Ecological criteria for evaluating candidate sites for marine reserves

Several schemes have been developed to help select the locations of marine reserves. All of them combine social, economic, and biological criteria, and few offer any guidance as to how to prioritize among the criteria identified. This can imply that the relative weights given to different criteria are unimportant. Where two sites are of equal value ecologically; then socioeconomic criteria should dominate the choice of which should be protected. However, in many cases, socioeconomic criteria are given equal or greater weight than ecological considerations in the choice of sites. This can lead to selection of reserves with little biological value that fail to meet many of the desired objectives. To avoid such a possibility, we develop a series of criteria that allow preliminary evaluation of candidate sites according to their relative biological values in advance of the application of socioeconomic criteria. We include criteria that,. while not strictly biological, have a strong influence on the species present or ecological processes. Out scheme enables sites to be assessed according to their biodiversity, the processes which underpin that diversity, and the processes that support fisheries and provide a spectrum of other services important to people. Criteria that capture biodiversity values include biogeographic representation, habitat representation and heterogeneity, and presence of species or populations of special interest (e.g., threatened species). Criteria that capture sustainability of biodiversity and fishery values include the size of reserves necessary to protect viable habitats, presence of exploitable species, vulnerable life stages, connectivity among reserves, links among ecosystems, and provision of ecosystem services to people. Criteria measuring human and natural threats enable candidate sites to be eliminated from consideration if risks are too great, but also help prioritize among sites where threats can be mitigated by protection. While our criteria can be applied to the design of reserve networks, they also enable choice of single reserves to be made in the context of the attributes of existing protected areas. The overall goal of our scheme is to promote the development of reserve networks that will maintain biodiversity and ecosystem functioning at large scales. The values of eco-system goods and services for people ultimately depend on meeting this objective.

Habitat-predator association and avoidance in rainbowfish (Melanotaenia spp.)

The ability to recall the location of a predator and later avoid it was tested in nine populations of rainbowfish (Melanotaenia spp.), representing three species from a variety of environments. Following the introduction of a model predator into a particular microhabitat, the model was removed, the arena rotated and the distribution of the fish recorded again. In this manner it could be determined what cues the fish relied on in order to recall the previous location of the predator model. Fish from all populations but one (Dirran Creek) were capable of avoiding the predator by remembering either the location and/or the microhabitat in which the predator was recently observed. Reliance on different types of visual cues appears to vary between populations but the reason for this variation remains elusive. Of the ecological variables tested (flow variability, predator density and habitat complexity), only the level of predation appeared to be correlated with the orientation technique employed by each population. There was no effect of species identity, which suggests that the habitat that each population occupies plays a strong role in the development of both predator avoidance responses and the cues used to track predators in the wild.

Anaerobic ammonium oxidation by marine and freshwater planctomycete-like bacteria

Recently, two fresh water species, 'Candidatus Brocadia anammoxidans' and 'Candidatus Kuenenia stuttgartiensis', and one marine species, 'Candidatus Scalindua sorokinii', of planctomycete anammox bacteria have been identified. 'Candidatus Scalindua sorokinii' was discovered in the Black Sea, and contributed substantially to the loss of fixed nitrogen. All three species contain a unique organelle-the anammoxosome-in their cytoplasm. The anammoxosome contains the hydrazine/hydroxylamine oxidoreductase enzyme, and is thus the site of anammox catabolism. The anammoxosome is surrounded by a very dense membrane composed almost exclusively of linearly concatenated cyclobutane-containing lipids. These so-called 'ladderanes' are connected to the glycerol moiety via both ester and ether bonds. In natural and man-made ecosystems, anammox bacteria can cooperate with aerobic ammonium-oxidising bacteria, which protect them from harmful oxygen, and provide the necessary nitrite. The cooperation of these two groups of ammonium-oxidising bacteria is the microbial basis for a sustainable one reactor system, CANON (completely autotrophic nitrogen-removal over nitrite) to remove ammonia from high strength wastewater.

A unified model of flames as gasdynamic discontinuities

Viewed on a hydrodynamic scale, flames in experiments are often thin so that they may be described as gasdynamic discontinuities separating the dense cold fresh mixture from the light hot burned products. The original model of a flame as a gasdynamic discontinuity was due to Darrieus and to Landau. In addition to the fluid dynamical equations, the model consists of a flame speed relation describing the evolution of the discontinuity surface, and jump conditions across the surface which relate the fluid variables on the two sides of the surface. The Darrieus-Landau model predicts, in contrast to observations, that a uniformly propagating planar flame is absolutely unstable and that the strength of the instability grows with increasing perturbation wavenumber so that there is no high-wavenumber cutoff of the instability. The model was modified by Markstein to exhibit a high-wavenumber cutoff if a phenomenological constant in the model has an appropriate sign. Both models are postulated, rather than derived from first principles, and both ignore the flame structure, which depends on chemical kinetics and transport processes within the flame. At present, there are two models which have been derived, rather than postulated, and which are valid in two non-overlapping regions of parameter space. Sivashinsky derived a generalization of the Darrieus-Landau model which is valid for Lewis numbers (ratio of thermal diffusivity to mass diffusivity of the deficient reaction component) bounded away from unity. Matalon & Matkowsky derived a model valid for Lewis numbers close to unity. Each model has its own advantages and disadvantages. Under appropriate conditions the Matalon-Matkowsky model exhibits a high-wavenumber cutoff of the Darrieus-Landau instability. However, since the Lewis numbers considered lie too close to unity, the Matalon-Matkowsky model does not capture the pulsating instability. The Sivashinsky model does capture the pulsating instability, but does not exhibit its high-wavenumber cutoff. In this paper, we derive a model consisting of a new flame speed relation and new jump conditions, which is valid for arbitrary Lewis numbers. It captures the pulsating instability and exhibits the high-wavenumber cutoff of all instabilities. The flame speed relation includes the effect of short wavelengths, not previously considered, which leads to stabilizing transverse surface diffusion terms.

Matrix metalloproteinase-2 and-9 involvement in canine tumors

Matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of enzymes implicated in the degradation and remodeling of extracellular matrix and in vascularization. They are also involved in pathologic processes such as tumor invasion and metastasis in experimental cancer models and in human malignancies. We used gelatin zymography and inummohistochemistry to determine whether MMP-2 and MMP-9 are present in canine tumors and normal tissues and whether MMP production correlates with clinicopathologic parameters of prognostic importance. High levels of pro-MMP-9, pro-MMP-2, and active MMP-2 were detected in most canine tumors. Significantly higher MMP levels were measured in canine tumors than in nontumors, malignancies had higher MMP levels than benign tumors, and sarcomas had higher active MMP-2 than carcinomas. Cartilaginous tumors produced higher MMP levels than did nonsarcomatous malignancies, benign tumors, and normal tissues, and significantly greater MMP-2 than osteosarcomas and fibrosarcomas. Pro-MMP-9 production correlated with the histologic grade of osteosarcomas. The 62-kd form of active MMP-2 was detected only in high-grade, p53-positive, metastatic malignancies. Zymography proved to be a sensitive and quantitative technique for the assessment of MMP presence but has the limitation of requiring fresh tissue; inummohistochemistry is qualitative and comparatively insensitive but could be of value in archival studies. MMP presence was shown in a range of canine tumors, and their link to tumor type and grade was demonstrated for the first time. This study will allow a substantially improved evaluation of veterinary cancer patients and provides baseline information necessary for the design of clinical trials targeting MMPs.

Sustained swimming performance in crocodiles (Crocodylus porosus): Effects of body size and temperature

We examined effects of body size and temperature on swimming performance in juvenile estuarine crocodiles, Crocodylus porosus, over the size range of 30-110 cm total body length. Swimming performance, expressed as maximum sustainable swimming speed, was measured in a temperature- and flow-controlled swimming flume. Absolute sustainable swimming speed increased with body length, but length-specific swimming performance decreased as body length increased. Sustained swimming speed increased with temperature between 15degreesC and 23degreesC, remained constant between 23degrees and 33degreesC, and decreased as temperature rose above 33degreesC. Q(10)-values of swimming speed were 2.60 (+/- 0.091 SE) between 18degreesC and 23degreesC, and there were no differences in Q(10) between crocodiles of different sizes. The broad plateau of thermal independence in swimming speed observed in C. porosus may be of adaptive significance by allowing dispersal of juvenile animals at suboptimal body temperatures.

Growth of papaya nodal and rooted shoot cultures as affected by ACC, STS, culture vessel size and incubation conditions

Nodal shoot cultures of 'Clone 003', a selected Australian papaya cultivar, were cultured on modified De Fossard medium supplemented with chemicals that either promote ethylene evolution or inhibit action while in culture. Nodal shoot cultures grown in the presence of 1-aminocyclopropane carboxylic acid (ACC, 1.0 mM) resulted in a significant reduction in percent fresh and dry weights, shoot length, leaf area, petiole length and chlorophyll content, but leaf development was significantly increased. In contrast, nodal cultures grown in the presence of silver thiosulphate (STS, 0.5 mM) significantly produced the highest percentage of fresh and dry weights, shoot length, leaf production, leaf area expansion, petiole length and leaf chlorophyll content. Nodal cultures and rooted whole plantlets placed in medium-sized (125 mL) culture vessels had significantly better growth than those cultures placed in small (70 mL) or in large (250 mL) vessels. Cultures grown in medium-sized vessels had higher fresh and dry weights, longer shoots, more leaves and larger leaf area than those cultures placed in smaller or larger vessels. Similarly, values for said growth parameters and for chlorophyll content of the nodal and rooted whole plantlets were higher when they were incubated under high light intensity of 120 mumol m(-2)s(-1) at a prevailing temperature of either 20+/-1 C or 25+/-1 C.

Faeces as a source of DNA for molecular studies in a threatened population of great bustards

With recent advances in molecular biology, it is now possible to use the trace amounts of DNA in faeces to non-invasively sample endangered species for genetic studies. A highly vulnerable population of approximately 100 great bustards (Otis tarda) exists in Morocco necessitating the use of non-invasive protocols to study their genetic structure. Here we report a reliable silica-based method to extract DNA from great bustard faeces. We found that successful extraction and amplification correlated strongly with faeces freshness and composition. We could not extract amplifiable DNA from 30% of our samples as they were dry or contained insect material. However 100% of our fresh faecal samples containing no obvious insect material worked, allowing us to assess the levels of genetic variation among 25 individuals using a 542 bp control region sequence. We were able to extract DNA from four out of five other avian species, demonstrating that faeces represents a suitable source of DNA for population genetics studies in a broad range of species.

Efeito da adição de extrato de casca de jabuticaba nas características físico-químicas e sensoriais de queijo petit suisse

A busca pela melhoria da qualidade de vida e a procura por alimentos naturais e funcionais são crescentes. A incorporação de prebióticos e corantes naturais pode agregar valor ao produto, por serem capazes de melhorar sua qualidade e por apresentarem grandes atrativos tecnológicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de prebióticos (inulina e oligofrutose) e corante natural (extrato de casca de jabuticaba) nas características de queijo petit suisse. Foi realizada análise da composição físico-química (extrato seco total, cinzas, proteínas, lipídeos, carboidratos e acidez titulável) logo após o processamento, análise do pH, colorimetria, teor de compostos bioativos e atividade antioxidante em diferentes tempos de armazenamento (0, 7, 14, 21 e 28 dias), análise do teor de fibras alimentares da formulação de queijo petit suisse com maior atividade antioxidante ao final da vida de prateleira e análises microbiológica e sensorial. O queijo petit suisse elaborado foi dividido em cinco formulações, de acordo com a concentração de corante natural incorporado, que foram 0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% e 3,0%. Os dados obtidos com as análises realizadas logo após o processamento e análise sensorial foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey, os dados obtidos com as análises realizadas em diferentes tempos de armazenamento foram submetidos à análise de variância e estudo do comportamento cinético, e a análise de fibras e microbiológica foi analisada por meio de estatística descritiva. Os valores de extrato seco total, proteínas, lipídeos, cinzas e carboidrato não diferiram significativamente (p>0,05) entre as formulações. A formulação sem adição de corante natural apresentou menor acidez (p≤0,05), e com o aumento da concentração de corante natural, maior foi a acidez do queijo. Os teores de antocianinas, fenólicos totais e capacidade antioxidante foram maiores com o aumento da concentração de corante incorporado, sendo que o teor de antocianinas reduziu com o decorrer do tempo de armazenamento. O valor encontrado de fibras para a formulação contendo 3,0% de corante natural foi baixo, e o produto não apresentou alegação de propriedade funcional. A fim de verificar se o queijo estava próprio para o consumo, foi realizada análise microbiológica para coliformes termotolerantes, estando todas as formulações de queijo petit suisse em condições sanitárias satisfatórias. A análise sensorial foi realizada em duas etapas. Na primeira etapa foi realizado teste de aceitação com avaliação dos atributos cor, sabor, consistência e impressão global, e intenção de compra para todas as formulações com incorporação de corante natural. Na segunda etapa foi realizado o teste de aceitação com informação nutricional do produto para a amostra mais aceita na primeira etapa. Como resultado, foi observado que o atributo cor foi o único que apresentou diferença significativa (p≤0,05) entre as formulações, sendo as mais aceitas com concentração 2,5% e 3,0%. De forma geral, todas as formulações foram bem aceitas, porém, a formulação com maior adição de corante natural foi a que xiii apresentou maiores notas. Assim, o queijo com maior concentração de corante natural foi o utilizado na segunda etapa sensorial, sendo observada influência das informações nos atributos cor e consistência (p≤0,05). Dessa forma, a utilização de prebióticos e corante natural de casca de jabuticaba em queijo petit suisse foi viável por não alterar a composição centesimal do produto, além de conferir ao produto uma coloração atrativa.

Efeito da adição de óleo essencial de pimenta rosa (Schinus terebinthifolius Raddi) microencapsulado em queijo minas frescal

A pimenta rosa é o fruto da aroeira (Schinus terebinthifolius Raddi), uma planta nativa do Brasil. A extração e caracterização do seu óleo essencial viabiliza a sua utilização industrial. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de óleo essencial de pimenta rosa em queijo Minas Frescal . Foram identificados 95,36% dos constituintes do óleo essencial, sendo o δ-careno-3 o componente majoritário. O óleo essencial de pimenta rosa apresentou características antioxidante (2,53 ± 0,28 μmols de trolox por mL de óleo) e antimicrobiana para o desenvolvimento de Staphylococcus aureus. Foi observado, no teste de difusão em ágar, a formação do halo de inibição de 1,35 ± 0,32 cm, e na análise de concentração inibitória mínima, o valor de 3,13%. O óleo essencial é sensível à degradação no meio em que se encontra, portanto necessita de processos tecnológicos para assegurar sua ação. Para proteger o óleo essencial foi realizada a microencapsulação por meio da secagem por spray dryer. O óleo foi microencapsulado utilizando três formulações com diferentes concentrações de goma arábica, maltodextrina e amido modificado como papel de parede. As microcápsulas obtidas foram analisadas quanto às suas características físico-químicas e morfológicas e foi selecionada uma formulação para posterior adição ao queijo Minas Frescal. A formulação com 5% de amido modificado, 10% de maltodextrina e 5% de goma arábica foi selecionada. Para definição da concentração de óleo essencial que foi utilzada no queijo, foi realizado teste sensorial de ordenação-preferência, visto que a concentração inibitória mínima (3,13%) era muito alta para ser utilizada nos queijos. A formulação com 0,01% de óleo essencial foi a preferida e utilizada para fabricação dos queijos. Foram elaborados e caracterizados os queijos controle (CO) e o queijo com adição das microcápsulas de óleo essencial de pimenta rosa (OEPR). Em relação às características físico-químicas, os queijos CO e OEPR só apresentaram diferença significativa em relação à umidade (P= 0,0021; α=0,05). O queijo OEPR teve boa aceitação sensorial com média de aceitação global de 7,6 ± 0,97, não apresentando diferença significativa, ao nível de 95% de confiança, do queijo controle (7,6 ± 1,18). Para avaliar a capacidade do óleo essencial de pimenta rosa microencapsulado em inibir o desenvolvimento de S. aureus, foram inoculadas nos queijos CO e OEPR concentrações iniciais de 106 UFG.g. Os queijos foram armazenados em BOD à temperatura de 4 ± 1 °C até realização das análises, que ocorreram nos tempos: 0, 3, 6, 9, 12, 15 e 30 dias. Houve redução de 1,53 ciclos Log no queijo adicionado de óleo essencial de pimenta rosa. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que o óleo essencial de pimenta rosa é uma alternativa viável de utilização em queijo Minas Frescal , devido ao seu potencial antioxidante, antimicrobiano e à sua aceitação sensorial.

Estudo da cinética e influência dos métodos de secagem sobre as propriedades físico-químicas de soro de leite

O soro de leite é um subproduto da fabricação do queijo, seja por acidificação ou por processo enzimático. Em condições ideais, a caseína do leite se agrega formando um gel, que posteriormente cortado, induz a separação e liberação do soro. É utilizado de diversas formas em toda a indústria alimentícia, possui rica composição em lactose, sais minerais e proteínas. A desidratação é um dos principais processos utilizados para beneficiamento e transformação do soro. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos métodos de secagem: liofilização, leito de espuma (nas temperaturas de 40, 50, 60, 70 e 80ºC) e spray-dryer (nas temperaturas de 55, 60, 65, 70 e 75ºC), sobre as características de umidade, proteína, cor e solubilidade do soro, bem como estudar o seu processo de secagem. O soro foi obtido e desidratado após concentração por osmose reversa, testando 11 tratamentos, em 3 repetições, utilizando um delineamento inteiramente casualizado. Os resultados demonstraram que o modelo matemático que melhor se ajustou foi o modelo de Page, apresentado um coeficiente de determinação ajustado acima de 0,98 e erro padrão da regressão em todas as temperaturas abaixo de 0,04 para o método por leito de espuma. Para o método de liofilização os respectivos valores foram 0,9975 e 0,01612. A partir disso, pode-se elaborar um modelo matemático generalizado, apresentando um coeficiente de determinação igual a 0,9888. No caso do leito de espuma, observou-se que à medida que se aumenta a temperatura do ar de secagem, o tempo de secagem diminui e os valores do coeficiente de difusão efetiva aumentam. Porém, a redução no tempo de secagem entre os intervalos de temperatura, diminui com o aumento da mesma. A energia de ativação para a difusão no processo de secagem do soro foi de 26,650 kJ/mol e para todas as avaliações físico-químicas e tecnológicas, a análise de variância apresentou um valor de F significativo (p<0,05), indicando que há pelo menos um contraste entre as médias dos tratamentos que é significativo.

Qualidade fisiológica de sementes e diversidade genética de maracujazeiros cultivados em diferentes altitudes no Espírito Santo

O maracujazeiro pertence à família Passifloraceae e ao gênero Passiflora que é o mais importante economicamente. Altitudes entre 100 a 900 m são indicadas para o plantio do maracujazeiro e estudos sobre localizações geográficas distintas possibilitam expressões do genótipo, influenciadas pelas condições ambientais. O gradiente altitudinal influencia a distribuição da variação genética dentro e entre populações de plantas e a diversidade genética muda com a altitude. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade fisiológica de sementes e a diversidade genética de maracujazeiros cultivados em diferentes altitudes do Espírito Santo. Para avaliação da qualidade fisiológica das sementes, os frutos de Passiflora spp. maduros foram colhidos em pomares localizados em altitudes baixa (0-100 m), média (>100 até 600 m) e alta (>600 m) de diferentes municípios do Espírito Santo. Os tratamentos pré-germinativos nas sementes foram: T1- escarificação física, feita manualmente com lixa d´água nº 120; T2- tratamento com ácido giberélico (GA3) na concentração de 500 mg L-1 com embebição por 24 horas e T3- sementes sem escarificação realizados nas sementes em laboratório e em casa de vegetação. Foi avaliado o envelhecimento acelerado tradicional, envelhecimento acelerado com saturação salina e deterioração controlada em sementes de maracujá amarelo sem escarificação localizado em alta altitude e as condições que apresentaram menor deterioração das sementes para aplicação às demais espécies e altitudes com os respectivos tratamentos pré-germinativos que apresentaram maiores valores de germinação e vigor em laboratório e em casa de vegetação. Assim, para as sementes do maracujá amarelo utilizou-se o tratamento sem escarificação, para sementes de maracujá roxo, a escarificação física e para as sementes de maracujá doce, o tratamento com ácido giberélico. O teste de envelhecimento acelerado com saturação salina a 43 ºC por 72 horas e deterioração controlada a 25% de umidade expostas por 24 horas diferencia as espécies nas diferentes altitudes. Sementes de maracujá amarelo e sementes localizadas em alta altitude apresentam qualidade fisiológica superior. Para a avaliação da diversidade genética foram utilizadas folhas jovens de cinco plantas matrizes de Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener, P. edulis Sims e P. alata Curtis cultivadas em três altitudes (baixa, média e alta) do Espírito Santo. Para SSR foi encontrado baixo número de alelos, alta heterozigosidade esperada e altos valores de PIC e para a análise ISSR detectou um elevado número de bandas por primer e alto polimorfismo. Há maior similaridade genética entre P. edulis f. flavicarpa Deg. e P. edulis. Passiflora alata apresenta maior distância genética em relação às espécies. As populações de baixa altitude se diferenciam das demais independente da espécie e do marcador utilizado.

Influence of leaf retention on cutting propagation of Lavandula dentata L.

Vegetative propagation of lavender offers several advantages over sexual propagation, among them crop homogeneity and yield of higher quality essential oil. However, Lavandula species have been propagated mostly by seeds and are said to be recalcitrant to rooting when propagated by cuttings. During cutting propagation, one of the important variables that influence the rooting capacity of cuttings is the leaf retention. The objective of this work was to evaluate the influence of leaf retention on rooting of L. dentata cuttings. Apical cuttings of L. dentata of 10 cm in length, keeping approximately 1/3, 1/2 or 2/3 of their leaves were planted in commercial substrate Plantmax HT® under intermittent mist. After two months, averages of root number, length of the longest root, root fresh and dry weights, and the survival percentage were evaluated. Root length and fresh weight were statistically greater with 2/3 of leaf retention and when fewer leaves were kept on the cuttings, lower means of root dry weight was observed. Under the conditions applied in this study, greater leaf retention was better for rooting of L. dentata cuttings.

Evaluation of respiratory parameters in minimally processed lettuce grown under organic or conventional system

The increased preference for minimally processed vegetables has been attributed to the health benefits associated with fresh produce and the demand for ready-to-eat salads. In this paper, lettuce (Lactuca sativa L.) was evaluated for the effects of different cropping systems on the respiratory properties. Lettuce was packaged in low density polyethylene bags and stored in a refrigerator at 4 ºC. The concentration of carbon dioxide and oxygen inside the package was monitored during the storage at zero, three, six, eight, ten and twelve days by gas chromatography. Dry matter variation was measured gravimetrically up to day fourteen of storage. Values of respiratory rate for conventional lettuce increased from day 1 to 3 and remained low, while respiratory rate of the organic lettuce increased three-fold up to day 8, stabilizing at a high level. Variation in dry matter during storage also resulted from differences between the two cultivation systems. The highest content of dry matter was achieved by organic lettuce.

Processing and characterization of alpha-elastin electrospun membranes

Elastin isolated from fresh bovine ligaments was dissolved in a mixture of 1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol and water and electrospun into fiber membranes under different processing conditions. Fiber mats of randomly and aligned fibers were obtained with fixed and rotating ground collectors and fibrils were composed by thin ribbons whose width depends on electrospinning conditions; fibrils with 721 nm up to 2.12 m width were achieved. After cross-linking with glutaraldehyde, -elastin can uptake as much as 1700 % of PBS solution and a slight increase on fiber thickness was observed. The glass transition temperature of electrospun fiber mats was found to occur at ~ 80 ºC. Moreover, -Elastin showed to be a perfect elastomeric material, and no mechanical hysteresis was found in cycle mechanical measurements. The elastic modulus obtained for oriented and random fibers mats in a PBS solution was 330 ± 10 kPa and 732 ± 165 kPa, respectively. Finally, the electrospinning and cross-linking process does not inhibit MC-3T3-E1 cell adhesion. Cell culture results showed good cell adhesion and proliferation in the cross-linked elastin fiber mats.