Relative pleopod length as an indicator of size at sexual maturity in slipper (Scyllarides squammosus) and spiny Hawaiian (Panulirus marginatus) lobsters

Body size at gonadal maturity is described for females of the slipper lobster (Scyllarides squammosus) (Scyllaridae) and the endemic Hawaiian spiny lobster (Panulirus marginatus) (Palinuridae) based on microscopic examination of histological preparations of ovaries. These data are used to validate several morphological metrics (relative exopodite length, ovigerous condition) of functional sexual maturity. Relative exopodite length (“pleopod length”) produced consistent estimates of size at maturity when evaluated with a newly derived statistical application for estimating size at the morphometric maturation point (MMP) for the population, identified as the midpoint of a sigmoid function spanning the estimated boundaries of overlap between the largest immature and smallest adult animals. Estimates of the MMP were related to matched (same-year) characterizations of sexual maturity based on ovigerous condition — a more conventional measure of functional maturity previously used to characterize maturity for the two lobster species. Both measures of functional maturity were similar for the respective species and were within 5% and 2% of one another for slipper and spiny lobster, respectively. The precision observed for two shipboard collection series of pleopod-length data indicated that the method is reliable and not dependent on specialized expertise. Precision of maturity estimates for S. squammosus with the pleopod-length metric was similar to that for P. marginatus with any of the other measures (including conventional evidence of ovigerous condition) and greatly exceeded the precision of estimates for S. squammosus based on ovigerous condition alone. The two measures of functional maturity averaged within 8% of the estimated size at gonadal maturity for the respective species. Appendage-to-body size proportions, such as the pleopod length metric, hold great promise, particularly for species of slipper lobsters like S. squammosus for which there exist no other reliable conventional morphological measures of sexual maturity. Morphometric proportions also should be included among the factors evaluated when assessing size at sexual maturity in spiny lobster stocks; previously, these proportions have been obtained routinely only for brachyuran crabs within the Crustacea.

Localização de Terminais Móveis utilizando Correlação de Assinaturas de Rádio-Frequência.

Nesta dissertação são analisados métodos de localização baseados na rede, com destaque para os métodos de correlação de assinaturas de rádio-frequência (DCM - Database Correlation Methods). Métodos baseados na rede não requerem modificações nos terminais móveis (MS - Mobile Stations), sendo portanto capazes de estimar a localização de MS legados, i.e., sem suporte específico a posicionamento. Esta característica, associada a alta disponibilidade e precisão dos métodos DCM, torna-os candidatos viáveis para diversas aplicações baseadas em posição, e em particular para a localização de chamadas para números de emergência - polícia, defesa civil, corpo de bombeiros, etc. - originadas de telefones móveis celulares. Duas técnicas para diminuição do tempo médio para produção de uma estimativa de posição são formuladas: a filtragem determinística e a busca otimizada utilizando algoritmos genéticos. Uma modificação é realizada nas funções de avaliação utilizadas em métodos DCM, inserindo um fator representando a inacurácia intrínseca às medidas de nível de sinal realizadas pelos MS. As modificações propostas são avaliadas experimentalmente em redes de telefonia móvel celular de segunda e terceira gerações em ambientes urbanos e suburbanos, assim como em redes locais sem fio em ambiente indoor. A viabilidade da utilização de bancos de dados de correlação (CDB - Correlation Database) construídos a partir de modelagem de propagação é analisada, bem como o efeito da calibração de modelos de propagação empíricos na precisão de métodos DCM. Um dos métodos DCM propostos, utilizando um CDB calibrado, teve um desempenho superior ao de vários outros métodos DCM publicados na literatura, atingindo em área urbana a precisão exigida dos métodos baseados na rede pela regulamentação FCC (Federal Communications Commission) para o serviço E911 (Enhanced 911 ).

Análise da penetrabilidade de duas substâncias irrigadoras: estudo em canais simulados

O objetivo do estudo foi verificar ex vivo a penetração de duas substâncias irrigantes hipoclorito de sódio 5% e Chlor-Xtra (Vista Dental Products, Racine, WI) através da adição de corante em canais simulados de dentes clarificados. Sessenta caninos inferiores unirradiculares humanos foram utilizados. As raízes foram seccionados em 16mm e instrumentadas com limas rotatórias do sistema Protaper até a F2 no comprimento de trabalho de 15mm. As amostras foram submetidas ao processo de clarificação para ficarem transparentes e durante o processo foram criados os canais simulados no terço apical. As raízes foram divididas aleatoriamente em três grupos ( NaOCl 5%, Chlor-Xtra e água) contendo 20 espécime por grupo. As amostras foram irrigadas com 1,5mL de solução contraste( tinta chinesa junto com a solução irrigante do respectivo grupo). E cada amostra foi fotografada e analisada. Os dados foram analisados estatisticamente pelos testes Kruskal-Wallis e Student-Neuman-Keuls. Não houve diferença estatística entre as substâncias irrigantes testadas (p>0,05). A partir da análise dos dados, foi possível concluir que apesar da presença de agentes surfactantes na solução irrigante de Chlor-Xtra não houve uma melhor penetrabilidade nos canais simulados em comparação ao hipoclorito de sódio(NaOCl).

Bioacumulação de mercúrio total (HgT) em tecidos de atuns e afins coletados no Sudeste do Brasil

O mercúrio é um metal pesado que vem sendo reconhecido como um poluente potencialmente perigoso no ecossistema marinho devido à sua alta toxicidade e tendência a sofrer bioacumulação nos organismos e biomagnificação através das teias tróficas, podendo ser encontrado em elevadas concentrações em predadores de topo, como os atuns. O objetivo do presente estudo foi utilizar atuns e afins (Thunnus atlanticus, Thunnus albacares, Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus, Coryphaena hippurus e Sarda sarda) como indicadores da disponibilidade de mercúrio total (HgT) nas teias tróficas oceânicas do Rio de Janeiro. Os indivíduos foram coletados no período entre Fevereiro de 2009 a Janeiro de 2010, no desembarque pesqueiro da cidade de Cabo Frio, no Estado do Rio de Janeiro, no Sudeste do Brasil. A determinação das concentrações de mercúrio total foi baseada em Malm et al. (1989) e Bastos et al. (1998). As alíquotas de músculo e fígado foram digeridas através de uma mistura de ácidos e as concentrações de mercúrio total foram determinadas por espectrofotometria a vapor frio (FIMS-400, Perkin-Elmer). A precisão e exatidão dos métodos analíticos foram determinadas utilizando os materiais certificados, DORM-3 e DOLT-4, (NRC, Canadá). Os dados foram analisados estatisticamente através do programa STATISTICS 7.0 for Windows. As concentrações de mercúrio total (HgT) encontradas nos atuns e afins variaram significativamente entre as espécies para o músculo e fígado. As menores concentrações foram registradas em Coryphaena hippurus, (0,008 mg. Kg-1 no músculo e 0,003 mg. Kg-1 no fígado), enquanto as maiores concentrações foram reportadas no músculo de Thunnus atlanticus (1,300 mg. Kg-1) e no fígado de Sarda sarda (2,495 mg. Kg-1). Foram encontradas diferenças significativas entre as concentrações de mercúrio total musculares e hepáticas para Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus e Sarda sarda, com as concentrações mais elevadas encontradas no fígado. Além disso, o tamanho e o peso dos indivíduos foram fatores importantes, sendo positivamente correlacionados com as concentrações de mercúrio total em todas as espécies, com exceção das concentrações hepáticas encontradas em Katsuwonus pelamis e Euthynnus alleteratus. Ademais, nove indivíduos mostraram altas concentrações musculares, acima de 0,5 mg.Kg-1, limite máximo estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) em peixes predadores para consumo humano. Estes resultados são preocupantes, uma vez que podem representar potencial risco à saúde. Considerando o mercúrio um micro poluente tóxico, as elevadas concentrações encontradas nesses peixes, podem causar efeitos neles e em seus consumidores. Portanto, é importante um contínuo monitoramento de peixes para auxiliar na sua conservação e permitir identificar quais espécies podem ser consumidas e com qual frequência.

Reciclando vidas: análise das relações de gênero e divisão sexual do trabalho com mulheres líderes de cooperativas de materiais recicláveis no Estado do Rio de Janeiro.

Após centenas de anos de exploração dos recursos naturais, a Terra começa a mostrar as consequências de seu uso descontrolado. Nas últimas quatro décadas o homem tem voltado seus olhos para a causa ambiental de forma mais intensa e conciliadora. Como resultado dessa nova maneira de pensar, a sociedade e a indústria, que se veem obrigadas a se adaptar às novas tendências de mercado e novas formas de produção. Produzindo melhor e consumindo menos, fecha-se uma cadeia de produção estruturada. Mas, por mais que se invista em tecnologia, um problema sempre existirá: o resíduo, incluindo-se nesta categoria, também os rejeitos produzidos pelas atividades humanas. O tratamento de resíduos é uma questão de difícil solução mesmo à longo prazo. As cooperativas de reciclagem se apresentam como uma nova forma de empreendimento, inserido em moldes mais modernos, baseados nos princípios da Economia Solidária, existente em países da Europa e América Latina, com destaque para o Brasil. É nesse cenário que se encontra o objeto de estudo da pesquisa: a mulher catadora/recicladora. Estatísticas apontam que em muitos estados do país elas chegam a 65% dos trabalhadores. Muitas dessas cooperativas são administradas por mulheres, quando não, frequentadas majoritariamente por elas. O objetivo geral desta pesquisa é analisar como se configuram as relações de gênero e divisão sexual do trabalho, partindo da visão das dirigentes das cooperativas. Questões semiestruturadas, com abordagem qualitativa foram elaboradas e aplicadas à nove líderes de associação de catadores da região metropolitana do Rio de Janeiro e do Vale do Paraíba Fluminense (Resende). As entrevistas foram filmadas para a elaboração de um documentário acadêmico, também produto desta pesquisa. Foram encontradas na pesquisa, convergências em relação à divisão sexual do trabalho, partindo de princípios sexistas onde os homens deveriam se encarregar do trabalho mais pesado e as mulheres do trabalho mais fino, como a triagem. No entanto, a realidade apontada pelas entrevistadas nos remete à naturalização do trabalho multitarefa, onde elas se incubem de realizar todos os procedimentos, estando ou não na presença de homens na cooperativa.

A contribuição da epidemiologia aos estudos de avaliação da performance clínica através de um evento traçador: o caso das prescrições médicas às crianças com infecção respiratória aguda.

Esta dissertação discute os possíveis delineamentos epidemiológicos e estratégias de análise de dados capazes de apreender as funções de ocorrência de interesse nos estudos de fatores de risco para a prescrição médica inadequada as crianças com infecção respirat6ria aguda, atendidas na rede ambulatorial. Para tal, os principais marcos teóricos que devem nortear a construção de um desenho de estudo epidemiológico são apresentados, assim como as diferentes etapas que devem ser consideradas quando se esta planejando um processo de analise estatística de dados em estudos epidemiológicos. A partir da elaboração de um modelo teórico-conceitual que represente as relações entre os diversos fatores que parecem estar envolvidos com a prescrição e o consumo de medicamentos, diferentes estratégias de pesquisa e pianos de analise são discutidos, alertando-se para os principais problemas a serem evitados quando se busca um estudo com validade e precisão entre satisfatórias.

Estudo da precisão e da exatidão da técnica da birrefringência acústica na avaliação de tensões residuais e aplicadas.

Este trabalho apresenta um procedimento numérico para o estudo da precisão e da exatidão da técnica de birrefringência acústica como usada no Instituto de Engenharia Nuclear (IEN) para avaliação de tensões residuais e aplicadas em estruturas metálicas. Esse procedimento deverá ser incorporado posteriormente ao módulo de processamento de sinal do sistema ultrassônico utilizado no Laboratório de Ultrassom do IEN para levar em conta, de forma automática e sistemática, as incertezas nos dados de entrada e as suas propagações ao longo dos cálculos efetuados. A birrefringência acústica é geralmente definida a partir das velocidades de duas ondas ultrassônicas volumétricas de incidência normal e ortogonais entre si. A birrefringência pode ser definida diretamente a partir dos tempos de percurso dessas duas ondas, uma vez que elas percorrem o mesmo espaço físico. Os tempos de percurso das ondas podem ser assim considerados como as variáveis primárias de interesse. Por meio da teoria da acustoelasticidade é possível relacionar a birrefringência acústica com as tensões atuantes no material explorando o fato da velocidade da onda ultrassônica ser afetada pela presença de um campo de tensões. Nesta dissertação elaborou-se um conjunto de planilhas eletrônicas no aplicativo Microsoft Excel para efetuar de forma automática todos os cálculos necessários ao objetivo proposto, levando em conta as incertezas nos dados, sua propagação ao longo dos cálculos e o número de dígitos significativos nos resultados. Como exemplo do procedimento desenvolvido, o estudo da precisão e da exatidão na determinação das tensões em uma viga de aço sob flexão pela técnica da birrefringência acústica é apresentado. Como valor de referência, para fins do cálculo da exatidão alcançada, utilizou-se uma solução analítica derivada da teoria clássica da resistência de materiais. Os resultados encontrados indicaram uma razoável precisão, com um erro relativo menor do que 8%, e uma baixa exatidão, menor do que 57%, nos pontos da viga sujeitos às maiores tensões principais de flexão.

Application of an acoustic–trawl survey design to improve estimates of rockfish biomass

Biomass estimates of several species of Alaskan rockfishes exhibit large interannual variations. Because rockfishes are long lived and relatively slow growing, large, short-term shifts in population abundance are not likely. We attribute the variations in biomass estimates to the high variability in the spatial distribution of rockfishes that is not well accounted for by the survey design currently used. We evaluated the performance of an experimental survey design, the Trawl and Acoustic Presence/Absence Survey (TAPAS), to reduce the variability in estimated biomass for Pacific ocean perch (Sebastes alutus). Analysis of archived acoustic backscatter data produced an acoustic threshold for delineating potential areas of high (“patch”) and low (“background”) catch per unit of effort (CPUE) in real time. In 2009, we conducted a 12-day TAPAS near Yakutat, Alaska. We completed 59 trawls at 19 patch stations and 40 background stations. The design performed well logistically, and Pacific ocean perch (POP) accounted for 55% of the 31 metric tons (t) of the catch from this survey. The resulting estimates of rockfish biomass were slightly less precise than estimates from simple random sampling. This difference in precision was due to the weak relationship of CPUE to mean volume backscattering and the relatively low variability of POP CPUE encountered. When the data were re-analyzed with a higher acoustic threshold than the one used in the field study, performance was slightly better with this revised design than with the original field design. The TAPAS design could be made more effective by establishing a stronger link between acoustic backscatter and CPUE and by deriving an acoustic threshold that allows better identification of backscatter as that from the target species.

Evaluation of the In Situ Ichthyoplankton Imaging System (ISIIS): comparison with the traditional (bongo net) sampler

Plankton and larval fish sampling programs often are limited by a balance between sampling frequency (for precision) and costs. Advancements in sampling techniques hold the potential to add considerable efficiency and, therefore, add sampling frequency to improve precision. We compare a newly developed plankton imaging system, In Situ Ichthyoplankton Imaging System (ISIIS), with a bongo sampler, which is a traditional plankton sampling gear developed in the 1960s. Comparative sampling was conducted along 2 transects ~30–40 km long. Over 2 days, we completed 36 ISIIS tow-yo undulations and 11 bongo oblique tows, each from the surface to within 10 m of the seafloor. Overall, the 2 gears detected comparable numbers of larval fishes, representing similar taxonomic compositions, although larvae captured with the bongo were capable of being identified to lower taxonomic levels, especially larvae in the small (<5 mm), preflexion stages. Size distributions of the sampled larval fishes differed considerably between these 2 sampling methods, with the size range and mean size of larval fishes larger with ISIIS than with the bongo sampler. The high frequency and fine spatial scale of ISIIS allow it to add considerable sampling precision (i.e., more vertical sections) to plankton surveys. Improvements in the ISIIS technology (including greater depth of field and image resolution) should also increase taxonomic resolution and decrease processing time. When coupled with appropriate net sampling (for the purpose of collecting and verifying the identification of biological samples), the use of ISIIS could improve overall survey design and simultaneously provide detailed, process-oriented information for fisheries scientists and oceanographers.

Rhythm generation in monkey motor cortex explored using pyramidal tract stimulation.

We investigated whether stimulation of the pyramidal tract (PT) could reset the phase of 15-30 Hz beta oscillations observed in the macaque motor cortex. We recorded local field potentials (LFPs) and multiple single-unit activity from two conscious macaque monkeys performing a precision grip task. EMG activity was also recorded from the second animal. Single PT stimuli were delivered during the hold period of the task, when oscillations in the LFP were most prominent. Stimulus-triggered averaging of the LFP showed a phase-locked oscillatory response to PT stimulation. Frequency domain analysis revealed two components within the response: a 15-30 Hz component, which represented resetting of on-going beta rhythms, and a lower frequency 10 Hz response. Only the higher frequency could be observed in the EMG activity, at stronger stimulus intensities than were required for resetting the cortical rhythm. Stimulation of the PT during movement elicited a greatly reduced oscillatory response. Analysis of single-unit discharge confirmed that PT stimulation was capable of resetting periodic activity in motor cortex. The firing patterns of pyramidal tract neurones (PTNs) and unidentified neurones exhibited successive cycles of suppression and facilitation, time locked to the stimulus. We conclude that PTN activity directly influences the generation of the 15-30 Hz rhythm. These PTNs facilitate EMG activity in upper limb muscles, contributing to corticomuscular coherence at this same frequency. Since the earliest oscillatory effect observed following stimulation was a suppression of firing, we speculate that inhibitory feedback may be the key mechanism generating such oscillations in the motor cortex.

Age determination manual of the Alaska Fisheries Science Center Age and Growth Program

The Age and Growth Program at the Alaska Fisheries Science Center is tasked with providing age data in order to improve the basic understanding of the ecology and fisheries dynamics of Alaskan fish species. The primary focus of the Age and Growth Program is to estimate ages from otoliths and other calcified structures for age-structured modeling of commercially exploited stocks; however, the program has recently expanded its interests to include numerous studies on topics ranging from age estimate validation to the growth and life history of non-target species. Because so many applications rely upon age data and particularly upon assurances as to their accuracy and precision, the Age and Growth Program has developed this practical guide to document the age determination of key groundfish species from Alaskan waters. The main objective of this manual is to describe techniques specific to the age determination of commercially and ecologically important species studied by the Age and Growth Program. The manual also provides general background information on otolith morphology, dissection, and preparation, as well as descriptions of methods used to measure precision and accuracy of age estimates. This manual is intended not only as a reference for age readers at the AFSC and other laboratories, but also to give insight into the quality of age estimates to scientists who routinely use such data.

A guide to monitoring reef fish in the National Park Service's South Florida/Caribbean Network

Reef fishes are conspicuous and essential components of coral reef ecosystems and economies of southern Florida and the United States Virgin Islands (USVI). Throughout Florida and the USVI, reef fish are under threat from a variety of anthropogenic and natural stressors including overfishing, habitat loss, and environmental changes. The South Florida/Caribbean Network (SFCN), a unit of the National Park Service (NPS), is charged with monitoring reef fishes, among other natural and cultural resources, within six parks in the South Florida - Caribbean region (Biscayne National Park, BISC; Buck Island Reef National Monument, BUIS; Dry Tortugas National Park, DRTO; Everglades National Park, EVER; Salt River Bay National Historic Park and Ecological Preserve, SARI; Virgin Islands National Park, VIIS). Monitoring data is intended for park managers who are and will continue to be asked to make decisions to balance environmental protection, fishery sustainability and park use by visitors. The range and complexity of the issues outlined above, and the need for NPS to invest in a strategy of monitoring, modeling, and management to ensure the sustainability of its precious assets, will require strategic investment in long-term, high-precision, multispecies reef fish data that increases inherent system knowledge and reduces uncertainty. The goal of this guide is to provide the framework for park managers and researchers to create or enhance a reef fish monitoring program within areas monitored by the SFCN. The framework is expected to be applicable to other areas as well, including the Florida Keys National Marine Sanctuary and Virgin Islands Coral Reef National Monument. The favored approach is characterized by an iterative process of data collection, dataset integration, sampling design analysis, and population and community assessment that evaluates resource risks associated with management policies. Using this model, a monitoring program can adapt its survey methods to increase accuracy and precision of survey estimates as new information becomes available, and adapt to the evolving needs and broadening responsibilities of park management.

The design, construction, operation, and maintenance of the Replicated Modular Estuarine Mesocosm

Perhaps the most difficult job of the ecotoxicologist is extrapolating data calculated from laboratory experiments with high precision and accuracy into the real world of highly-dynamics aquatic environments. The establishment of baseline laboratory toxicity testing data for individual compounds and ecologically important and field studies serve as a precursor to ecosystem level studies needed for ecological risk assessment. The first stage in the field portion of risk assessment is the determination of actual environmental concentrations of the contaminant being studied and matching those concentrations with laboratory toxicity tests. Risk estimates can be produced via risk quotients that would determine the probability that adverse effects may occur. In this first stage of risk assessment, environmental realism is often not achieved. This is due, in part, to the fact that single-species laboratory toxicity tests, while highly controlled, do not account for the complex interactions (Chemical, physical, and biological) that take place in the natural environment. By controlling as many variables in the laboratory as possible, an experiment can be produced in such a fashion that real effects from a compound can be determined for a particular test organism. This type of approach obviously makes comparison with real world data most difficult. Conversely, field oriented studies fall short in the interpretation of ecological risk assessment because of low statistical power, lack of adequate replicaiton, and the enormous amount of time and money needed to perform such studies. Unlike a controlled laboratory bioassay, many other stressors other than the chemical compound in question affect organisms in the environment. These stressors range from natural occurrences (such as changes in temperature, salinity, and community interactions) to other confounding anthropogenic inputs. Therefore, an improved aquatic toxicity test that will enhance environmental realism and increase the accuracy of future ecotoxicological risk assessments is needed.

Manual for the Sampling Design Tool for ArcGIS

The Biogeography Branch’s Sampling Design Tool for ArcGIS provides a means to effectively develop sampling strategies in a geographic information system (GIS) environment. The tool was produced as part of an iterative process of sampling design development, whereby existing data informs new design decisions. The objective of this process, and hence a product of this tool, is an optimal sampling design which can be used to achieve accurate, high-precision estimates of population metrics at a minimum of cost. Although NOAA’s Biogeography Branch focuses on marine habitats and some examples reflects this, the tool can be used to sample any type of population defined in space, be it coral reefs or corn fields.

Capture probability of a survey trawl for red king crab (Paralithodes camtschaticus)

The relative abundance of Bristol Bay red king crab (Paralithodes camtschaticus) is estimated each year for stock assessment by using catch-per-swept-area data collected on the Alaska Fisheries Science Center’s annual eastern Bering Sea bottom trawl survey. To estimate survey trawl capture efficiency for red king crab, an experiment was conducted with an auxiliary net (fitted with its own heavy chain-link footrope) that was attached beneath the trawl to capture crabs escaping under the survey trawl footrope. Capture probability was then estimated by fitting a model to the proportion of crabs captured and crab size data. For males, mean capture probability was 72% at 95 mm (carapace length), the size at which full vulnerability to the survey trawl is assigned in the current management model; 84.1% at 135 mm, the legal size for the fishery; and 93% at 184 mm, the maximum size observed in this study. For females, mean capture probability was 70% at 90 mm, the size at which full vulnerability to the survey trawl is assigned in the current management model, and 77% at 162 mm, the maximum size observed in this study. The precision of our estimates for each sex decreased for juveniles under 60 mm and for the largest crab because of small sample sizes. In situ data collected from trawl-mounted video cameras were used to determine the importance of various factors associated with the capture of individual crabs. Capture probability was significantly higher when a crab was standing when struck by the footrope, rather than crouching, and higher when a crab was hit along its body axis, rather than from the side. Capture probability also increased as a function of increasing crab size but decreased with increasing footrope distance from the bottom and when artificial light was provided for the video camera.