Rates of gene rearrangement and nucleotide substitution are correlated in the mitochondrial genomes of insects

A number of studies indicated that lineages of animals with high rates of mitochondrial (mt) gene rearrangement might have high rates of mt nucleotide substitution. We chose the hemipteroid assemblage and the Insecta to test the idea that rates of mt gene rearrangement and mt nucleotide substitution are correlated. For this purpose, we sequenced the mt genome of a lepidopsocid from the Psocoptera, the only order of hemipteroid insects for which an entire mtDNA sequence is not available. The mt genome of this lepidopsocid is circular, 16,924 bp long, and contains 37 genes and a putative control region; seven tRNA genes and a protein-coding gene in this genome have changed positions relative to the ancestral arrangement of mt genes of insects. We then compared the relative rates of nucleotide substitution among species from each of the four orders of hemipteroid insects and among the 20 insects whose mt genomes have been sequenced entirely. All comparisons among the hernipteroid insects showed that species with higher rates of gene rearrangement also had significantly higher rates of nucleotide substitution statistically than did species with lower rates of gene rearrangement. In comparisons among the 20 insects, where the mt genomes of the two species differed by more than five breakpoints, the more rearranged species always had a significantly higher rate of nucleotide substitution than the less rearranged species. However, in comparisons where the mt genomes of two species differed by five or less breakpoints, the more rearranged species did not always have a significantly higher rate of nucleotide substitution than the less rearranged species. We tested the statistical significance of the correlation between the rates of mt gene rearrangement and mt nucleotide substitution with nine pairs of insects that were phylogenetically independent from one 2 another. We found that the correlation was positive and statistically significant (R-2 = 0.73, P = 0.01; R-s = 0.67, P < 0.05). We propose that increased rates of nucleotide substitution may lead to increased rates of gene rearrangement in the mt genomes of insects.

Linking physiological and architectural models of cotton

Despite the strong influence of plant architecture on crop yield, most crop models either ignore it or deal with it in a very rudimentary way. This paper demonstrates the feasibility of linking a model that simulates the morphogenesis and resultant architecture of individual cotton plants with a crop model that simulates the effects of environmental factors on critical physiological processes and resulting yield in cotton. First the varietal parameters of the models were made concordant. Then routines were developed to allocate the flower buds produced each day by the crop model amongst the potential positions generated by the architectural model. This allocation is done according to a set of heuristic rules. The final weight of individual bolls and the shedding of buds and fruit caused by water, N, and C stresses are processed in a similar manner. Observations of the positions of harvestable fruits, both within and between plants, made under a variety of agronomic conditions that had resulted in a broad range of plant architectures were compared to those predicted by the model with the same environmental inputs. As illustrated by comparisons of plant maps, the linked models performed reasonably well, though performance of the fruiting point allocation and shedding algorithms could probably be improved by further analysis of the spatial relationships of retained fruit. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Integrable generalized spin ladder models based on the SU(1|3) and SU(3|1) algebras

We present two integrable spin ladder models which possess a general free parameter besides the rung coupling J. The models are exactly solvable by means of the Bethe ansatz method and we present the Bethe ansatz equations. We analyze the elementary excitations of the models which reveal the existence of a gap for both models that depends on the free parameter. (C) 2003 American Institute of Physics.

Winding patterns for actively shielded shim coils with asymmetric target-fields

A method is presented for calculating the currents and winding patterns required to design independent zonal and tesseral shim coils for magnetic resonance imaging. Both actively shielded and unshielded configurations are considered, and the region of interest can be located asymmetrically with respect to the coil's length. Streamline, target-field and Fourier-series methods are utilized. The desired target-field is specified at two cylindrical radii, on and inside a circular conducting cylinder of length 2L and radius a. The specification is over some asymmetric portion pL < z < qL of the coil's length (-1 < p < q < 1). Arbitrary functions are used in the outer sections, -L < z < pL and qL < z < L, to ensure continuity of the magnetic field across the entire length of the coil. The entire field is then periodically extended as a half-range cosine Fourier series about either end of the coil. The resultant Fourier coefficients are then substituted into the Fourier-series expressions for the internal and external magnetic fields, and current densities and stream functions on both the primary coil and shield. A contour plot of the stream function directly gives the required coil winding patterns. Spherical harmonic analysis and shielding analysis on field calculations from a ZX shim coil indicate that example designs and theory are well matched.

Epizootic activity of Murray Valley encephalitis and Kunjin viruses in an aboriginal community in the Southeast Kimberley region of Western Australia: Results of mosquito fauna and virus isolation studies

We undertook annual surveys of flavivirus virus activity in the community of Billiluna of Western Australia in the southeast Kimberley region between 1989 and 2001. Culex annulirostris was the dominant mosquito species, particularly in years of above average rains and flooding. Murray Valley encephalitis (MVE) virus was isolated in 8 of the 13 years of the study from seven mosquito species, but more than 90% of the isolates were from Cx. annulirostris. The results suggest that MVE virus is epizootic in the region, with activity only apparent in years with average or above average rainfall and increased numbers of Cx. annulirostris. High levels of MVE virus activity and associated human cases were detected only once (in 1993) during the survey period. Activity of MVE virus could only be partially correlated with wet season rainfall and flooding, suggesting that a number of other factors must also be considered to accurately predict MVE virus activity at such communities.

An approach to verifying and debugging simulation models governed by ordinary differential equations: Part 1. Methodology for residual generation

For dynamic simulations to be credible, verification of the computer code must be an integral part of the modelling process. This two-part paper describes a novel approach to verification through program testing and debugging. In Part 1, a methodology is presented for detecting and isolating coding errors using back-to-back testing. Residuals are generated by comparing the output of two independent implementations, in response to identical inputs. The key feature of the methodology is that a specially modified observer is created using one of the implementations, so as to impose an error-dependent structure on these residuals. Each error can be associated with a fixed and known subspace, permitting errors to be isolated to specific equations in the code. It is shown that the geometric properties extend to multiple errors in either one of the two implementations. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.

An approach to verifying and debugging simulation models governed by ordinary differential equations: Part 2. Residuals analysis and a case study

In Part 1 of this paper a methodology for back-to-back testing of simulation software was described. Residuals with error-dependent geometric properties were generated. A set of potential coding errors was enumerated, along with a corresponding set of feature matrices, which describe the geometric properties imposed on the residuals by each of the errors. In this part of the paper, an algorithm is developed to isolate the coding errors present by analysing the residuals. A set of errors is isolated when the subspace spanned by their combined feature matrices corresponds to that of the residuals. Individual feature matrices are compared to the residuals and classified as 'definite', 'possible' or 'impossible'. The status of 'possible' errors is resolved using a dynamic subset testing algorithm. To demonstrate and validate the testing methodology presented in Part 1 and the isolation algorithm presented in Part 2, a case study is presented using a model for biological wastewater treatment. Both single and simultaneous errors that are deliberately introduced into the simulation code are correctly detected and isolated. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.

Decreased coumarin 7-hydroxylase activities and CYP2A6 expression levels in humans caused by genetic polymorphism in CYP2A6 promoter region (CYP2A6*9)

One of seven poor metabolizers of coumarin found in Thai subjects was previously genotyped as heterozygote for the CYP2A6*4 (whole deletion) and CYP2A6*9. Thus, we aimed to investigate the relationship between the genetic polymorphism in the TATA box of the CYP2A6 gene (CYP2A6*9), expression levels of CYP2A6 mRNA and coumarin 7-hydroxylase activities in human livers. Levels of CYP2A6 mRNA were quantified by real-time quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction. The mean expression levels of CYP2A6 mRNA in individuals with CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 58%, 71% and 21% of the individuals genotyped as CYP2A6*1/*1, respectively. The mean in-vitro coumarin 7-hydroxylase activities in subjects carrying CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 41%, 71% and 12%, respectively, compared to those of the subjects judged as wild-type. Vmax values for coumarin 7-hydroxylation in the liver microsomes from human subjects with genotypes of CYP2A6*1/*1, CYP2A6*1/*4, CYP2A6*1/*9 and CYP2A6*4/*9 were 0.58, 0.26, 0.44 and 0.13 nmol/min/nmol total P450, respectively. CYP2A6 protein levels in human liver microsomes with the CYP2A6*4 and the CYP2A6*9 alleles were markedly decreased. These results suggest that the genetic polymorphism in the promoter region of the CYP2A6 gene (CYP2A6*9) reduced the expression levels of CYP2A6 mRNA and protein in human livers, resulting in the decrease of coumarin 7-hydroxylase activities. Individuals judged as CYP2A6*4/*9 were expected to be poor metabolizers, having extremely low activity of CYP2A6.

Reforma judici??ria e democratiza????o na Am??rica Latina

Este texto reflete a necessidade de uma reforma profunda nos sistemas judici??rios nos pa??ses da Am??rica Latina. O autor enumera os mais consider??veis eventos pol??ticos ocorridos na regi??o ap??s a d??cada de 60, principalmente durante o per??odo dos governos militares, com ??nfase nos modelos judici??rios prevalecentes ??? comumente dependentes, manipulados e fr??geis ??? bem como nos problemas enfrentados pelos ju??zes e serventu??rios da justi??a em muitos pa??ses. Ele tamb??m descreve v??rios movimentos pela reforma legal observados em dois diferentes momentos ??? do fim da d??cada de 60 e come??o da de 70, e depois, durante a d??cada de 80, comparando seus sucessos e fracassos e enumerando uma quantidade de seguidores nacionais e internacionais. Finalmente, o leitor deparar-se-?? com uma an??lise das mudan??as econ??micas e pol??ticas que t??m incentivado esta nova preocupa????o por justi??a e pela reforma das institui????es legais, dentre outras, na Am??rica Latina, assim como as dificuldades que esse movimento deve enfrentar no sentido de alcan??ar um Estado descentralizado, eficiente e democr??tico.

O pátio jesuítico no Palácio Anchieta: narrativas tipomorfológicas e paisagísticas na cidade de Vitória (ES)

A hipótese defendida nesta pesquisa se baseia na possibilidade de a arquitetura jesuítica implantada em terras brasileiras (século XVI) dialogar e agenciar, num mesmo corpo edificado, e de modo inter-relacionado, aspectos relativos à morfologia urbana, tipologia e paisagem. Lama explica que, como disciplina, a morfologia urbana agrega para si não somente o ambiente construído, mas os meios pelos quais este foi construído em sua interação com a forma urbana, ou seja, os “fenômenos sociais, econômicos e outros motores da urbanização” (LAMAS, 1992). Entender a forma urbana é entender seus elementos constituintes, “quer em ordem à leitura ou análise do espaço, quer em ordem à sua concepção ou produção” (LAMAS, 1992). Estudar a forma urbana significa compreender o lugar onde se insere a cidade e seus elementos constituintes, seus espaços e a inter-relação entre eles e seu contexto, em um espectro abrangente do que se denomina cidade, e urbano. A tipologia arquitetônica e a morfologia urbana estão interligadas no cerne de suas análises, considerando que ambas, segundo Pereira, estudam “duas ordens de fatos homogêneos” (PEREIRA, 2012); estudam elementos constituintes da cidade – arquitetônicos e espaciais – que se sobrepõem ou se complementam de acordo com a escala de análise utilizada. A arquitetura jesuítica do Brasil colonial modela de modo determinante a construção de distintos núcleos urbanos originários na costa brasileira no século XVI. Isso, por meio da implantação de tipologia edilícia que acompanha a doutrina jesuítica de localização e escolha do sítio para suas construções, preconizando segurança, visibilidade do entorno e facilidade de acesso por rios ou pelo mar. Essas construções, realizadas em áreas elevadas, marcaram, por conseguinte, no tempo e no espaço, a paisagem dos primeiros núcleos urbanos brasileiros. A pesquisa analisou um dos exemplares históricos da arquitetura jesuítica no Estado do Espírito Santo, especificamente na cidade de Vitória, capital e núcleo urbano original da colonização portuguesa neste Estado. A instalação dos jesuítas na antiga Vila da Vitória, no séc. XVI, através de sua igreja dedicada a São Tiago e de seu colégio anexo, marca a presença tipológica de uma arquitetura religiosa que influencia a própria morfologia da cidade – caracterizando esta arquitetura como um tipomorfológico - e, por reflexo, participa da construção de sua paisagem urbana secular. Entende-se que o antigo complexo jesuítico de São Tiago e atual Palácio Anchieta, sede governamental e prédio cultural capixaba, é uma arquitetura que permeia estas três grandes narrativas arquitetônicas e urbanas: a tipologia, a morfologia e a paisagem.

Estudo da camada limite atmosférica em regiões metropolitanas costeiras com simulações de brisa marítima

O principal objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar a evolução diária da Camada Limite Atmosférica (CLA) na Região da Grande Vitória (RGV), Estado do Espírito Santo, Brasil e na Região de Dunkerque (RD), Departamento Nord Pas-de-Calais, França, avaliando a acurácia de parametrizações usadas no modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) em detectar a formação e atributos da Camada Limite Interna (CLI) que é formada pelas brisas marítimas. A RGV tem relevo complexo, em uma região costeira de topografia acidentada e uma cadeia de montanhas paralela à costa. A RD tem relevo simples, em uma região costeira com pequenas ondulações que não chegam a ultrapassar 150 metros, ao longo do domínio de estudos. Para avaliar os resultados dos prognósticos feitos pelo modelo, foram utilizados os resultados de duas campanhas: uma realizada na cidade de Dunkerque, no norte da França, em Julho de 2009, utilizando um sistema light detection and ranging (LIDAR), um sonic detection and ranging (SODAR) e dados de uma estação meteorológica de superfície (EMS); outra realizada na cidade de Vitória – Espírito Santo, no mês de julho de 2012, também usando um LIDAR, um SODAR e dados de uma EMS. Foram realizadas simulações usando três esquemas de parametrizações para a CLA, dois de fechamento não local, Yonsei University (YSU) e Asymmetric Convective Model 2 (ACM2) e um de fechamento local, Mellor Yamada Janjic (MYJ) e dois esquemas de camada superficial do solo (CLS), Rapid Update Cycle (RUC) e Noah. Tanto para a RGV quanto para a RD, foram feitas simulações com as seis possíveis combinações das três parametrizações de CLA e as duas de CLS, para os períodos em que foram feitas as campanhas, usando quatro domínios aninhados, sendo os três maiores quadrados com dimensões laterais de 1863 km, 891 km e 297 km, grades de 27 km, 9 km e 3 km, respectivamente, e o domínio de estudo, com dimensões de 81 km na direção Norte-Sul e 63 km na Leste-Oeste, grade de 1 km, com 55 níveis verticais, até um máximo de, aproximadamente, 13.400 m, mais concentrados próximos ao solo. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) dependendo da configuração adotada, o esforço computacional pode aumentar demasiadamente, sem que ocorra um grande aumento na acurácia dos resultados; b) para a RD, a simulação usando o conjunto de parametrizações MYJ para a CLA com a parametrização Noah produziu a melhor estimativa captando os fenômenos da CLI. As simulações usando as parametrizações ACM2 e YSU inferiram a entrada da brisa com atraso de até três horas; c) para a RGV, a simulação que usou as parametrizações YSU para a CLA em conjunto com a parametrização Noah para CLS foi a que conseguiu fazer melhores inferências sobre a CLI. Esses resultados sugerem a necessidade de avaliações prévias do esforço computacional necessário para determinadas configurações, e sobre a acurácia de conjuntos de parametrizações específicos para cada região pesquisada. As diferenças estão associadas com a capacidade das diferentes parametrizações em captar as informações superficiais provenientes das informações globais, essenciais para determinar a intensidade de mistura turbulenta vertical e temperatura superficial do solo, sugerindo que uma melhor representação do uso de solo é fundamental para melhorar as estimativas sobre a CLI e demais parâmetros usados por modelos de dispersão de poluentes atmosféricos.

Modelagem da distribuição geográfica atual e futura de Guerlinguetus (Rodentia, Sciuridae) no Brasil

O gênero Guerlinguetus, pertencente à família Sciuridae, possui sete espécies existentes no Brasil. Essas espécies têm sido tratadas como sinônimos de Sciurus aestuans, mas foram distinguidas em um gênero próprio com base nas revisões taxonômicas mais abrangentes disponíveis até recentemente. Apesar disso, pouco há na literatura sobre a distribuição das espécies desse gênero no Brasil e nenhuma pesquisa visando o conhecimento de sua distribuição futura havia sido realizada. A modelagem de distribuição potencial de espécies tem se tornado um componente importante dos planos de conservação e uma grande quantidade de técnicas têm sido desenvolvidas com esta finalidade. Ela pode ser uma ferramenta importante para determinar o grau de ameaça principalmente em espécies ou grupos com poucas informações disponíveis sobre sua distribuição. Com isso, o objetivo do presente trabalho foi verificar a influência das possíveis mudanças climáticas na distribuição das espécies de Guerlinguetus no Brasil, através da modelagem potencial das distribuições atual e futura dessas espécies. Para isso foram utilizados dados climáticos e topográficos e o cenário pessimista de emissão de CO2 (A2) para o ano 2070, do Modelo de Circulação Geral CSIRO, com base no quarto relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas. Os modelos gerados apresentaram perda significativa de áreas consideradas ambientalmente adequadas, do modelo de distribuição atual para o modelo de distribuição futura para as espécies de Guerlinguetus, com exceção de G. aestuans. Apesar da expansão da região potencial de distribuição de G. aestuans para o ano de 2070, a média dos valores de adequabilidade ambiental diminuiu em relação ao modelo de distribuição atual. A localização dessas espécies de hábito arborícola em áreas geograficamente espalhadas dentro da Amazônia, Cerrado e Mata Atlântica é preocupante, devido a grande perda de área original desses biomas, tornando possível a hipótese de ameaça à sobrevivência das espécies devido a mudanças ambientais futuras.

Determinação do momento crítico de flambagem lateral com distorção em vigas mistas contínuas de aço e concreto com perfis de alma senoidal

As vigas mistas de aço e concreto estão sendo largamente utilizadas em construções de edifícios e pontes. Ao se combinar o aço com o concreto obtêm-se estruturas mais econômicas, uma vez que se tira proveito das melhores características de cada material. Nas regiões de momento negativo de uma viga mista contínua, a mesa inferior e parte da alma estão comprimidas, se a alma do perfil não tiver rigidez suficiente para evitar a flexão lateral, ela distorcerá gerando um deslocamento lateral e um giro na mesa comprimida, caracterizando um modo de flambagem denominado flambagem lateral com distorção (FLD). O procedimento de verificação à FLD da EN 1994-1-1:2004 originou o método de cálculo da ABNT NBR 8800:2008, entretanto a EN 1994-1-1:2004 não fornece expressão para o cálculo do momento crítico elástico, enquanto a ABNT NBR 8800:2008 prescreve uma formulação proposta por Roik, Hanswille e Kina (1990) desenvolvida para vigas mistas com perfis de alma plana. Embora as normas prescrevam um método de verificação à FLD para vigas mistas com perfis de alma plana, poucos estudos têm sido feitos sobre esse estado-limite. Além disso, tanto a ABNT NBR 8800:2008 quanto as normas internacionais não abordam perfis de alma senoidal. Neste trabalho, foram implementadas análises de flambagem elástica, com auxílio do software ANSYS 14.0 (2011), em modelos de elementos finitos que retratem o comportamento à FLD de vigas mistas de aço e concreto com perfis de alma plana e senoidal. Os modelos numéricos foram constituídos pelo perfil de aço, por uma mola rotacional que restringe parcialmente o giro da mesa superior e uma restrição ao deslocamento lateral, ao longo de todo o comprimento da viga. Os resultados numéricos são comparados com os obtidos pelas formulações de Roik, Hanswille e Kina (1990) e de Hanswille (2002), adaptadas para levar em consideração a corrugação da alma do perfil de aço. Para avaliação das formulações supracitadas e da consistência da modelagem numérica adotada, o momento crítico elástico foi determinado para vigas mistas com perfis de aço de alma plana. Como resultado, um método para o cálculo do momento crítico elástico de vigas mistas de alma senoidal é proposto.

Between system maker and privileges taker: the role of China in the Greater Mekong Sub-region

Utilizing China's leadership projects in the Great Mekong Sub-Region (GMS) as a case study, this paper aims to investigate whether China qualifies as an international leader. This work argues that its geographic position and economic rise allow China to be a "system maker and privilege taker," which is a dual role forming in economic-political relations in the GMS in the last ten years. China is among major driving forces to set up an economic zone in GMS. Growing Chinese regional power is intimately related to the creation of various hubs connecting regional transportation, communication and energy systems that foster the economic development of this region. However, China also proves dark sides of rising powers which take advantage of their privileges to gain benefits. As a "system maker" with its own position and capability, China has notably benefited from building hydropower systems. More importantly, while China is pursuing its benefits and privileges, its hydropower projects have caused some negative effects for the ecosystem in the region. The inflation of dam constructions in both China and GMS countries is raising concerns about using natural resources of the Mekong River. Our concluding part addresses the pressing need to start a serious discussion on the balance between national interests and regional solidarity within the formulation of Chinese foreign policy in GMS.