O cérebro humano é considerado uma rede complexa em termos estruturais e funcionais em diferentes escalas. A caracterização da arquitetura desta rede pode ser considerada uma importante ferramenta no auxílio ao estudo de diferentes doenças neurodegenerativas. No presente estudo propusemos um software desenvolvido em JAVA para investigar esta arquitetura com base na correlação estatística de características morfológicas entre diferentes regiões do córtex. Foram utilizados dados de espessura cortical obtidos a partir de imagens de ressonância magnética de 191 indivíduos saudáveis e 93 pacientes com epilepsia. Foi proposto um modelo não linear para considerar o efeito da idade na espessura cortical com identificação de duas etapas: amadurecimento e envelhecimento. Os pacientes, quando comparados aos controles, apresentaram uma redução significativa na espessura cortical fundamentalmente nas regiões para-central, pericalcarina e do pré-cuneo no hemisfério direito. Esta diminuição também se manifestou ao longo da idade, com uma maior taxa de queda na região parahipocampal direita. Considerando a conectividade anatômica aqui calculada, o grupo de pacientes evidenciou alterações em 31\\% das possíveis conexões e de forma difusa. Adicionalmente, nas redes cerebrais dos pacientes houve uma diminuição de 15\\% no comprimento médio do caminho e no coeficiente de agrupamento. Aplicando-se um algoritmo de agrupamento, foram detectadas três comunidades para os indivíduos saudáveis e seis comunidades para os pacientes, confirmando uma quebra de organização estrutural neste ultimo grupo. Com este software esperamos trazer à comunidade mais uma ferramenta para análise das conexões cerebrais e suas modificações em determinadas patologias, contribuindo com seu entendimento e possível diagnóstico. / The human brain can be characterized as a complex network structurally and functionally in different levels. The description of the architecture of this network can be considered an important tool in understanding different neurodegenerative diseases. In the present study, we developed a software in JAVA to investigate this architecture based on statistical correlation of morphological characteristics between different cortex areas. It was used a database of cortical thickness obtained from magnetic resonance images of 191 healthy subjects and 93 patients with epilepsy. It was implemented a non-linear model to consider the effect of age in cortical thickness with identification of 2 stages: maturation and aging. The patients, when compared to healthy subjects, showed a significant reduction in cortical thickness, particularly at the areas precentral, pericalcarine and pré-cuneus of right hemisphere. This decrease also could be noted through the age, with a higher decrease rate at the right parahipocampal area. Considering the anatomical connectivity calculated, the patients group showed diffuse changes in 31\\% of the possible connections. Furthermore, in the patients brain network it was found a decrease of 15\\% in the characteristic path length and clustering coefficient. By applying a clustering algorithm, 3 clusters were detected in the healthy subjects and 6 clusters in the patients, confirming a breakdown of the structural organization in this last group. With our software we hope to bring to the community another tool to improve the brain connectivity analysis and its modifications in some pathologies, contributing with its understanding and possible diagnosis.

O processo de envelhecimento é acompanhado por um declínio nas funções cognitivas, principalmente, de funções fluidas ou de processamento. Essas diminuições são pelo menos, em parte, devido a alterações estruturais e funcionais do sistema nervoso central. Uma abordagem para estudar as mudanças funcionais é a medição da utilização metabólica regional da glicose, ou, alternativamente, um parâmetro físico correlacionado ao metabolismo cerebral e à atividade funcional local, como o fluxo sanguíneo cerebral (CBF). Neste contexto, em Imagens por Ressonância Magnética (IRM), a técnica de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) surge como uma importante ferramenta não invasiva para análises perfusionais. Seu uso não só permite avaliar a perfusão sanguínea cerebral, gerando mapas quantitativos de CBF, mas também fornecer uma alternativa para estudar a conectividade funcional (FC), um parâmetro importante para descrição da topologia e funcionalidade cerebral. Sessenta e três indivíduos saudáveis, na faixa etária entre dezoito à setenta e dois anos, foram recrutados para participar deste estudo. Análises estatísticas mostram uma diminuição de CBF em várias regiões cerebrais, especialmente nos lobos frontal e temporal, que acompanham o processo de envelhecimento. As medidas de FC foram obtidas em análises por regiões de interesse e teoria de grafos; estas também demostraram uma diminuição, com o avanço da idade, em regiões presentes nos lobos frontal e temporal, mas também relataram um maior número de regiões prejudicadas no lobo parietal. Portanto, usando uma técnica de imagem não invasiva, foi possível observar déficits de CBF além de alterações de aspectos da organização funcional, oferecendo valores quantitativos que podem ajudar na melhor descrição dos efeitos do envelhecimento na hemodinâmica cerebral. / Aging process is accompanied by a decline in cognitive functions foremost comprise fluid or processing-based functions. These decreases are at least partly due to structural and functional deteriorating changes of the central nervous system. One approach to study these functional changes is the measurement of the regional metabolic utilization of glucose, or, alternatively, a physical quantity correlated to cerebral metabolism and local functional activity, such as the cerebral blood flow (CBF). In this context, Arterial spin labeling (ASL) emerges as a noninvasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) perfusion technique. Its use not only allows assessing cerebral perfusion, by generating CBF values, but also can provide an alternative to study functional connectivity (FC), which is an important parameter that describes the brain topology and functionality. Sixty-three healthy subjects, from age eighteen to seventy-two years, were recruited to participate in this study. ASL-CBF maps showed a decrease in several brain regions, especially in frontal and temporal lobes that follows aging process. FC measures were assessed with regions of interest (ROI-to-ROI) and graph theory analysis, also showing a decrease in regions present in frontal and temporal lobes, and also more impaired regions in the parietal lobe. Therefore, using a noninvasive imaging technique it was possible to observe CBF deficits besides alteration in aspects on functional organization, offering quantitative values that can help to describe better the aging effects on cerebral hemodynamics.

A Ecologia de Estradas é um novo campo de conhecimento e surgiu das demandas sobre estudos de impactos ambientais em áreas naturais, com a construção de empreendimentos lineares, como estradas, rodovias e linhas férreas. Sérios problemas ambientais ligados à implantação de estradas e rodovias estão sendo analisados em todo o mundo, como: dispersão de espécies exóticas, alteração do ciclo hidrológico, mudanças microclimáticas, produção de material particulado e ruído, contaminação das águas e do solo, perda de habitat, fragmentação de ambientes naturais e, principalmente, o atropelamento de animais silvestres. Vários estudos vêm sendo desenvolvidos especialmente na América do Norte e Europa e medidas mitigatórias para o atropelamento de animais silvestres, como as passagens de fauna, vêm sendo criadas. Essas estruturas restituem a conectividade entre os fragmentos florestais e matrizes permeáveis e, quando efetivas nas travessias de animais, contempla-se a conservação da biodiversidade e a segurança do usuário. O estado de São Paulo possui 81 passagens de fauna em 14 rodovias diferentes e, numa delas, a SP-225, foi realizado o monitoramento de 10 passagens inferiores de fauna (PIF), distribuídas em 51 km de extensão. O trecho da rodovia em estudo corta os municípios de Dois Córregos, Brotas e Itirapina. Os objetivos deste trabalho foram comparar a efetividade em travessias de mamíferos de médio e grande porte entre diferentes tipos estruturais de PIF, novas e antigas (presentes antes do licenciamento da duplicação da rodovia), com presença e ausência de água. Três tipos diferentes de PIF foram monitorados: passagens quadradas de concreto, redondas de tubo Armco e um terceiro tipo de grande galeria. Também verificamos a influência da paisagem num entorno de 50 metros (buffers) ao redor das PIFs estudadas. O monitoramento foi realizado por meio de filmagens com câmeras digitais de vídeo e canteiros de pegadas com pó de mármore, durante oito dias por mês, no período de um ano, totalizando um esforço amostral de 96 dias. Foram registradas 800 travessias, sendo que 725 foram exclusivas para mamíferos de médio e grande porte, tendo 16 diferentes espécies representadas. As espécies que mais utilizaram as passagens foram capivara (Hydrochoerus hydrochaeris), com 435 travessias de indivíduos, seguido de veado catingueiro (Mazama gouazoubira), com 94 indivíduos, e tatu galinha (Dasypus novemcinctus), com 52 indivíduos. Os resultados foram testados através de análises de variância e teste correlação de Spearman. Verificou-se que a presença de água é um fator altamente significativo para a travessia da fauna (X2 = 236,5; p<<0,001). Não detectamos diferença na efetividade dos três tipos de PIF estudados (ANOVA: F= 1.43, p= 0,255) embora o tipo \"grande galeria\" tenha contemplado a travessia de 15 espécies diferentes, apresentando, portanto, maior riqueza. O baixo número amostral para PIF do tipo grande galeria impediu o uso de seus resultados em testes estatísticos, porém, uma maior amostragem talvez pudesse mostrar maior sucesso desse tipo de PIF. É possível que passagens redondas e quadradas não tenham diferido no número de travessias por terem em média o mesmo tamanho (2 m x 2 m em PIFs quadradas e 2 m de diâmetro em PIFs redondas), pois talvez os mamíferos de médio e grande porte não tenham predileção por tipos estruturais específicos entre essas duas PIFs. A análise da paisagem no entorno da rodovia demonstrou que as matrizes mais presentes foram as culturas de laranja e pasto, mas a única espécie que respondeu aos tipos de matrizes foi o gambá (Didelphis albiventris), estando freqüente em passagens circundadas por cana de açúcar e pasto. Analisando a ocorrência das espécies estudadas nas PIFs, verificamos que cachorro do mato (Cerdocyon thous) e tatu (Dasypus novemcinctus) se mostraram relacionados negativamente com a presença de água (p= -0,72 e p= -0,62 respectivamente, teste de Spearman), enquanto que veado, gambá e paca se mostraram relacionados positivamente com a presença de vegetação. É possível relacionar o sucesso de travessias de mamíferos de médio e grande porte com PIFs apresentando água também dentro dos limites da paisagem considerados. Nesse sentido, tivemos 676 travessias em passagens úmidas e 46 travessias em passagens secas. A aplicação prática dessa informação é a possibilidade de modificação de tubos de drenagem fluviais já existentes em rodovias (com dimensão mínima de 1,5 m de diâmetro, ou 1,5 m x 1,5 m para caixas retangulares) para a passagem de fauna, ou a construção de novos tubos adaptados para fauna de médio e grande porte nas rodovias em licenciamento para implantação ou duplicação / Road Ecology is a new field of knowledge that emerged from environmental impact studies in natural areas due to the construction of linear developments, such as roads, highways and railways. Serious environmental problems linked to the construction of roads and highways have been analyzed worldwide, such as: dispersion of exotic species, hydrological cycle changes, microclimatic changes, the production of particulate material and noise, water and soil contamination, habitat loss, natural environments fragmentation, and road kill. Many studies have been conducted especially in North America and Europe resulting in mitigation measures such as fauna crossings for the reduction of road kill. These structures restore the connectivity between forests fragments and permeable matrices, the conservation of biodiversity and safety of users is taken into consideration when it is effective for the crossings of animals. Sao Paulo State has 81 fauna crossings in 14 different highways and, in particular, there was monitoring of 10 fauna underpasses, on the SP-225 distributed over 51 km. The section of the highway in the study cuts through the municipalities of Dois Corregos, Brotas and Itirapina. The purpose of this study was to compare the different structural types, new and old (present prior to the highway duplication licensing), with and without the presence of water and their effectiveness on medium and large-sized mammals usage of fauna underpasses. Three different types of fauna underpasses were monitored: square concrete underpass, Armco tube tunnels and a third type of open spam underpass. We also verified the influence of the landscape within 50 meters (buffers) surrounding the fauna underpasses studied. The monitoring was made utilizing digital video recording cameras and marble dust beds track stations, eight days a month, during one year, the sampling totaling 96 days. There were 800 crossings registered, 725 were exclusively for medium and largesized mammals, representing 16 different species. The species that most used the crossings were the capybara (Hydrochoerus hydrochaeris), 435 crossings of the individuals, followed by the gray brocket deer (Mazama gouazoubira), with 94 individuals, and the nine-banded armadillo (Dasypus novemcinctus ), with 52 individuals. The results were tested through the analysis of variance and Spearman correlation test. It was found that the presence of water is a highly significant factor for the fauna crossing (X2 = 236,5; p<<0,001). We detected no difference in the effectiveness of the three types of underpasses studied (ANOVA: F= 1.43, p= 0,255) although the type \"open spam underpass\" demonstrated greater diversity with the crossings of 15 different species. The low sampling number for the type of open spam underpass prevented the usage of the results in statistical tests; however a larger sampling would probably be able to show a greater success of this type of fauna underpass structure. It is possible that there had not been a difference in the number of crossings in round culverts and square culverts because these structures have on average the same size (2m x 2m in square underpasses and 2m in diameter in round underpasses). Maybe because medium and large-sized mammals don\'t have a preference for specific structural types between these two types of fauna underpasses. The analysis of the landscape in the surrounding areas of the highway showed that the cultures of orange and pasture were the prevalent matrices, but the white-eared opossum (Didelphis albiventris) was the only specie that responded to these types of matrices. The white-eared opossum was found frequently in landscapes surrounded by sugar cane and pasture. Analyzing the occurrence of the species studied in the fauna underpasses, we verified that crab eating fox and armadillo demonstrated a negative interaction with water (p= -0,72 e p= -0,62 respectively, Spearman test), whereas gray brocket, white eared opossum and spotted paca demonstrated a positive interaction with the presence of vegetation

Os efeitos deletérios da perda e fragmentação de habitat são considerados a maior ameaça à manutenção da biodiversidade do planeta. Uma das maneiras de evitar a perda de espécies em paisagens fragmentadas é a restauração ecológica, que propicia tanto o aumento da quantidade quanto a melhoria da qualidade do habitat remanescente. Além de influenciar a persistência de espécies, as condições da paisagem são reconhecidas como importantes para o sucesso das ações de restauração. Entretanto, as diretrizes para incorporação das características da paisagem no planejamento da restauração são ainda ambíguas, não facilitando o processo de tomada de decisão. O presente trabalho teve como objetivo contribuir para o avanço do uso de análises espacialmente explícitas da estrutura da paisagem para o planejamento de ações de restauração. Para isso, foram elaboradas propostas metodológicas embasadas no atual conhecimento da ecologia de paisagens e foram realizadas simulações para comparar os potenciais benefícios para a biodiversidade resultantes de diferentes estratégias para seleção de áreas para restauração. A primeira proposta, apresentada no capítulo 2, utiliza análises de paisagens em múltiplas escalas, baseadas na teoria dos grafos, para estimar a resiliência das paisagens, entendida neste trabalho como a capacidade das paisagens de reverterem extinções locais por processos de migração. Em seguida, as paisagens com condições ideais para restauração são classificadas segundo sua importância como corredores biológicos e gargalos de conectividade. Essa proposta metodológica é aplicada no caso da Mata Atlântica (capítulo 3), a fim de estabelecer diferentes níveis de prioridade para restauração no conjunto deste bioma. No quarto capítulo, é apresentada uma segunda proposta metodológica, também baseada em análises de conectividade com o uso da teoria dos grafos, mas desta vez voltada para a identificação de áreas prioritárias para restauração em escala local. Essa proposta permite ainda a comparação de prioridades entre áreas situadas em paisagens com diferentes condições de cobertura e conectividade de habitat. Por fim, no quinto capítulo, foi realizado um conjunto de simulações de restauração para comparar os efeitos das características da paisagem (e.g. a cobertura e configuração florestal), das espécies (e.g. a capacidade de dispersão) e da estratégia de restauração (e.g. o tamanho das áreas restauradas e a ordem temporal da restauração) no aumento da disponibilidade de habitat em três paisagens reais da Mata Atlântica. Os resultados desta tese permitiram estabelecer prioridades de restauração tanto em escala regional quanto em escala local, reduzindo as áreas a serem visitadas em campo e possibilitando a otimização dos esforços de restauração. Também foi possível concluir que a adoção de estratégias espaciais para a seleção de áreas para restauração deve ser feita considerando tanto as características das espécies quanto as características das paisagens e a forma de implementação da restauração. Na ausência de informações detalhadas sobre a capacidade de dispersão das espécies, abordagens baseadas em múltiplas capacidades de dispersão são recomendadas. O embasamento teórico da ecologia de paisagens e as ferramentas atuais de tratamento e integração de dados espacializados permitem a definição das melhores estratégias de restauração a partir de simulações em computador, reduzindo substancialmente os custos da restauração e aumentando a sua eficácia para a conservação das espécies em paisagens fragmentadas / The deleterious effects of habitat loss and fragmentation are considered the main threats to biodiversity. To avoid species loss due to these deleterious effects, there is an urgent need to conduct restoration actions to increase the quantity and quality of the remaining habitat. Besides influencing species persistence, the landscape structure also influences the results of restoration actions. However, guidelines to adopt a landscape approach during restoration planning are not always consistent, nor easy to apply. The objective of this study was to contribute to advances in the use of spatially explicit landscape analysis during restoration planning. To achieve this goal we developed methodological frameworks based on landscape ecology theory to set priority areas for restoration. We also adopted a simulation approach to analyze the potential benefits of different restoration strategies for biodiversity conservation. The methodological proposal presented in chapter 2 consists in multi-scale landscape analyses, based on graph theory, to estimate landscape resilience. We considered landscape resilience as the capacity to revert local species extinctions through recolonization processes. Then, those landscapes considered ideal targets to restoration actions were classified according to their importance as corridors or bottlenecks for biological flow. In chapter 3, the methodological proposal presented in chapter 2 was applied to the Atlantic Forest Biome to set restoration priorities. Chapter 4 consists in a methodological proposal, also based on graph theory, to set restoration priorities in local scale. This methodological proposal also allows the comparison of local restoration priority between landscapes with different amount and configuration of habitat cover. Finally, in the fith chapter we adopted a simulation approach to analyze the improvement of habitat availability, in three Atlantic Forest landscapes, due to different restoration strategies considering: (i) different species dispersal capabilities, (ii) initial habitat amount in the landscape, (iii) the dynamics of landscapes during restoration implementation, i.e., the changes in habitat availability as new areas were restored, and (iv) size of restored areas. The results of this study allowed us to establish local and regional restoration priorities, thus reducing field visits and optimizing restoration efforts. It was also possible to conclude that spatial strategies to set restoration priorities should be conceived based on species dispersal capacities, landscape structure and also considering the strategies to implement restoration actions. If data on species dispersal characteristics is not available, a multi species approach to set restoration priorities is also recommended. The theoretical background of landscape ecology and the available tools to manage spatial data allow identifying the best restoration strategies, reducing the costs and optimizing the benefits to conserve biodiversity in fragmented landscapes

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-05-22T17:05:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Lacerda2014 (versão BC).pdf: 15671958 bytes, checksum: bd96e677f6b27688458828455de7708d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T17:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Lacerda2014 (versão BC).pdf: 15671958 bytes, checksum: bd96e677f6b27688458828455de7708d (MD5) Previous issue date: 2014 / As zonas costeiras são consideradas áreas de transição entre os domínios continental e marinho, apresentando alta complexidade e dinamismo. Representando aproximadamente 10% das áreas emersas habitáveis, abrigam atualmente cerca de dois terços da população mundial proporcionando inúmeros serviços econômico-sociais a sociedade humana, que em constante expansão sobrecarrega cada vez mais esses ambientes que exercem papéis ecológicos fundamentais na manutenção da biodiversidade (e produtividade) local e de ecossistemas adjacentes (terrestre e marinho). Dentre os diferentes ecossistemas costeiros, os sistemas estuarinos são bastante conhecidos por estarem presentes em praticamente toda a costa brasileira, assim como por apresentarem grande importância ecológica, econômica e social. Na costa nordeste do Brasil muitos ecossistemas estuarinos ainda encontram-se pouco ou até mesmo não estudados, deixando uma lacuna nos estudos ecológicos referentes a esses ecossistemas que além de grande dinamismo também apresentam muitas particularidades, principalmente ao longo dessa região (NE) onde a plataforma continental é mais estreita. Dessa forma, durante o período de doze meses o habitat praia estabelecido na porção externa do estuário do Rio Goiana foi amplamente estudado, tendo como objetivo principal, avaliar o potencial desse ambiente como berçário para as assembleias de peixes. Um total de três desenhos amostrais foram elaborados e executados nas praias adjacentes a foz do Rio Goiana. A partir do esforço amostral, aspectos relacionados à composição e dinâmica da comunidade de fauna, assim como, características morfodinâmicas e ambientais, foram descritos pela primeira vez nesse habitat, que atualmente encontra-se sob a condição de Reserva Extrativista (RESEX Acaú-Goiana). Foi identificado que as praias adjacentes ao estuário ocorrem junto a um extenso terraço de baixa-mar, cortado pelo canal principal do rio ao longo da margem sul do estuário. Por se tratar de um ambiente dominado pela maré, diferentes ciclos ambientais como o ciclo lunar e circadiano, apresentaram grande influencia nos padrões das variáveis ambientais (salinidade, temperatura da agua, oxigênio dissolvido e profundidade), assim como, no uso do habitat pelas diferentes espécies da fauna. A diferença no regime de chuvas ao longo do ciclo sazonal mostrou-se determinante na composição da comunidade biótica das praias, dominadas por espécies estuarinas durante a estação chuvosa, e abrigando um maior número de espécies costeiras durante a estação seca. Esse ciclo sazonal do habitat, estimulado pelas oscilações de variáveis ambientais como salinidade e temperatura, permite que o habitat contemple um maior número de espécies, e aumenta a eficiência do fluxo de energia entre a porção interna do estuário e habitats costeiros adjacentes. A porção externa do estuário do Rio Goiana proporciona um extenso habitat de aguas rasas, ideal para o desenvolvimento inicial de varias espécies de peixes e crustáceos. É nesse habitat, que o berçário de espécies chave para a subsistência de famílias tradicionais como, Mugil spp. e Callinectes danae ocorre. O grande acúmulo de matéria orgânica, típico de terraços de maré, associado às baixas profundidades e transparência, promovem proteção e recursos alimentares para inúmeras espécies em desenvolvimento inicial, se apresentando assim, como uma importante alternativa de berçário para as assembleias de peixes e crustáceos. As praias estudadas podem exercer um importante papel na manutenção da biodiversidade do ecossistema estuarino e adjacente. As informações levantadas no presente estudo são inéditas, podendo servir de auxilio aos órgãos competentes, em seus planos de manejo de ecossistemas costeiros em unidades de conservação. / Coastal areas are considered transition zones between continental and marine environments, with high complexity and dynamism. Representing approximately 10% of the habitable emerged areas, currently home to about two-thirds of the world population providing numerous services (economic and social) to human society, which in constantly expanding, overwhelms these environments which performing key ecological roles in the maintenance of local biodiversity (and productivity ) and in the adjacent ecosystems (terrestrial and marine). Among the different coastal ecosystems, estuarine systems are well known to be present in practically the entire Brazilian coast, as well as presenting ecological, economic and social services. On the northeast coast of Brazil many estuarine ecosystems are still little or even not studied, leaving a gap in ecological estuarine studies, especially over this region (NE), where the continental shelf is narrower providing many particularities to this ecosystems. So, during the twelve-month period, the beach habitat established in the outer portion of the estuary Goiana was widely studied, with the main purpose of evaluating the potential of this environment as a nursery for fish assemblages. A total of three sampling designs were developed and implemented in the sandy beaches adjacent to Goiana River’s mouth. Aspects related to the composition and dynamics of the faunal community, as well as, morphodynamic and environmental features, were described for the first time in this area, a Marine Conservation Unit, of type Extractive Reserve (RESEX Acaú-Goiás). It was identified that the adjacent estuarine beaches occur along an extensive low tide terrace, crossed by the Goiana main channel along the southern shore. As a tide dominated environment, different environmental cycles, such as circadian and lunar cycle, had great influence on the patterns of environmental variables (salinity, water temperature, dissolved oxygen and depth), as well as in habitat use by different fauna species. The differences in rainfall regime along the seasonal cycle, proved decisive in the composition of the biotic community, dominated by estuarine species during the rainy season, and harboring a greater number of coastal species during the dry season. This seasonal cycle of the habitat, allows the sandy beaches to contemplate a larger number of species, and increases the efficiency of energy flow between the inner portion of the estuary and adjacent coastal habitats. The outer portion of Goiana River estuary provides an extensive shallow water habitat, ideal for the initial development of various species of fish and crustaceans. In this habitat, the nursery of key species for the livelihoods of traditional families as Mugil spp. and Callinectes danae occurs. The large accumulation of organic matter (wrack), typical of tidal terraces, associated to lowest depths and water transparency, promote protection and food resources for many species in early development, presenting as an important alternative nursery and feeding site for fish and crustaceans species. Thus, the sandy beach habitat plays an important role in the livelihood of the local community, as well as in maintaining the biodiversity of estuarine-coastal continuum. The information gathered in this study, should be taken into account by environmental agencies in their planning of coastal ecosystems.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-05-22T17:32:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese__Aschenbrenner_versão_Definitiva.pdf: 1827049 bytes, checksum: 2b2e0b82d6dc856801226f7368d28b5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T17:32:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese__Aschenbrenner_versão_Definitiva.pdf: 1827049 bytes, checksum: 2b2e0b82d6dc856801226f7368d28b5b (MD5) Previous issue date: 2014-11-25 / O objetivo geral desta tese foi avaliar a conectividade entre ecossistemas costeiros e plataforma continental para a espécie L. alexandrei e estudar a utilização destas áreas em diferentes estágios do ciclo de vida para L. alexandrei e L. jocu na região costeira de PE. Para entender melhor a movimentação entre estas áreas, foram utilizados diferentes métodos combinados: (1) a estrutura etária e de tamanho de L. alexandrei foi determinada para áreas estuarinas (profundidades < 5m) e costeiras (profundidades entre 30 a 60 m) metros da plataforma continental; (2) a assinatura química de otólitos de indivíduos de L. alexandrei capturados em áreas estuarinas e costeiras foi analisada para evidenciar a variação ontogenética na permanência entre os diferentes habitats; (3) a presença em áreas estuarinas e recifes rasos adjacentes a costa em diferentes estágios do ciclo de vida foi detectada e quantificada para L. alexandrei e L. jocu através de censos visuais subaquáticos. Amostras biológicas (otólitos) de L. alexandrei foram coletadas através do acompanhamento de desembarques da pesca de Camboa em regiões estuarinas e pesca de rede e armadilhas em regiões costeiras entre o litoral dos estados de Pernambuco e Alagoas. As coletas foram realizadas durante três anos consecutivos (2010-2012). Otólitos de indivíduos juvenis e adultos foram extraídos, emblocados em resina, seccionados utilizando uma serra metalográfica e analisados inicialmente quanto à sua estrutura etária. Em uma segunda etapa, secções de otólitos foram analisadas com relação à sua assinatura química através de um espectrômetro de massa com ablação a laser. Observações subaquáticas foram realizadas em mangues (duas localidades) e recifes de coral adjacentes (três localidades) (a partir de 90 transectos de 10 x 2 m para cada localidade) durante os meses de novembro a março (2012- 13). Resultados da analise de distribuição etaria mostram que para áreas estuarinas indivíduos apresentaram idades de 0 a 4 anos, enquanto indivíduos coletados em áreas costeiras mais profundas foram mais velhos,entre 3 a 22 anos, indicando que uma mudança entre habitats ocorre aproximadamente entre idades 3 e 4. A frequência do tipo de borda ao longo de um ano utilizado para validar a deposição anual de anéis etários indica que, a formação da banda opaca ocorre no período chuvoso, entre abril e setembro. Dados de crescimento revelam que L. alexandrei possui um crescimento rápido durante os estágios iniciais de vida, atingindo em média 50% de seu tamanho assintótico com idade 2. Parâmetros da curva do modelo de crescimento de von Berlalanffy encontrados para L. alexandrei foram L∞ = 31 cm , k = 0.24, t0 = -1.26, r2 = 0.97. A taxa de mortalidade estimada para indivíduos coletados em áreas costeiras foi Z = 0.22 com sobrevivência de S = 0.78 year-1 . Para a analise microquímica dos otólitos foram medidos seis elementos: 7 Li, 24Mg, 55Mn, 59Co, 88Sr and 137Ba para indivíduos de L. Alexandrei. A analise de material recentemente depositado na borda de otólitos revelou que concentrações na razão elemento:Ca não variaram significativamente ao longo dos três anos testados. Similarmente, com exceção de dois elementos (Ba, Co), a razão elemento:Ca para indivíduos maiores habitando águas costeiras também foi estável, não apresentando diferenças para as diferentes regiões costeiras investigadas. Contrariamente, assinaturas químicas em otólitos de L. alexandrei de tamanhos similares provenientes da região estuarina e áreas costeiras foram distintas. Concentrações de Mn:Ca e Ba:Ca em otólitos foram ambos significativamente maiores para L. alexandrei coletados na região estuarina comparados a peixes coletados na região costeira adjacente, enquanto que para Sr:Ca uma tendência oposta foi observada. Dadas as diferenças pronunciadas na assinatura química entre áreas estuarina e costeiras, transectos de elemento:Ca foram construídos desde a região do núcleo até a margem em otólitos de indivíduos coletados em áreas costeiras para determinar o tempo de movimento (migração ontogenética) entre estuário e áreas costeiras. Concentrações de Mn:Ca e Ba:Ca mostraram um padrão semelhante ao esperado, com maiores concentrações para idades 1 e 2, com diminuição gradual para idades subsequentes. Este padrão sugere que espécimes de L. alexandrei começam a transição para habitats mais costeiros (e.g. menores concentrações de Mn e Ba) após a idade 2. Dados de observações subaquáticas corroboraram estes resultados, revelando que para ambas as espécies, indivíduos menores que 10 cm ocorrem exclusivamente em manguezais. Uma nítida mudança foi observada com um aumento de densidades para indivíduos acima de 10 cm em áreas recifais adjacentes. Para L. alexandrei a ocorrência de pos-assentantes, juvenis e subadultos foi registrada em manguezais enquanto que em recifes adjacentes apenas subadultos e adultos foram registrados. Padrão semelhante foi observado para L. jocu com individuos pos-assentantes, juvenis e subadultos em manguezais e juvenis e subadultos habitando recifes rasos adjacentes. Informações obtidas nesta Tese permitiram uma melhor compreensão dos padrões de crescimento e estrutura etária de L. alexandrei. Resultados sugerem ainda a movimentação ontogenética de L. alexandrei entre habitas costeiros e regiões costeiras mais profundas e permitem uma melhor compreensão da utilização de habitats costeiros em estágios iniciais de vida para as espécies de L. alexandrei e L. jocu. / Current objective of this thesis was to evaluate the connectivity among a shallow nursery area and deeper coastal ecossystems for L. alexandrei, and study utilization of such habitats in different life stages for L. alexandrei and L. jocu in the coastal areas of Pernambuco. In order to better understand movement between these areas, combined methods were applied: (1) initially age structure and size of L. alexandrei individuals were determined between estuarine (depths < 5 m) and deeper coastal areas (depths between 30 and 60 m); (2) otoliths microquimistry of L. alexandrei caught in estuarine and coastal areas were tested to evidence possible movement between these areas; (3) the utilization of mangroves and adjacent shallow reef areas in different life stages were studied through underwater visual census for L. alexandrei and L. jocu. Biological samples (otoliths) of L. alexandrei were collected through fishing landings of corral fisheries in estuarine areas and guillnets and traps for coastal areas between Pernambuco and Alagoas States. Data were collected during three consecutive years (2010- 2012). Otoliths of both juvenile and adult individuals were extracted, embedded in resin, sectioned with a low speed saw, then age structure were determined. In a second step, chemical concentrations of trace elements were analyzed in otolith sections using a laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometer. Underwater observations (Total 90 transects of 10 x 2 m for each of the five locations) were performed along November to March (2012-13). Results show that inshore mangroves were comprised of individuals 0 to 4 years (mean: 2) while individuals in deeper reef environments were older (range: 3 to 22; mean: 8), indicating that an ontogenetic shift occurs at approximately age 3 or 4. Edge analysis was used to validate the annual deposition in the otoliths suggesting opaque growth rings were formed in the wet season between April and September. Growth data revealed that L. alexandrei display a faster growth in early life stages, reaching approximately 50% of its asymptotic size at age 2. Age at length data were used to predict growth rates of L. alexandrei using the von Bertalanffy growth model from where the following parameters were calculated: L∞ = 31 cm , k = 0.24, t0 = -1.26, r2 = 0.97. Mortality rates were estimated for coastal habitats, with Z = 0.22 and S = 0.78 year-1 . Concentrations of six trace elements were measure (7 Li, 24Mg, 55Mn, 59Co, 88Sr and 137Ba) in otoliths of L. alexadrei. Element:Ca ratios in the otoliths of juvenile and sub-adult L. alexadrei from estuaries were not significantly different among three consecutive years (2010, 2011 and 2012), suggesting that physicochemical conditions within the nursery investigated was temporally stable. Similarly, apart from two element (Ba, Co), element:Ca ratios for larger L. alexandrei inhabiting coastal waters were also similar. In contrast, otolith chemistry of similar sized L. alexandrei from estuarine and coastal areas was distinctly different (based on recently accreted material). Otolith Mn:Ca and Ba:Ca were both significantly higher for L. alexandrei collected in estuaries compared to fish from adjacent coastal reefs region, while the opposite trend was observed for Sr:Ca. Given the pronounced differences in otolith chemistry between estuarine and coastal areas, element:Ca transects were constructed from the core to margin of the otoliths for adults (age 7+) collected on reefs to determine the timing of movement (ontogenetic migration) from estuarine to coastal areas. Based on observed patterns of decline for both Mn:Ca and Ba:Ca, it appears that L. alexandrei begin to transition to more coastal habitats (i.e., lower element:Ca ratios) after age 2. Underwater observations indicate that for both species, individuals smaller than 10 cm occurred exclusively in mangroves. A distinct shift was observed with higher densities for individuals larger than 10 cm in adjacent shallow reef areas. For L. alexandrei mangroves registered occurrence of (postsettlers, juveniles and subadults) while for shallow reefs only (subadults and adults) were observed. A similar pattern was observed for L. jocu with individuals (postsettlers, juveniles and subadults) in mangroves and (juveniles and subadults) inhabiting shallow reefs. General information provided in this thesis allow a better understanding of size structure and growth pattern for L. alexandrei. Yet results suggest ontogenetic migration for L. alexandrei between shallow coastal and deeper marine habitats as well as a better understanding of habitat utilization in early life stages for L. alexandrei and L. jocu.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present dissertation aims to introduce students to high school useful math concepts connectivity problems using graph theory. After the explanation of basic concepts, we introduce the notion of connectedness, Mengers theorem and we present the theorem of Festinger, which is a useful tool for path counts. We also present an application of these concepts in the analysis of electrical sub-distribution network in the state of Sergipe. Finally we conclude this work by suggesting some didactic sequences for high school students addressing the Euler's theorem for graphs, the themes of connectedness, connectivity, Menger's theorem and the theorem Festinger. / A presente disserta c~ao tem como objetivo apresentar aos alunos do ensino m edio conceitos matem aticos uteis na an alise e resolu c~ao de problemas de conectividade, utilizando teoria dos grafos. Ap os a explana c~ao de conceitos b asicos, introduzimos a no c~ao de conexidade, demonstrando o teorema de Menger e apresentamos o teorema de Festinger, que e uma ferramenta util para contagem de caminhos. Apresentamos tamb em uma aplica c~ao destes conceitos na an alise da rede de subdistribui c~ao el etrica do estado de Sergipe. Ao nal, concluimos o presente trabalho, propondo algumas sequ^encias did aticas para alunos do ensino m edio abordando o teorema de Euler para grafos, os temas sobre conexidade, conectividade, o teorema de Menger e o teorema de Festinger.

Esta tese focaliza e problematiza a categoria conectividade subjacente à antropologia do pedagogo e filósofo da Educação Paulo Freire. Conectividade, princípio incidente em todas as coisas, é tomada aqui como uma condição que, no gênero humano, ganha centralidade em razão de sua natureza intencional, quer dizer, da consciência individual e histórica. Traduz-se, neste caso, por um conjunto de disposições epistemológicas, axiológicas e praxiológicas, dimensões componentes da totalidade existencial. Entre os objetivos centrais deste estudo, destacamos três: contribuir para o pensamento a respeito do sentido da conectividade no campo das ciências sociais, em especial o da Educação; explicitar as características dessa categoria na vida e na obra de Paulo Freire; apontar indicações e pistas possíveis à aplicabilidade prática e teórica desse descritor categorial. Embora tenha se estruturado a partir de subsídios de informações e elementos empíricos, esta pesquisa possui caráter predominantemente teórico. Para tanto, as reflexões aqui expostas se fundam nos exames e análises de vasta bibliografia e de outras fontes de natureza variada, como teses, dissertações, trabalhos de conclusão de curso, entrevistas, jornais, revistas, vídeos, áudios e documentos eletrônicos. À idéia de conectividade associa-se a noção de infância. O hibridismo dessas categorias deu origem à construção de uma metáfora que se materializou no arquétipo menino conectivo, auto-imagem do educador, tomada por nós como instrumento de interpretação neste trabalho. Além do referencial paulofreiriano, nossas análises se nutrem das categorias de autores que desenvolvem reflexões no campo do pensamento dialético, seja de origem marxista, seja da perspectiva da pós-modernidade crítica. O presente estudo revelou que a conectividade é uma categoria-mestra que, em Paulo Freire, aglutina e amarra um conjunto de outras categorias fundantes na forma de construir conhecimento, valores e práticas sociais. Este trabalho se consolidou também como um esforço para pensar o sentido dessa categoria como tema epocal e suas possíveis implicações na organização da vida, em favor da construção da cultura da planetaridade e da vida sustentável, em oposição à lógica desumanizadora do sistema-mundo fundado no paradigma da globalização predatória e, por sua natureza, opressora. / This thesis focuses on and poses questions about the category of connectivity underlying the anthropology of the pedagogue and educational philosopher Paulo Freire. Connectivity, a principle occurring in all things, is taken here as a condition that gains centrality with the human genus because of its intentional nature in relation to individual and historical consciousness. It is translated, in this case, by a group of epistemological, axiological and praxeological dispositions, component dimensions of the existential totality. Among the central objectives of this study, we highlight three: to contribute to the thinking about the meaning of connectivity in the social sciences, especially in Education; to make explicit the characteristics of this category in the life and work of Paulo Freire; to indicate possible paths to practical and theoretical applications of this categorical descriptor. Although its structure is based on empirical elements and information, this study has a predominantly theoretical character. Moreover, the reflections exposed here are founded on examinations and analyses of a vast bibliography and from other sources of a varied nature, such as theses, dissertations, term papers, interviews, newspapers, magazines, audio and videotapes, and electronic documents. The idea of connectivity is associated with the notion of infancy. The hybridism of these categories is the origin of the construction of a metaphor that materialized in the connective boy archetype, the educator?s selfimage, which serves us as an interpretive instrument in this work. Besides the references to Paulo Freire, our analyses are nourished by authors whose ideas develop in the field of dialectical thinking, either from a Marxist perspective or from the perspective of critical post-modernism. The present study reveals that connectivity is a master-category that Paulo Freire uses to agglutinate and tie together a group of other founding categories as a way of constructing social knowledge, values and practices. This work is also consolidated by its attempt to consider the meaning of this category as an epochal theme and its possible implications in organizing life in favor of the construction of planetary culture and of sustainable existence, in opposition to the dehumanizing logic of a world-system founded on the paradigm of predatory globalization that is, by its very nature, oppressive.

A conversão de vegetação nativa e o uso inadequado das terras convertidas resultam em prejuízos graves para as funções e processos dos ecossistemas, impactando diretamente a provisão de serviços ambientais e o bem-estar da sociedade. Em meio ao elevado nível de degradação e fragmentação de habitats naturais, pesquisadores têm buscado alternativas para promover a sustentabilidade de paisagens modificadas pelo homem, procurando conciliar ações conservacionistas com as necessidades de produção agropecuária e do uso consciente dos recursos naturais. Para contribuir com esse tema, este trabalho apresentou uma metodologia para a priorização de áreas para restauração florestal em paisagens agrícolas. Foram utilizados indicadores biofísicos (perda de solo, escoamento superficial e conectividade da paisagem) e técnicas de modelagem espacial para analisar o efeito de cenários alternativos de uso do solo sobre a conservação do solo, da água e da biodiversidade. Foram criados dois grupos de cenários, sendo que um grupo apresenta cenários com diferentes quantidades e arranjos espaciais da cobertura florestal na paisagem, e outro grupo se refere à cenários com diferentes tamanhos de faixas marginais florestadas no entorno da rede de drenagem. Os resultados do primeiro grupo de cenários demonstraram que o arranjo espacial da cobertura florestal influenciou significativamente a perda de solo e o escoamento superficial, mas não apresentou efeitos significativos para a conectividade da paisagem, que se mostrou dependente apenas da quantidade de cobertura florestal. As maiores sinergias entre os indicadores analisados foram expressas a partir da aplicação conjunta de boas práticas agrícolas e a restauração florestal de áreas críticas para conservação do solo e da água, demonstrando a complementariedade dessas ações no manejo de paisagens agrícolas. Quanto ao segundo grupo de cenários, os resultados demonstraram a influência positiva do tamanho da faixa florestada na capacidade de retenção de sedimentos das zonas ripárias e na conectividade da paisagem, de modo que os melhores resultados foram obtidos com o total recobrimento das Áreas de Preservação Permanente (APPs) por florestas. Observou-se que a quantidade de cobertura florestal influenciou positivamente a capacidade de retenção de sedimentos das APPs, sendo determinante no comportamento dessas áreas como fonte ou filtro de sedimentos para os canais de drenagem. De forma geral, os resultados apresentados neste trabalho demonstraram o potencial de estratégias conservacionistas e de restauração florestal em paisagens agrícolas, ao mesmo tempo que reforçaram as necessidades de planejamento e da inclusão de áreas de produção agropecuária no manejo de paisagens. Em um cenário atual de implementação da Lei de Proteção da Vegetação Nativa e de exigências mais brandas para recomposição de APPs e Reservas Legais em propriedades privadas, os resultados sugerem que apenas as ações de comando e controle podem não ser suficientes para promover a provisão de serviços ambientais e a conservação da biodiversidade em paisagens agrícolas. Desse modo, recomenda-se que haja uma desvinculação do que está previsto em lei com o conceito de paisagens sustentáveis, pois apenas a adequação legal de propriedades rurais pode não ser capaz de assegurar o fornecimento de bens e serviços à sociedade. / The conversion of native vegetation and the inappropriate use of converted land have resulted in severe damage to the natural ecosystem functions and processes, affecting the provision of environmental services and the welfare of society. Due to the high level of degradation and fragmentation of natural habitats, researchers have sought alternatives to promote the sustainability of human modified landscapes, aiming to reconcile conservation actions with the agricultural production needs and the conscious use of natural resources. To contribute to this theme, this thesis presented a methodology for prioritizing areas for forest restoration on agricultural landscapes. Biophysical indicators (soil loss, runoff and landscape connectivity) and spatial modeling techniques were used to analyze the effects of alternative scenarios of land use on the conservation of soil, water and biodiversity. These effects were analyzed on two groups of scenarios, wherein one group presents scenarios with different amounts and spatial arrangements of forest cover on the landscape, and another group refers to scenarios with different sizes of forested riparian buffer zones. The results of the first group of scenarios showed that the spatial arrangement of the forest cover significantly influenced the soil loss and runoff, but did not significantly affect the landscape connectivity, which proved to be dependent only by the amount of forest cover. The highest synergies between the analyzed indicators were expressed with the joint application of best management practices and forest restoration of critical areas for soil and water conservation, demonstrating the complementarity of these actions in the management of agricultural landscapes. Considering the second group of scenarios, the results demonstrated the positive influence of the size of forested riparian buffers on sediment retention capacity of riparian areas and landscape connectivity, and the best results were obtained with the total coverage of the Areas of Permanent Preservation (APPs) by forests. It was observed that the amount of forest cover positively influenced the sediment retention capacity of APPs and determined the behavior of these areas as sediment filter or source for stream channels. Overall, the results presented in this thesis demonstrated the potential of conservation and forest restoration strategies on agricultural landscapes, while it reinforced the needs for planning and for the inclusion of agricultural production areas in landscape management strategies. On current expectations for the implementation of the new Brazilian Forest Act and softer requirements for restoration of APPs and Legal Reserves on private properties, the results suggest that only the command and control actions may not be sufficient to promote the provision of environmental services and biodiversity conservation on agricultural landscapes. Therefore, we recommend the detachment from what is required by law to the concept of sustainable landscapes, because only the legal compliance of rural properties may not be able to ensure the supply of goods and services to society.

A presente tese trata da concepção de projeto sustentável para a cidade - o caso de Uberlândia, Minas Gerais. A hipótese que se coloca é que o desenho ambiental urbano, em um projeto sustentável, além de responder às necessidades básicas da cidade de habitar, locomover, trabalhar e recrear, promove, também, a conexão sociocultural com a natureza, possibilitando o desenvolvimento da consciência e da identidade cultural de um lugar e de um povo. E, a partir da visão de mundo ecológica, tem o veio d\'água como elemento-chave estruturador do desenho da cidade. É uma abordagem em que a questão reside em colocar a o desenho ambiental urbano no centro da produção da cidade. Em síntese, trata-se de destacar o projeto sustentável como fio condutor da concepção e organização territorial, contrapondo aos modelos funcionais, administrativos e econômicos, cuja aplicação tem levado o ambiente urbano a processos intensos de degradação, de fragmentação e de insustentabilidade. Tem como premissa filosófica a dimensão ecológica, que estabelece os pilares para o pensamento sobre a organização das cidades. Nessa dimensão, está a visão de mundo ecológica, os princípios das teorias não lineares (Morin, 1990), a sustentabilidade e a ética ecológica. A partir dessa visão, a dimensão ambiental (McHarg, 1969; Spirn, 1995; Hough, 2004) se estrutura em dois eixos de análise: o ambiente biótico e o urbano. No biótico, destacam-se os links ecológicos como mediadores das interconexões ecológicas em que a água é elemento fundamental a existência da vida. No urbano, os vínculos antropossociais são assinalados dos como estruturantes da dinâmica urbana e por meio da identidade cultural e urbanidade, em que o sentido de pertencimento e pertinência é fortalecido pela condição de conectividade e pela qualidade da imagem urbana estabelecidas na dimensão da teia urbana. O estudo da cidade de Uberlândia visa aplicar tais premissas teóricas na leitura ambiental e, ao mesmo tempo, auxiliar no processo de instrumentalização do processo projetual do projeto sustentável para a cidade. / This thesis deals with the conception of sustainable design for the city - the case study of Uberlândia, Minas Gerais. The hypothesis that arises is that the urban environmental design in sustainable design, beyond responding the basic needs of the city as live, move, work and leisure, promotes also the socio and cultural connection with nature, enabling the development of consciousness and the cultural identity. And, from the ecological world-view, has the watercourses as a key design, an element-key structuring the city design conception. This is an approach in which consist to centralize the urban environmental design in central urban space production. In summary, it is to highlight the sustainable design as a conductor of territorial conception and organization, contrasting the functional models, administrative and economics ones, which has been taken the urban environmental to intense process of degradation, fragmentation and un-sustainability. It has as philosophical premise the ecology dimension, which establishes the cornerstones to the thinking about cities organization. In this dimension there is the ecological world-view, the non linear theories (Morin, 1990), the sustainability and ecological ethic. From this vision, the environmental dimension (McHarg, 1969; Spirn, 1995; Hough, 2004) structures itself in two axes analysis: the biotic and urban environment. At biotic ambient, it highlights the ecological links as mediators of ecological interconnections in that the water is the fundamental element to existence of life. At urban ambient, the social and cultural ties are highlighted as structures of urban dynamic and through the culture identity and urbanity, in which the sense of belonging and relevance is strengthened by the connectivity condition and by the urban image established in the urban web dimension. The case study of Uberlandia city aims to apply such theoretical premises in reading the environmental panorama and, at the same time, to assist the instrumentalization of city sustainable design process.