The Role Of Edaphic Environment And Climate In Structuring Phylogenetic Pattern In Seasonally Dry Tropical Plant Communities.

Seasonally dry tropical plant formations (SDTF) are likely to exhibit phylogenetic clustering owing to niche conservatism driven by a strong environmental filter (water stress), but heterogeneous edaphic environments and life histories may result in heterogeneity in degree of phylogenetic clustering. We investigated phylogenetic patterns across ecological gradients related to water availability (edaphic environment and climate) in the Caatinga, a SDTF in Brazil. Caatinga is characterized by semiarid climate and three distinct edaphic environments - sedimentary, crystalline, and inselberg -representing a decreasing gradient in soil water availability. We used two measures of phylogenetic diversity: Net Relatedness Index based on the entire phylogeny among species present in a site, reflecting long-term diversification; and Nearest Taxon Index based on the tips of the phylogeny, reflecting more recent diversification. We also evaluated woody species in contrast to herbaceous species. The main climatic variable influencing phylogenetic pattern was precipitation in the driest quarter, particularly for herbaceous species, suggesting that environmental filtering related to minimal periods of precipitation is an important driver of Caatinga biodiversity, as one might expect for a SDTF. Woody species tended to show phylogenetic clustering whereas herbaceous species tended towards phylogenetic overdispersion. We also found phylogenetic clustering in two edaphic environments (sedimentary and crystalline) in contrast to phylogenetic overdispersion in the third (inselberg). We conclude that while niche conservatism is evident in phylogenetic clustering in the Caatinga, this is not a universal pattern likely due to heterogeneity in the degree of realized environmental filtering across edaphic environments. Thus, SDTF, in spite of a strong shared environmental filter, are potentially heterogeneous in phylogenetic structuring. Our results support the need for scientifically informed conservation strategies in the Caatinga and other SDTF regions that have not previously been prioritized for conservation in order to take into account this heterogeneity.

Extraction, purification and biochemical characterization of a peroxidase from Copaifera langsdorffii leaves

The aim of this work is to obtain, purify and characterize biochemically a peroxidase from Copaifera langsdorffii leaves (COP). COP was obtained by acetone precipitation followed by ion-exchange chromatography. Purification yielded 3.5% of peroxidase with the purification factor of 46.86. The COP optimum pH is 6.0 and the temperature is 35 ºC. COP was stable in the pH range of 4.5 to 9.3 and at temperatures below 50.0 ºC. The apparent Michaelis-Menten constants (Km) for guaiacol and H2O2 were 0.04 mM and 0.39 mM respectively. Enzyme turnover was 0.075 s-1 for guaiacol and 0.28 s-1 for hydrogen peroxide. Copaifera langsdorffii leaves showed to be a rich source of active peroxidase (COP) during the whole year. COP could replace HRP, the most used peroxidase, in analytical determinations and treatment of industrial effluents at low cost.

Fracionamento de polifosfato de sódio e caracterização por RMN de 31P: um experimento para aulas de físico-química

This text describes an experiment on fractional precipitation of a polymer together with determination of average degree of polymerization by NMR. Commercial sodium polyphosphate was fractionated by precipitation from aqueous solution by adding increasing amounts of acetone. The polydisperse salt and nine fractions obtained from it were analyzed by 31P Nuclear Magnetic Resonance and the degree of polymerization of the salts and of the fractions were calculated. Long-chain sodium polyphosphate was also synthesized and analyzed. This experiment was tested in a PChem lab course but it can be used also to illustrate topics of inorganic polymers and analytical chemistry.

A novel bioactive glass-ceramic for treating dentin hypersensitivity

Dentin hypersensitivity (DH) is a painful response to stimulus applied to the open dentinal tubules of a vital tooth. It's a common oral condition, however, without an ideal treatment available yet. This work evaluated in vitro the effect of micron-sized particles from a novel bioactive glass-ceramic (Biosilicate) in occluding open dentinal tubules. A dentin disc model was employed to observe comparatively, using scanning electron microscopy (SEM), dentinal tubule occlusion by different products and deposition of hydroxyl carbonate apatite (HCA) on dentin surface by Biosilicate, after a single application: G1 - Dentifrice with potassium nitrate and fluoride; G2 - Two-step calcium phosphate precipitation treatment; G3 - Water-free gel containing Biosilicate particles (1%); G4 - Biosilicate particles mixed with distilled water in a 1:10 ratio; all of them after 1, 12 and 24 hours of immersion in artificial saliva. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed to detect HCA formation on dentin discs filled with Biosilicate after 2 minutes, 30 minutes and 12 hours of immersion in artificial saliva. SEM showed a layer of HCA formed on dentin surface after 24 hours by G4. G1, G2 and G3 promoted not total occlusion of open dentinal tubules after 24 hours. FTIR showed HCA precipitation on the dentin surface induced by Biosilicate after 30 minutes. The micron-sized particles from the bioactive glass-ceramic thus were able to induce HCA deposition in open dentinal tubules in vitro. This finding suggests that Biosilicate may provide a new option for treating DH.

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

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

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

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

Relationship between the southern annular mode and southern hemisphere atmospheric systems

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

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

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

Previsões climáticas sazonais sobre o Brasil: avaliação do RegCM3 aninhado no modelo global CPTEC/COLA

Este trabalho avalia o desempenho de previsões sazonais do modelo climático regional RegCM3, aninhado ao modelo global CPTEC/COLA. As previsões com o RegCM3 utilizaram 60 km de resolução horizontal num domínio que inclui grande parte da América do Sul. As previsões do RegCM3 e CPTEC/COLA foram avaliadas utilizando as análises de chuva e temperatura do ar do Climate Prediction Center (CPC) e National Centers for Enviromental Prediction (NCEP), respectivamente. Entre maio de 2005 e julho de 2007, 27 previsões sazonais de chuva e temperatura do ar (exceto a temperatura do CPTEC/COLA, que possui 26 previsões) foram avaliadas em três regiões do Brasil: Nordeste (NDE), Sudeste (SDE) e Sul (SUL). As previsões do RegCM3 também foram comparadas com as climatologias das análises. De acordo com os índices estatísticos (bias, coeficiente de correlação, raiz quadrada do erro médio quadrático e coeficiente de eficiência), nas três regiões (NDE, SDE e SUL) a chuva sazonal prevista pelo RegCM3 é mais próxima da observada do que a prevista pelo CPTEC/COLA. Além disto, o RegCM3 também é melhor previsor da chuva sazonal do que da média das observações nas três regiões. Para temperatura, as previsões do RegCM3 são superiores às do CPTEC/COLA nas áreas NDE e SUL, enquanto o CPTEC/COLA é superior no SDE. Finalmente, as previsões de chuva e temperatura do RegCM3 são mais próximas das observações do que a climatologia observada. Estes resultados indicam o potencial de utilização do RegCM3 para previsão sazonal, que futuramente deverá ser explorado através de previsão por conjunto.

Regimes de precipitação na América do Sul: uma revisão bibliográfica

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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