Variação geográfica de Osteocephalus taurinus Steindachner, 1862 (Amphibia : Anura : Hylidae)

Osteocephalus taurinus é uma espécie nominal de ampla distribuição na Amazônia e nos llanos do Orinoco. Sua grande variação morfológica indica que se trata de um complexo de espécies. O presente estudo examina a variação geográfica de vários caracteres morfológicos e morfométricos da espécie nominal, avalia a hipótese de tratar-se de fato um complexo de espécies; e testa a teoria da atual distribuição das formas, através de padrões biogeográficos, ecológicos e de regímen de precipitação já definidos. A partir de 431 espécimes estudados foram selecionadas 16 populações, nas quais foram analisados 20 caracteres anatômicos internos, 14 caracteres morfométricos e seis caracteres morfológicos externos. Através de análises estatística e mapas de isolinhas evidenciou-se que O. taurinus não se trata de um complexo de espécies e sim possui uma grande variação intra e interpopulacional das caraterísticas morfométricas e morfológicas. Simultaneamente, foram observados caracteres anatômicos internos polimórficos. O primeiro componente obtido através de uma análise de componentes principais mostra uma variação clinal do tamanho corporal ao longo da distribuição geográfica total, mais evidente nos machos. Em outros caracteres analisados, a variação fico independente do cline. O padrão espacial do tamanho indicou que as formas maiores ocorrem nas terras baixas da Amazônia, onde a vegetação de floresta ombrofila divide as áreas de cerrado ao norte e ao sul do continente sul americano. Nestas últimas áreas, ocorrem com maior intensidade as formas menores. Esta distribuição espacial não se explicou através das divisões propostas por outros autores para Amazônia, o que pode ser devido a um mascaramento gerado pela grande variação intrapopulacional. O modelo espacial do tamanho corporal de O. taurinus não corresponde a um padrão de isolamento por distância, o que pode sugerir que a colonização da espécie em algumas áreas seja recente. Este estudo confirma a hipótese da origem do gênero no início do Plioceno, o que indica que O. taurinus teria tido tempo suficiente para se dispersar antes do surgimento dos Andes como barreira geográfica.

Inversão de momentos de fonte em métodos potenciais

A inversão de momentos de fonte gravimétrica tridimensional é analisada em duas situações. Na primeira se admite conhecer apenas a anomalia. Na segunda se admite conhecer, além da anomalia, informação a priori sobre o corpo anômalo. Sem usar informação a priori, mostramos que é possível determinar univocamente todo momento, ou combinação linear de momentos, cujo núcleo polinomial seja função apenas das coordenadas Cartesianas que definem o plano de medida e que tenha Laplaciano nulo. Além disso, mostramos que nenhum momento cujo núcleo polinomial tenha Laplaciano não nulo pode ser determinado. Por outro lado, informação a priori é implicitamente introduzida se o método de inversão de momentos se baseia na aproximação da anomalia pela série truncada obtida de sua expansão em multipolos. Dado um centro de expansão qualquer, o truncamento da série impõe uma condição de regularização sobre as superfícies equipotenciais do corpo anômalo, que permite estimar univocamente os momentos e combinações lineares de momentos que são os coeficientes das funções-bases da expansão em multipolos. Assim, uma distribuição de massa equivalente à real é postulada, sendo o critério de equivalência especificado pela condição de ajuste entre os campos observado e calculado com a série truncada em momentos de uma ordem máxima pré-estabelecida. Os momentos da distribuição equivalente de massa foram identificados como a solução estacionária de um sistema de equações diferenciais lineares de 1a. ordem, para a qual se asseguram unicidade e estabilidade assintótica. Para a série retendo momentos até 2a. ordem, é implicitamente admitido que o corpo anômalo seja convexo e tenha volume finito, que ele esteja suficientemente distante do plano de medida e que a sua distribuição espacial de massa apresente três planos ortogonais de simetria. O método de inversão de momentos baseado na série truncada (IMT) é adaptado para o caso magnético. Para este caso, mostramos que, para assegurar unicidade e estabilidade assintótica, é suficiente pressupor, além da condição de regularização, a condição de que a magnetização total tenha direção e sentido constantes, embora desconhecidos. O método IMT baseado na série de 2a. ordem (IMT2) é aplicado a anomalias gravimétricas e magnéticas tridimensionais sintéticas. Mostramos que se a fonte satisfaz as condições exigidas, boas estimativas da sua massa ou vetor momento de dipolo anômalo total, da posição de seu centro de massa ou de momento de dipolo e das direções de seus três eixos principais são obtidas de maneira estável. O método IMT2 pode falhar parcialmente quando a fonte está próxima do plano de medida ou quando a anomalia tem efeitos localizados e fortes de um corpo pequeno e raso e se tenta estimar os parâmetros de um corpo grande e profundo. Definimos por falha parcial a situação em que algumas das estimativas obtidas podem não ser boas aproximações dos valores verdadeiros. Nas duas situações acima descritas, a profundidade do centro da fonte (maior) e as direções de seus eixos principais podem ser erroneamente estimadas, embora que a massa ou vetor momento de dipolo anômalo total e a projeção do centro desta fonte no plano de medida ainda sejam bem estimados. Se a direção de magnetização total não for constante, o método IMT2 pode fornecer estimativas erradas das direções dos eixos principais (mesmo se a fonte estiver distante do plano de medida), embora que os demais parâmetros sejam bem estimados. O método IMT2 pode falhar completamente se a fonte não tiver volume finito. Definimos por falha completa a situação em que qualquer estimativa obtida pode não ser boa aproximação do valor verdadeiro. O método IMT2 é aplicado a dados reais gravimétricos e magnéticos. No caso gravimétrico, utilizamos uma anomalia situada no estado da Bahia, que se supõe ser causada por um batólito de granito. Com base nos resultados, sugerimos que as massas graníticas geradoras desta anomalia tenham sido estiradas na direção NNW e adelgaçadas na direção vertical durante o evento compressivo que causou a orogênese do Sistema de Dobramentos do Espinhaço. Além disso, estimamos que a profundidade do centro de massa da fonte geradora é cerca de 20 km. No caso magnético, utilizamos a anomalia de um monte submarino situado no Golfo da Guiné. Com base nos resultados, estimamos que o paleopolo magnético do monte submarino tem latitude 50°48'S e longitude 74°54'E e sugerimos que não exista contraste de magnetização expressivo abaixo da base do monte submarino.

Biodiversidade e variação espaço-temporal da abundância das populações de camarões e estrutura populacional de Farfantepenaeus subtilis (Pérez-Farfante, 1967) (Penaeidae) em um estuário do litoral amazônico brasileiro

Este estudo investigou a biodiversidade e a distribuição espaço-temporal da abundância das populações de camarões e descreveu a estrutura populacional de Farfantepenaeus subtilis em um estuário amazônico. Os camarões foram coletados mensalmente de agosto de 2006 a julho de 2007 nos períodos chuvoso (janeiro a junho) e seco (julho a dezembro) com arrasto-de-fundo e arrasto-de-praia nos setores Médio-Superior (MS), Médio (M) e Inferior (I). Em cada setor dois locais foram amostrados, nos quais dois arrastos de fundo de cinco minutos cada e, três arrastos praiais de 150 m² cada um foram realizados. As variáveis: temperatura, pH e salinidade da água e granulometria e matéria orgânica do sedimento foram analisadas. Para cada camarão foram anotados os Comprimentos Total (CT) e do Cefalotórax (CC), peso total, sexo e estádio de maturação gonadal. A salinidade diferiu significativamente entre os setores I e MS (p<0,05) e o M apresentou baixo teor de matéria orgânica. Em todos os setores os grãos arenosos foram predominantes no substrato, destacando-se a areia fina no setor M. Foram coletados 11.939 camarões, distribuídos em doze espécies e seis famílias. Palaemonidae e Penaeidae tiveram maior riqueza com cinco e três espécies, respectivamente. Penaeidae, Sergestidae e Palaemonidae apresentaram maior abundância, com Xiphopenaeus kroyeri, F. subtilis, Acetes marinus e Nematopalaemon schmitti, contribuindo com 43, 31, 21 e 1,3% do total capturado, respectivamente. As espécies F. subtilis, X. kroyeri e Litopenaeus schmitti contribuíram com 97% da biomassa total. A densidade e a biomassa de F. subtilis diferiram entre o chuvoso e seco (p<0,05), sendo maior no chuvoso. No chuvoso, a densidade de X. kroyeri foi mais elevada nos setores M e I e no seco nos setores MS e M, com maior biomassa no I em ambos períodos sazonais. A densidade e a biomassa de A. marinus foi elevada no setor I (p<0,05). A salinidade, areia, silte e argila influenciaram significativamente a distribuição espaço-temporal da abundância dos camarões (p<0,05). O CC das fêmeas de F. subtilis foi superior aos machos com 13,7 mm e 12,8 mm, respectivamente, e diferiu em março (p<0,05). As fêmeas foram mais abundantes e a razão sexual foi de 0,8:1 com destaque para janeiro, fevereiro, maio e o total analisado (p<0,05). Camarões desenvolvidos ocorreram no chuvoso e a abundância de juvenis foi maior de janeiro a junho quando ocorre o pico mais intenso de desova em mar aberto.

Distribuição ecológica e dinâmica populacional do camarão barriga branca Nematopalaemon schmitti (Holthuis, 1950) (Caridea, Palaemonidae) na região de Macaé-RJ, Brasil

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

Distribuição espaço-temporal e dinâmica populacional do Siri Callinectes Danae Smith, 1869 (Decapoda: Portunidae) na região adjacente à Baía de Babitonga, Santa Catarina

Pós-graduação em Biociências - FCLAS

Ecologia e biologia populacional dos ermitões (Decapoda, Anomura) do litoral norte de Santa Catarina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ecologia química no controle biológico de fitófagos e respectivos predadores e parasitoides

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Micotoxinas estrogênicas em águas superficiais da microbacia hidrográfica do Córrego Rico (SP): desenvolvimento de método analítico verde, ocorrência e persistência ambiental

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Study of cerebral gene expression densities using Voronoi analysis

As the available public cerebral gene expression image data increasingly grows, the demand for automated methods to analyze such large amount of data also increases. An important study that can be carried out on these data is related to the spatial relationship between gene expressions. Similar spatial density distribution of expression between genes may indicate they are functionally correlated, thus the identification of these similarities is useful in suggesting directions of investigation to discover gene interactions and their correlated functions. In this paper, we describe the use of a high-throughput methodology based on Voronoi diagrams to automatically analyze and search for possible local spatial density relationships between gene expression images. We tested this method using mouse brain section images from the Allen Mouse Brain Atlas public database. This methodology provided measurements able to characterize the similarity of the density distribution between gene expressions and allowed the visualization of the results through networks and Principal Component Analysis (PCA). These visualizations are useful to analyze the similarity level between gene expression patterns, as well as to compare connection patterns between region networks. Some genes were found to have the same type of function and to be near each other in the PCA visualizations. These results suggest cerebral density correlations between gene expressions that could be further explored. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Terrestrial non-volant small mammals in agro-silvicultural landscapes of Southeastern Brazil

The area covered by Eucalyptus plantations is significantly increasing in Brazil for economic reasons. However, the impact of such land use change is still unknown. In this study we evaluated the spatial-temporal distribution and abundance of terrestrial non-volant small mammals on a recently converted landscape whose matrix is formed by Eucalyptus plantations up to 3 years of age. From August 2007 to July 2009 we carried out monthly sampling campaigns over a grid of 30 sampling units, formed by pitfall traps covering both the landscape matrix of Eucalyptus plantations (n = 18) and legal conservation areas of native vegetation (n = 7) and abandoned pastures (n = 5). A total of 1640 individuals from 14 species of the orders Didelphimorphia (4 spp.) and Rodentia (10 spp.) were captured. However, only three species of rodents (Olygorysomys flavescens, Oligoryzomys nigripes and Calomy tener) represented 81.8% of the total amount. Eucalyptus plantations had a lower species richness and abundance than the abandoned pasture and the remaining fragments of native vegetation. Although the present species are predominantly generalists, there is clear distinction among environments in terms of their species composition and relative abundance, which also present a pronounced time variation. The assemblage found in this study suggests that silvicultural landscapes still have some conservation value, with species that seem to be resident at the Eucalyptus plantations. Moreover, the presence of the native and abandoned pastures patches imbibed in the Eucalyptus plantation matrix may increase the carrying capacity of such a silvicultural system and these landscapes may play a role in maintaining local biodiversity. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Räumliche Verbreitung geogener Schwermetallgehalte in Böden des Taunus: Einfluss von periglazialer Deckschichtengenese

Während der Glazialphasen kam es in den europäischen Mittelgebirgen bedingt durch extensive solifluidale Massenbewegungen zur Bildung von Deckschichten. Diese Deckschichten repräsentieren eine Mischung verschiedener Substrate, wie anstehendes Ausgangsgestein, äolische Depositionen und lokale Erzgänge. Die räumliche Ausdehnung der Metallkontaminationen verursacht durch kleinräumige Erzgänge wird durch die periglaziale Solifluktion verstärkt. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war a) den Zusammenhang zwischen den Reliefeigenschaften und den Ausprägungen der solifluidalen Deckschichten und Böden aufzuklären, sowie b) mittels Spurenelementgehalte und Blei-Isotopen-Verhältnisse als Eingangsdaten für Mischungsmodelle die Beitrage der einzelnen Substrate zum Ausgangsmaterial der Bodenbildung zu identifizieren und quantifizieren und c) die räumliche Verteilung von Blei (Pb) in Deckschichten, die über Bleierzgänge gewandert sind, untersucht, die Transportweite des erzbürtigen Bleis berechnet und die kontrollierenden Faktoren der Transportweite bestimmt werden. Sechs Transekte im südöstlichen Rheinischen Schiefergebirge, einschließlich der durch periglaziale Solifluktion entwickelten Böden, wurden untersucht. Die bodenkundliche Geländeaufnahme erfolgte nach AG Boden (2005). O, A, B und C-Horizontproben wurden auf ihre Spurenelementgehalte und teilweise auf ihre 206Pb/207Pb-Isotopenverhältnisse analysiert. Die steuernden Faktoren der Verteilung und Eigenschaften periglazialer Deckschichten sind neben der Petrographie, Reliefeigenschaften wie Exposition, Hangneigung, Hangposition und Krümmung. Die Reliefanalyse zeigt geringmächtige Deckschichten in divergenten, konvexen Hangbereichen bei gleichzeitig hohem Skelettgehalt. In konvergent, konkaven Hangbereichen nimmt die Deckschichtenmächtigkeit deutlich zu, bei gleichzeitig zunehmendem Lösslehm- und abnehmendem Skelettgehalt. Abhängig von den Reliefeigenschaften und -positionen reichen die ausgeprägten Bodentypen von sauren Braunerden bis hin zu Pseudogley-Parabraunerden. Des Weiteren kommen holozäne Kolluvien in eher untypischen Reliefpositionen wie langgestreckten, kaum geneigten Hangbereichen oder Mittelhangbereichen vor. Außer für Pb bewegen sich die Spurenelementgehalte im Rahmen niedriger Hintergrundgehalte. Die Pb-Gehalte liegen zwischen 20-135 mg kg-1. Abnehmende Spurenelementgehalte und Isotopensignaturen (206Pb/207Pb-Isotopenverhältnisse) von Pb zeigen, dass nahezu kein Pb aus atmosphärischen Depositionen in die B-Horizonte verlagert wurde. Eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) der Spurenelementgehalte hat vier Hauptsubstratquellen der untersuchten B-Horizonte identifiziert (Tonschiefer, Löss, Laacher-See-Tephra [LST] und lokale Pb-Erzgänge). Mittels 3-Komponenten-Mischungsmodell, das Tonschiefer, Löss und LST einschloss, konnten, bis auf 10 Ausreißer, die Spurenelementgehalte aller 120 B-Horizontproben erklärt werden. Der Massenbeitrag des Pb-Erzes zur Substratmischung liegt bei <0,1%. Die räumliche Pb-Verteilung zeigt Bereiche lokaler Pb-Gehaltsmaxima hangaufwärtiger Pb-Erzgänge. Mittels eines 206Pb/207Pb-Isotopenverhältnis-Mischungsmodells konnten 14 Bereiche erhöhter lokaler Pb-Gehaltsmaxima ausgewiesen werden, die 76-100% erzbürtigen Bleis enthalten. Mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems wurden die Transportweiten des erzbürtigen Bleis mit 30 bis 110 m bestimmt. Die steuerenden Faktoren der Transportweite sind dabei die Schluffkonzentration und die Vertikalkrümmung. Diese Untersuchung zeigt, dass Reliefeigenschaften und Reliefposition einen entscheidenden Einfluss auf die Ausprägung der Deckschichten und Böden im europäischen Mittelgebirgsbereich haben. Mischungsmodelle in Kombination mit Spurenelementanalysen und Isotopenverhältnissen stellen ein wichtiges Werkzeug zur Bestimmung der Beiträge der einzelnen Glieder in Bodensubstratmischungen dar. Außerdem können lokale Bleierzgänge die natürlichen Pb-Gehalte in Böden, entwickelt in periglazialen Deckschichten der letzten Vereisungsphase (Würm), bis über 100 m Entfernung erhöhen.

Marine biodiversity survey in the Northern Red Sea: a large-scale monitoring carried out in collaboration with volunteer divers

Concerns over global change and its effect on coral reef survivorship have highlighted the need for long-term datasets and proxy records, to interpret environmental trends and inform policymakers. Citizen science programs have showed to be a valid method for collecting data, reducing financial and time costs for institutions. This study is based on the elaboration of data collected by recreational divers and its main purpose is to evaluate changes in the state of coral reef biodiversity in the Red Sea over a long term period and validate the volunteer-based monitoring method. Volunteers recreational divers completed a questionnaire after each dive, recording the presence of 72 animal taxa and negative reef conditions. Comparisons were made between records from volunteers and independent records from a marine biologist who performed the same dive at the same time. A total of 500 volunteers were tested in 78 validation trials. Relative values of accuracy, reliability and similarity seem to be comparable to those performed by volunteer divers on precise transects in other projects, or in community-based terrestrial monitoring. 9301 recreational divers participated in the monitoring program, completing 23,059 survey questionnaires in a 5-year period. The volunteer-sightings-based index showed significant differences between the geographical areas. The area of Hurghada is distinguished by a medium-low biodiversity index, heavily damaged by a not controlled anthropic exploitation. Coral reefs along the Ras Mohammed National Park at Sharm el Sheikh, conversely showed high biodiversity index. The detected pattern seems to be correlated with the conservation measures adopted. In our experience and that of other research institutes, citizen science can integrate conventional methods and significantly reduce costs and time. Involving recreational divers we were able to build a large data set, covering a wide geographic area. The main limitation remains the difficulty of obtaining an homogeneous spatial sampling distribution.

Controllo ottico automatizzato di circuiti fotonici integrati: Progettazione, realizzazione e valutazione

In this report a new automated optical test for next generation of photonic integrated circuits (PICs) is provided by the test-bed design and assessment. After a briefly analysis of critical problems of actual optical tests, the main test features are defined: automation and flexibility, relaxed alignment procedure, speed up of entire test and data reliability. After studying varied solutions, the test-bed components are defined to be lens array, photo-detector array, and software controller. Each device is studied and calibrated, the spatial resolution, and reliability against interference at the photo-detector array are studied. The software is programmed in order to manage both PIC input, and photo-detector array output as well as data analysis. The test is validated by analysing state-of-art 16 ports PIC: the waveguide location, current versus power, and time-spatial power distribution are measured as well as the optical continuity of an entire path of PIC. Complexity, alignment tolerance, time of measurement are also discussed.

Structure and dynamics of ionic liquid,electrode interfaces

In the early 20th century, Gouy, Chapman, and Stern developed a theory to describe the capacitance and the spatial ion distribution of diluted electrolytes near an electrode. After a century of research, considerable progress has been made in the understanding of the electrolyte/electrode interface. However, its molecular-scale structure and its variation with an applied potential is still under debate. In particular for room-temperature ionic liquids, a new class of solventless electrolytes, the classical theories for the electrical double layer are not applicable. Recently, molecular dynamics simulations and phenomenological theories have attempted to explain the capacitance of the ionic liquid/electrode interface with the molecular-scale structure and dynamics of the ionic liquid near the electrode. rnHowever, experimental evidence is very limited. rnrnIn the presented study, the ion distribution of an ionic liquid near an electrode and its response to applied potentials was examined with sub-molecular resolution. For this purpose, a new sample chamber was constructed, allowing in situ high energy X-ray reflectivity experiments under potential control, as well as impedance spectroscopy measurements. The combination of structural information and electrochmical data provided a comprehensive picture of the electric double layer in ionic liquids. Oscillatory charge density profiles were found, consisting of alternating anion- and cation-enriched layers at both, cathodic and anodic, potentials. This structure was shown to arise from the same ion-ion correlations dominating the liquid bulk structure that were observed as a distinct X-ray diffraction peak. Therefore, existing physically motivated models were refined and verified by comparison with independent measurements. rnrnThe relaxation dynamics of the interfacial structure upon potential variation were studied by time resolved X-ray reflectivity experiments with sub-millisecond resolution. The observed relaxation times during charging/discharging are consistent with the impedance spectroscopy data revealing three processes of vastly different characteristic time-scales. Initially, the ion transport normal to the interface happens on a millisecond-scale. Another 100-millisecond-scale process is associated with molecular reorientation of electrode-adsorbed cations. Further, a minute-scale relaxation was observed, which is tentatively assigned to lateral ordering within the first layer.

Generalized fuzzy clustering for segmentation of multi-spectral magnetic resonance images.

An integrated approach for multi-spectral segmentation of MR images is presented. This method is based on the fuzzy c-means (FCM) and includes bias field correction and contextual constraints over spatial intensity distribution and accounts for the non-spherical cluster's shape in the feature space. The bias field is modeled as a linear combination of smooth polynomial basis functions for fast computation in the clustering iterations. Regularization terms for the neighborhood continuity of intensity are added into the FCM cost functions. To reduce the computational complexity, the contextual regularizations are separated from the clustering iterations. Since the feature space is not isotropic, distance measure adopted in Gustafson-Kessel (G-K) algorithm is used instead of the Euclidean distance, to account for the non-spherical shape of the clusters in the feature space. These algorithms are quantitatively evaluated on MR brain images using the similarity measures.