foram localizados e amostrados dentro do programa IOC-UNESCO “Training Through Research (TTR) “ e mais recentemente dentro do projecto europeu HERMES. Neste estudo investigamos as comunidades da macrofauna dos vulcões de lama do Golfo de Cádis utilizando uma diversidade de equipamento de amostragem quantitativo e não quantitativo. Mais de 14550 espécimes foram examinados e incluídos nos diferentes grupos taxonómicos, sendo fornecida uma lista taxonómica detalhada com o menor nível taxonómico possível. A biodiversidade, distribuição dos principais taxa, as espécies quimiossintéticas e a biodiversidade regional e substituição de espécies são apresentados e discutidos. Dentro da macrofauna, os bivalves (nomeadamente super-familia Thyasiroidea, espécies quimisimbióticos e comunidade de bivalves) e os ofiurideos são estudados em pormenor. Os Thyasiroidea colhidos nos vulcões de lama do Golfo de Cádis são revistos. Das sete espécies identificadas, apenas uma Thyasira vulcolutre. sp. nov se encontra associada a um ambiente quimiossintético. Esta espécie é restrita a locais activos, mas não se verificam padrões de distribuição para as outras espécies. Os bivalves quimiosimbióticos amostrados são revistos. Das 10 espécies fortemente associadas a ambientes quimiossintéticos duas Solemyidae, Petrasma elarraichensis sp. nov. e Acharax gadirae sp. nov., uma Lucinidae, Lucinoma asapheus sp. nov., e uma Vesicomyidae, Isorropodon megadesmus sp. nov. são descritas e comparadas com similares das respectivas famílias. As comunidades de bivalves foram analisadas em detalhe e do estudo de 759 espécimes (49 espécies em 21 familias) descreve-se a diversidade e padrões de distribuição. Os Ophiuroidea amostrados nos vulcões de lama e ambientes batiais adjacentes são revistos. Treze espécies são incluídas em 4 famílias, Ophiacanthidae, Ophiactidae, Amphiuridae e Ophiuridae e são identificadas, tendo sido descrita uma nova espécie Ophiopristis cadiza sp. nov. Rácios isotópicos (δ13C, δ15N, δ34S) foram determinados em várias espécies no intuito de investigar a ecologia trófica das comunidades bênticas dos vulcões do Golfo de Cádis. Os valores de δ13C para os bivalves Solemyidae, Lucinidae e Thyasiridae estão de acordo com os valores para outros bivalves conhecidos por possuírem simbiontes tiotróficos. Por outro lado os valores de δ13C e δ34S para Bathymodiolus mauritanicus sugerem a ocorrência de metanotrofia. A análise da fauna heterotrófica indica igualmente que as espécies habitantes da cratera dos vulcões de lama derivam a sua nutrição de fontes quimiossintéticas. A indicação pela análise isotópica que as bactérias autotróficas contribuem substancialmente para a nutrição dos bivalves hospedeiros, levou-nos a investigar os endossimbiontes e as suas relações filogenéticas relativamente a outros bivalves através da análise comparativa de análises de sequências de 16S ribossomal RNS. Análises moleculares PCR-DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) e clonagem de genes de bacterias 16S rRNA confirmaram a presença de simbiontes oxidantes de enxofre e colocam a possibilidade de uma simbiose dupla para o B. mauritanicus. A diversidade microbiana dentro dos Frenulata foi igualmente estudada recorrendo a métodos moleculares e revelou a não existência de padrão entre espécies, vulcões, profundidade e idade do animal sugerindo assim a não procura de simbiontes específicos.

A revision of the polychaete family Nephtyidae, based on morphological and molecular data

A família Nephtyidae é uma das mais frequentes em habitats costeiros e marinhos de todo o mundo. São organismos errantes típicos de sedimentos arenosos e lodosos, ocorrendo frequentemente no domínio costeiro até 100 m de profundidade, e mais raramente em profundidades batiais e abissais. As primeiras espécies descritas foram o Nephtys caeca (Fabricius, 1780) e o N. ciliata (O. F. Müller, 1789), ambas atribuídas inicialmente ao género Nereis e posteriormente transferidas para o género Nephtys por Savigny, em 1818. A família Nephtyidae foi criada em 1851 por Grube para o género Nephtys Cuvier, 1817. No âmbito desta tese é feito um estudo taxonómico e filogenético da família Nephtyidae. O estudo filogenético inclui dados morfológicos e moleculares de 24 taxa representantes dos cinco géneros da família, Nephtys Cuvier, 1817, Aglaophamus Kinberg, 1866, Micronephthys (Friedrich, 1939), Inermonephtys Fauchald, 1967 e Dentinephtys Imajima e Takeda, 1987. A análise evidenciou dois grandes grupos correspondentes aos dois principais géneros, Aglaophamus e Nephtys. Duas espécies do género Nephtys (N. pulchra e N. australiensis) são transferidas para o género Aglaophamus, e consequentemente são propostas novas diagnoses para os géneros. O género Dentinephtys é sinonimizado com Nephtys e um novo género, Bipalponephtys, é descrito para acomodar as espécies Nephtys cornuta, N. danida e Micronephthys neotena. As relações filogenéticas entre os géneros são discutidas. Do estudo taxonómico resultou a revisão da família Nephtyidae para o Sul da Europa (entre o Canal da Mancha e o Mediterrâneo), com a descrição de uma nova espécie, Inermonephtys foretmontardoi. A espécie Micronephthys maryae é sinonimizada com M. stammeri. Para cada espécie são incluídas notas sobre a sua ecologia bem como a distribuição geográfica e batimétrica. São propostas novas diagnoses para os géneros do Sul da Europa bem como uma chave de identificação taxonómica para as espécies desta região. Após uma exaustiva revisão bibliográfica da família, e da observação de material museológico relativo a 44 espécies, foi compilada uma lista completa para a família de 128 espécies, distribuídas por cinco géneros (57 Nephtys, 53 Aglaophamus, sete Micronephthys, oito Inermonephtys e três Bipalponephtys), na qual são incluídas sinonímias e considerações taxonómicas para cada espécie. A espécie Nephtys serrata é sinonimizada com N. serratifolia. São apresentados as distribuições geográficas e batimétricas das diferentes espécies e notas sobre o seu habitat. São também incluídas tabelas de identificação com as principais características taxonómicas das espécies. O valor diagnóstico dos caracteres morfológicos é discutido. Vários problemas taxonómicos são realçados, indicando a necessidade de revisões adicionais para 23 espécies. Este trabalho realça a existência de vários problemas taxonómicos e filogenéticos dentro da família Nephtyidae, podendo ser considerado como a base para estudos futuros. Análises filogenéticas adicionais incluindo dados morfológicos e moleculares de um maior número de espécies vão certamente conduzir a uma melhor avaliação do estatuto e relações entre os géneros dentro da família.

Macroinvertebrate traits as biomonitoring tools in agricultural scenarios

Os ecossistemas de água doce – responsáveis por funções ambientais importantes e pelo fornecimento de bens e serviços insubstituíveis – têm vindo a ser severamente afectados por perturbações antropogénicas. A conversão de floresta em terreno agrícola afecta os sistemas aquáticos através de uma série de mecanismos: sedimentação; excesso de nutrientes; contaminação; alterações hidrológicas; e remoção de vegetação ripícola. As comunidades de macroinvertebrados de água doce – devido à sua diversidade, ubiquidade e sensibilidade às perturbações ambientais – revelam-se como particularmente adequadas para estudos de avaliação da integridade ecológica destes sistemas expostos simultaneamente a múltiplos factores de impacto. O uso sistemático de respostas biológicas para avaliação de mudanças ambientais – ou biomonitorização – pode ser levado a cabo através de diversas metodologias, que, de uma forma geral, não consideram aspectos funcionais das comunidades biológicas e têm aplicabilidade geograficamente restrita. A biomonitorização através de atributos biológicos (características que reflectem a adaptação das espécies ao seu meio ambiente) revela-se como uma ferramenta promissora na resolução dos problemas referidos, apresentando vantagens adicionais: relações causa-efeito directas; melhoria na diferenciação de impactos; e integração da variabilidade natural. O presente estudo apresenta uma revisão critica do estado-da-arte actual na área do uso de atributos biológicos em biomonitorização. Até à data de publicação, não estava disponível nenhum outro trabalho com a base conceptual do uso de atributos de macroinvertebrados enquanto descritores de comunidades e para efeitos de biomonitorização e gestão de sistemas de água doce. Descrevem-se as teorias ecológicas de suporte destas metodologias (conceitos de habitat-molde e de filtros paisagísticos) e os estudos que aplicaram estas teorias em cenários reais, tendo-se chamado a atenção para questões técnicas e possíveis soluções. As necessidades futuras nesta área englobam: o desenvolvimento de uma só ferramenta de biomonitorização de aplicação alargada; uma maior compreensão da variabilidade natural nas comunidades biológicas; diminuição dos efeitos de soluções de compromisso biológico e sindromas; realização de estudos autoecológicos adicionais; e detecção de impactos específicos em cenários de impacto complexos. Um dos objectivos deste estudo foi contribuir para a melhoria das técnicas de biomonitorização através de atributos, focalizando em comunidades de macroinvertebrados ribeirinhas em diferentes regiões biogeográficas (as bacias hidrográficas dos rios: Little e Salmon em New Brunswick, Canadá; Anllóns na Galiza, Espanha; Reventazón em Cartago, Costa Rica). Em cada região, foram estudados gradientes de uso agrícola de solo, incluindo desde bacias hidrográficas quase exclusivamente cobertas por floresta até bacias sob a influência maioritária de actividades agrícolas intensivas. Em cada gradiente de uso de solo, a caracterização da comunidade biológica (por amostragem de macroinvertebrados em troços de rápidos) foi acompanhada pela caracterização do habitat circundante (incluindo propriedades da bacia hidrográfica, análise química das águas e outras propriedades à escala local). A comunidade de macroinvertebrados foi caracterizada através de informação taxonómica, métricas estruturais, índices de diversidade, métricas de tolerância, índices bióticos e através da compilação de atributos biológicos e fisiológicos gerais, de história de vida e de resistência a perturbações. Análises estatísticas univariadas e multivariadas foram usadas para evidenciar os gradientes biológicos e físico-químicos, confirmar a sua co-variação, testar a significância da discriminação de níveis de impacto e estabelecer comparações inter-regionais. A estrutura de comunidades revelou os complexos gradientes de impacto, que por sua vez co-variaram significativamente com os gradientes de uso de solo. Os gradientes de impacto relacionaram-se sobretudo com entrada de nutrientes e sedimentação. Os gradientes biológicos definidos pelas medidas estruturais seleccionadas co-variaram com os gradientes de impacto estudados, muito embora apenas algumas variáveis estruturais tenham individualmente discriminado as categorias de uso de solo definidas a priori. Não foi detectada consistência nas respostas das medidas estruturais entre regiões biogeográficas, tendo-se confirmadado que as interpretações puramente taxonómicas de impactos são difíceis de extrapolar entre regiões. Os gradientes biológicos definidos através dos atributos seleccionados também co-variaram com os gradientes de perturbação, tendo sido possível obter uma melhor discriminação de categorias de uso de solo. Nas diferentes regiões, a discriminação de locais mais impactados foi feita com base num conjunto similar de atributos, que inclui tamanho, voltinismo, técnicas reproductivas, microhabitat, preferências de corrente e substrato, hábitos alimentares e formas de resistência. Este conjunto poderá vir a ser usado para avaliar de forma predictiva os efeitos das modificações severas de uso de solo impostas pela actividade agrícola. Quando analisadas simultaneamente através dos atributos, as comunidades das três regiões permitiram uma moderada mas significativa discriminação de níveis de impacto. Estas análises corroboram as evidências de que as mudanças nas comunidades de macroinvertebrados aquáticos em locais sob a influência de agricultura intensiva podem seguir uma trajectória convergente no espaço multidimensional, independentemente de factores geográficos. Foram fornecidas pistas para a identificação de parâmetros específicos que deverão ser tidos em conta no planeamento de novos programas de biomonitorização com comunidades de macroinvertebrados bentónicos, para aplicação numa gestão fluvial verdadeiramente ecológica, nestas e noutras regiões. Foram ainda sugeridas possíveis linhas futuras de investigação.

Systematics and evolution of coastal and deepwater Hydrozoa from the NE Atlantic

The study of the Portuguese Hydrozoa fauna has been abandoned for more than half a century, except for the Azores archipelago. One of the main aims of this Ph.D. project was to contribute new hydrozoan records leading to a more accurate perception of the actual hydrozoan diversity found in Portuguese waters, including the archipelagos of Azores and Madeira, and neighbouring geographical areas, for habitats ranging from the deep sea to the intertidal. Shallow water hydroids from several Portuguese marine regions (including the Gorringe Bank) were sampled by scuba-diving. Deep-water hydroids, from the Azores, Madeira, Gulf of Cadiz and Alboran Sea, were collected by researchers of different institutions during several oceanographic campaigns. Occasional hydroid sampling by scuba-diving was performed in the UK, Malta and Spain. Over 300 hydroid species were identified and about 600 sequences of the hydrozoan ‘DNA barcode’ 16S mRNA were generated. The families Sertulariidae, Plumulariidae, Lafoeidae, Hebellidae, Aglaopheniidae, Campanulinidae, Halopterididae, Kirchenpaueriidae, Haleciidae and Eudendriidae, were studied in greater detail. About 350 16S sequences were generated for these taxa, allowing phylogenetic, phylogeographic and evolutionary inferences, and also more accurate taxonomic identifications. Phylogenetic analyses integrated molecular and morphological characters. Subsequent results revealed: particularly high levels of cryptic biodiversity, polyphyly in many taxonomic groups, pairs of species that were synonymous, the identity of several varieties as valid species, and highlighted phylogeographic associations of hydroids in deep and shallow-water areas of the NE Atlantic and W Mediterranean. It was proved that many (but not all) marine hydroid species with supposedly widespread vertical and/or horizontal geographical distributions, correspond in fact to complexes of cryptic taxa. This study further revealed that, in the NE Atlantic, shallow environments sustain higher hydrozoan diversity and abundance, but the importance of bathyal habitats as a source of phylogenetic diversity was also revealed. The Azorean seamounts were shown to be particularly important in the segregation of populations of hydroids with reduced dispersive potential. The bathyal habitats of the Gulf of Cadiz proved to harbour a considerably high number of cryptic species, which may mainly be a consequence of habitat heterogeneity and convergence of various water masses in the Gulf. The main causes proposed for speciation and population divergence of hydroids were: species population size, dispersal mechanisms and plasticity to inhabit different environmental conditions, but also the influence of oceanic currents (and its properties), habitat heterogeneity, climate change and continental drift. Higher phylogenetic resolution obtained for the family Plumulariidae revealed particularly that glacial cycles likely facilitated population divergence, ultimately speciation, and also faunal evolutionary transitions from deep to shallow waters.

Biodiversity and molecular evolution of malacostraca

No actual cenário de perda acelerada de biodiversidade, o nosso conhecimento dos ecossistemas marinhos, apesar da sua extensão e complexidade, continua muito inferior ao dos ecossistemas terrestres. A classe Malacostraca (Arthropoda, Crustacea), um grupo dos mais representativos nos ecossistemas marinhos, apresenta um elevado nível de diversidade morfológica e ecológica, mas difícil sua identificação ao nível de espécie requer frequentemente a ajuda de especialistas em taxonomia. A utilização recente do “barcoding” (código de barras do ADN), revelou ser um método rápido e eficaz para a identificação de espécies em diversos grupos de metazoários, incluindo os Malacostraca. No âmbito desta tese foi construída uma base de dados de código de barras de ADN envolvendo 132 espécies de Malacostraca vários locais de amostragem no Atlântico Nordeste e Mediterrâneo. As sequências de ADN mitocondrial provenientes de 601 espécimes formaram, em 95% dos casos, grupos congruentes com as identificações baseadas em características morfológicas. No entanto, foi detectado polimorfismo em seis casos e a divergência intra-específica foi elevada em exemplares pertencentes a duas espécies morfológicas, sugerindo, neste caso, a ocorrência de especiação críptica. Este estudo confirma a utilidade do código de barras de ADN para a identificação de Malacostraca marinhos. Apesar do sucesso obtido, este método apresenta alguns problemas, como por exemplo a possível amplificação de pseudogenes. A ocorrência de pseudogenes e as possíveisabordagens para a detecção e resolução deste tipo de problemas são discutidas com base em casos de estudo: análises dos códigos de barras ADN na espécie Goneplax rhomboides (Crustacea, Decapoda). A análise dos códigos de barras ADN revelou ainda grupos prioritários de decápodes para estudos taxonómicos e sistemáticos, nomeadamente os decápodes dos géneros Plesionika e Pagurus. Neste âmbito são discutidas as relações filogenéticas entre espécies seleccionadas dos géneros Plesionika e Pagurus. Este trabalho aponta para várias questões no âmbito da biodiversidade e evolução molecular da classe Malacostraca que carecem de um maior esclarecimento, podendo ser considerado como a base para estudo futuros. Análises filogenéticas adicionais integrando dados morfológicos e moleculares de um maior número de espécies e de famílias deverão certamente conduzir a uma melhor avaliação da biodiversidade e da evolução dentro da classe.