Immunodetection of planktonic algae

Interest in the identification and characterisation of cyanobacteria and dinoflagellates in aquatic environments is increasing rapidly due to the perceived roles of these organisms in primary production and nuisance aspects in terms of water treatment and public health. Techniques for the identification and quantification of these organisms currently are limited, and the application of molecular approaches provides fundamental taxonomic information and techniques of practical value. Antigenic properties of algal cells may be useful taxonomic markers. Immunodetection techniques utilise the specificity of the antibody/antigen association as a probe for recognising and distinguishing between microorganisms according to their cell- surface chemistry. Immunofluorescent detection of unicellular cyanobacteria and dinoflagellates has been studied with success in marine and freshwater ecosystems and a range of techniques and results are presented and discussed. The most recent advances in the study of planktonic algae have come with the application of continuous flow cytometric methods (CFC). Flow cytometry makes use of the autofluorescence properties of the algal cells, which alone can be used to demonstrate their presence and permit their quantification in natural water samples. When used in conjunction with immunolabelling techniques, the potential of CFC analysis is broadened to study the serological/strain composition of plankters in natural populations. Changes in algal strains represented within and between waters over periods of time are reported and discussed, along with the ecological issues thus raised.

Alterations of the global water cycle and their effects on river structure, function and services

River structure and functioning are governed naturally by geography and climate but are vulnerable to natural and human-related disturbances, ranging from channel engineering to pollution and biological invasions. Biological communities in river ecosystems are able to respond to disturbances faster than those in most other aquatic systems. However, some extremely strong or lasting disturbances constrain the responses of river organisms and jeopardise their extraordinary resilience. Among these, the artificial alteration of river drainage structure and the intense use of water resources by humans may irreversibly influence these systems. The increased canalisation and damming of river courses interferes with sediment transport, alters biogeochemical cycles and leads to a decrease in biodiversity, both at local and global scales. Furthermore, water abstraction can especially affect the functioning of arid and semi-arid rivers. In particular, interception and assimilation of inorganic nutrients can be detrimental under hydrologically abnormal conditions. Among other effects, abstraction and increased nutrient loading might cause a shift from heterotrophy to autotrophy, through direct effects on primary producers and indirect effects through food webs, even in low-light river systems. The simultaneous desires to conserve and to provide ecosystem services present several challenges, both in research and management.

Behavior ecology of the Humboldt squid, Dosidicus gigas: insights from an animal-borne video and data logging system

Dosidicus gigas is a large pelagic cephalopod of the eastern Pacific that has recently undergone an unexpected, significant range expansion up the coast of North America. The impact that such a range expansion is expected to have on local fisheries and marine ecosystems has motivated a thorough study of this top predator, a squid whose lifestyle has been quite mysterious until recently. Unfortunately, Dosidicus spends daylight hours at depths prohibitive to making observations without significant artificial interference. Observations of this squid‟s natural behaviors have thus far been considerably limited by the bright illumination and loud noises of remotely-operated-vehicles, or else the presence of humans from boats or with SCUBA. However, recent technological innovations have allowed for observations to take place in the absence of humans, or significant human intrusion, through the use of animal-borne devices such as National Geographic‟s CRITTERCAM. Utilizing the advanced video recording and data logging technology of this device, this study seeks to characterize unknown components of Dosidicus gigas behavior at depth. Data from two successful CRITTERCAM deployments reveal an assortment of new observations concerning Dosidicus lifestyle. Tri-axial accelerometers enable a confident description of Dosidicus orientation during ascents, descents, and depth maintenance behavior - previously not possible with simple depth tags. Video documentation of intraspecific interactions between Dosidicus permits the identification of ten chromatic components, a previously undescribed basal chromatic behavior, and multiple distinct body postures. And finally, based on visualizations of spermatophore release by D. gigas and repetitive behavior patterns between squid pairs, this thesis proposes the existence of a new mating behavior in Dosidicus. This study intends to provide the first glimpse into the natural behavior of Dosidicus, establishing the groundwork for a comprehensive ethogram to be supported with data from future CRITTERCAM deployments. Cataloguing these behaviors will be useful in accounting for Dosidicus‟ current range expansion in the northeast Pacific, as well as to inform public interest in the impacts this expansion will have on local fisheries and marine ecosystems.

Vulnerabilidade socioambiental dos manguezais de Garapuá, Cairu/BA frente à inserção da indústria petroleira.

Manguezais são ecossistemas marinhos costeiros que ocorrem nas regiões tropicais e subtropicais do globo. A associação desses ambientes a formações recifais é restrita, particularmente no Brasil, onde se destaca a ilha de Tinharé, na costa sul do estado da Bahia, não só pela ocorrência desse sistema manguezal-recifes, mas também pelo desenvolvimento estrutural da floresta e pela atividade produtiva de mariscagem exercida pela população do povoado de Garapuá. Apesar da proximidade de Morro de São Paulo, atrator turístico internacional, este povoado experimentava certo isolamento socioeconômico até a chegada da indústria do petróleo que, em função de suas potencialidades e riscos, tensionou a vida da comunidade local. Este estudo tem por objetivo analisar a vulnerabilidade socioambiental dos manguezais adjacentes à Garapuá, Cairu-BA, frente a inserção da indústria petrolífera na região, a partir da caracterização estrutural das florestas de mangue e da caracterização social do povoado de Garapuá e, particularmente, das marisqueiras usuárias deste ecossistema. As abordagens metodológicas utilizadas podem ser classificadas como pesquisas quantitativas, empregadas no levantamento fitossociológico, e qualitativas, utilizadas a partir de observações de campo e entrevistas, além de levantamentos bibliográficos, para elaboração das análises sociais. Os resultados indicam florestas de mangue de porte variável, em bom estado de conservação, com altura média das dez árvores mais altas entre 2,40,2 metros (estação 7) e 22,71,1 metros (estação 29), geralmente dominadas por Rhizophora mangle (38 das 52 estações de amostragem). A partir da caracterização estrutural foi realizado teste estatístico de agrupamento que, aliado a aspectos da arquitetura das árvores, permitiu a classificação das florestas em 12 Tipos Estruturais. As análises relativas à vulnerabilidade ambiental fundamentaram-se nos aspectos de sensibilidade e na posição fisiográfica ocupada por cada Tipo de floresta e identificaram níveis distintos de vulnerabilidade a derramamentos de óleo. Com relação aos aspectos sociais, as informações sobre os sistemas socioeconômicos e culturais relacionados à saúde, à educação, às práticas produtivas e à geração de renda, ao transporte, à religião e à organização social, como um todo, evidenciaram vulnerabilidades frente à inserção da indústria do petróleo, apontando as marisqueiras como o segmento mais suscetível a vivenciar os riscos e os impactos desse empreendimento no local. A inserção da indústria do petróleo neste contexto socioambiental representa aumento de riscos e, consequentemente, de vulnerabilidade socioambiental, na medida em que o diálogo estabelecido entre empreendedor e população se apresenta de forma assimétrica, dificultando a participação da população local, sobretudo dos mais excluídos que, nesse caso, são representados pelos usuários dos manguezais.

BAMS: A Tool for Supervised Burned Area Mapping Using Landsat Data

A new supervised burned area mapping software named BAMS (Burned Area Mapping Software) is presented in this paper. The tool was built from standard ArcGIS (TM) libraries. It computes several of the spectral indexes most commonly used in burned area detection and implements a two-phase supervised strategy to map areas burned between two Landsat multitemporal images. The only input required from the user is the visual delimitation of a few burned areas, from which burned perimeters are extracted. After the discrimination of burned patches, the user can visually assess the results, and iteratively select additional sampling burned areas to improve the extent of the burned patches. The final result of the BAMS program is a polygon vector layer containing three categories: (a) burned perimeters, (b) unburned areas, and (c) non-observed areas. The latter refer to clouds or sensor observation errors. Outputs of the BAMS code meet the requirements of file formats and structure of standard validation protocols. This paper presents the tool's structure and technical basis. The program has been tested in six areas located in the United States, for various ecosystems and land covers, and then compared against the National Monitoring Trends in Burn Severity (MTBS) Burned Area Boundaries Dataset.

Desenvolvimento, sustentabilidade e relações internacionais: uma análise dos indicadores de desenvolvimento sustentável e sua aplicação ao caso brasileiro

O desenvolvimento sustentável foi definido pelo Relatório Brundtland como o desenvolvimento que satisfaz as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades. Esse tipo de desenvolvimento abarca tanto a questão do crescimento econômico com distribuição de renda, quanto a necessidade de se preservar os recursos escassos do planeta, além de seus ecossistemas. O desenvolvimento sustentável é um tema que aborda dois conceitos-chave que afetam as relações entre os países: a necessidade de desenvolvimento de muitas nações que ainda não atingiram o patamar de riqueza dos países desenvolvidos e o imperativo da sustentabilidade, que restringe a possibilidade do desenvolvimento econômico ao interferir no processo produtivo das nações. Dessa forma, torna-se necessário abordar o desenvolvimento sustentável na perspectiva das Relações Internacionais. Acordos cooperativos em relação ao meio ambiente têm sido assinados muito mais como forma de cooperação bilateral do que global. O contexto histórico nos leva a um ponto de inflexão no cenário internacional, iniciado no ano de 2002 e que perdura até os dias atuais. Neste início de século XXI, a convergência dos países ao desenvolvimento sustentável passa a ser analisada pelo esforço unilateral de cada nação, explicitando o uso dos indicadores de desenvolvimento sustentável e justificando sua apreciação. É neste período em que se dará a análise da economia brasileira, conforme proposto pela dissertação. A partir da análise dos dados fornecidos pelos indicadores para a situação do desenvolvimento sustentável no Brasil, tem-se elaborada a questão central que esta dissertação procurará responder: a efetividade no uso destes indicadores para o direcionamento das políticas de desenvolvimento sustentável das nações. A valoração do desenvolvimento sustentável é de vital importância para o posicionamento das nações frente ao tema ambiental no mundo. Como diferentes conceitos são aceitos para o tema, a possibilidade de um grande acordo multilateral acerca do mesmo fica prejudicada. A maneira encontrada por alguns países foi redirecionar suas economias unilateralmente à sustentabilidade. O que isso irá provocar nas Relações Internacionais só o tempo poderá dizer. O que é certo é que a frágil relação entre os países será afetada por esse fato. O Brasil desponta como um expoente do desenvolvimento sustentável, pelo menos na intenção, e é através do uso de ferramentas como os indicadores de desenvolvimento sustentável que podemos mensurar o quanto seu discurso se converte em prática.

Avaliação do cenário para utilização dos recursos florísticos nativos de restingas para inclusão socioeconômica em Caravelas, Bahia.

A conservação dos ecossistemas e dos recursos ambientais neles inclusos é uma condição básica e essencial para o desenvolvimento sustentado de uma dada região. A degradação faz com que a possibilidade dele retornar ao seu estado original seja ínfima pois, sua dinâmica de restauração não seria a mesma do que antes foi sua colonização. A recuperação de áreas degradadas é dificultada devido à complexidade estrutural dos ecossistemas, exemplo das restingas ambientes sujeitos as condições bastante adversas (altas temperaturas, períodos de seca, vento constante, alta salinidade e escassez de nutrientes), por isso demandam de alta tecnologia para o desenvolvimento e produção de mudas, além de alto custo associado. O objetivo deste estudo é a criação de uma proposta para uso socioeconômico das áreas degradadas por plantios de cocos, em formações vegetais de restinga, município de Caravelas, e criar um modelo para que essas áreas sejam mais produtivas economicamente, a médio e longo prazo, a partir da geração de trabalho e renda e, conseqüentemente, inclusão social voltada para o uso sustentável de espécies nativas de restinga, através do extrativismo, considerando-se o potencial e a vocação natural do ecossistema de restinga. Nesse contexto, as categorias de análise desta tese basearam-se nos conflitos e vulnerabilidade socioambiental, etnobotânica, fitofisionomias, bens e serviços associados, tecnologia social, desenvolvimento local, gestão costeira, sustentabilidade ambiental e democrática, produtos florestais não madeiráveis e inclusão social. Os procedimentos metodológicos utilizados neste estudo foram apresentados em cada capítulo desta tese, estando inserido em pesquisas qualitativas (técnicas de observação participante e análise do discurso coletivo) associada aos levantamentos bibliográficos (dados secundários) e as pesquisas quantitativas, por entrevistas semiestruturadas. Os resultados deste estudo subsidiaram a formação de uma rede interativa para implantação de empreendimentos sustentáveis no processo produtivo local, no que se refere à utilização de espécies nativas de restingas com reflorestamento de áreas degradadas por plantios de coco, para fins de geração de trabalho e renda com base no movimento de tecnologia social.

Programas de pagamento por serviços ambientais na gestão dos recursos hídricos: a experiência do FUNBOAS na bacia Lagos São João - RJ.

Os programas de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA) correspondem a incentivos a quem ajuda a manter ou a produzir os serviços ecossistêmicos. O presente trabalho preocupou-se com a compreensão sobre a real contribuição destes programas de PSA para a gestão sustentável dos recursos hídricos, destacando o caso do programa FUNBOAS - Fundo de Boas Práticas Sócio Ambientais, criado pelo Comitê de Bacias Hidrográficas Lagos São João (CBHLSJ). Para atingir o objetivo proposto e entender os impactos do programa na microbacia, foram utilizadas informações fornecidas pelo CBHLSJ e foram realizadas visitas em campo, onde amostras de água foram coletadas para análise de parâmetros físico-químicos (pH, turbidez, NH3, P, OD, DQO e COT) e entrevistas com a população local foram realizadas. O FUNBOAS é um mecanismo de incentivo técnico e financeiro aos que ajudam a conservar os recursos hídricos e é alimentado com recursos oriundos da cobrança pelo uso da água da bacia. De uma forma geral, foi possível observar que o FUNBOAS possibilitou que os agricultores da microbacia beneficiada adotassem práticas de manejo mais sustentáveis, colaborando para a prestação dos serviços ecossistêmicos. Os resultados das análises de água indicaram que ainda existem pontos críticos de contaminação na microbacia, onde é necessário que medidas sejam tomadas para recuperar a qualidade da água do córrego. As entrevistas possibilitaram demonstrar que o FUNBOAS afetou o modo de vida dos produtores rurais da microbacia de forma positiva, melhorando a qualidade de vida das famílias beneficiadas. Também foi constatada a importância da preservação das florestas nativas na conservação da qualidade da água e dos trabalhos de educação ambiental na capacitação da população e na conscientização sobre a preservação dos recursos naturais. Além disso, o monitoramento ambiental da qualidade da água demonstrou ser uma ferramenta fundamental em programas de PSA em recursos hídricos, pois podem embasar a tomada de decisão, apontar pontos críticos de intervenção e evidenciar os impactos das ações, servindo para o acompanhamento dos resultados alcançados pelo programa. De uma forma geral, os resultados alcançados por esta pesquisa permitem concluir que programas de PSA são importantes instrumentos de gestão sustentável dos recursos hídricos, uma vez que possibilitam a preservação dos ecossistemas, colaborando com desenvolvimento socioeconômico das comunidades afetadas.