Insight on how fishing bats discern prey and adjust their mechanic and sensorial features during the attack sequence

Several insectivorous bats have included fish in their diet, yet little is known about the processes underlying this trophic shift. We performed three field experiments with wild fishing bats to address how they manage to discern fish from insects and adapt their hunting technique to capture fish. We show that bats react only to targets protruding above the water and discern fish from insects based on prey disappearance patterns. Stationary fish trigger short and shallow dips and a terminal echolocation pattern with an important component of the narrowband and low frequency calls. When the fish disappears during the attack process, bats regulate their attack increasing the number of broadband and high frequency calls in the last phase of the echolocation as well as by lengthening and deepening their dips. These adjustments may allow bats to obtain more valuable sensorial information and to perform dips adjusted to the level of uncertainty on the location of the submerged prey. The observed ultrafast regulation may be essential for enabling fishing to become cost-effective in bats, and demonstrates the ability of bats to rapidly modify and synchronise their sensorial and motor features as a response to last minute stimulus variations.

Avaliação do impacto de um programa de educação nutricional sobre a adesão à dieta hipoproteica em pacientes com doença renal crônica em tratamento conservador

Pacientes com doença renal crônica (DRC) na fase não dialítica são normalmente orientados a seguir uma dieta hipoproteica e hipossódica. Estudos nacionais e internacionais mostram que a adesão a essa dieta tem sido baixa e difícil de ser mantida, pois requer mudanças importantes no hábito alimentar. O objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto de um programa de educação nutricional sobre a adesão à dieta hipoproteica em pacientes com DRC em tratamento conservador. Trata-se de um ensaio clínico randomizado, prospectivo com duração de 5 1,5 meses. Foram acompanhados 85 pacientes com DRC na fase não dialítica, atendidos em dois Ambulatórios de Nutrição e Doenças Renais do Hospital Universitário Pedro Ernesto. Os pacientes foram divididos de forma aleatória em 2 grupos: Intervenção (n=39) e Controle (n=46). Os pacientes do Grupo Intervenção foram submetidos a um programa de educação nutricional, além da orientação de dieta hipoproteica (0,6 a 0,75 g/kg/dia). Os pacientes do Grupo Controle foram submetidos apenas à orientação de dieta hipoproteica (0,6 a 0,75 g/kg/dia). A avaliação da adesão foi feita a partir da estimativa do consumo de proteína por recordatório alimentar de 24 horas. Adotou-se como critério de adesão apresentar ao final do estudo redução de ao menos 20% da ingestão proteica inicial. A avaliação nutricional e laboratorial foi realizada no início e no término do estudo. Os parâmetros antropométricos avaliados foram peso, estatura, dobras cutâneas do tríceps, bíceps, subescapular e supra-ilíaca e perímetro da cintura e do braço. As laboratoriais foram creatinina, uréia, potássio, fósforo, glicose e albumina no plasma e sódio e uréia na urina de 24 horas. Ao avaliar o amostra total, 51,8% dos pacientes eram do sexo masculino, com média de idade de 63,4 11,0 anos, IMC indicativo de sobrepeso (28,8 5,4 kg/m2) e filtração glomerular estimada (FGe) de 32,6 12,2 mL/mim/1,73m2. As características iniciais não diferiram entre os Grupos Intervenção e Controle. Ambos os grupos apresentaram melhora dos parâmetros laboratoriais e antropometricos, com redução significante da uréia plasmática e da glicemia no Grupo Controle (P < 0,05 vs início do estudo) e do IMC em ambos os grupos (P < 0,05 vs início do estudo). Após o período de acompanhamento, o Grupo Intervenção e o Grupo Controle apresentaram ingestão proteica significantemente diferente (0,62 0,2 vs 0,77 0,26 g/kg/dia, respectivamente). A ingestão de sódio não mudou de forma significante em ambos os grupos no inicio e término do acompanhamento. A Adesão à ingestão proteica foi observada em 74,4% do Grupo Intervenção e em 47,8% do Grupo Controle (P < 0,05). A análise de regressão logística multivariada revelou que pertencer ao Grupo Intervenção e sexo masculino se associaram com a Adesão (P <0,05), mesmo após corrigir para outras variáveis testadas. Com base nos achados desse estudo, pode-se concluir que o programa de educação nutricional foi uma ferramenta eficaz no tratamento dietoterápico do paciente com DRC na pré-diálise, pois promoveu melhora na adesão à dieta hipoproteica, além de ter promovido melhora dos parâmetros antropométricos e laboratoriais.

Energy demands of diverse spiking cells from the neocortex, hippocampus, and thalamus

It has long been known that neurons in the brain are not physiologically homogeneous. In response to current stimulus, they can fire several distinct patterns of action potentials that are associated with different physiological classes ranging from regular-spiking cells, fast-spiking cells, intrinsically bursting cells, and low-threshold cells. In this work we show that the high degree of variability in firing characteristics of action potentials among these cells is accompanied with a significant variability in the energy demands required to restore the concentration gradients after an action potential. The values of the metabolic energy were calculated for a wide range of cell temperatures and stimulus intensities following two different approaches. The first one is based on the amount of Na+ load crossing the membrane during a single action potential, while the second one focuses on the electrochemical energy functions deduced from the dynamics of the computational neuron models. The results show that the thalamocortical relay neuron is the most energy-efficient cell consuming between 7 and 18 nJ/cm(2) for each spike generated, while both the regular and fast spiking cells from somatosensory cortex and the intrinsically-bursting cell from a cat visual cortex are the least energy-efficient, and can consume up to 100 nJ/cm(2) per spike. The lowest values of these energy demands were achieved at higher temperatures and high external stimuli.

Efetividade de um ensaio randomizado de base escolar envolvendo familiares e professores para redução do ganho excessivo de peso em adolescentes

Esta tese é composta por três artigos que veiculam os resultados da realização e análise de uma intervenção de base escolar com o objetivo de reduzir o ganho de peso excessivo em adolescentes. O ensaio, denominado PAPPAS (Pais, Alunos e Professores Pela Alimentação Saudável), foi conduzido com alunos do 5 ano de vinte escolas públicas do município de Duque de Caxias, Rio de Janeiro. As atividades desenvolvidas durante o ano letivo de 2010 desencorajaram o consumo de bebidas adoçadas e biscoitos e estimularam o consumo de feijão e frutas. Pais/ responsáveis e professores receberam informação e material de divulgação sobre os mesmos temas abordados em sala de aula. O consumo de alimentos foi avaliado por meio de um questionário de frequência alimentar aplicado ao início e ao final do estudo. A aferição do peso e da estatura se deu em três momentos: na linha de base, na metade do ano letivo e ao fim do estudo. Para as análises longitudinais, empregou-se modelos generalizados lineares mistos, que levam em conta tanto os dados faltantes quanto o efeito de conglomerado. No primeiro artigo é apresentado o efeito da intervenção no Índice de Massa Corporal (IMC) dos estudantes. Análise por intenção de tratamento revelou que a alteração no IMC dos adolescentes ao longo do tempo não foi estatisticamente diferente entre os grupos intervenção e controle. Observou-se redução estatisticamente significativa no consumo de bebidas adoçadas e biscoitos e aumento no consumo de frutas nos participantes do grupo intervenção quando comparados aos do grupo controle. Pôde-se concluir que estratégias baseadas exclusivamente na qualidade da dieta podem não levar à alterações no peso corporal de adolescentes. No segundo artigo verificou-se a influência do estágio de prontidão para modificação dos hábitos alimentares dos adolescentes na alteração do consumo de refrigerantes, biscoitos e frutas. Observou-se maior alteração no consumo dentre os participantes do grupo intervenção que se encontravam nos estágios de ação na linha de base (relataram já ter alterado seus hábitos alimentares), sugerindo que essa estratégia pode auxiliar em estudos de intervenção visando à alteração do comportamento. O terceiro artigo revisou evidências do ajuste inadequado para características da linha de base, em análises de ensaios randomizados de base escolar que objetivaram alteração no estado nutricional de adolescentes. Foram avaliados 37 estudos e 35% apresentaram desbalanceamento estatisticamente significativo para o IMC na linha de base. Concluiu-se que o ajuste para o IMC na linha de base é frequente em ensaios comunitários randomizados, porém, esta prática força um balanço, que pode levar à resultados espúrios sobre o efeito do tratamento. Os resultados dos artigos 2 e 3 permitem explicar, ao menos em parte, as inconsistências nos resultados de estudos de intervenções voltadas para alteração de hábitos alimentares em escolares.

Efetividade das dietas enriquecidas com imunonutrientes na redução de complicações e mortalidade em pacientes críticos: abordagem pela utilização de metanálise

Nutrientes específicos, denominados farmaconutrientes, demonstraram possuir a capacidade de modular a resposta imunológica e inflamatória de animais e seres humanos, em estudos clínicos e laboratoriais. Dentre os substratos conhecidos, os que têm maior relevância e ação imunomoduladora são a arginina, glutamina, ácido graxo n-3 e nucleotídeos. No entanto, revisões sistemáticas e meta-análises buscam consenso em relação aos vários e controversos resultados publicados sobre os possíveis benefícios da imunonutrição em pacientes críticos. Nossos objetivos foram avaliar a efetividade das dietas enriquecidas com Imunonutrientes na redução de complicações e mortalidade nos diferentes tipos de pacientes críticos. O presente estudo é uma revisão sistemática com metanálise onde foram inseridos ensaios clínicos randomizados avaliando o uso de nutrientes imunomoduladores em doente adulto de ambos os sexos, definido como crítico traumatizado, séptico, queimado ou cirúrgico; as dietas utilizadas deveriam conter um ou mais dos imunonutrientes, em qualquer dose, administradas por via enteral comparadas à dieta padrão pela mesma via em pelo menos um dos grupos de comparação. As bases de dados consultadas foram Pubmed e Cinhal, utilizando os termos: Immunonutrition, arginine, glutamine, n-3, nucleotides e criticall illness. De 206 artigos encontrados inicialmente, apenas 35 preencheram os critérios de elegibilidade estabelecidos. Destes 35 ensaios clínicos, 18 foram conduzidos em pacientes cirúrgicos, 6 em pacientes traumatizados, 5 em pacientes queimados, 5 em pacientes críticos em geral e 1 em pacientes sépticos. Para a população geral, não houve redução significativa do risco de morrer indicada pelo RR de 0,84 (IC de 0,68 a 1,05) e os queimados foram mais protegidos de morrer com RR de 0,25 (IC de 0,09 a 0,66); as complicações infecciosas foram reduzidas com RR de 0,56 (IC de 0,42 a 0,73); a incidência de sepse foi reduzida com RR de 0,45 (IC de 0,29 a 0,69), especialmente nos pacientes traumatizados com RR de 0,42 (IC de 0,26 a 0,68); a incidência de abscesso abdominal também foi reduzida com RR de 0,39 (IC de 0,21 a 0,72) e também de bacteremia com RR de 0,46 (IC de 0,31 a 0,66); o tempo de internação hospitalar diminuiu -3,9 dias (IC de -5,0 a -2,8). Para a população de pacientes cirúrgicos: o óbito não apresentou redução significativa do RR de 0,93 (IC de 0,44 a 1,95), as complicações infecciosas foram reduzidas com RR de 0,51 (IC de 0,41 a 0,63), o tempo de internação hospitalar foi reduzido - 3,41 dias (IC de -4,25 a -2,58) e o tempo de internação em UTI -1,72 dias (IC de -2,12 a -1,31). A utilização de dietas com nutrientes imunomoduladores não alterou a mortalidade em doentes críticos ou cirúrgicos. Indivíduos com mais de 60 anos são menos protegidos de morrer pela utilização de dietas com imunomoduladores. As complicações infecciosas são reduzidas em pacientes críticos com a utilização de imunonutrição, em especial a população de pacientes cirúrgicos. Dietas com mais de 10g/l de arginina protegem mais os pacientes críticos da incidência de complicações infecciosas. Pacientes traumatizados são protegidos da incidência de sepse pela utilização da imunonutrição. O tempo de internação hospitalar e o tempo de internação em UTI foram reduzidos em críticos e cirúrgicos com imunonutrição. A execução de ensaios clínicos explanatórios nos diferentes tipos de doentes críticos com um nutriente imunomodulador isolado, seguida de ensaios pragmáticos de acordo com os resultados dos anteriores, é um fato a ser considerado em futuras pesquisas.

Vegetação e arquitetura das espécies de restinga associadas à ocorrência de Formicivora littoralis (Aves,Thamnophilidae)

O presente estudo teve como objetivo central conhecer a composição florística, a estrutura e a arquitetura das espécies da formação arbustiva fechada pós-praia e investigar possíveis associações com Formicivora littoralis, considerando tática de forrageamento, construção de ninhos e abundância da ave. F. littoralis é endêmica de restingas, e está ameaçada de extinção devido a perda acelerada de habitat. Entretanto, pouco se sabe sobre a vegetação em que ela ocorre, principalmente sobre as áreas de maior abundância da ave localizadas na formação Arbustiva Fechada Pós-praia (AFP) da Restinga da Massambaba, as quais estão inseridas em um Centro de Diversidade Vegetal (CDV) na Região de Cabo Frio. Diante disto, este estudo foi realizado em dois trechos desta formação na Restinga da Massambaba, nos municípios de Araruama e Arraial do Cabo, RJ, Brasil. Foram efetuadas 60 excursões a campo, com coletas aleatórias realizadas ao longo de toda a formação, geração de 20 parcelas de 2x50 m (0,2ha) perpendiculares ao mar, incluindo na amostragem indivíduos com DAP e DAS ≥2,5, estes, foram ainda categorizados em modelos de arquitetura de ramificação considerando número de ramos em dois patamares de altura (DAP e DAS). O levantamento florístico resultou em 327 coletas de 160 espécies, sendo pelo menos 12 espécies vegetais sob algum estado de ameaça, inclusive redescoberta uma Salicaceae (Casearia sessiliflora). Orchidaceae, Leguminosae e Myrtaceae foram as famílias mais ricas. Foram acrescentados 75% mais espécies na lista preliminar da AFP na Massambaba, além de 14 novos registros para o CDV de Cabo Frio. Na estrutura e arquitetura foram analisados 906 indivíduos de 58 espécies. Sendo os maiores valores de importância de Pilosocereus arrabidae (42,30) e Chrysophyllum lucentifolium (23,45). A diversidade de Shannon foi de 3,46 e equabilidade de 0,85. A arquitetura da maior parte dos indivíduos foi complexa, 58% de indivíduos com múltiplas ramificações, e as espécies apresentando variados padrões de ramificação. A densidade populacional de F. littoralis na AFP foi elevada, sendo estimada em 172 ind/km2. A arquitetura da AFP tem influência na ecologia da ave, pois ela foi generalista quanto à espécie utilizada como suporte na construção de ninhos e também para as táticas de forrageamento, mas houve seleção de ramos finos que formavam na horizontal ângulos de até 90 de abertura para construir ninhos. Ramos finos e mais horizontais também foram utilizados com frequência para as táticas de forrageamento. A abundância de F. littoralis esteve correlacionada positivamente à diversidade vegetal e negativamente à altura da vegetação, características marcantes nesta formação. Além disso, elevada taxa de vegetais com síndrome de dispersão zoocórica indica a importância desta formação na oferta de recursos alimentícios para a fauna e atração de pequenos artrópodes, os quais fazem parte da dieta de F. littoralis.

Effects of the 1997-1998 El Niño on population size and diet of the Galápagos sea lion (Zalophus wollebaeki)

The multi-annual climatic event, El Niño Southern Oscillation (ENSO) is an important factor in the population dynamics of coastal marine species in the Galápagos. The Galápagos sea lion, Zalophus wollebaeki, suffered an apparent population decline of about 50%, considering both mortality and movements away from study sites during the 1997-98 El Niño. This change was in part due to changes in the availability of sardines of the Family Clupeidae, its main prey. These declines resulted partly from elevated mortality (35%) in sea lion colonies, particularly among pups, juveniles (< 1 year old), and dominant males and as a result of movements of adults elsewhere (15%), presumably where there were alternative prey and better environmental conditions.

Prey preference of lingcod (Ophiodon elongatus), a top marine predator: implications for ecosystem-based fisheries management

Many highly exploited ecosystems are managed on the basis of single-species demographic information. This management approach can exacerbate tensions among stakeholders with competing interests who in turn rely on data with notoriously high variance. In this case study, an application of diet and dive survey data was used to describe the prey preference of lingcod (Ophiodon elongatus) in a predictive framework on nearshore reefs off Oregon. The lingcod is a large, fast-growing generalist predator of invertebrates and fishes. In response to concerns that lingcod may significantly reduce diminished populations of rockfishes (Sebastes spp.), the diets of 375 lingcod on nearshore reefs along the Oregon Coast were compared with estimates of relative prey availability from dive surveys. In contrast to the transient pelagic fishes that comprised 46% of lingcod diet by number, rockfishes comprised at most 4.7% of prey items. Rockfishes were the most abundant potential prey observed in dive surveys, yet they were the least preferred. Ecosystem-based fisheries management (EBFM) requires information about primary trophic relationships, as well as relative abundance and distribution data for multiple species. This study shows that, at a minimum, predation relative to prey availability must be considered before predator effects can be understood in a management context.

Feeding ecology of juvenile Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) in a northeast Pacific fjord: diet, availability of zooplankton, selectivity for prey, and potential competition for prey resources

We investigated the feeding ecology of juvenile salmon during the critical early life-history stage of transition from shallow to deep marine waters by sampling two stations (190 m and 60 m deep) in a northeast Pacific fjord (Dabob Bay, WA) between May 1985 and October 1987. Four species of Pacific salmon—Oncorhynchus keta (chum) , O. tshawytscha (Chinook), O. gorbuscha (pink), and O. kisutch (coho)—were examined for stomach contents. Diets of these fishes varied temporally, spatially, and between species, but were dominated by insects, euphausiids, and decapod larvae. Zooplankton assemblages and dry weights differed between stations, and less so between years. Salmon often demonstrated strongly positive or negative selection for specific prey types: copepods were far more abundant in the zooplankton than in the diet, whereas Insecta, Araneae, Cephalapoda, Teleostei, and Ctenophora were more abundant in the diet than in the plankton. Overall diet overlap was highest for Chinook and coho salmon (mean=77.9%)—species that seldom were found together. Chum and Chinook salmon were found together the most frequently, but diet overlap was lower (38.8%) and zooplankton biomass was not correlated with their gut fullness (%body weight). Thus, despite occasional occurrences of significant diet overlap between salmon species, our results indicate that interspecific competition among juvenile salmon does not occur in Dabob Bay.

Feeding ecology of Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus) in North Carolina: diet, daily ration, and consumption of Atlantic menhaden (Brevoortia tyrannus)

Diet, gastric evacuation rates, daily ration, and population-level prey demand of bluefin tuna (Thunnus thynnus) were estimated in the continental shelf waters off North Carolina. Bluefin tuna stomachs were collected from commercial fishermen during the late fall and winter months of 2003–04, 2004–05, and 2005–06. Diel patterns in mean gut fullness values were used to estimate gastric evacuation rates. Daily ration determined from mean gut fullness values and gastric evacuation rates was used, along with bluefin tuna population size and residency times, to estimate population-level consumption by bluefin tuna on Atlantic menhaden (Brevoortia tyrannus). Bluefin tuna diet (n= 448) was dominated by Atlantic menhaden; other teleosts, portunid crabs, and squid were of mostly minor importance. The time required to empty the stomach after peak gut fullness was estimated to be ~20 hours. Daily ration estimates were approximately 2% of body weight per day. At current western Atlantic population levels, bluefin tuna predation on Atlantic menhaden is minimal compared to predation by other known predators and the numbers taken in commercial harvest. Bluefin tuna appear to occupy coastal waters in North Carolina during winter to prey upon Atlantic menhaden. Thus, changes in the Atlantic menhaden stock status or distribution would alter the winter foraging locations of bluefin

Diet composition and prey selection of the introduced grouper species peacock hind (Cephalopholis argus) in Hawaii

The introduced grouper species peacock hind (Cephalopholis argus), was the dominant large-body piscivore on the Main Hawaiian Island (MHI) reefs assessed by underwater visual surveys in this study. However, published data on C. argus feeding ecology are scarce, and the role of this species in Hawaiian reef ecosystems is presently not well understood. Here we provide the first comprehensive assessment of the diet composition, prey electivity (dietary importance of prey taxa compared to their availability on reefs), and size selectivity (prey sizes in the diet compared to sizes on reefs) of this important predator in the MHI. Diet consisted 97.7% of fishes and was characterized by a wide taxonomic breadth. Surprisingly, feeding was not opportunistic, as indicated by a strongly divergent electivity for different prey fishes. In addition, whereas some families of large-body species were represented in the diet exclusively by recruit-size individuals (e.g., Aulostomidae), several families of smaller-body species were also represented by juveniles or adults (e.g., Chaetodontidae). Both the strength and mechanisms of the effects of C. argus predation are therefore likely to differ among prey families. This study provides the basis for a quantitative estimate of prey consumption by C. argus, which would further increase understanding of impacts of this species on native fishes in Hawaii.