The long life of birds : the rat-pigeon comparison revisited

The most studied comparison of aging and maximum lifespan potential (MLSP) among endotherms involves the 7-fold longevity difference between rats (MLSP 5y) and pigeons (MLSP 35y). A widely accepted theory explaining MLSP differences between species is the oxidative stress theory, which purports that reactive oxygen species (ROS) produced during mitochondrial respiration damage bio-molecules and eventually lead to the breakdown of regulatory systems and consequent death. Previous rat-pigeon studies compared only aspects of the oxidative stress theory and most concluded that the lower mitochondrial superoxide production of pigeons compared to rats was responsible for their much greater longevity. This conclusion is based mainly on data from one tissue (the heart) using one mitochondrial substrate (succinate). Studies on heart mitochondria using pyruvate as a mitochondrial substrate gave contradictory results. We believe the conclusion that birds produce less mitochondrial superoxide than mammals is unwarranted. We have revisited the rat-pigeon comparison in the most comprehensive manner to date. We have measured superoxide production (by heart, skeletal muscle and liver mitochondria), five different antioxidants in plasma, three tissues and mitochondria, membrane fatty acid composition (in seven tissues and three mitochondria), and biomarkers of oxidative damage. The only substantial and consistent difference that we have observed between rats and pigeons is their membrane fatty acid composition, with rats having membranes that are more susceptible to damage. This suggests that, although there was no difference in superoxide production, there is likely a much greater production of lipid-based ROS in the rat. We conclude that the differences in superoxide production reported previously were due to the arbitrary selection of heart muscle to source mitochondria and the provision of succinate. Had mitochondria been harvested from other tissues or other relevant mitochondrial metabolic substrates been used, then very different conclusions regarding differences in oxidative stress would have been reached. ©

Metabolic rate and membrane fatty acid composition in birds : a comparison between long-living parrots and short-living fowl

Both basal metabolic rate (BMR) and maximum lifespan potential (MLSP) vary with body size in mammals and birds and it has been suggested that these are mediated through size-related variation in membrane fatty acid composition. Whereas the physical properties of membrane fatty acids affect the activity of membrane proteins and, indirectly, an animal's BMR, it is the susceptibility of those fatty acids to peroxidation which influence MLSP. Although there is a correlation between body size and MLSP, there is considerable MLSP variation independent of body size. For example, among bird families, Galliformes (fowl) are relatively short-living and Psittaciformes (parrots) are unusually long-living, with some parrot species reaching maximum lifespans of more than 100 years. We determined BMR and tissue phospholipid fatty acid composition in seven tissues from three species of parrots with an average MLSP of 27 years and from two species of quails with an average MLSP of 5. 5 years. We also characterised mitochondrial phospholipids in two of these tissues. Neither BMR nor membrane susceptibility to peroxidation corresponded with differences in MLSP among the birds we measured. We did find that (1) all birds had lower n-3 polyunsaturated fatty acid content in mitochondrial membranes compared to those of the corresponding tissue, and that (2) irrespective of reliance on flight for locomotion, both pectoral and leg muscle had an almost identical membrane fatty acid composition in all birds.

Real-time measurement of phloem turgor pressure in Hevea brasiliensis with a modified cell pressure probe

Background: Although the pressure flow theory is widely accepted for the transport of photoassimilates in phloem sieve elements, it still requires strong experimental validation. One reason for that is the lack of a precise method for measuring the real-time phloem turgor pressure from the sink tissues, especially in tree trunks. Results: Taking the merits of Hevea brasiliensis, a novel phloem turgor pressure probe based on the state of the art cell pressure probe was developed. Our field measurements showed that the phloem turgor pressure probe can sensitively measure the real-time variation of phloem turgor pressure in H. brasiliensis but the calculation of phloem turgor pressure with xylem tension, xylem sap osmotic potential and phloem sap osmotic potential will under-estimate it. The measured phloem turgor pressure gradient in H. brasiliensis is contrary to the Münch theory. The phloem turgor pressure of H. brasiliensis varied from 8-12 bar as a consequence of water withdrawal from transpiration. Tapping could result in a sharp decrease of phloem turgor pressure followed by a recovery from 8-45 min after the tapping. The recovery of phloem turgor pressure after tapping and its change with xylem sap flow suggest the importance of phloem water relationship in the phloem turgor pressure regulation. Conclusion: The phloem turgor pressure probe is a reliable technique for measuring the real-time variation of phloem turgor pressures in H. brasiliensis. The technique could probably be extended to the accurate measurement of phloem turgor pressure in other woody plants which is essential to test the Münch theory and to investigate the phloem water relationship and turgor pressure regulation. © 2014 An et al.

Latex dilution reaction during the tapping flow course of Hevea brasiliensis and the effect of Ethrel stimulation

The latex dilution reaction during the tapping flow course has been well documented and associated with the facilitation of tapping latex flow. However, its underlying mechanism has not experimentally examined. The latex total solid content, osmotic potential and phloem turgor pressure change during the tapping flow course were simultaneously measured to investigate the cause of water movement during the tapping flow course. It was found that there are three different stages for the laticifer water equilibrium during the tapping flow course. The tapping-induced rapid turgor pressure drop is the cause of the first stage water influx into laticifers, while osmoregulation prevails during water exchange in the second and third stages of tapping flow. Meanwhile, aquaporin expressions were, for the first time, investigated during the tapping flow course. The rapid transcript up-regulation of HbPIP1, HbPIP2;1 and HbPIP2;3 contributes to the latex dilution reaction. However, their activity gating cannot be ruled out. Ethrel stimulation can significantly dilute the corresponding latex fractions during the tapping flow course due to its up-regulations of HbPIP1, HbPIP2;1 and HbPIP2;3. Nevertheless, the latex dilution reaction pattern for the Ethrel treated trees did not change, except for a lower degree of dilution compared with the un-treated trees. All these results suggest that both phloem turgor pressure and aquaporins are involved in the latex dilution reaction during the tapping flow course.

Influência de extratos aquosos de sorgo sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja

Estudos conduzidos em laboratório ou em condições de campo demonstram o potencial alelopático da espécie Sorghum bicolor L., seja inibindo a germinação e o desenvolvimento de plantas daninhas ou até mesmo de plantas cultivadas em sucessão. Com o objetivo de avaliar os efeitos potencialmente alelopáticos de extratos aquosos das folhas, caules e raízes de cinco híbridos de sorgo (SARA, DKB860, DKB 599, XBG00478 e XBG06020), sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja, cv. MG/BR 46 (Conquista), foram conduzidos dois bioensaios no período de março a junho de 2002. Foram estabelecidas como testemunhas: água destilada (com pH 8,0); água destilada com pH ajustado para 4,5; água destilada com pH ajustado para 6,0 e solução de polietilenoglicol (PEG) equivalente ao potencial osmótico de 0,1 MPa. Dentre as características avaliadas, houve efeito significativo apenas no comprimento de radícula das plântulas de soja, sendo que aquelas tratadas com os extratos de sorgo apresentaram menor radícula, diferindo significativamente das plântulas testemunhas. Observou-se que, com os extratos de raízes dos híbridos SARA, DKB860, XBG00478 e XBG06020 ocorreram os menores comprimentos de radículas de soja, diferindo do DKB 599. O extrato de folhas do XBG00478 resultou em menor média, não diferindo dos extratos de DKB860, DKB599 e XBG06020. No entanto, para o extrato de caule, o SARA resultou em menor radícula, diferindo apenas do XBG00478. Verificou-se, também, que, para os extratos de DKB860 e XBG00478, os extratos de folhas proporcionaram menor média, diferindo dos extratos de raiz e caule, enquanto para DKB599, XBG06020 e SARA, não houve diferença significativa entre os extratos de folha e caule.

Interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio no crescimento inicial e teores de prolina livre em duas cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, cultivadas em hidroponia. As plântulas foram submetidas aos estresses em solução nutritiva (pH 3,8), nos potenciais osmóticos de 0, -0,004, -0,006, -0,008 e -0,010 MPa, com 0, 0,25, 0,50, 0,75 e 1 mmol dm-3 de Al3+. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, sob luminária com irradiância média de 190 mmol m-2 s-1 , fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25+1ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5x5 (duas cultivares de guandu, cinco potenciais osmóticos e cinco níveis de alumínio), com quatro repetições. Os dados foram submetidos às análises de regressão polinomial, agrupamento e componentes principais. A deficiência hídrica causa redução do crescimento da parte aérea do guandu, e a toxicidade do alumínio provoca diminuição do crescimento radicular. Houve aumento nos teores de prolina livre nas duas cultivares sob deficiência hídrica, e apenas na IAC Fava Larga sob toxicidade de alumínio. Na análise multivariada, foi observada alta correlação no crescimento e no acúmulo de prolina na cultivar IAC Fava Larga, o que evidencia provável tolerância aos estresses associados.

Estudo comparativo do acúmulo de massa seca e macronutrientes por plantas de milho var. BR-106 e Brachiaria plantaginea

Foram realizados dois experimentos, em casa de vegetação, no Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária da FCAV-UNESP de Jaboticabal, objetivando-se determinar o acúmulo de massa seca e a distribuição e acúmulo de macronutrientes em plantas de milho, no período de outubro de 2000 a fevereiro de 2001, e de capim-marmelada, no período de setembro de 2003 a fevereiro de 2004. Os estudos foram realizados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As plantas cresceram em vasos com capacidade de sete litros - preenchidos com areia de rio lavada e peneirada - e foram irrigadas diariamente com solução nutritiva. Os tratamentos foram representados pelas épocas de amostragem realizadas a intervalos de 14 dias, a saber: 21, 35, 49, 63, 77, 91, 105, 119 e 133 dias após a emergência (DAE) das plantas de milho; e 21, 35, 49, 63, 77, 91, 105, 119, 133 e 147 DAE das plantas de capim-marmelada. O ponto de máximo acúmulo teórico de massa seca deu-se aos 122 DAE para o milho (143,8 g por planta) e aos 143 DAE para o capim-marmelada (23,9 g por planta). A taxa de absorção diária dos macronutrientes atingiu maiores valores entre 71 e 104 DAE para o milho e entre 96 e 111 DAE para a planta daninha. Levando-se em conta a média dos valores de pontos de inflexão observados na cultura do milho, aos 85 DAE uma planta de milho acumula, teoricamente, 83,0 g de massa seca; 788,9 mg de N; 137,5 mg de P; 1.385,6 mg de K; 551,8 mg de Ca; 217,9 mg de Mg; e 92,5 mg de S. Enquanto que, no mesmo período, uma planta de B. plantaginea acumula, teoricamente, 9,6 g de massa seca; 127,8 mg de N; 15,9 mg de P; 217,3 mg de K; 43,9 mg de Ca; 58,3 mg de Mg; e 15,8 mg de S.

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

A estimativa da curva de resistência do solo à penetração (CRP) a partir de variáveis de fácil obtenção, como o conteúdo de água, representa uma medida útil não só para a quantificação do estado de compactação, mas também para facilitar a interpretação da resistência do solo à penetração obtida em diferentes condições de campo. O objetivo deste trabalho foi estimar a CRP em solos de diferentes granulometrias e densidades, a partir de dados obtidos com o penetrômetro de impacto. O experimento foi realizado no laboratório de Pedologia da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP. Foram utilizadas quatro classes de solos: Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Vermelho acriférrico, os quais foram coletados na camada de 0-0,20 m. Colunas de PVC, com dimensões de 0,25 m de diâmetro e 0,6 m de altura, foram preenchidas de forma a obter duas condições de compactação: menor densidade e maior densidade do solo. O conteúdo de água nos solos, inicialmente elevado até o ponto de saturação, foi monitorado diariamente por meio de um medidor eletrônico tipo TDR (Profile Probe PR2 acoplado ao Moisture Meter HH2). A resistência do solo à penetração foi mensurada por meio de um penetrômetro de impacto adaptado para vaso. Os pares de dados entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foram ajustados, e as CRP foram submetidas ao teste de significância. A relação entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foi descrita pelo modelo exponencial decrescente: em que RP representa a resistência do solo à penetração (MPa); Ug é o conteúdo de água (kg kg-1); e A, B e C são os coeficientes da equação. Foram obtidos coeficientes de determinação que variaram de 0,79 a 0,96.

Mobilização de água e conservação da viabilidade de embriões de sementes recalcitrantes de ingá (Inga vera Willd. subsp. affinis (DC.) T. D. Pennington)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência do estresse hídrico e salino na germinação de urochloa decumbens e urochloa ruziziensis

Studies of the germination response of seeds subjected to artificial stresses are provided tools for better understanding of the survivability and adaptation of these species in natural stress conditions such as drought or saline soils, common in agricultural and forest regions, contributing significantly to the development of management strategies. Thus, the purpose of this study was to evaluate the possible effects of water and salt stress on germination of Urochloa decumbens and Urochloa ruziziensis. The test was conducted at the Faculty of Technology of São Paulo, campus of Capon Bonito. The seeds were sown with four replicates of 50 seeds in paper soaked in solutions with the potentials of 0.0, -0.2, -0.4 and -0.8 MPa, induced with polyethylene glycol (PEG 6000) and NaCl. The germination test was conducted at 25 degrees C in the presence of light, evaluating the first test score at seven days after sowing, and weekly germination (normal seedlings) until 35 days. We calculated the index of germination rate. The results allowed the conclusion that water stress causes a greater reduction in force, speed of germination and cumulative germination of seeds of U. decumbens and U. ruziziensis than salt stress. The species U. decumbens showed higher tolerance to water and salt stresses.

Hygrothermal effects on damping behavior of metal/glass fiber/epoxy hybrid composites

Continuous fiber/metal laminates (FML) offer significant improvements over current available materials for aircraft structures due to their excellent fatigue endurance and low density. Glass fibers/epoxy laminae and aluminum foil (Glare) are commonly used to obtain these hybrid composites. The environmental factors can limit the applications of composites by deteriorating the mechanical properties during service. Usually, epoxy resins absorb moisture when exposed to humid environments and metals are prone to surface corrosion. Therefore, the combination of the two materials in Glare (polymeric composite and metal). can lead to differences that often turn out to be beneficial in terms of mechanical properties and resistance to environmental influences. In this work. The viscoelastic properties. such as storage modulus (E') and loss modulus (E'), were obtained for glass fiber/epoxy composite, aluminum 2024-T3 alloy and for a glass fiber/epoxy/aluminum laminate (Glare). It was found that the glass fiber/epoxy (G/E) composites decrease the E' modulus during hygrothermal conditioning up to saturation point (6 weeks). However, for Glare laminates the E' modulus remains unchanged (49GPa) during the cycle of hygrothermal conditioning. The outer aluminum sheets in the Glare laminate shield the G/E composite laminae from moisture absorption. which in turn prevent, in a certain extent, the material from hygrothermal degradation effects. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Osmocondicionamento de sementes de salsa (Petroselinum sativum Hoffm.) em diferentes potenciais hídricos

A germinação de sementes de salsa (Petroselinum sativum Hoffm.) é lenta e desuniforme, sendo a contagem do teste padrão de germinação recomendada aos 10 e 28 dias e a emergência em campo é relativamente longa, justificando o uso de técnicas que acelerem e uniformizem o processo germinativo: um método promissor é o osmocondicionamento. No presente trabalho, objetivou-se avaliar os efeitos dos diferentes potenciais de osmocondicionamento, com PEG 6000, na germinação de sementes de salsa e identificar o potencial osmótico ótimo para aumentar a germinação destas sementes. Sementes das cultivares Lisa e Portuguesa de dois lotes, adquiridas no comércio local foram osmocondicionadas pelo método de imersão direta das mesmas em soluções aquosas com potencial hídrico: 0,0, -0,5, -1,0 e -1,5 MPa, obtidos com a adição de PEG 6.000, sob aeração constante a 25ºC por 144 horas, como testemunha utilizaram-se sementes não osmocondicionadas. As variáveis analisadas foram: porcentagem de germinação (10 e 28 dias), velocidade de germinação e índice de velocidade de germinação. O osmocondicionamento aumenta a porcentagem e a velocidade de germinação de sementes de salsa, sendo que, o potencial osmótico indicado situa-se entre -1,0 e -1,5 MPa.

Fotossíntese e relações hídricas de duas cultivares jovens de seringueira

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

Dimorphic cypsela germination and plant growth in Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. (Asteraceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos de extratos aquosos de assa-peixe sobre a germinação de três espécies de braquiária

Examinou-se o potencial alelopático da planta invasora de pastagem assa-peixe (Vernonia polyanthes), através dos efeitos dos extratos aquosos (concentração de 10%) da parte aérea, de raízes e de sementes sobre a germinação (porcentagem e velocidade) e o alongamento da radícula das gramíneas forrageiras Brachiaria humidicola, Brachiaria decumbens e Brachiaria brizantha cv. Marandu. O pH, a condutividade e o potencial osmótico foram determinados em cada extrato. A contribuição do potencial osmótico foi isolada através de cálculo, tendo por base os potenciais osmóticos dos extratos e da água e a equação de regressão que se ajustou a cada parâmetros, em função da variação do potencial osmótico na faixa de 0,0 a 0,4 MPa. Os bioensaios foram desenvolvidos em câmaras do tipo BOD, com temperatura controlada para 35/15oC (diurna/noturna) e fotoperíodo de 12 horas-luz (bioensaios de germinação), e temperatura constante de 35oC e fotoperíodo de 24 horas-luz (bioensaios de alongamento da radícula). Os resultados indicaram que tanto o pH como a concentração de cátions não contribuíram para os resultados encontrado. O assa-peixe evidenciou potencialidade alelopáticas que variaram em função da espécie receptora e da parte da planta doadora do extrato. A velocidade de germinação foi o indicador mais sensível aos efeitos dos extratos aquosos da assa-peixe.