Larvacean (Chordata, Tunicata) abundance and inferred secondary production off southeastern Brazil

We studied the temporal and vertical variability in larvacean abundance and secondary production on a fixed station off southeast Brazil, from January 2007 to December 2008. Larvacean biomass was derived from length weight regressions, and growth rates were estimated from an empirical model. We identified eleven larvacean species. Oikopleura longicauda occurred throughout the studied period and was the most abundant species, followed by Oikopleura fusiformis. Fritillaria haplostoma, O. fusiformis and O. longicauda were found mainly above the thermocline, whereas Oikopleura dioica and Fritillaria pellucida preferred bottom layers. Higher abundance and biomass were observed in warmer months, when the water column was stratified as a result of the bottom intrusions of the cold and nutrient-rich South Atlantic Central Water. Secondary production mirrored the biomass seasonal pattern. Larvacean biomass equaled to less than 10% of copepod biomass during the same period, but larvacean production comprised on average 77% that of copepods, whereas the production of discarded houses and fecal pellets comprised up to 2800% of larvaceans secondary production. This confirms the potential significance of larvaceans in the carbon flux in tropical and subtropical coastal regions. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in plastics ingested by seabirds

The occurrence of plastic objects in the digestive tract was assessed in eight species of Procellariiformes collected in southern Brazil and the occurrence of polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs) in the ingested plastics pellets and plastic fragments was evaluated. PCBs were detected in plastic pellets (491 ng g(-1)) and plastic fragments (243-418 ng g(-1)). Among the OCPs, p,p`-DDE had the highest concentrations, ranging from 68.0 to 99.0 ng g(-1). The occurrence of organic pollutants in post-consumer plastics supports the fact that plastics are an important source carrying persistent organic pollutants in the marine environment. Although transfer through the food chain may be the main source of exposure to POPs to seabirds, plastics could be an additional source for the organisms which ingest them, like Procellariiformes which are the seabirds most affected by plastic pollution. (c) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Validação de novo amostrador de furos de desmonte para fins de reconciliação

Mining operations around the world make extensive use of blasthole sampling for short-term planning, which has two undisputed advantages: (1) blastholes are closely spaced providing relatively high sampling density per ton, and (2) there is no additional cost since the blastholes must be drilled anyway. However, blasthole sampling usually presents poor sampling precision, and the inconstant sampling bias caused by particle size and density segregation is an even more serious problem, generally precluding representativeness. One of the main causes of this bias is a highly varying loss of fines, which can lead to both under- and over-estimation of grade depending on the ore type and the gangue. This study validates a new, modified sectorial sampler, designed to reduce the loss of fines and thereby increase sampling accuracy for narrow-diameter blasthole sampling. First results show a significantly improved estimation of gold grade as well as the minimization of the loss of fines.

Analysis of phase transition and dehydration processes of nevirapine

Solid-state characterization of crystalline drugs is an important pre-formulation step for the development and design of solid dosage forms, such as pellets and tablets. In this study, phase transition and dehydration processes of nevirapine have been studied by differential scanning calorimetry and thermogravimetry differential thermal analysis to overcome the problems of drug formulation, namely poor solubility and poor content uniformity. Phase solubility studies elucidated the mechanism of enhanced nevirapine solubility.

The methylation patterns of the IGF2 and IGF2R genes in bovine spermatozoa are not affected by flow-cytometric sex sorting

The objectives of this study were to investigate the effect of sexing by flow cytometry on the methylation patterns of the IGF2 and IGF2R genes. Frozen-thawed, unsorted, and sex-sorted sperm samples from four Nellore bulls were used. Each ejaculate was separated into three fractions: non-sexed (NS), sexed for X-sperm (SX), and sexed for Y-sperm (SY). Sperm were isolated from the extender, cryoprotectant, and other cell types by centrifugation on a 40:70% Percoll gradient, and sperm pellets were used for genomic DNA isolation. DNA was used for analyses of the methylation patterns by bisulfite sequencing. Methylation status of the IGF2 and IGF2R genes were evaluated by sequencing 195 and 147 individual clones, respectively. No global differences in DNA methylation were found between NS, SX, and SY groups for the IGF2 (P=0.09) or IGF2R genes (P=0.38). Very specific methylation patterns were observed in the 25th and 26th CpG sites in the IGF2R gene. representing higher methylation in NS than in the SX and SY groups compared with the other CpG sites. Further, individual variation in methylation patterns was found among bulls. In conclusion, the sex-sorting procedure by flow cytometry did not affect the overall DNA methylation patterns of the IGF2 and IGF2R genes, although individual variation in their methylation patterns among bulls was observed. Mol. Reprod. Dev. 79:7784, 2012. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc.

Soil carbon balance in a tropical grassland: Estimation of soil respiration and its partitioning using a semi-empirical model

In savannah and tropical grasslands, which account for 60% of grasslands worldwide, a large share of ecosystem carbon is located below ground due to high root:shoot ratios. Temporal variations in soil CO2 efflux (R-S) were investigated in a grassland of coastal Congo over two years. The objectives were (1) to identify the main factors controlling seasonal variations in R-S and (2) to develop a semi-empirical model describing R-S and including a heterotrophic component (R-H) and an autotrophic component (R-A). Plant above-ground activity was found to exert strong control over soil respiration since 71% of seasonal R-S variability was explained by the quantity of photosynthetically active radiation absorbed (APAR) by the grass canopy. We tested an additive model including a parameter enabling R-S partitioning into R-A and R-H. Assumptions underlying this model were that R-A mainly depended on the amount of photosynthates allocated below ground and that microbial and root activity was mostly controlled by soil temperature and soil moisture. The model provided a reasonably good prediction of seasonal variations in R-S (R-2 = 0.85) which varied between 5.4 mu mol m(-2) s(-1) in the wet season and 0.9 mu mol m(-2) s(-1) at the end of the dry season. The model was subsequently used to obtain annual estimates of R-S, R-A and R-H. In accordance with results reported for other tropical grasslands, we estimated that R-H accounted for 44% of R-S, which represented a flux similar to the amount of carbon brought annually to the soil from below-ground litter production. Overall, this study opens up prospects for simulating the carbon budget of tropical grasslands on a large scale using remotely sensed data. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Depressão de minerais de ferro: influência da mineralogia, morfologia e pH de condicionamento

Nove amostras de minerais de ferro, provenientes de diferentes minas (jazidas) pertencentes à Vale, foram o objeto desse trabalho, que buscou correlacionar a depressão das referidas amostras com amido e carboximetil celulose versus parâmetros mineralógicos e morfológicos. O amido de milho convencional se mostrou capaz de realizar ação depressora sobre todas as amostras, exceto sobre aquelas que se mostraram mais ricas em hematita compacta (HC). Tais hematitas podem ser chamadas de "problemáticas", visto que interagem fortemente com o coletor e apresentam deficiência de serem deprimidas pelo amido, exigindo elevadas dosagens para minimização de sua tendência à flotação. Carboximetil celulose não apresentou ação depressora sobre nenhuma das amostras estudadas. A flotabilidade das amostras ricas em HC pode ser minimizada pela ação do amido de milho condicionado em pH 8,0-8,5. Testes de flotação com minério itabirítico, contendo elevado percentual de hematitas compactas de pequeno tamanho de cristal, confirmaram a redução do teor de Fe no rejeito com a utilização de amido condicionado em pH≅8.

In-situ XANES experiments on Ni K-edge in mesoporous ZrO2-CeO2:Ni.

Ordered mesoporous ZrO2-CeO2 mixed oxides are potential candidates for catalytic applications. These systems, used as anodes in solid oxide fuel cells (SOFC), may lead to better performance of SOFCs, due to an enhancement on surface area, aiming to achieve a lower working temperature. The aim of this studies is to evaluate the reduction capacity of Ni2+ to Ni in ZrO2-x(mol)%CeO2 (x=50 and 90) samples impregnated with 60(wt.)%NiO. The synthesis was made with Zr and Ce chloride precursors, HCl aqueous solution, Pluronic P123, NH4OH to adjust the pH (3-4) and a teflon autoclave to perform a hydrothermal treatment (80oC/48h). The samples were dried and calcined, until 540oC in N2 and 4 hours in air. The NiO impregnation was made with an ethanol dispersion of Ni(NO3)£6H2O. The powder was calcinated in air until 350oC for 2 hours. Temperature-resolved XANES data at the Ni K-edge were collected at the DXAS beam line of the LNLS in transmission mode, using a Si(111) monochromator and a CCD detector. Sample preparation consisted of mixing »6mg of the powder samples with boron nitride and pressing into pellets. The data were acquired during an experiment of temperature programmed reduction (TPR) under a 5% H2/He until 600oC and mixtures of 20%CH4:5%O2/He, at temperatures from 400 to 600oC. All the reactions were monitored with a mass spectrometer. The data was analyzed with a linear combination fit of 2 standards for each valence number using Athena software. The Ni K-edge experiments demonstrated that for both contents of CeO2, NiO embedded in the porous zirconia-ceria matrix reduces at lower temperatures than pure NiO, revealing that the ZrO2-CeO2 support improves the reduction of impregnated NiO. Ni was oxidized to NiO after all reactions with methane and oxygen. Hydrogenated carbonaceous species were detected, but under reducing conditions, the hydrocarbon compounds are removed. The reaction of total oxidation of methane CH4:O2 (1:2 ratio) was observed at lower temperatures (around 400oC) for both samples.

Varredura de hidrocarbonetos em grânulos plástico da praia de Embaré, Baixada Santista, São Paulo, Brasil

Os oceanos e as praias têm recebido todo o tipo de fragmentos, que podem ter impactos econômicos, estéticos e ecológicos (USEPA, 1992). Dentre esses fragmentos, estão os pellets ou grânulos plásticos, que são utilizados na indústria para manufatura de diversos produtos (Ogata et al, 2009). Esses grânulos entram no ambiente de forma acidental ou intencional durante o transporte ou produção de plástico (ITF, 1988) e representam um importante constituinte da poluição marinha por resíduos sólidos, estando presentes em todos os oceanos e praias do mundo, com relatos desde a década de 70 (Turra, 2008). Efeitos adversos que podem ocorrer em organismos que ingerem esses grânulos incluem bloqueio do trato intestinal, redução de consumo alimentar e aumento à exposição dos produtos químicos (Endo et al., 2005). Segundo Karapanagioti e Klontza (2008), os grânulos de baixa densidade flutuam na superfície do oceano e chegam nas praias. Sendo orgânicos, os grânulos adsorvem contaminantes hidrofóbicos, como hidrocarbonetos, presentes ao longo percurso até chegar na praia (Mato et al., 2001). Esses compostos estão entre contaminantes que podem afetar o ambiente marinho e podem ser provenientes de vazamentos de óleo e queima incompleta de combustíveis fósseis (NRC, 1985). O objetivo deste trabalho é apresentar resultados desses compostos em grânulos de plástico coletados na superfície do sedimento da Praia do Embaré, Baixada Santista, SP, região muito afetada pela introdução de hidrocarbonetos.

Dielectric properties of cobalt ferrite nanoparticles in ultrathin nanocomposite films

Multilayered nanocomposite films (thickness 50-90 nm) of cobalt ferrite nanoparticles (np-CoFe2O4, 18 nm) were deposited on top of interdigitated microelectrodes by the layer-by-layer technique in order to study their dielectric properties. For that purpose, two different types of nanocomposite films were prepared by assembling np-CoFe2O4 either with poly(3,4-ethylenedioxy thiophene):poly(styrene sulfonic acid) or with polyaniline and sulfonated lignin. Despite the different film architectures, the morphology of both was dominated by densely-packed layers of nanoparticles surrounded by polyelectrolytes. The dominant effect of np-CoFe2O4 was also observed after impedance spectroscopy measurements, which revealed that dielectric behavior of the nanocomposites was largely influenced by the charge transport across nanoparticle-polyelectrolyte interfaces. For example, nanocomposites containing np-CoFe2O4 exhibited a single low-frequency relaxation process, with time constants exceeding 15 ms. At 1 kHz, the dielectric constant and the dissipation factor (tan ᵟ) of these nanocomposites were 15 and 0.15, respectively. These values are substantially inferior to those reported for pressed pellets made exclusively of similar nanoparticles. Impedance data were further fitted with equivalent circuit models from which individual contributions of particle's bulk and interfaces to the charge transport within the nanocomposites could be evaluated. The present study evidences that such nanocomposites display a dielectric behavior dissimilar from that exhibited by their individual counterparts much likely due to enlarged nanoparticle- polyelectrolyte interfaces.

Interactions between calcium and heavy metals in Norway spruce : Accumulation and binding of metals in wood and bark

Waste products from the forest industry are to be spread in forests in Sweden to counteract nutrient depletion due to whole tree harvesting. This may increase the bioavailability of calcium (Ca) and heavy metals, such as cadmium (Cd), copper (Cu) and zinc (Zn) in forest soils. Heavy metals, like Cd, have already been enriched in forest soils in Sweden, due to deposition of air pollutions, and acidification of forest soils has increased the bioavailability of toxic metals for plant uptake. Changes in the bioavailability of metals may be reflected in altered accumulation of Ca and heavy metals in forest trees, changes in tree growth, including wood formation, and altered tree species composition. This thesis aims at examining: A) if inter- or intra- specific differences in sensitivity to Cd occur in the most common tree species of Sweden, and if so, to study if these can be explained by the uptake and distribution of Cd within the plant: B) how elevated levels of Ca, Cd, Cu and Zn affect the accumulation and attachment of metals in bark and wood, and growth of young Norway spruce (Picea abies): C) how waste products from the forest industry, such as wood ash, influence the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce. Sensitivity to Cd, and its uptake and distribution, in seedlings of Picea abies, Pinus sylvestris and Betula pendula from three regions (southern, central and northern parts) of Sweden, treated with varying concentrations of Cd, were compared. Differences in root sensitivity to Cd both among and within woody species were found and the differences could to some extent be explained by differences in uptake and translocation of Cd. The root sensitivity assays revealed that birch was the least, and spruce the most, sensitive species, both to the external and to tissue levels of Cd. The central ecotype of the species tested tended to be most Cd resistant. The radial distribution, accumulation and attachment of, and interactions between Ca and heavy metals in stems of two-year-old Norway spruce trees treated with elevated levels of Cd, Cu, Zn and/or Ca, were investigated. Further, the influence of these metals on growth, and on root metal content, was examined. Accumulation of the metals was enhanced in wood, bark and/or roots at elevated levels of the metal in question. Even at low levels of the metals, similar to after application of wood ash, an enhanced accumulation was apparent in wood and/or bark, except for Cd. The increased accumulation of Zn and Cu in the stem did not affect the growth. However, Cu decreased the accumulation of Ca in wood. Higher levels of Cu and Cd reduced the stem diameter and the toxic effect was associated with a reduced Ca content in wood. Copper and Cd also decreased the accumulation of Zn in the stem. On the other hand, elevated levels of Ca increased the stem diameter and reduced the accumulation of Cd, Cu, Zn and Mn in wood and/or bark. When metals interacted with each other the firmly bound fraction of the metal reduced was in almost all cases not affected. As an exception, Cd decreased the firmly bound fraction of Zn in the stem. The influence of pellets of wood ash (ash) or a mixture of wood ash and green liquor dregs (ash+GLD), in the amount of 3000 kg ha-1, on the contents of Ca, Cd, Cu and Zn in wood and bark of young Norway spruce in the field was examined. The effect of the treatments on the metal content of bark and wood was larger after 3 years than after 6 years. Treatment with ash+GLD had less effect on the heavy metal content of bark and wood than treatment with ash alone. The ash treatment increased the Cu and Zn content in bark and wood, respectively, after 3 years, and decreased the Ca content of the wood after 6 years. The ash+GLD treatment increased the Ca content of the bark and decreased the Zn content of bark and wood after 3 years. Both treatments reduced, or tended to decrease, the Cd content in wood and bark at both times. To conclude, small changes in the bioavailability of Ca, Cu, Cd and Zn in forest soils, such as after spreading pellets of wood ash or a mixture of wood ash and green liquor dregs from the forest industry, will be reflected in an altered accumulation of metals in wood and bark of Norway spruce. It will not only be reflected in changed accumulation of those metals in which bioavailability in the soil has been enhanced, but also of other metals, probably partly due to interactions between metals. When metals interact the exchangeable bound fraction of the metal reduced is suggested to be the main fraction affected. The small alterations in accumulation of metals should not affect the growth of Norway spruce, especially since the changes in accumulation of metals are low, and further since these decrease over time. However, as an exception, one positive and maybe persistent effect of the waste products is that these may decrease the accumulation of Cd in Norway spruce, which partly may be explained by competition with Ca for uptake, translocation and binding. A decreased accumulation of Cd in Norway spruce will probably affect the trees positively, since Norway spruce is one of the most sensitive species to Cd of the forest trees in Sweden. Thus, spreading of waste products from the forest industry may be a solution to decrease the accumulation of Cd in Norway spruce. In a longer perspective, this will decrease the risk of Cd altering the tree species composition of the forest ecosystem. An elevated bioavailability of Ca in forest soils will, in addition to Cd, probably also decrease the accumulation of other less competitive heavy metals, like Zn and Mn, in the stem.

Dispersión de materia orgánica en granjas de acuicultura : desarrollo de un modelo matemático para garantizar sus sostenibilidad ambiental

Proyecto MACAROMOD correspondiente al Programa de Cooperación Transnacional MAC, periodo 2007/2013, cofinanciado con fondos Feder;Jefe de fila: Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Socios del proyecto: Universidade das Açores (Portugal), Instituto Nacional das Pescas (Cabo Verde), Centro de Investigaciones Medioambientales del Atlántico S.L. (CIMA). Entidades colaboradoras: Fundación Universitaria de Las Palmas

Indagine sul coinvolgimento del sistema neuropeptidergico nocicettina/recettore NOP a carico della trasmissione nocicettiva

Oggetto di studio in questa tesi è stato il ruolo modulatorio svolto dal neuropeptide nocicettina/orfanina FQ a carico della trasmissione nocicettiva. A scopo introduttivo, sono state illustrate le conoscenze attuali sul sistema nocicettina-NOP; sono state descritte le funzioni, la struttura e la distribuzione del recettore NOP, le azioni farmacologiche finora note e la distribuzione della nocicettina stessa al livello del S.N.C. e in periferia. Lo studio è stato condotto principalmente con due approcci differenti A) E’ stata studiata la capacità della nocicettina esogena o di suoi analoghi agonisti e antagonisti, di modificare la trasmissione nocicettiva. B) Sono state studiate le variazioni a carico del sistema endogeno nocicettina/recettore NOP in seguito a trattamenti di tipo farmacologico. A) E’ stata indagata la capacità della nocicettina e degli analoghi sintetici [Arg14, Lys15]N/OFQ e UFP-101 di modificare la soglia nocicettiva nel ratto, rilevata con il test del tail-flick, a seguito di somministrazione diretta nello spazio subaracnoideo, in confronto con la nocicettina stessa. La somministrazione intratecale del neuropeptide nocicettina (10 nmol/ratto) ha determinato un innalzamento statisticamente significativo delle latenze di risposta al test del tail-flick. L’analogo [Arg14, Lys15]N/OFQ è stato somministrato alla dose di 1 nmole/ratto i.t. provocando un innalzamento massimale delle soglie di latenza per tutto il periodo di osservazione, mentre alla dose 0,2 nmoli/ratto i.t ha provocato un effetto antinocicettivo sottomassimale pur dimostrandosi significativo rispetto ai controlli (p < 0,05 vs controlli a tutti i tempi di rilevazione). Il composto antagonista UFP-101 è risultato capace di antagonizzare l’azione sulla soglia analgesica sia della nocicettina sia dell’analogo [Arg14, Lys15]N/OFQ nel suo dosaggio minore, mentre contro la dose di 1 nmole/ratto i.t ha prodotto solamente una riduzione di effetto. Anche la somministrazione intratecale di MAP-N/OFQ si è dimostrata in grado di modificare la soglia nocicettiva determinata mediante il test del tail-flick, nel ratto, in modo dose dipendente. differentementeuna seconda somministrazione di MAP-N/OFQ dopo 24 ore, si è dimostrata totalmente inefficace nel modificare la soglia nocicettiva nei ratti precedentemente trattati, pur permanendo la loro suscettibilità all’azione analgesica della morfina, mostrando quindi il rapido sviluppo di tolerance al potente peptide nocicettinergico somministrato per via i.t.. Inoltre l’antagonista UFP-101 oltre ad essere ingrado di antagonizzare l’effetto della MAP-N/OFQ, ha mostrato la capacità di ridurre la tolerance sviluppata nei confronti del dendrimero. La somministrazione di MAP-N/OFQ per via i.c.v. ha prodotto variazione della soglia nocicettiva, producendo un innalzamento del volore soglia, dato contrastante con la maggior parte dei dati riguardanti la nocicettina in letteratura. Ha invece replicato l’effetto di antagonismo funzionale nei confronti della morfina, la quale dopo somministrazione di MAP-N/OFQ è risultata essere incapace di modificare la soglia nocicettiva nel ratto. Tale effetto perdura dopo 24 ore, quando una somministrazione di morfina produce un effetto analgesico inversamente proporzionale alla dose ricevuta di MAP-N/OFQ 24 ore prima. E’stato indagato il possibile ruolo neuromodulatorio del neuropeptide nocicettina esogeno, nell’analgesia prodotta da un farmaco di natura non oppiacea. In tal senso si è proceduto ad indagare l’eventuale capacità della nocicettina esogena, somministrata per via intracerebroventricolare e del suo analogo [Arg14, Lys15]N/OFQ, di antagonizzare l’analgesia prodotta dal farmaco paracetamolo. La nocicettina ha evidenziato la capacità di antagonizzare il potere antinocicettivo del paracetamolo fino a bloccarne completamente l’effetto al dosaggio più elevato, mostrando quindi proprietà antagonista dose-dipendente. Inoltre l’UFP-101, che di per se non altera l’analgesia indotta da paracetamolo, è ingrado di antagonizzare l’effetto della nocicettina sul paracetamolo in maniera dose-dipendente. Medesimo è risultato il comportamento dell’analogo della nocicettina, la Arg-Lys nocicettina. B) Sono state indagate le relazioni tra il sistema nocicettina/NOP e le proprietà farmacologiche di un noto farmaco oppiaceo quale la buprenorfina, le cui peculiari caratteristiche farmacodinamiche sano state recentemente collegate alla sua capacità di agire come agonista diretto al recettore NOP. In tal senso si è proceduto ad osservare l’effetto della somministrazione di buprenorfina sull’ assetto recettoriale di NOP, inseguito ad un trattamento prolungato con somministrazione sottocutanea mediante minipompe osmotiche nel ratto, rilevando successivamente, tramite uno studio di binding, le variazioni della densità recettoriale di NOP in alcune aree di interesse per la trasmissione nocicettiva. Sia nell’ippocampo che nel talamo e nella frontal cortex, la somministrazione prolungata di buprenorfina ha causato una riduzione significativa della densità recettoriale di NOP. Come ultimo aspetto indagato, al fine di determinare la presenza del neuropeptide nel liquido cerebrospinale e le sue eventuali modificazioni a seguito di manipolazioni farmacologiche e non farmacologiche, è stata messa a punto una metodica di perfusione dello spazio subaracnoideo nel ratto, che consentisse di ottenere materiale biologico su cui compiere la ricerca e quantificazione della presenza di nocicettina mediante dosaggio radioimmunologico. La perfusione di CSF artificiale arricchito di ione potassio ad una concentrazione pari a 60 mM ha evidenziato la possibilità di stimolare la liberazione della nocicettina nel liquido cerebrospinale di ratto, suggerendo quindi una sua provenienza da elementi eccitabili. E’ stato quindi possibile osservare l’andamento dei livelli di peptide a seguito della stimolazione nocicettiva prodotta da due agenti irritanti con caratteristiche differenti, la carragenina e la formalina. La somministrazione sottocutanea di carragenina (100 µl al 3 %) nella regione subplantare di entrambe le zampe posteriori del ratto non ha determinato alterazioni significative dei livelli di neuropeptide. Invece, la somministrazione di formalina (50 µl al 5 %), dopo un iniziale periodo di 30 minuti, ha causato un incremento significativo della liberazione di N/OFQ a partire dal terzo intervallo di raccolta seguente la somministrazione della sostanza. Questo rispecchia l’andamento di risposta al formalin test ottenuto anche mediante test di natura differente dagli analgesimetrici (es. comportamentale, elettrofisiologico), in quest’ottica l’aumento di nocicettina può essere interpretato come un evento dovuto alla sensibilizzazione centrale all’effetto pronocicettivo.

Sviluppo della lotta autocida contro Aedes albopictus (Skuse) (Diptera: Culicidae)

SCOPO DELLA RICERCA Aedes albopictus è diventata in pochi anni dalla sua introduzione in Italia la specie di zanzara più nociva e più importante sotto il profilo sanitario. Essendo una zanzara tipicamente urbana e ad attività diurna, limita fortemente la fruizione degli spazi aperti ed incide negativamente su alcune attività economiche. Il recente episodio epidemico di Chikungunya, che ha colpito il nostro Paese, ha allarmato le autorità sanitarie nazionali ed europee che stanno attivando misure di prevenzione e contrasto per fronteggiare il rischio che il virus diventi endemico o che altri virus possano essere introdotti nelle nostre aree. Le misure di lotta contro Aedes albopictus attualmente in essere (lotta larvicida, rimozione dei microfocolai, informazione e coinvolgimento dei cittadini) non danno risultati sufficienti in termini di capacità di contenimento delle densità del vettore. Per questo è stato avviato un progetto di ricerca centrato sull'applicazione del metodo dell'autocidio a questa specie. L’attività di ricerca svolta ha avuto come scopo la messa a punto delle metodiche di allevamento massale e di sterilizzazione in grado di permettere la produzione di maschi di qualità sufficiente a garantire una buona fitness nelle condizioni di campo e competitività coi maschi selvatici nella fase di accoppiamento. Le prove condotte possono essere raggruppate sotto tre principali campi di indagine: Prove di allevamento, Prove di Irraggiamento e Prove di Competizione. 1. Prove di allevamento In questo ambito sono state esaminate nuove diete larvali al fine di ottenere una più elevata produttività in termini di pupe con tempi di impupamento e dimensioni delle pupe più omogenei. È stata inoltre valutata la possibile reazione fagostimolante dell’ATP addizionato al pasto di sangue delle femmine adulte con lo scopo di incrementare la produttività di uova prodotte dai ceppi di Ae.albopictus in allevamento. 2. Prove di irraggiamento Attraverso prove di laboratorio sono stati investigati in gabbia gli effetti sterilizzanti di diverse dosi radianti (20 - 85 Gy) sulle pupe maschio di Ae. albopictus per la valutazione dei livelli di sterilità, fertilità e fecondità indotti sulle femmine. Si sono compiute inoltre indagini per valutare eventuali alterazioni dello stato fisiologico dei maschi irraggiati e dei livelli di sterilità indotti su femmine, in funzione dell’età pupale alla quale venivano sottoposti a radiazioni. Analisi degli effetti delle radiazioni sui tempi di rotazione genitale, sulla velocità ed efficacia degli accoppiamenti e sui tempi di sfarfallamento degli adulti sono state condotte su maschi irraggiati a diverse dosi. Infine su femmine di Ae. albopictus si sono realizzate prove in gabbia per lo studio dei tempi di recettività all'accoppiamento. Prove di competizione L'effetto negativo della colonizzazione in condizioni artificiali e l'irraggiamento sono riconosciuti come i fattori principali che incidono sulla competitività dei maschi sterilizzati nei confronti di quelli fertili. Per la verifica della variazione di fitness dovuta a imbreeding ed eterosi, prove di competizione in serra (7,5 x 5 x 2,80 m) sono state realizzate impiegando ceppi allevati in laboratorio, ceppi selvatici raccolti in campo e ceppi ibridi ottenuti incrociando diversi ceppi di laboratorio. RISULTATI 1. Prove di allevamento Sono state confrontate la dieta standard (DS = 2,5 mg/larva Friskies Adult ® + 0,5 mg/larva lievito di birra) e la nuova dieta integrata addizionata di Tetramin ® (DI = DS + 0,2 mg/larva Tetramin ®) per l’alimentazione delle larve in allevamento. Le prove condotte hanno evidenziato una buona risposta nelle percentuali di impupamento e di produttività in termini di pupe per la nuova dieta senza però evidenziare miglioramenti significativi con la DS. Con la dieta integrata si ottiene un impupamento a 7 giorni del 66,6% delle larve allevate (65% con la DS) e il setacciamento a 1400 μm delle pupe ottenute produce in media il 98,3% di maschi nel setacciato (98,5% con la DS). Con la dieta standard la percentuale di maschi ottenuti sulle larve iniziali è pari a 27,2% (20-25% con la DS). Come riportato da Timmermann e Briegel (1999) la dieta delle larve va strutturata con l’obiettivo di garantire un ampio range di elementi nutritivi evitando così il rischio di carenze o sub-carenze che possano influire negativamente sulla produttività dell’allevamento e sulle condizioni di vigore dei maschi. Secondo Reisen (1980, 1982), l’influenza negativa dell’allevamento sulla competitività dei maschi nella fase di accoppiamento potrebbe essere di maggiore peso rispetto all’influenza dell’irraggiamento dei maschi. Infine le prove di laboratorio condotte per la verifica dell’efficacia fagostimolante di ATP nel pasto di sangue offerto alle femmine dell’allevamento non hanno evidenziato differenze significative in nessuno dei parametri considerati tra il campione nutrito con ATP e il testimone. Nella realizzazione di allevamenti massali per la produzione di maschi da irraggiare, si ritiene quindi opportuno mantenere la nuova dieta testata che garantisce una spettro nutritivo più ampio e completo alle larve in allevamento. L’aggiunta di ATP nel pasto di sangue delle femmine adulte non sarà impiegato in quanto troppo costoso e significativamente poco produttivo nel garantire un aumento del numero di uova prodotte. 2. Prove di irraggiamento Oltre alla sopravvivenza e alla sterilità, la scelta dello stadio di sviluppo più conveniente da irraggiare in un programma SIT dipende dalla possibilità di maneggiare in sicurezza grandi quantità di insetti senza danneggiarli durante tutte le fasi che intercorrono tra l’allevamento massale, l’irraggiamento e il lancio in campo. La fase pupale risulta sicuramente più vantaggiosa per il maggior numero di pupe irraggiabili per unità di volume e per il minimo danneggiamento arrecabile all'insetto che viene mantenuto in acqua durante tutte le procedure. La possibilità di lavorare con la minima dose radiante efficace, significa ridurre lo stress provocato inevitabilmente alle pupe maschio, che si manifesta nell’adulto con una ridotta longevità, una diminuita capacità di accoppiamento o di ricerca del partner e attraverso possibili alterazioni comportamentali che possono rendere il maschio inattivo o inefficace una volta introdotto in campo. I risultati ottenuti sottoponendo pupe maschili a irraggiamento a differenti ore dall’impupamento evidenziano come la maturità del campione influisca sia sulla mortalità delle pupe che sull’efficacia sterilizzante dell’irraggiamento. Come riportato anche da Wijeyaratne (1977) le pupe più vecchie mostrano una minore mortalità e una maggiore sensibilità alle radiazioni rispetto a quelle più giovani. In particolare si è osservato come pupe maschili di età superiore 24h fossero maggiormente sensibili all’irraggiamento riportando minore perdita di competitività rispetto alle pupe irraggiate precocemente. La minore dose impiegata per il raggiungimento della sterilità con minimi effetti sulla longevità dei maschi trattati e con livelli di fecondità e fertilità indotti sulle femmine non differenti dal testimone, corrisponde a 40Gy (Cs 137 - 2,3 Gy/min). Analizzando la sopravvivenza dei maschi, si osserva una tendenza all'aumento della mortalità in funzione dell’aumento della dose fornita per tutte le età pupali di irraggiamento testate. Per trattamenti condotti su pupe di età > 30h la longevità dei maschi non risente dell’irraggiamento fino a dosi di 40Gy. La fecondità delle femmine accoppiatesi con maschi irraggiati con dosi superiori a 40Gy mostra una tendenza alla riduzione del numero di uova prodotte con l’aumentare della dose ricevuta dal maschio. L’irraggiamento delle pupe non determina variazioni significative nei tempi di sfarfallamento degli adulti per le diverse dosi radianti fornite e per le differenti età pupali testate in rapporto al testimone. L’irraggiamento influenza al contrario i tempi di rotazione dei genitali esterni dei maschi evidenziando un ritardo proporzionale alla dose ricevuta. Resta da definire sui maschi irraggiati l’effetto combinato dei due effetti sui tempi di sfarfallamento degli adulti anche se appare chiara l’assenza di variazioni significative per la dose di irraggiamento 40Gy scelta come radiazione utile per la sterilizzazione dei maschi da lanciare in campo. Per quanto riguarda l’analisi dei tempi di accoppiamento dei maschi irraggiati si osserva in generale una minore reattività rispetto ai maschi fertili particolarmente marcata nei maschi irraggiati a dosi superiori i 40 Gy. Gli studi condotti sui tempi di accoppiamento delle femmine evidenziano una buona recettività (>80%) all’accoppiamento solo per femmine di età superiore a 42 - 48 h femmine. Prima di tale periodo la femmina realizza accoppiamenti con normale appaiamento dei due sessi ma non riceve il trasferimento degli spermi. 3. Prove di competizione Prove preliminari di competizione in tunnel svolte nel 2006 su ceppi selvatici e di allevamento avevano mostrato risultati di competitività dei maschi sterili (50 Gy) segnati da forte variabilità. Nel 2007 dopo aver condotto analisi per la verifica dei tempi di sfarfallamento, di accoppiamento e di rotazione genitale nei maschi sterilizzati, e di recettività nelle femmine, sono state realizzate nuove prove. In queste prove maschi adulti di Ae. albopictus irraggiati a 40Gy sono stati posizionati in campo, in ambiente naturale ombreggiato ed isolato, all’interno di serre (8x5x2,8 m) insieme a maschi adulti fertili e femmine vergini di Ae. albopictus con rapporto 1:1:1. Le prove preliminari 2006 erano condotte con le medesime condizioni sperimentali del 2007 ad eccezione dei tempi di inserimento delle femmine vergini passati da 1 giorno nel 2006, a 3 giorni nel 2007 dall’immissione dei maschi in tunnel. Sono state effettuate prove testando la competizione tra esemplari provenienti da ceppi di allevamento (cicli di allevamento in gabbia > 15), ceppi selvatici (da materiale raccolto in campo e con cicli di allevamento in gabbia < 5) e ceppi ibridi (ottenuti dall’incrocio di ceppi italiani di diversa provenienza geografica). I risultati ottenuti mostrano indici di competizioni medi accettabili senza evidenziare differenza fra i ceppi impiegati. L’allevamento massale quindi non deprime i ceppi allevati e gli ibridi realizzati non mostrano una vigoria superiore ne rispetto ai ceppi selvatici ne rispetto agli allevati in laboratorio.