Tracking the migration of the Indian continent using the carbonate clumped isotope technique on Phanerozoic soil carbonates

Approximately 140 million years ago, the Indian plate separated from Gondwana and migrated by almost 90 degrees latitude to its current location, forming the Himalayan-Tibetan system. Large discrepancies exist in the rate of migration of Indian plate during Phanerozoic. Here we describe a new approach to paleo-latitudinal reconstruction based on simultaneous determination of carbonate formation temperature and delta O-18 of soil carbonates, constrained by the abundances of C-13-O-18 bonds in palaeosol carbonates. Assuming that the palaeosol carbonates have a strong relationship with the composition of the meteoric water, delta O-18 carbonate of palaeosol can constrain paleo-latitudinal position. Weighted mean annual rainfall delta O-18 water values measured at several stations across the southern latitudes are used to derive a polynomial equation: delta(18)Ow = -0.006 x (LAT)(2) - 0.294 x (LAT) - 5.29 which is used for latitudinal reconstruction. We use this approach to show the northward migration of the Indian plate from 46.8 +/- 5.8 degrees S during the Permian (269 M. y.) to 30 +/- 11 degrees S during the Triassic (248 M. y.), 14.7 +/- 8.7 degrees S during the early Cretaceous (135 M. y.), and 28 +/- 8.8 degrees S during the late Cretaceous ( 68 M. y.). Soil carbonate delta O-18 provides an alternative method for tracing the latitudinal position of Indian plate in the past and the estimates are consistent with the paleo-magnetic records which document the position of Indian plate prior to 135 +/- 3 M. y.

Stable carbon isotope ratios in Asian elephant collagen: implications for dietary studies

Stable carbon isotope ratios in bone collagen have been used in a variety of dietary studies in modern and fossil animals, including humans. Inherent in the stable isotope technique is the assumption that the isotopic signature is a reflection of the diet and is persistent in collagen because this is a relatively inert protein. Carbon isotope analyses of bones from a southern Indian population of Asian elephant (Elephas maximus), a long-lived mammal that alternates seasonally between a predominantly C3 (browse) and C4 (grass) plant diet, showed two patterns that have important implications for dietary interpretation based on isotopic studies. Relative to the quantity of the two plant types consumed on average, the ?13C signal in collagen indicated that more carbon was incorporated from C3 plants, possibly due to their higher protein contribution. There was a much greater variance in ?13C values of collagen in sub-adult (range -10.5� to-22.7�, variance=14.51) compared to adult animals (range -16.0� to -20.3�, variance=1.85) pointing to high collagen turnover rates and non-persistent isotopic signatures in younger, growing animals. It thus seems important to correct for any significant relative differences in nutritive value of food types and also consider the age of an animal before drawing definite conclusions about its diet from isotope ratios.

The traceability of animal meals in layer diets as detected by stable carbon and nitrogen isotope analyses of eggs

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

Multivariate analysis of stable isotope data in the traceability process for birds

A análise isotópica tem se mostrado uma ferramenta de suma importância ao processo de rastreabilidade, no entanto, existem divergências nas análises estatísticas dos resultados, uma vez que os dados são dependentes e advindos de vários elementos químicos tais como Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio e Enxofre (CHON'S). Com o intuito de estabelecer a análise propícia para os dados de rastreabilidade em aves pela técnica de isótopos estáveis e avaliar a necessidade da análise conjunta das variáveis, foram usados dados de carbono-13 e de nitrogênio-15 de ovos (albúmen + gema) de poedeiras e músculo peitoral de frangos de corte, os quais foram submetidos à análise estatística univariada (Anova e complementada pelo teste de Tukey) e multivariada (Manova e Discriminante). Os dados foram analisados no software Minitab 16, e os resultados, consolidados na teoria, confirmam a necessidade de análise multivariada, mostrando também que a análise discriminante esclarece as dúvidas apresentadas nos resultados de outros métodos de análise comparados nesta pesquisa.

内蒙古农牧交错区典型草地和农田生态系统碳通量的研究

涡度相关技术是唯一能直接测定大气与植被间CO2通量的标准方法。随着全球变化研究的深入，人类活动干扰下陆地生态系统碳通量研究越来越受到关注，对草地生态系统的研究更是备受关注。本研究选择位于内蒙古典型的农牧交错区——多伦县的典型克氏针茅草地和被开垦的农田为研究对象，利用涡度相关技术，结合各环境因子，在不同时间尺度上探讨了控制内蒙古草地生态系统碳通量可能的生理机制。利用一年多净生态系统CO2气体交换（NEE）通量的观测，量化了这个地区草地生态系统的碳储备量，并进一步阐明了开垦对该区域生态系统物质能量流动的影响。我们还利用Keeling同位素曲线与微气象技术相结合的方法把生态系统夜间呼吸区分为自养呼吸和异养呼吸;同时利用同化箱式法，把草地生态系统白天群落呼吸进行了区分，进一步了解了不同生态过程对净碳通量的贡献。 结果表明，控制该地区生态系统碳通量主要的环境因子是土壤含水量（VWC）和温度。两个生态系统的植被叶面积指数（LAI）和生物量在非干旱季都要高于干旱季，因而两个生态系统在非干旱季不同环境因子的不同梯度下的NEEmax都比干旱季的要高。两个生态系统NEE的最大日变幅和日最大值在非旱季与旱季十分接近，说明即使土壤水分有所改善，但由于这个地区贫瘠的土壤限制了生态系统的净碳交换量而使这两个生态系统的固碳能力依旧不高。无论是旱季还是非旱季，草地生态系统呼吸的温度敏感系数Q10都随土壤含水量的增加而增加，这除了水分的促进作用外，另外就是生长旺季根生物量的增加。而在两个生长季里农田生态系统的Q10都随土壤含水量的变化不是很规则，这主要是因为农作改变了植被类型和土壤的物理结构从而引起生态系统微环境、微生物活性以及根生物量的改变，结果影响生态系统呼吸对温度的敏感性。 在连续两个生长季里，两个生态系统碳通量随季节的变化都有明显的日变化，7月份的日变化最大，而且农田生态系统的NEE日变幅大于草地生态系统NEE的日变幅。两个生态系统每个月NEE的日最大值都出现在上午8~9点左右，而生态系统的呼吸（RE）的日最大值都发生在下午14~16点左右。冬季两个生态系统各组分碳通量的日进程几乎都没有差异，系统基本处于碳平衡状态。进入春季，幼小的植被限制了生态系统的碳同化。期间的耕作促进了土壤CO2的大量释放，同时较频繁的降雨不仅影响植被吸收光以进行光合固定碳，同时也进一步加大了农田CO2的释放，结果农田生态系统释放的CO2比草地生态系统多。夏季，两个生态系统都是吸收碳的库，农田生态系统因较高的LAI和较低的生态系统呼吸温度敏感性使其NEP远高于草地生态系统的NEP，是一个较强的碳库。秋末，草地生态系统几乎处于碳平衡的状态。农作物的收割，使得大量含不溶性物质较低枯叶和秸秆残留在地里，农田生态系统呼吸释放的碳量显著高于同期草地释放的碳量。通过2005～2006年对两个生态系统碳通量进行一整年的观测，发现两个生态系统年净固碳量相当，草地净固定71.3 g C m-2，农田净固定64.4 g C m-2。但秋季的收获使农田生态系统近70%的生物量被收走，降低了该系统的固碳能力。 为进一步了解不同生态过程对净碳通量的贡献量，我们利用浓度梯度-同位素法与微气象技术相结合的方法，初步将生态系统呼吸区分为自养呼吸和异养呼吸。草地生态系统在生长旺季自养呼吸占总呼吸80%以上，而农田生态系统在生长季阶段异养呼吸所占整个生态呼吸的比例从60%上升至作物成熟时的80%以上。降雨不仅显著增加草地生态系统呼吸的释放量，而且主要是显著增加了异养呼吸的释放量。此外，我们还利用同化箱式法对草地生态系统的群落呼吸进行区分，结果显示群落总呼吸（Re）有明显的季节变化，最高值在生长季中期。凋落物分解、土壤有机质呼吸、根呼吸和地上植被呼吸在整个生长季平均分别占总生态系统呼吸的19.4%、37.8%、9.8%和32.9%。构建各组分呼吸通量与温度的指数关系，结果显示根呼吸的温度敏感系数最大，土壤有机质的温度敏感性最低。降雨后首先促进了异养呼吸，随后植物的呼吸也开始变大，群落呼吸释放的最高峰出现在雨后第二天。 本研究初步分析了控制内蒙古农牧交错区草地生态系统碳通量的主要因子，量化了该区域草地生态系统的碳储备量，并进一步阐述了开垦对该区域生态系统碳通量的影响。同时尝试不同方法对生态系统碳通量进行了区分，得出了一些具有生态学意义的结果，为进一步探讨控制生态系统碳通量的生理机制提供了可能。

Rastreabilidade de farinha de vísceras de aves por isótopos estáveis em penas de frangos de corte

O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de farinha de vísceras de aves (FV) na alimentação de frangos de corte, por meio da análise de penas por isótopos estáveis de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) e espectrofotometria de massas. Setecentos e vinte pintos machos Cobb foram submetidos aos seguintes tratamentos: ração vegetal (RV) à base de milho e farelo de soja, de 1 a 42 dias de idade; ração com 8% de farinha de vísceras de frango (FV), de 1 a 42 dias de idade; ração vegetal de 1 a 21 dias e ração com FV de 22 a 42 dias; ração vegetal de 1 a 35 dias e ração com FV de 36 a 42 dias; ração com FV de 1 a 21 dias, e ração vegetal de 22 a 42 dias; ração com FV de 1 a 35 dias, e ração vegetal de 36 a 42 dias. Foram colhidas amostras de penas de quatro aves por tratamento aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 dias de idade, que foram submetidas à análise isotópica de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) por espectrometria de massas. A aplicação da técnica dos isótopos estáveis de C e N a penas de frango de corte, após a utilização de farinha de vísceras na alimentação de frangos de corte, pelo período de até 21 dias, permite detectar a inclusão da FV na dieta.

Rastreabilidade da farinha de carne e ossos bovinos em ovos de poedeiras alimentadas com ingredientes alternativos

O objetivo deste trabalho foi detectar traços de farinha de carne e ossos bovinos, em ovos de poedeiras alimentadas com dietas comerciais com inclusão de ingredientes vegetais alternativos e leveduras. A detecção foi feita pela técnica dos isótopos estáveis do carbono e do nitrogênio. Foram utilizadas 384 poedeiras, distribuídas aleatoriamente em oito tratamentos. Os tratamentos consistiram de uma dieta-controle - à base de milho e farelo de soja - e sete dietas com inclusão de farinha de carne e ossos bovinos, acrescidas ou não de outros ingredientes (farelo de trigo, quirera de arroz, farelo de algodão, glúten de milho, levedura de cana e levedura de cerveja). No 35º dia, foram tomados aleatoriamente 24 ovos por tratamento: 12 para análise de ovo e 12 para análise de gema e albúmen, em separado. Após análise isotópica de carbono e nitrogênio, os resultados foram submetidos à análise multivariada de variância. As médias dos pares isotópicos dos ovos, gema e albúmen, em todos os tratamentos, diferiram daquelas do tratamento-controle. A técnica dos isótopos estáveis permite detectar, nos ovos, gema e albúmen, a farinha de carne e ossos bovinos utilizada na dieta de poedeiras, mesmo com a inclusão de outros ingredientes vegetais e leveduras.

Stable isotopes for determining carbon turnover in sheep feces and blood

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

Stable carbon (delta(13)C) and nitrogen (delta(15)N) isotopes as natural indicators of live and dry food in Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) larval tissue

This study proposed the use of the stable isotope technique to track the type of food utilized by pacu Piaractus mesopotamicus larvae during their development, and to identify the moment when the larvae start using nutrients from the dry diet by retaining its carbon and nitrogen atoms in their body tissues. Five-day-old pacu larvae at the onset of exogenous feeding were fed Artemia nauplii or formulated diet exclusively; nauplii+formulated diet during the entire period; or were weaned from nauplii to a dry diet after 3, 6 or 12 days after the first feeding. delta(13)C and delta(15)N values for Artemia nauplii were -15.1 parts per thousand and 4.7 parts per thousand, respectively, and -25.0 parts per thousand and 7.4 parts per thousand for the dry diet. The initial isotopic composition of the larval tissue was -20.2 parts per thousand and 9.5 parts per thousand for delta(13)C and delta(15)N respectively. Later, at the end of a 42-day feeding period, larvae fed Artemia nauplii alone reached values of -12.7 parts per thousand and 7.0 parts per thousand for delta(13)C and delta(15)N respectively. Larvae that received the formulated diet alone showed values of -22.7 parts per thousand for delta(13)C and 9.6 parts per thousand for delta(15)N. The stable isotope technique was precise, and the time at which the larvae utilized Artemia nauplii, and later dry diet as a food source could be clearly defined.

Balanço do nitrogênio da uréia (15N) no sistema solo-planta na implantação da semeadura direta na cultura do milho

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

Avaliação da essencialidade da metionina e lisina em frangos de corte pelo turnover de isótopos estáveis de carbono

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

Rastreabilidade da farinha de vísceras de aves em codornas submetidas a longo período de criação utilizando a técnica dos isótopos estáveis 'delta' 'intpot. 13 c' e 'delta' 'intpot. 15 N'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodologia para aplicação da L-['INTPOT.13C1']metionina como traçador em tecidos de frangos de corte

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

Técnica dos isótopos estáveis na incorporação de 13C proveniente da L-metionina nos tecidos de frangos de corte em fases de crescimento

Pós-graduação em Zootecnia - FMVZ

Potencial da técnica dos isótopos estáveis para caracterização de diferentes sistemas de produção de bovinos de corte em condições tropicais

Pós-graduação em Zootecnia - FMVZ