Inheritance beyond plain heritability : variance-controlling genes in Arabidopsis thaliana

The phenotypic effect of a gene is normally described by the mean-difference between alternative genotypes. A gene may, however, also influence the phenotype by causing a difference in variance between genotypes. Here, we reanalyze a publicly available Arabidopsis thaliana dataset [1] and show that genetic variance heterogeneity appears to be as common as normal additive effects on a genomewide scale. The study also develops theory to estimate the contributions of variance differences between genotypes to the phenotypic variance, and this is used to show that individual loci can explain more than 20% of the phenotypic variance. Two well-studied systems, cellular control of molybdenum level by the ion-transporter MOT1 and flowering-time regulation by the FRI-FLC expression network, and a novel association for Leaf serration are used to illustrate the contribution of major individual loci, expression pathways, and gene-by-environment interactions to the genetic variance heterogeneity.

Uso da análise discriminante regularizada (RDA) no reconhecimento de padrões em imagens digitais hiperespectral de sensoriamento remoto

Em cenas naturais, ocorrem com certa freqüência classes espectralmente muito similares, isto é, os vetores média são muito próximos. Em situações como esta, dados de baixa dimensionalidade (LandSat-TM, Spot) não permitem uma classificação acurada da cena. Por outro lado, sabe-se que dados em alta dimensionalidade [FUK 90] tornam possível a separação destas classes, desde que as matrizes covariância sejam suficientemente distintas. Neste caso, o problema de natureza prática que surge é o da estimação dos parâmetros que caracterizam a distribuição de cada classe. Na medida em que a dimensionalidade dos dados cresce, aumenta o número de parâmetros a serem estimados, especialmente na matriz covariância. Contudo, é sabido que, no mundo real, a quantidade de amostras de treinamento disponíveis, é freqüentemente muito limitada, ocasionando problemas na estimação dos parâmetros necessários ao classificador, degradando portanto a acurácia do processo de classificação, na medida em que a dimensionalidade dos dados aumenta. O Efeito de Hughes, como é chamado este fenômeno, já é bem conhecido no meio científico, e estudos vêm sendo realizados com o objetivo de mitigar este efeito. Entre as alternativas propostas com a finalidade de mitigar o Efeito de Hughes, encontram-se as técnicas de regularização da matriz covariância. Deste modo, técnicas de regularização para a estimação da matriz covariância das classes, tornam-se um tópico interessante de estudo, bem como o comportamento destas técnicas em ambientes de dados de imagens digitais de alta dimensionalidade em sensoriamento remoto, como por exemplo, os dados fornecidos pelo sensor AVIRIS. Neste estudo, é feita uma contextualização em sensoriamento remoto, descrito o sistema sensor AVIRIS, os princípios da análise discriminante linear (LDA), quadrática (QDA) e regularizada (RDA) são apresentados, bem como os experimentos práticos dos métodos, usando dados reais do sensor. Os resultados mostram que, com um número limitado de amostras de treinamento, as técnicas de regularização da matriz covariância foram eficientes em reduzir o Efeito de Hughes. Quanto à acurácia, em alguns casos o modelo quadrático continua sendo o melhor, apesar do Efeito de Hughes, e em outros casos o método de regularização é superior, além de suavizar este efeito. Esta dissertação está organizada da seguinte maneira: No primeiro capítulo é feita uma introdução aos temas: sensoriamento remoto (radiação eletromagnética, espectro eletromagnético, bandas espectrais, assinatura espectral), são também descritos os conceitos, funcionamento do sensor hiperespectral AVIRIS, e os conceitos básicos de reconhecimento de padrões e da abordagem estatística. No segundo capítulo, é feita uma revisão bibliográfica sobre os problemas associados à dimensionalidade dos dados, à descrição das técnicas paramétricas citadas anteriormente, aos métodos de QDA, LDA e RDA, e testes realizados com outros tipos de dados e seus resultados.O terceiro capítulo versa sobre a metodologia que será utilizada nos dados hiperespectrais disponíveis. O quarto capítulo apresenta os testes e experimentos da Análise Discriminante Regularizada (RDA) em imagens hiperespectrais obtidos pelo sensor AVIRIS. No quinto capítulo são apresentados as conclusões e análise final. A contribuição científica deste estudo, relaciona-se à utilização de métodos de regularização da matriz covariância, originalmente propostos por Friedman [FRI 89] para classificação de dados em alta dimensionalidade (dados sintéticos, dados de enologia), para o caso especifico de dados de sensoriamento remoto em alta dimensionalidade (imagens hiperespectrais). A conclusão principal desta dissertação é que o método RDA é útil no processo de classificação de imagens com dados em alta dimensionalidade e classes com características espectrais muito próximas.

População estelar em galáxias ativas versus não ativas : o papel das novas gerações de estrelas

Esta tese apresenta o estudo da população estelar nuclear e extranuclear de uma amostra de galáxias ativas próximas (trinta e sete galáxias Seyfert 2 e vinte e quatro rádio-galáxias); e de uma amostra de controle de galáxias não ativas (onze elípticas: sete lenticulares e dezoito espirais). Foram para isto utilizados espectros óticos de fenda longa com boa razão sinal-ruído obtidos em telescôpios com aberturas de 1;5m a 4m. As regiões amostradas nas extrações correspomlem nas galáxias a 100-2000 parsecs (pc), com um valor mediano de 800 pc. A fim de verificar se existe relação entre a presença de formação estelar recente e a atividade nuclear; foram determinadas as idades das populações estelares da região nuclear e circumnuclear destas galáxias; utilizando o método de síntese espectral. Também foi verificada a infiuência do núcleo ativo sobre a população circunmclear; através do estudo da diluição das larguras equivalentes nucleares em relação àquelas de fora do núcleo. Um dos aspectos mais relevantes do presente estudo é a inclusão de uma amostra de controle de galáxias não ativas em um nÚmero comparável ao de galáxias ativas. O estudo conjunto de uma amostra de controle serviu para quantificar as diferenças obtidas dos espectros - em particular no contínuo e na população estelar das galáxias devido a existência da atividade nuclear. Os principais resultados são os que seguem: Uma grande fração de galáxias Seyfert 2 apresenta formação estelar recente (com idades iguais ou inferiores a 100 milhões de anos), tanto no núcleo quanto fora dele. Por outro lado, as rádio-galáxias em geral são dominadas por populações velhas e de idade intermediária (10 e 1 bilhão de anos); as populações jovens são significativas em apenas 10% destes objetos Em vários aspectos, galáxias Seyfert 2 e rádio-galáxias apresentam características diferentes. As primeiras apresentam resultados da síntese bem mais diversificados do que as últimas; tanto em termos de contribuição das populações de diferentes idades, quanto em relação ao comportamento dos gradientes de população estelar e dos avermelhamentos internos das galáxias. As galáxias Seyfert 2 apresentam uma diversidade de populações bastallte grande; e em geral essas populações são muito diferentes daquelas encontradas em galáxias não ativas lenticulares e espirais. Apesar das rádio-galáxias apresentarem uma pequena diversidade de populações estelares e, aparentemente, populações semelhantes àquelas encontradas em galáxias não ativas elípticas e lenticulares, elas têm populações levemente mais jovens do que as encontradas nas galáxias não ativas, sob a forma de uma contribuição maior da população de 1 bilhão de anos. Nenhuma rádio-galáxia Fanaroff-Riley tipo I apresenta contribuição significativa de populações mais jovem; do que 1 bilhão de anos: enquanto que em uma ou duas rádio-galáxias FRI isso ocorre. Esse resultàdo sugere que existe uma pequena diferença entre a população estelar das rádio-galáxias FRI e FGII estudadas. Essa diferença precisa ser melhor estudada, através de uma amostra de rádio-galáxias maior, para se verificar se não é originada apenas pelo pequeno número de objetos analisados em cada grupo Para as galáxias Seyfert 2, os resultados encontrados são consistentes com um cenário evolutivo 1 onde uma interação provocaria a queda do gás na direção do núcleo provocando um ou mais episódios de formação estelar e iniciando também a atividade nuclear. Enquanto a formação estelar é dominante, as assinaturas da interação são ainda visíveis e o espectro apresenta as características de uma população jovem e linhas de emissão intemediárias entre aquelas de galáxias Seyfert 2 e de galáxias "Starlmrst". A partir do momento em que o episóidio de formação estelar se enfraquece, o espectro passa a ser dominado por características de uma população mais velha e com linhas de emissão típicas de uma galáxia Seyfert. Dentro do cenário acima, a diversidade de populações encontrada pode então ser explicada como sendo devida a diferentes estágios evolutivos da interação; além disso: um outro fator importante parece ser a quantidade de gás disponível; se esta quantidade for muito pequena, pode não ocorrer o disparo de formação estelar. No caso das rádio-galáxias, as interações que teriam originado a atividade nuclear parecem ter ocorrido há mais tempo (1 bilhão de anos atrás para a maioria dos objetos estudados), sugerindo um maior intervalo de tempo entre a interação e o disparo da atividade rádio do que entre a interação e a atividade Seyfert.

Etnobiologia do boto cinza (Sotalia guianensis, van Bénéden, 1864) por comunidades pesqueiras do Rio Grande do Norte, Basil

Ethnobiology studies Local Ecological Knowledge (LEK) as well as the use and management of natural resources by local communities in order to understand how the environment is perceived, known and classified by human groups. In fishing communities, LEK adds empirical information about the biology of aquatic species and complements scientific findings, especially when it is difficult to obtain factual information during studies on cetaceans, whose behavior is essentially underwater. Cetaceans (whales and dolphins) are constantly threatened by human activities, especially by accidental capture of small coastal species, as in the case of the estuarine dolphin (Sotalia guianensis), object of this study. Ethnobiological researches in fishing communities are of great importance and can clarify aspects of the biology and conservation of this species. Although extensively studied throughout its distribution range, there are still gaps in the knowledge about S. guianensis. Therefore, fishers local ecological knowledge becomes an additional tool to get and confirm information about S. guianensis. This study evaluated the LEK of artisanal fishers who are daily exposed to local population of S. guianensis, through the use of semistructured interviews (N=116). The interviewed fishers were asked about the biology and popular classification of S. guianensis and about possible interactions between this dolphin and them. The studied communities were located in Tibau do Sul (n=39), Pipa (n=36) and Baía Formosa (n=41), all on the south coast of Rio Grande do Norte, Brazil. The study was based on the assumption that differences in fishers LEK among those communities would be caused by both the variety of fishing environments (lagoon/estuary and ocean) and the intensity of tourism activities. Fishers knowledge is expressive and differed among the studied communities depending on the topic investigated. Fishers correctly reported the habitat, distribution, seasonality and behavioral particularities of S. guianensis. Tourism mainly affected the naming of the species. The study results also suggest that marine fishers have greater knowledge about the species than the estuarine/lagoon ones. Local populations accumulate empirical knowledge according to their environment. Hence, it is important to take into account both empirical knowledge and popular participation in management systems, in order to maintain information sharing among communities

Distribuição diária do comportamento da mosca da fruta Anastrepha zenildae Zucchi, (Diptera: Tephritidae) em laboratório.

The knowledge of Anastrepha zenildae behavioral aspects combined with the biology of Tephritidae may contribute to monitoring and control programs of this fruit fly that is considered as economically important to the Rio Grande do Norte state. In order to characterize the daily activity profile of this species, we studied the behaviors of resting, locomotion, feeding, cleaning, courtship, copulation and oviposition of animals submitted to an artificial 12:12h light-dark cycle (750:1lux) with controlled temperature (26±2 °C). The observations were made with groups of 16 males and 16 females during 3 consecutive days each generation from parental to F5. Resting, locomotion, feeding and cleaning data were recorded as frequency and time of occurrence by scanning technique in 15 minutes windows per hour, with a record each minute. Courtship, copulation and oviposition were recorded as frequency, time of occurrence and duration by al occurrences technique. Resting was the most frequent behavior with males resting more than females. Locomotion was more evident in the first half of the ligh phase with higher values in females. Cleaning and feeding behaviors were more frequent in the second half of the light phase for both sexes with females eating more frequently than males. During the courtship, males were grouped in lek formations showing wings vibration and pheromone liberation. Courtship occurred more frequently 4 to 7 h after lights on (81,9%) with copulations being more frequent 6 h after lights on with a mean duration of 58,1±40,4 min. Copulation attempts were observed in males inside and outside the lek with aggressive behavior being observed only between males in the lek. Oviposition behavior was similar to that described for other species of the genus with a peak of this activity 2-3 h after the lights on, mean duration of 43, 7±34, 8 sec and 2 to 5 eggs by event. According to the results, sexual behavior of A. zenildae is temporally different of other sympatric species of the genus, being favorable to the reproductive isolation as well as the use of resources as oviposition substrate.

Eficácia do tratamento não-cirúrgico em indivíduos com mucosite peri-implantar

It has been shown that the development of peri-implant mucositis is associated with biofilm accumulation. It is believed that the therapeutic approaches used in periodontal disease may have a positive effect in the cases of peri-implant disease. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of non-surgical treatment of peri-implant mucositis, with or without the use of chlorhexidine 0,12% in subjects rehabilitated with osseointegrated implants. Thus, patients were randomly divided into test group (chlorhexidine surgical therapy) and control (non-surgical treatment). This therapy consisted of an adaptation of the (Full Mouth scalling and Root Planing) nonoperative protocol FMSRP, but without the use of ultrasound. The visible plaque index (VPI), gingival bleeding index (GBI), probing depth (PD), bleeding on probing (BOP) and keratinized mucosa clinical parameters were evaluated at baseline and at different times after treatment. The data were not normally distributed and the implant was considered the sampling unit. Data were analyzed using Fri edman and Wilcoxon chi-square (=5%), tests using the Statistical Package for Social Sciences 17.0 (SPSS). Thus, 119 implants were evaluated, 61 in the test group and 58 in the control group. The results showed statistically significant differences for the variables: average BTI implants in both groups (p<0,001), mean ISG implants both in the test group (p<0,001), and control (p= 0,006) of implants; PS for the test group (p< 0,001) and control (p = 0,015) and SS (p<0,001) in the two treatment groups. However, there was no statistically significant difference when the groups were compared. The PS and SS variables showed no statistically significant difference in any of independent interest to the study (age, sex, smoking, treatment group, keratinized mucosa at different times, peri-implant biotype, average VPI implants and GBI). Thus, it can be concluded that both the mechanical treatment isolated as its association with chlorhexidine mouthwash 0.12% can be used for the treatment of peri-implant mucositis. Moreover, the condition of oral h ygiene has improved between baseline and six months and the depth and bleeding on probing decreased after three and six months

Lipídeo e vitamina C em dietas preparatórias de inverno para tilápias-do-nilo

Foram avaliados o desempenho produtivo e os parâmetros fisiológicos de tilápias-do-nilo alimentadas, durante 112 dias, com dietas preparatórias para o inverno, formuladas com diferentes níveis de lipídeo e vitamina C. Utilizaram-se 192 alevinos (5,57 ± 0,50 g) distribuídos em 32 tanques-rede. O experimento foi conduzido em esquema fatorial 2 ´ 3, composto de dois níveis (8,0 e 12,0%) de lipídeo e três níveis (300,0; 600,0 e 1.200,0 mg/kg de ração) de vitamina C, em comparação a duas dietas (uma isenta dos nutrientes-teste e outra com 6,0% de lipídeo e 125,0 mg de vitamina C), totalizando oito dietas isoprotéicas (32,0% de proteína digestível). A energia adicional proveniente do lipídeo é depositada na cavidade abdominal em forma de gordura visceral; a deposição desta gordura como reserva de energia foi obtida nos níveis de suplementação de lipídeo testados; a concentração hepática de vitamina C é proporcional à sua concentração na dieta; a ausência desta vitamina na dieta prejudica a eritropoiese e a síntese de colágeno.

Reproductive biology of Scinax fuscomarginatus (Anura, Hylidae) in south-eastern Brazil

The present study describes the reproductive biology of Scinax fuscomarginatus in a remnant of Cerrado in south-eastern Brazil. Observations were made between September 2002 and March 2004 at Estacao Ecologica de Itirapina, State of São Paulo, south-eastern Brazil. Breeding activities occurred in lentic and temporary bodies of water during the rainy season. Scinax fuscomarginatus exhibited a prolonged breeding pattern and a lek mating system. Males were smaller than females and defended individual calling areas through acoustic and physical interactions. Resident males consistently won encounters, but did not differ in size or mass from intruder males. Satellite behaviour was observed, but no female or amplected pair interception was registered. Scinax fuscomarginatus exhibited low operational sex ratios and the general reproductive mode in which eggs are laid in the water and tadpoles are aquatic. Amplexus was axillary and the eggs were deposited at the bottom of temporary ponds. Details on oocytes, egg masses, and eggs are included.

Anting behavior by the White-bearded Manakin (Manacus manacus, Pipridae): an example of functional interaction in a frugivorous lekking bird

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Contributions of ethnobiology to the conservation of tropical rivers and streams

1. This study aimed to link basic ethnobiological research on local ecological knowledge (LEK) to the conservation of Brazilian streams, based on two case studies: original data on LEK of fishermen about freshwater fish in the Negro River, Amazon, and previously published data about LEK of farmers on the ecological relationship between forest and streams in the Macabuzinho catchment, Atlantic Forest.2. Information was obtained from fishermen through interviews using standard questionnaires containing open-ended questions. Informants for interview were selected either following some defined criteria or applying the 'snowball' method.3. Fishermen's LEK about the diets and habitats of 14 fish species in the Negro River provided new biological information on plant species that are eaten by fish, in addition to confirming some ecological patterns from the biological literature, such as dependence of fish on forests as food sources.4. In the Atlantic Forest, a comparison between farmers' LEK and a rapid stream assessment in the farmers' properties indicated that farmers tended to overestimate the ecological integrity of their streams. Farmers recognized at least 11 forest attributes that correspond to the scientific concept of ecosystem services. Such information may be useful to promote or enhance dialogue among farmers, scientists and managers.5. These results may contribute to the devising of ecosystem management measures in the Negro River, aimed to conserve both rivers and their associated floodplain forests, involving local fishermen. In the Atlantic Forest, we proposed some initiatives, such as to allow direct economic use of their forests to conciliate conflicting perceptions of farmers about ecological benefits versus economic losses from reforestation. Despite their cultural, environmental and geographical differences, the two study cases are complementary and cost-effective and promising approaches to including LEK in the design of ecological research. Copyright (C) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

The mesosomal gland of Xylocopa frontalis (Hymenoptera, Apidae, Xylocopini)

Males of Xylocopa fimbriata and X. micans present mesosomal glands that produce secretions containing many volatile substances with an intense floral fragrance, which resembles the fragrance produced by flowers that are attractive to the females of both species. The mating territories occupied by males of X. frontalis have no helpful resources for the females of this species, which are probably attracted to these environments by sexual pheromone(s) produced in the male mesosomal glands (lek polygyny). In this work, the presence of these glands in males of X. frontalis was confirmed and their anatomy and ultrastructure were described. An attempt to correlate the morphological characteristics of the mesosomal glands with the male territorial behavior was also carried out.

Context-dependence in seed removal by lekking and non-lekking frugivorous birds in Brazilian Atlantic forest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo comportamental de Besourão-de-rabo-branco Phaethornis superciliosus (Aves, Trochilidae) no Parque Ecológico de Gunma

A comunicação acústica em beija-flores durante muito tempo foi negligenciada em função da coloração conspícua que representa uma sofisticada comunicação visual da maioria dos representantes deste grupo. Entretanto, estudos recentes constataram que há indícios de aprendizagem vocal em algumas espécies de Trochilidae. O presente estudo aborda o comportamento vocal do beija-flor Phaethornis superciliosus, espécie abundante na região amazônica. Esta espécie apresenta como sistema de acasalamento a formação em arena, que consiste na agregação de machos em um pequeno território, onde se exibem para outros machos e fêmeas, com o intuito de atrair estas últimas para acasalar. O objetivo geral deste trabalho foi analisar o comportamento vocal de P. superciliosus dispostos em seis arenas no Parque Ecológico de Gunma, Santa Bárbara do Pará, 50 km ao norte de Belém, considerando a emissão e estrutura física do canto, seu repertório, a frequência de emissão ao longo do dia e do ano e a dinâmica das arenas. Verificamos que a população estudada apresenta um repertório vocal composto de duas notas que são emitidas de maneira alternada. Os cantos dos indivíduos analisados apresentaram diferenças significativas entre si considerando os parâmetros físicos do som (frequências máxima e mínima, duração e intervalo entre as notas e o ritmo de emissão das notas). Esta diferenciação inter-individual pode estar relacionada à seleção sexual, na qual o canto pode permitir o reconhecimento individual, sua posição social e seu desempenho para a atração das fêmeas. Constatamos que a atividade vocal é mais intensa no segundo semestre, entre junho e novembro, período que provavelmente corresponde à estação reprodutiva. Realizamos testes de playback, que consistem em reproduzir um som previamente gravado e registrar a resposta provocada em uma das arenas em dois pontos distintos, simulando a entrada de outro indivíduo. Constatamos que o som emitido em resposta ao teste diferiu significativamente do canto espontâneo em todos os parâmetros físicos analisados. A resposta ao playback mostra que houve uma redução na faixa de frequência com que o canto foi emitido e o ritmo de emissão de notas mais rápido. Tais características do canto podem estarrelacionadas a um comportamento mais agressivo. As arenas são formadas emáreas de borda e sempre próximas a igarapés, com o tamanho da área variando entre 86m² e 14m², compostas de dois a quatro indivíduos distantes de 7m a 72m entre si. Nossos resultados mostraram que a organização social da arena deve ser melhor compreendida através de estudos mais detalhados sobre o possível significado que as diferenças individuais no canto podem representar para o estabelecimento da posição hierárquica dos indivíduos nas arenas.

Frugivory by the White-bearded Manakin (Manacus manacus, Pipridae) in restinga forest, an ecosystem associated to the Atlantic forest

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)