Metagenômica comparativa de solo de regiões de mata atlântica e caatinga do estado do Rio Grande do Norte - Brasil

The microorganisms play very important roles in maintaining ecosystems, which explains the enormous interest in understanding the relationship between these organisms as well as between them and the environment. It is estimated that the total number of prokaryotic cells on Earth is between 4 and 6 x 1030, constituting an enormous biological and genetic pool to be explored. Although currently only 1% of all this wealth can be cultivated by standard laboratory techniques, metagenomic tools allow access to the genomic potential of environmental samples in a independent culture manner, and in combination with third generation sequencing technologies, the samples coverage become even greater. Soils, in particular, are the major reservoirs of this diversity, and many important environments around us, as the Brazilian biomes Caatinga and Atlantic Forest, are poorly studied. Thus, the genetic material from environmental soil samples of Caatinga and Atlantic Forest biomes were extracted by direct techniques, pyrosequenced, and the sequences generated were analyzed by bioinformatics programs (MEGAN MG-RAST and WEBCarma). Taxonomic comparative profiles of the samples showed that the phyla Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria and Planctomycetes were the most representative. In addition, fungi of the phylum Ascomycota were identified predominantly in the soil sample from the Atlantic Forest. Metabolic profiles showed that despite the existence of environmental differences, sequences from both samples were similarly placed in the various functional subsystems, indicating no specific habitat functions. This work, a pioneer in taxonomic and metabolic comparative analysis of soil samples from Brazilian biomes, contributes to the knowledge of these complex environmental systems, so far little explored

A mineiração de brita nos municípios de Niterói, São Gonçalo e Maricá: impactos ambientais, legislação e perspectivas futuras

A extração de rocha para britagem está inserida na classe dos materiais agregados para a construção civil, matérias importantes, sendo utilizados em larga escala para a construção civil. A presente área de estudo define-se como local de fornecimento de pedra britada entre outros materiais para a construção, tanto por ser um local de expansão da área metropolitana como por abrigar grandes obras e projetos governamentais. Evidenciando como aspectos principais a necessidade de obtenção da brita, próximo ou dentro dos centros de expansão urbana, a presente dissertação tem como objetivo principal diagnosticar e compreender a dinâmica atual e a importância da mineração dos agregados para a construção civil (brita) que ocorre nos municípios de Niterói, São Gonçalo e Maricá. Buscou-se compreender o porquê de tais atividades se desenvolverem no espaço urbano, evidenciando a quem atende, bem como as implicações ambientais da existência de cada uma nos municípios que compõem a área de estudo. Identificou-se que a mineração da brita gera impactos positivos e negativos a população. Foram levantados os aspectos legais existentes na legislação ambiental e na mineral, nos planos diretores, leis orgânicas e zoneamentos, que estão diretamente ligados à mineração de agregados para a construção civil, em especial as pedreiras, que se localizam em áreas urbanas. Na área de estudo, foram encontradas muitas pedreiras em atividade, bem antigos locais que abrigaram pedreiras no passado, hoje possuem novos usos diversos, caracterizando também uma nova organização espacial expressa, em alguns casos, no zoneamento ambiental municipal. O município de Niterói apresentou maior adequação do zoneamento em relação à atividade de exploração de pedra para britagem, do que os municípios de Maricá e São Gonçalo, que apresentam conflitos de localização e uso do solo, entre o que consta nos planos diretores, nos zoneamentos e o que ocorre na realidade

Decomposição foliar e produção secundária como indicadores funcionais em um gradiente de impacto de cobertura do solo ripário em rios tropicais

Atualmente a maior ameaça à integridade de ecossistemas aquáticos reside nas ações antrópicas, que através de alterações na cobertura vegetal ripária, atingem todos os compartimentos dos sistemas lóticos, alterando a estrutura física, química e biológica do rio e os padrões de ligação entre ecossistemas terrestres e aquáticos. A importância dos macroinvertebrados fragmentadores ainda não é bem conhecida nos trópicos. Eles podem contribuir para a decomposição de folhas em córregos, que é um processo fundamental para o fluxo de energia em rios de pequeno porte. Os processos de decomposição e produção secundária de macroinvertebrados aquáticos nos ecossistemas lóticos são intimamente relacionados com o aporte da vegetação terrestre, e podem ser sensíveis às alterações na cobertura vegetal ripária. Os objetivos desse estudo foram avaliar: (a) quais mudanças o desmatamento pode causar nos parâmetros físicos e químicos de rios; (b) os efeitos do desmatamento sobre a estrutura da comunidade de macroinvertebrados bentônicos associados às folhas, (c) nos processos ecossistêmicos, como decomposição foliar e produção secundária, e (d) a associação entre produção secundária de fragmentadores e decomposição foliar. O estudo foi realizado em 27 locais distribuídos em quatro córregos (7-8 locais por rio) de segunda-terceira ordem e que apresentavam um gradiente de desmatamento. Para estimar a taxa de decomposição, cinco pacotes de folha foram imersos em cada um dos pontos. Um pacote de folha foi retirado de cada ponto após 2, 7, 15 e 28 dias de imersão. O quinto pacote de folha foi retirado no 37 dia de imersão para as estimativas de produção secundária, biodiversidade e a diversidade funcional de insetos aquáticos. As concentrações de amônio aumentaram e a riqueza de espécies de insetos aquáticos e de EPTs (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera) dos pacotes de folhas diminuíram com o aumento do desmatamento. As taxas de decomposição diminuíram com o aumento do desmatamento. Os dados sugerem que a perda de vegetação ripária pela conversão em agropecuária teve impacto em parâmetros químicos e bióticos, tanto na estrutura da comunidade de macroinvertebrados quanto no funcionamento do ecossistema. Concluímos que a restauração e preservação da mata ripária deve ser um foco central das estratégias de gestão de ecossistemas lóticos para assegurar que os processos ecossistêmicos e a estrutura das comunidades em bacias hidrográficas estejam agindo como provedores dos serviços ambientais esperados.

Desenvolvimento e utilização de um simulador de chuvas para estudos de atributos físicos e químicos do solo relacionados a impactos ambientais.

Estudos sobre o efeito das chuvas em atributos do solo são difíceis de serem realizados com chuva natural, pois não se tem controle sobre a duração , intensidade, distribuição e tipo de chuva. Uma alternativa que se apresenta é a utilização de simuladores de chuvas que permitem controlar as características das mesmas e têm a vantagem de poderem ser utilizados a qualquer tempo. Este tipo de equipamento já vem sendo utilizado em estudos de manejo de solos há bastante tempo. Já foram construídos vários modelos e atualmente existem alguns totalmente controlados por computador. No caso presente utilizou-se o princípio de funcionamento do simulador descrito por Meyer & Harmon (1979), simplificando?se o sistema de funcionamento, que era elétrico, para um sistema mecânico.

Biodiversity and conservation of subterranean fauna of Portuguese karst

As regiões cársicas de Portugal ocupam uma parte considerável do território e albergam mais de 2000 grutas, que são habitadas por animais subterrâneos com características adaptativas únicas. Estes animais estão entre os mais raros, ameaçados e desprotegidos a nível mundial, comummente pelo simples fato de serem desconhecidos, o que associado à relativa inacessibilidade do seu habitat, constitui um desafio para o seu estudo. O presente trabalho centra-se no estudo da biodiversidade subterrânea do carso de Portugal, de forma a contribuir para a sua conservação. Os invertebrados subterrâneos têm sido ignorados no que concerne à sua proteção, sobretudo porque o conhecimento era escasso e desorganizado. Este trabalho começa por apresentar uma revisão de todas as fontes bibliográficas sobre fauna subterrânea em Portugal, incluindo um catálogo de espécies troglóbias e estigóbias, acompanhado das respetivas localizações, para congregar, pela primeira vez, o estado do conhecimento da riqueza específica, biogeografia e conservação das áreas estudadas. Para compreender os padrões de biodiversidade subterrânea, foi realizado um ano de trabalho de campo intenso e padronizado em mais de 40 cavidades de 14 unidades cársicas. Deste esforço resultou a descoberta e descrição de nove novos taxa, compreendendo três novos géneros e seis novas espécies para a ciência. Utilizando sistemas de informação geográfica foram mapeadas as distribuições das espécies subterrâneas do carso de Portugal e a sua riqueza foi comparada com a de outras áreas do mundo. Para explicar a sua riqueza específica subterrânea, foram testados vários fatores ambientais e efetuada a estimativa de espécies subterrâneas, numa escala regional. A evapotranspiração e consequentemente a produtividade primária ao nível da superfície poderão ser fatores importantes na variação da riqueza específica nas diferentes unidades cársicas, mas a profundidade e as características geológicas únicas de cada maciço parecem desempenhar um papel determinante nos padrões de biodiversidade subterrânea. Com o intuito de avaliar a sensibilidade de organismos subterrâneos à contaminação, foram testados os efeitos letais de dois tóxicos em crustáceos estigóbios com diferentes graus de troglomorfismo. Foram igualmente abordados aspectos gerais de ecotoxicologia de águas subterrâneas e perspectivas de futuro. Os principais problemas relacionados com a conservação dos habitats subterrâneos em Portugal estão associados à destruição direta do habitat e à sua contaminação. Estes carecem de proteção específica, o que implica a gestão adequada à superfície e a criação de áreas prioritárias de conservação. Integrando toda a informação gerada, o presente estudo estabelece uma hierarquização de locais prioritários para a conservação da fauna subterrânea em zonas cársicas de Portugal.

Environmental factors, clipping and fire: effects on cerrado (Brazilian savanna) native and invasive grasses

The Brazilian Cerrado houses a hugely diverse biota and is considered a conservation hotspot. One of the greatest threats to the integrity of this ecosystem is introduced African grasses, which can competitively exclude native grasses and cause changes in the microclimate and other disturbances. The Cerrado is a mosaic vegetation that provides different combinations, both spatially and temporally, of conditions that can become natural stressors to the herbaceous vegetation (water, nutrient and light availability). These mosaics are reflected in differences in relationships among native and invasive species, affecting competition and creating situations (place/season) that are more, or less, susceptible to invasion. The present study aimed to identify the different biological responses of native (Aristida recurvata, Aristida setifolia, Axonopus barbigerus, Echinolaena inflexa, Gymnopogon spicatus, Paspalum gardnerianum, Paspalum stellatum, Schizachyrium microstachyum, Schizachyrium sanguineum) and invasive (Melinis minutiflora and Andropogon gayanus) grasses to variations in natural stressors and to disturbance (fire and clipping), in order to understand changes in ecosystem functioning and competition processes between the grasses, and to understand invasion dynamics in this ecosystem. The presence of invasive species proved to affect the ecosystem functioning by increasing soil feeding activity. These differences were no longer observed in the dry season or when fires were frequent, showing that water availability and fire are more detrimental to soil feeding activity than is the vegetation. Laboratory experiments showed that both drought and flood simulated scenarios damaged both species, although the invasive species performed better under all watering conditions and responded better to fertilization. Underlying mechanisms such as the efficiency of photosynthesis and antioxidant mechanisms helped to explain this behavior. The invasive species grew faster and showed less cellular damage and a healthier photosystem, reflected in higher assimilation rates under stress. These differences between the native and invasive species were reduced with clipping, especially in dry soil with no fertilization, where the native species recovered better in relation to the pre-clipping levels. Flooding was as stressful as drought, but the invasive species can bypass this issue by growing an extensive root system, especially in the better-drained soils. Fire is more detrimental than clipping, with a slower recovery, while post-fire temperatures affect the germination of both invasive and native seeds and may be an important factor influencing the persistence of a diverse biota. This approach will finally contribute to the choice of the appropriate management techniques to preserve the Cerrado’s biodiversity.

Gestão de resíduos de construção e demolição em Loulé (Algarve)

Dissertação de Mestrado, Engenharia do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Integração de características de planta, de dossel e de solo para maior eficiência da adubação nitrogenada em cobertura em milho

O milho é um das culturas mais exigentes em nitrogênio (N). A sua aplicação na dose e época correta pode aumentar a sua eficiência de uso, diminuindo custos e danos ambientais. Foram estudadas características de planta, de dossel e de solo, como indicadores da disponibilidade de N no sistema solo-planta para predição da necessidade deste nutriente em cobertura em milho. Foram conduzidos cinco experimentos a campo e dois em casa de vegetação, nas estações de crescimento de 2002/03 e 2003/04, na Estação Experimental Agronômica e na Faculdade de Agronomia da UFRGS, em Eldorado do Sul e em Porto Alegre-RS, Brasil, respectivamente, e dois experimentos a campo no ano de 2004 no Estern Cereal and Oilseed Research Center, em Ottawa-Ontário, Canadá. Foram avaliadas, em diferentes locais e situações de manejo, características de planta, de dossel e de solo, citando-se: teores de nitrato, amônio e N mineral no solo e na folha; massa seca e área foliar da folha e da planta, teor e acúmulo de N na folha e na planta; teor relativo de clorofila na folha, medido pelo clorofilômetro, reflectância do dossel, medido por dois tipos de radiômetros e fluorescência da folha, medida pelo fluorômetro. Além disso, foram avaliados o rendimento de grãos e seus componentes e parâmetros de eficiência técnica e econômica de uso de N. Dentre as características de planta, o teor relativo de clorofila na folha, e dentre os de solo, o teor de nitrato no solo, destacaram-se entre os demais avaliados. Foram determinados níveis críticos e doses ótimas de N, bem como estabelecidas curvas de calibração para dois níveis de manejo com base nestas características para monitoramento da lavoura. No que diz respeito às características de dossel estudadas, a reflectância apresentou melhores resultados que a fluorescência como indicador do nível de N no sistema solo-planta. Os estudos realizados mostraram que dentre as caracteríticas avaliadas, atualmente, o teor relativo de clorofila na folha tem o maior potencial para auxiliar na determinação da época mais adequada para aplicação de N em cobertura em milho.

Avaliação de floresta nativa do bioma Mata Atlântica: uma aplicação da metodologia de custo de reposição

O presente trabalho investigou o valor de uma floresta nativa no bioma Mata Atlântica. Para isso, utilizou-se da metodologia de custo de reposição. Além disso, buscou-se explicitar os principais fatores determinantes desse valor, bem como seus impactos. Foram formuladas quatro hipóteses de pesquisa, a saber, i) o nível de degradação da área não influencia o custo total de reposição da floresta nativa; ii) relevos mais acidentados das áreas a serem restauradas não influenciam o custo total de reposição da floresta nativa; iii) a distância da área a ser restaurada em relação ao centro urbano mais próximo não influencia o custo total de reposição da floresta nativa; e iv) a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa. Para chegar aos resultados foram realizados testes simples de diferença de médias para as variáveis qualitativas. Os resultados encontrados foram de que pode-se rejeitar a hipótese de que relevos mais acidentados das áreas a serem restauradas não influenciam o custo total de reposição da floresta nativa. No entanto, não se rejeitam as hipóteses de que a distância da área a ser restaurada em relação ao centro urbano mais próximo não influencia o custo total de reposição da floresta nativa e de que a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa. Após essa primeira aproximação, é realizada uma série de regressões, utilizando o modelo clássico de mínimos quadrados ordinários (MQO). Fez-se uma análise de sensibilidade dos resultados obtidos. O levantamento de dados foi obtido por meio da realização de uma pesquisa (questionário) a uma série de entidades do setor. Foram testadas as quatro hipóteses. De acordo com os testes realizados, pode-se dizer que a hipótese 2 sobre o impacto de um relevo mais acidentado das áreas a serem restauradas no custo total de reposição da floresta nativa se mostrou não significativa em todos os modelos. No entanto, a hipótese 1 do impacto do nível de degradação sobre o valor do projeto foi rejeitada em todos os modelos. A hipótese 3 do impacto da localização da área em relação ao centro urbano sobre o valor do projeto foi rejeitada em dois modelos e a hipótese 4 de que a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa foi rejeitada em um modelo. Chegou-se ao resultado de R$22 mil/hectare para o custo de reposição de uma floresta nativa do bioma Mata Atlântica. Esse tipo de estudo foi contextualizado no desenvolvimento feito pela economia ambiental ao longo do tempo, ressaltando suas principais características. Nas conclusões destaca-se os principais pontos do trabalho e são discutidas uma série de implicações teóricas e gerenciais do presente estudo, bem como apresentadas sugestões para novos estudos nessa área.

Ecogenômica de archaea e monitoramento de comunidades de procariotos redutores de sulfato: aplicações na indústria de petróleo e gás

The human activities responsible for the ambient degradation in the modern world are diverse. The industrial activities are preponderant in the question of the impact consequences for brazilian ecosystems. Amongst the human activities, the petroliferous industry in operation in Potiguar Petroliferous Basin (PPB) displays the constant risk of ambient impacts in the integrant cities, not only for the human populations and the environment, but also it reaches the native microorganisms of Caatinga ground and in the mangrove sediment. Not hindering, the elaboration of strategies of bioremediation for impacted areas pass through the knowledge of microbiota and its relations with the environment. Moreover, in the microorganism groups associated to oil, are emphasized the sulfate-reducing prokaryotes (SRP) that, in its anaerobic metabolism, these organisms participate of the sulfate reduction, discharging H2S, causing ambient risks and causing the corrosion of surfaces, as pipelines and tanks, resulting in damages for the industry. Some ancestries of PRS integrate the Archaea domain, group of microorganisms whose sequenced genomes present predominance of extremophilic adaptations, including surrounding with oil presence. This work has two correlated objectives: i) the detection and monitoring of the gene dsrB, gift in sulfate-reducing prokaryotes, through DGGE analysis in samples of mDNA of a mangrove sediment and semiarid soil, both in the BPP; ii) to relate genomic characteristics to the ecological aspects of Archaea through in silico studies, standing out the importance to the oil and gas industry. The results of the first work suggest that the petrodegraders communities of SRP persist after the contamination with oil in mangrove sediment and in semiarid soil. Comparing the populations of both sites, it reveals that there are variations in the size and composition during one year of experiments. In the second work, functional and structural factors are the probable cause to the pressure in maintenance of the conservation of the sequences in the multiple copies of the 16S rDNA gene. Is verified also the discrepancy established between total content GC and content GC of the same gene. Such results relating ribosomal genes and the ambient factors are important for metagenomic evaluations using PCR-DGGE. The knowledge of microbiota associated to the oil can contribute for a better destination of resources by the petroliferous industry and the development of bioremediation strategies. Likewise, search to lead to the best agreement of the performance of native microbiota in biogeochemical cycles in Potiguar Petroliferous Basin ecosystem

Térmitas como bioindicadores de qualidade de habitat na caatinga, Brasil: há uma sintonia entre as variáveis estruturais dos habitats e as taxocenoses amostradas?

The composition of termite assemblages was analyzed at three Caatinga sites of the Seridó Ecological Station, located in the municipality of Serra Negra do Norte, in the state of Rio Grande do Norte, Brazil. These sites have been subjected to selective logging, and cleared for pasture and farming. A standardized sampling protocol for termite assemblages (30h/person/site) was conducted between September 2007 and February 2009. At each site we measured environmental variables, such as soil granulometry, pH and organic matter, necromass stock, vegetation height, tree density, stem diameter at ankle height (DAH) and the largest and the smallest crown width. Ten species of termites, belonging to eight genera and three families, were found at the three experimental sites. Four feeding-groups were sampled: wood-feeders, soil-feeders, wood-soil interface feeders and leaf-feeders. The wood-feeders were dominant in number of species and number of encounters at all sites. In general, the sites were not significantly different in relation to the environmental variables measured. The same pattern was observed for termite assemblages, where no significant differences in species richness, relative abundance and taxonomic and functional composition were observed between the three sites. The agreement between the composition of assemblages and environmental variables reinforces the potential of termites as biological indicators of habitat quality

Determinantes socioeconômicos e ambientais do declínio das hospitalizações por diarréias em lactentes no Rio Grande do Norte - 1992 a 2001

There was a significant decline in hospitalizations for acute diarrhea in children younger than 1 year of age in Brazil between 1992 to 2001. The less economically developed state of Rio Grande do Norte is a case example of the national trend. In this work, we show a significant association between improvements in socioeconomic variables as well as increased access to sanitation and the decreased rate of hospitalization. Additionally, we observed a positive, seasonal correlation between rainfall and hospitalizations. Most notably, however, we show that improvements in income and inflation were positively correlated with a decline in hospitalizations. Improvements in public health infrastructure, socioeconomic variables like education and literacy, and increased investment in health services were important in reducing severe early childhood diarrheas. However, the data suggests that increased buying power and reductions in poverty played an equally crucial role in reducing hospitalizations for acute diarrhea in infants in Brazil. The work includes elements of the demography of the period for the age groups involved, children under one year, women in fertile age and fertility rate

Aspectos ambientais e sociais envolvidos na transmissão da L. chagasi no município de Parnamirim/RN

Visceral leishmaniasis hás adapted in the past 20 years to periurban and urban areas, and in Natal, Rio Grande do Norte, it became endemic. Thid study aimed to evaluate the environmental and social aspectsof Leishmania chagasi infection and its epidemiologic transmission chain in an urban, periurban and rural area of Parnamirim-RN. A study with three sections was conducted: Section 1: Sectional study of the human and canine infection by L. chagasi and its environmental and social determinants. Section 2: Observational longitudinal cohort to evaluate the dynamics of the canine infection. Section 3: Longitudinal study to evaluate the behavior of Lu. Longipalpis vector and the seasonal factors related to its dynamics. To include in the study the hauses were randomly selected and georreferenciated. Montenegro skin test was done in the human population and blood samples were collected for anti-Leishmania antibody detection. The canine population was examinated for L. chagasi infection by RIFI, ELISA and ELISA for rK39. An entomologic surveillance was monthly done with CDC light trapsin 10 houses of each locality. Quantitative and qualitative analyses was done using STATISC 6.0. Probality and prediction maps were done using ArcGis 9.0 model. In the human population L. chagasi infection was associated with the area of the hause, age, sex, population densyti, vegetation, kind of the floor of thr hause, water and resides destiny. In the canine population L. chagasi infection was associated with the breed, size, time of living in the hause, presence of dogs in the neighborhood, presence of horses and donkeys in the neighborhood, vegetation, kind of the floor and walls of the hause. The human infection was associated with canine infction only when analyzed taking into account the locality. In the prospective study, serum conversion and antibody lost observed in 30,8% and 22% of the animals examined, respectively. The human infection rate by L. chagasi was 24,6%, by the presence of anti-Leishmania antibody and 38,6% by the Montenegro skin test. The canine infection rate 32,5% by the presence of anti-Leishmania antibody. The vector Lu longipalpis showed an atypical behavior. These results indicate that environmental and social factors are important variables associated with L. chagasi infection in humans and canines, with punctual association of thr last two. Control measures of the infection on the studied points are necessary, in the aim to reduce the endemic focus of the disease in the study area. This research was carried out in a multidisciplinary involving the categories of: doctor, biologist, veterinarian, statistical, pharmaceutical and biochemical