Biologging, Remotely-Sensed Oceanography and the Continuous Plankton Recorder Reveal the Environmental Determinants of a Seabird Wintering Hotspot

Marine environments are greatly affected by climate change, and understanding how this perturbation affects marine vertebrates is a major issue. In this context, it is essential to identify the environmental drivers of animal distribution. Here, we focused on the little auk (Alle alle), one of the world’s most numerous seabirds and a major component in Arctic food webs. Using a multidisciplinary approach, we show how little auks adopt specific migratory strategies and balance environmental constraints to optimize their energy budgets. Miniature electronic loggers indicate that after breeding, birds from East Greenland migrate .2000 km to overwinter in a restricted area off Newfoundland. Synoptic data available from the Continuous Plankton Recorder (CPR) indicate that this region harbours some of the highest densities of the copepod Calanus finmarchicus found in the North Atlantic during winter. Examination of large-scale climatic and oceanographic data suggests that little auks favour patches of high copepod abundance in areas where air temperature ranges from 0uC to 5uC. These results greatly advance our understanding of animal responses to extreme environmental constraints, and highlight that information on habitat preference is key to identifying critical areas for marine conservation.

Recovery or decline of the Northwestern Black Sea: A societal choice revealed by socio-ecological modelling

During recent decades anthropogenic activities have dramatically impacted the Black Sea ecosystem. High levels of riverine nutrient input during the 1970s and 1980s caused eutrophic conditions including intense algal blooms resulting in hypoxia and the subsequent collapse of benthic habitats on the northwestern shelf. Intense fishing pressure also depleted stocks of many apex predators, contributing to an increase in planktivorous fish that are now the focus of fishing efforts. Additionally, the Black Sea's ecosystem changed even further with the introduction of exotic species. Economic collapse of the surrounding socialist republics in the early 1990s resulted in decreased nutrient loading which has allowed the Black Sea ecosystem to start to recover, but under rapidly changing economic and political conditions, future recovery is uncertain. In this study we use a multidisciplinary approach to integrate information from socio-economic and ecological systems to model the effects of future development scenarios on the marine environment of the northwestern Black Sea shelf. The Driver–Pressure–State-Impact-Response framework was used to construct conceptual models, explicitly mapping impacts of socio-economic Drivers on the marine ecosystem. Bayesian belief networks (BBNs), a stochastic modelling technique, were used to quantify these causal relationships, operationalise models and assess the effects of alternative development paths on the Black Sea ecosystem. BBNs use probabilistic dependencies as a common metric, allowing the integration of quantitative and qualitative information. Under the Baseline Scenario, recovery of the Black Sea appears tenuous as the exploitation of environmental resources (agriculture, fishing and shipping) increases with continued economic development of post-Soviet countries. This results in the loss of wetlands through drainage and reclamation. Water transparency decreases as phytoplankton bloom and this deterioration in water quality leads to the degradation of coastal plant communities (Cystoseira, seagrass) and also Phyllophora habitat on the shelf. Decomposition of benthic plants results in hypoxia killing flora and fauna associated with these habitats. Ecological pressure from these factors along with constant levels of fishing activity results in target stocks remaining depleted. Of the four Alternative Scenarios, two show improvements on the Baseline ecosystem condition, with improved waste water treatment and reduced fishing pressure, while the other two show a worsening, due to increased natural resource exploitation leading to rapid reversal of any recent ecosystem recovery. From this we conclude that variations in economic policy have significant consequences for the health of the Black Sea, and ecosystem recovery is directly linked to social–economic choices.

La Web Semántica y los archivos de televisión: estado de la cuestión

Se analizan y describen las principales líneas de trabajo de la Web Semántica en el ámbito de los archivos de televisión. Para ello, se analiza y contextualiza la web semántica desde una perspectiva general para posteriormente analizar las principales iniciativas que trabajan con lo audiovisual: Proyecto MuNCH, Proyecto S5T, Semantic Television y VideoActive.

Functional and Structural Diversification of the Anguimorpha Lizard Venom System

Venom has only been recently discovered to be a basal trait of the Anguimorpha lizards. Consequently, very little is known about the timings of toxin recruitment events, venom protein molecular evolution, or even the relative physical diversifications of the venom system itself. A multidisciplinary approach was used to examine the evolution across the full taxonomical range of this similar to 130 million-year-old clade. Analysis of cDNA libraries revealed complex venom transcriptomes. Most notably, three new cardioactive peptide toxin types were discovered (celestoxin, cholecystokinin, and YY peptides). The latter two represent additional examples of convergent use of genes in toxic arsenals, both having previously been documented as components of frog skin defensive chemical secretions. Two other novel venom gland-overexpressed modified versions of other protein frameworks were also recovered from the libraries (epididymal secretory protein and ribonuclease). Lectin, hyaluronidase, and veficolin toxin types were sequenced for the first time from lizard venoms and shown to be homologous to the snake venom forms. In contrast, phylogenetic analyses demonstrated that the lizard natriuretic peptide toxins were recruited independently of the form in snake venoms. The de novo evolution of helokinestatin peptide toxin encoding do-mains within the lizard venom natriuretic gene was revealed to be exclusive to the helodermatid/anguid subclade. New isoforms were sequenced for cysteine-rich secretory protein, kallikrein, and phospholipase A 2 toxins. Venom gland morphological analysis revealed extensive evolutionary tinkering. Anguid glands are characterized by thin capsules and mixed glands, serous at the bottom of the lobule and mucous toward the apex. Twice, independently this arrangement was segregated into specialized serous protein-secreting glands with thick capsules with the mucous lobules now distinct (Heloderma and the Lanthanotus/Varanus clade). The results obtained highlight the importance of utilizing evolution-based search strategies for biodiscovery and emphasize the largely untapped drug design and development potential of lizard venoms. Molecular & Cellular Proteomics 9:2369-2390, 2010.

Towards groundwater security in coastal East Africa: initiating a regional research network and integrated hydrogeologic, climatic & socio-economic observatories in coastal aquifers of the Comoros Islands, Kenya and Tanzania

African coastal regions are expected to experience the highest rates of population growth in coming decades. Fresh groundwater resources in the coastal zone of East Africa (EA) are highly vulnerable to seawater intrusion. Increasing water demand is leading to unsustainable and ill-planned well drilling and abstraction. Wells supplying domestic, industrial and agricultural needs are or have become, in many areas, too saline for use. Climate change, including weather changes and sea level rise, is expected to exacerbate this problem. The multiplicity of physical, demographic and socio-economic driving factors makes this a very challenging issue for management. At present the state and probable evolution of coastal aquifers in EA are not well documented. The UPGro project 'Towards groundwater security in coastal East Africa' brings together teams from Kenya, Tanzania, Comoros Islands and Europe to address this knowledge gap. An integrative multidisciplinary approach, combining the expertise of hydrogeologists, hydrologists and social scientists, is investigating selected sites along the coastal zone in each country. Hydrogeologic observatories have been established in different geologic and climatic settings representative of the coastal EA region, where focussed research will identify the current status of groundwater and identify future threats based on projected demographic and climate change scenarios. Researchers are also engaging with end users as well as local community and stakeholder groups in each area in order to understanding the issues most affecting the communities and searching sustainable strategies for addressing these.

Integrated Earth Resistivity Tomography (ERT) and Multilevel Gas Sampling: A Tool to Map Geogenic and Anthropogenic Methane Accumulation on Brownfield Sites

Soil gas emissions of methane and carbon dioxide on brownfield sites are usually attributed to anthropogenic activities; however geogenic sources of soil gas are often not considered during site investigation and risk management strategies. This paper presents a field study at a redeveloped brownfield site on a flood plain to identify accumulations of methane biogas trapped in underlying sediments. The investigation is based on a multidisciplinary approach using direct multi-level sampling measurements and Earth resistivity tomography . Resistivity imaging was applied to evaluate the feasibility of identifying the size and spatial continuity of soil gas accumulations in anthropogenic and naturally occurring deposits. As a result, biogas accumulations are described within both anthropogenic deposits and pristine organic sediments. This result is important to identify the correct approaches to identify and manage risks associated with soil gas emissions on brownfield and pristine sites. The organic-rich sediments in Quaternary fluvial environments of São Paulo Basin in particular the Tietê River, biogas reservoirs can be generated and trapped beneath geogenic and anthropogenic layers, potentially requiring the management of brownfield developments across this region.

Presentation of lacrimo-auriculodento- digital (LADD) syndrome in a young female patient

BACKGROUND: Lacrimo-auriculo-dento-digital (LADD) syndrome (OMIM #149730) is an autosomal-dominant congenital disorder that can be caused by heterozygous mutations in the tyrosine kinase domains of the genes encoding fibroblast growth factor receptors 2 (FGFR2) and 3 (FGFR3), and has been found in association with a mutation in the FGF10 gene, which encodes an Fgfr ligand. Clinical signs vary, but the condition is characterised by involvement of the lacrimal and salivary systems, cup-shaped ears, hearing loss and dental abnormalities. Additional features may include involvement of the hands and feet with other body systems particularly the kidneys.

CASE REPORT: Previous literature on the subject has been reviewed and this case is the first presentation of LADD syndrome in the Republic of Ireland, as a sporadic case in a 12-year-old girl who exhibited a range of dental and digital anomalies.

TREATMENT: Her general medical practitioner managed her medical care whilst her oral care necessitated a multidisciplinary approach involving restorative and orthodontic elements.

FOLLOW-UP: The initial restorative phase of treatment has successfully improved the appearance of the patient's anterior teeth using direct resin composite build-ups.

Periodontal Manifestations of Chronic Atypical Neutrophilic Dermatosis With Lipodystrophy and Elevated Temperature (CANDLE) Syndrome in an 11 Year Old Patient

Introduction: Chronic atypical neutrophilic dermatosis with lipodystrophy and elevated temperature (CANDLE) is an auto inflammatory syndrome caused by an autosomal recessive gene mutation. This very rare syndrome has been reported in only 14 patients worldwide. A number of clinical signs have been reported including joint contractures, muscle atrophy, microcytic anaemia, and panniculitis-induced childhood lipodystrophy. Further symptoms include recurrent fevers, purpuric skin lesions, periorbital erythema and failure to thrive. This is the first reported case of periodontal manifestations associated with CANDLE syndrome. 
Case Presentation: An 11 year old boy was referred to Cork University Dental School and Hospital with evidence of severe periodontal destruction. The patient’s medical condition was managed in Great Ormond Street Children’s Hospital, London. The patient’s dental management included initial treatment to remove teeth of hopeless prognosis followed by prosthodontic rehabilitation using removable partial dentures. This was followed by further non-surgical periodontal treatment and maintenance. In the long term, the potential definitive restorative options, including dental implants, will be evaluated in discussion with the patient’s medical team.
Conclusion: Periodontitis as a manifestation of systemic disease is one of seven categories of periodontitis as defined by the American Academy of Periodontology 1999 classification system. A number of systemic diseases have been associated with advanced periodontal destruction including Diabetes Mellitus, Leukaemia and Papillon-Lefevre Syndrome. In the case described, treatment necessitated a multidisciplinary approach with input from medical and dental specialities for a young patient with severe periodontal destruction associated with CANDLE syndrome.

A patient perspective of pharmacist prescribing: 'crossing the specialisms-crossing the illnesses'

Background: The drive for non-medical prescribing has progressed quickly since the late 1990s and involves a range of healthcare professionals including pharmacists. As part of a commissioned research project, this qualitative element of a larger case study focused on the views of patients of pharmacist prescribers. 

Objective: The aim of this study was to explore patients' perspectives of pharmacists as prescribers. 

Methods: Three pharmacists working as independent prescribers in the clinical areas of (i) hypertension, (ii) cardiovascular/diabetes management, (iii) anticoagulation were recruited to three case studies of pharmacist prescribing in Northern Ireland. One hundred and five patients were invited to participate in focus groups after they had been prescribed for by the pharmacist. Focus groups took place between November 2010 and March 2011 (ethical/governance approvals granted) were audio taped, transcribed verbatim, read independently by two authors and analysed using constant comparative analysis. 

Results: Thirty-four patients agreed to participate across seven focus groups. Analysis revealed the emergence of one overarching theme: team approach to patient care. A number of subthemes related to the role of the pharmacist, the role of the doctor and patient benefits. There was an overwhelming lack of awareness of pharmacist prescribing. Patients discussed the importance of a multidisciplinary approach to their care and recognized limitations of the current model of prescribing. 

Conclusion: Patients were positive about pharmacist prescribing and felt that a team approach to their care was the ideal model especially when treating those with more complex conditions. Despite positive attitudes, there was a general lack of awareness of this new mode of practice.

Methodologies for a sustainable development of estuarine ecosystems

As zonas costeiras, estuarinas e lagunares são consideradas áreas muito produtivas e dotadas de grande biodiversidade sendo, por isso, consideradas de elevado valor ecológico e económico. No entanto, nas últimas décadas tem vindo a verificar-se um aumento da contaminação destes ecossistemas como resultado de diversas actividades antrópicas. As abordagens actualmente disponíveis para avaliação do impacto da poluição em ecossistemas estuarinos e lagunares apresentam diversos tipos de lacunas, pelo que é importante desenvolver metodologias mais eficazes com organismos autóctones. Neste contexto, o objectivo central desta dissertação consistiu em desenvolver e validar métodos ecologicamente relevantes para avaliação da contaminação estuarina e dos seus efeitos, utilizando o góbio-comum (Pomatoschistus microps), quer como organismo-teste quer como espécie sentinela, devido à importante função que desempenha nas cadeias tróficas de diversos estuários da costa Portuguesa. A Ria de Aveiro foi seleccionada como área de estudo principalmente pelo facto de possuir zonas com diferentes tipos de contaminação predominante e de haver conhecimento científico de base abundante e de elevada qualidade sobre este ecosistema. Na primeira fase do estudo, foram investigados os efeitos agudos de dois hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) (benzo[a]pireno e antraceno), de um fuel-óleo e de dois metais (cobre e mercúrio) em P. microps, utilizando ensaios laboratoriais baseados em biomarcadores e em parâmetros comportamentais, os quais foram avaliados utilizando um dispositivo expressamente desenvolvido para o efeito, designado por speed performance device (SPEDE). Como biomarcadores foram utilizados parâmetros envolvidos em funções fisiológicas determinantes para a sobrevivência e desempenho dos animais (neurotransmissão, obtenção de energia, destoxificação e defesas anti-oxidantes), nomeadamente a actividade das enzimas acetilcolinesterase, lactato desidrogenase, CYP1A1, glutationa S-transferases, glutationa reductase, glutationa peroxidase, superóxido dismutase, catalase, tendo ainda sido determinados os níveis de peroxidação lipídica como indicador de danos oxidativos. De forma global, os resultados indicaram que os agentes e a mistura testados têm a capacidade de interferir com a função neurológica, de alterar as vias utilizadas para obtenção de energia celular, induzir as defesas antioxidantes e, no caso do cobre e do mercúrio, de causarem peroxidação lipídica. Foram ainda obtidas relações concentração-resposta a nível dos parâmetros comportamentais testados, nomeadamente a capacidade de nadar contra a corrente e a distância percorrida a nadar contra o fluxo de água, sugerindo que os agentes testados podem, por exemplo, diminuir a capacidade de fuga aos predadores, as probabilidades de captura de presas e o sucesso reprodutivo. Na segunda fase, tendo sido já adaptadas técnicas para determinação de vários biomarcadores em P. microps e estudada a sua resposta a dois grupos de poluentes particularmente relevantes em ecossistemas estuarinos e lagunares (metais e HAPs), foi efectuado um estudo de monitorização utilizando P. microps como bioindicador e que incluiu diversos parâmetros ecológicos e ecotoxicológicos, nomedamente: 20 parâmetros indicativos da qualidade da água e do sedimento, concentração de 9 metais em sedimentos e no corpo de P. microps, 8 biomarcadores e 2 índices de condição na espécie seleccionada. A amostragem foi efectuada em quatro locais da Ria de Aveiro, um considerado como referência (Barra) e três com diferentes tipos predominantes de contaminação (Vagueira, Porto de Aveiro e Cais do Bico), sazonalmente, durante um ano. Os resultados obtidos permitiram uma caracterização ecotoxicológica dos locais, incluindo informação sobre a qualidade da água, concentrações de contaminantes ambientais prioritários nos sedimentos e nos tecidos de P. microps, capacidade desta espécie para bioacumular metais, efeitos exercidos pelas complexas misturas de poluentes presentes em cada uma das zonas de amostragem nesta espécie e possíveis consequências para a população. A análise multivariada permitiu analisar de forma integrada todos os resultados, proporcionando informação que não poderia ser obtida analisando os dados de forma compartimentalizada. Em conclusão, os resultados obtidos no âmbito desta dissertação indicam que P. microps possui características adequadas para ser utilizado como organismoteste em ensaios laboratoriais (e.g. abundância, fácil manutenção, permite a determinação de diferentes tipos de critérios de efeito utilizando um número relativamente reduzido de animais, entre outras) e como organismo sentinela em estudos de monitorização da poluição e da qualidade ambiental, estando portanto de acordo com estudos de menor dimensão previamente efectuados. O trabalho desenvolvido permitiu ainda adaptar a P. microps diversas técnicas bioquímicas vulgarmente utilizadas como biomarcadores em Ecotoxicologia e validá-las quer no laboratório quer em cenários reais; desenvolver um novo bioensaio, utilizando um dispositivo de teste especialmente concebido para peixes epibentónicos baseado na performance natatória de uma espécie autóctone e em biomarcadores; relacionar os efeitos a nível bioquímico com parâmetros comportamentais que ao serem afectados podem reduzir de forma drástica e diversificada (e.g. aumento da mortalidade, diminuição do sucesso reprodutivo, redução do crescimento) a contribuição individual para a população. Finalmente, foi validada uma abordagem multidisciplinar, combinando metodologias ecológicas, ecotoxicológicas e químicas que, quando considerada de forma integrada utilizando análises de estatística multivariada, fornece informação científica da maior relevância susceptível de ser utilizada como suporte a medidas de conservação e gestão em estuários e sistemas lagunares.

Environmental occurrence and fate of psychiatric pharmaceuticals

Os fármacos são importantes contaminantes ambientais. Nas últimas duas décadas, o número de estudos sobre a ocorrência destes poluentes emergentes em matrizes ambientais aumentou significativamente. Esta ocorrência generalizada preocupa a comunidade científica devido a evidências que comprovam a sua capacidade de interferir nos ecossistemas, mesmo em concentrações muito baixas. No caso particular dos fármacos psiquiátricos é expectável que constituam um risco ecológico significativo. Para uma melhor compreensão do impacto real destes poluentes é essencial que se proceda a uma avaliação extensiva da sua persistência e destino em matrizes ambientais. Os estudos apresentados nesta tese pretendem contribuir para melhorar o conhecimento acerca da ocorrência, persistência e destino ambiental de fármacos psiquiátricos. Para este efeito, foram seleccionados, como objecto de estudo, dois grupos de fármacos: anti-epilépticos (carbamazepina) e fármacos com efeitos ansiolíticos e sedativos (as benzodiazepinas diazepam, oxazepam, lorazepam e alprazolam). A fotodegradação é o principal processo que afecta a persistência de poluentes orgânicos em ambientes aquáticos. Consequentemente, a persistência dos cinco fármacos seleccionados foi avaliada através de estudos de fotodegradação directa e indirecta, tendo em consideração a influência de parâmetros relevantes tais como pH, nível de oxigenação e matéria orgânica dissolvida. Os estudos de fotodegradação aqui descritos foram seguidos por cromatografia micelar electrocinética com a aplicação de um capilar com revestimento dinâmico. Adicionalmente, os fotoprodutos resultantes de fotodegradação directa foram identificados por espectrometria de massa. O estudo da carbamazepina no ambiente é particularmente relevante uma vez que esta foi proposta como um potencial marcador de poluição antropogénica. A sua ocorrência em água superficiais, de sub-solo e residuais foi investigada através da implementação de um ensaio imunológico (ELISA), optimizado para a aplicação a triagens ambientais e amostras com matrizes complexas. O destino deste fármaco na interface água/solo foi também investigado usando solos agrícolas submetidos a fertilizações de longo prazo; este estudo permitiu tirar conclusões acerca da contaminação de águas adjacentes por solos contaminados. O trabalho aqui descrito constitui uma abordagem multidisplinar à problemática da ocorrência de fármacos psiquiátricos no ambiente, contribuindo de forma relevante para esta área de estudo.

Vulnerabilidade psicológica para a disfunção eréctil

A disfunção eréctil é actualmente considerada um problema de saúde pública que afecta muitos milhares de homens em todo o mundo. Para além dos factores de natureza médica, reconhecidamente implicados neste tipo de problemática sexual, a literatura empírica tem destacado um conjunto de variáveis de cariz psicológico envolvidas nas dificuldades. Não obstante, o estudo acerca da influência de variáveis disposicionais no funcionamento eréctil não tem merecido muita atenção da literatura científica nos últimos anos. Neste sentido, o conjunto de estudos apresentados no âmbito da presente dissertação procurou investigar de que forma variáveis disposicionais como as dimensões da personalidade, afecto-traço, auto-consciência sexual e mecanismos de excitação e inibição sexual, intervêm na resposta de excitação sexual masculina e são susceptíveis de se constituírem como factores de risco psicológico para o desenvolvimento e/ou manutenção da disfunção eréctil. Este trabalho envolveu a participação de um total de 1,274 indivíduos da população Portuguesa e os resultados obtidos indicaram a relevância das referidas variáveis no funcionamento eréctil de homens sexualmente funcionais da comunidade e também em homens diagnosticados com disfunção eréctil. Adicionalmente, os dados mostraram que as dimensões disposicionais avaliadas se encontram envolvidas na disfunção eréctil associada a diferentes factores etiológicos (factores psicológicos e/ou médicos), sublinhando a sua relevância para a generalidade das situações clínicas relacionadas com a perda da função eréctil e de forma independente dos factores precipitantes envolvidos. Ao demonstrar empiricamente que aspectos individuais de natureza psicológica são susceptíveis de interagir com factores de ordem médica no desenvolvimento e na manutenção da disfunção eréctil, o conjunto dos dados apresentados oferece uma perspectiva integrada para a conceptualização deste quadro clínico e encoraja a utilização de uma abordagem terapêutica multidisciplinar no tratamento das dificuldades erécteis.

Economic optimization of wind farms in function of the cost of energy produced

Esta tese apresenta um estudo sobre otimização económica de parques eólicos, com o objetivo de obter um algoritmo para otimização económica de parques eólicos através do custo da energia produzida. No estudo utilizou-se uma abordagem multidisciplinar. Inicialmente, apresentam-se as principais tecnologias e diferentes arquiteturas utilizadas nos parques eólicos. Bem como esquemas de funcionamento e gestão dos parques. São identificadas variáveis necessárias e apresenta-se um modelo dimensionamento para cálculo dos custos da energia produzida, tendo-se dado ênfase às instalações onshore e ligados a rede elétrica de distribuição. É feita uma análise rigorosa das características das topologias dos aerogeradores disponíveis no mercado, e simula-se o funcionamento de um parque eólico para testar a validade dos modelos desenvolvidos. Também é implementado um algoritmo para a obtenção de uma resposta otimizada para o ciclo de vida económico do parque eólico em estudo. A abordagem proposta envolve algoritmos para otimização do custo de produção com multiplas funções objetivas com base na descrição matemática da produção de eletricidade. Foram desenvolvidos modelos de otimização linear, que estabelece a ligação entre o custo económico e a produção de eletricidade, tendo em conta ainda as emissões de CO2 em instrumentos de política energética para energia eólica. São propostas expressões para o cálculo do custo de energia com variáveis não convencionais, nomeadamente, para a produção variável do parque eólico, fator de funcionamento e coeficiente de eficiência geral do sistema. Para as duas últimas, também é analisado o impacto da distribuição do vento predominante no sistema de conversão de energia eólica. Verifica-se que os resultados obtidos pelos algoritmos propostos são similares às obtidas por demais métodos numéricos já publicados na comunidade científica, e que o algoritmo de otimização económica sofre influência significativa dos valores obtidos dos coeficientes em questão. Finalmente, é demonstrado que o algoritmo proposto (LCOEwso) é útil para o dimensionamento e cálculo dos custos de capital e O&M dos parques eólicos com informação incompleta ou em fase de projeto. Nesse sentido, o contributo desta tese vem ser desenvolver uma ferramenta de apoio à tomada de decisão de um gestor, investidor ou ainda agente público em fomentar a implantação de um parque eólico.