Orientadora: Márcia Aparecida Silva Graminha / Banca: André Conzaga dos Santos / Banca: Pio Colepicolo Neto / Resumo: As leishmanioses acometem mais de 12 milhões de pessoas no mundo, principalmente em países da América Latina, sobretudo populações com acesso precário à infraestrutura. A terapêutica atual empregada para estas doenças dispõe de poucas opções e com elevada toxicidade, portanto, torna-se necessária a busca por novos fármacos antileishmaniais, sendo as fontes naturais uma fonte inesgotável de metabólitos bioativos. Neste sentido, este projeto buscou substâncias presentes em macroalgas e fungos endofíticos associados provenientes do continente Antártico que possuam atividade leishmanicida. Coletas algais foram realizadas durante o verão austral na missão XXXIII pelo Proantar, sendo obtidos extratos e fungos endofíticos associados às algas Ascoseira mirabilis e Cystosphaera jacquinotii. Os extratos hexânicos e etanólicos das algas apresentaram atividade leishmanicida, sendo os extratos hexânicos de ambas, escolhidos para fracionamento e caracterização química. O fracionamento levou a quatro frações, as quais apresentaram atividade igual ou superior à observada no extrato. As frações F3 e F6 do extrato hexânico da alga A. mirabilis foram analisadas por CLAE-EM, CLAE-DAD e RMN de 1H e, posteriormente, sub-fracionadas. Verificamos a presença do diisobutilftalato como constituinte majoritário destas frações, sendo que a presença desta substância também foi observada na subfração AmF6.2, obtida a partir de F6, podendo ser esta responsável pela atividade leishmanicida observada. Foram i... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Leishmaniasis affects more than 12 million people worldwide mainly in countries of Latin America, especially in populations with precarious acces to health and infrastructure. The current therapy for these diseases has few drug options, which present several drawbacks inluding high toxicity; thus, is mandatory the search for new antileishmanial drugs. For this, natural sources are promissor due to their great diversity and huge number of potential bioactive metabolites. Therefore, this project aimed to identify antileishmanial substances present in antartic macroalgae and their associated endophytic fungi. The algae here analysed were collected during the austral summer at Proantar mission XXXIII. Extracts from the species Ascoseira mirabilis and Cystosphaera jacquinotii were obtained as well as from their endophitic fungi. The hexanic and ethanolic extracts from the algae showed leishmanicidal activity. We have chosen the hexanic fraction to start further characterization of the analysed bioctive extracts. Fractionation of hexanic extract led to four fractions that presented superior or equal activity when compared to that observed in the extract. The most active fractions of A. mirabilis, F3 and F6, were analyzed by HPLC-MS, HPLC-DAD and 1H NMR and then sub-fractionated. We observed the presence of diisobutyl phthalate as their major constituent, as well as in the sub-fraction AmF6.2 obtained from F6, which might be related to the observed leishmanicidal activity. Two endop... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Daiane Cristina Sass / Banca: Eduardo José Crevelin / Banca: Derlene Attili de Angelis / Resumo: As bactérias do gênero Xanthomonas afetam culturas agrícolas de grande importância econômica no Brasil. O controle destas doenças realizado pela utilização de produtos químicos, entre outras práticas, causa impactos negativos na saúde e ao meio ambiente. Isso torna a busca de alternativas sustentáveis de combate a estas doenças cada vez mais importante. Uma possível alternativa aos produtos químicos que tem despertado grande interesse é a aplicação de metabólitos secundários. Suspeita-se que fungos que vivem em ambientes extremos como a Antártica podem produzir metabólitos secundários ainda desconhecidos. Dessa maneira, este projeto teve como objetivo principal investigar a potencial atividade de metabólitos secundários produzidos por 33 fungos isolados do solo contra três espécies de Xanthomonas economicamente importantes para a agricultura do país. Para tanto, foram utilizados fungos coletados em solo em expedição à Antártica (2013) no âmbito do INCT Criosfera, que estão preservados junto à Central de Recursos Microbianos da UNESP. Os extratos (n=66) foram testados contra Xanthomonas patogênicas das culturas de tomate (Xanthomonas euvesicatoria), frutas cítricas (Xanthomonas citri subsp. citri) e maracujá (Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae). Do total de extratos brutos submetidos a bioensaio contra os fitopatógenos, 18 (27,27%) apresentaram taxa de inibição ≥ 90%. Os extratos com potencial inibitório tiveram origem em fungos identificados por sequenciamento da região I... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bacteria of the genus Xanthomonas affect agricultural crops of great economic importance in Brazil. Control of these diseases is made by the use of chemicals, among other practices, that causes negative impacts on human health and the environment. This makes the search for sustainable alternatives to combat these diseases increasingly important. A possible alternative to chemicals that have aroused great interest is the application of secondary metabolites. It is suspected that fungi living in extreme environments such as Antarctica may produce secondary metabolites as of yet unknown. Therefore this study had as main objective investigate the potential activity of secondary metabolites produced by 33 fungi isolated from the soil against three economically important Xanthomonas species. For this purpose fungi previously collected in the Antarctic expedition (2013) under the INCOS Criosfera and preserved at the Microbial Resource Center of UNESP were utillized. The extracts produced by the 33 isolates (n = 66) were tested against pathogenic Xanthomonas of tomato crops: Xanthomonas euvesicatoria; citrus: Xanthomonas citri subsp. citri; and of passion fruit culture, Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae. From the total of extracts submitted to bioassay against phytopathogens, 18 (27.27%) presented inhibition rate ≥ 90%. The extracts with inhibitory potential were produced by fungi identified through sequencing of the ITS4 and ITS5 regions as belonging to the Ascomycota phylum, g... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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O presente trabalho foi realizado em duas áreas situadas no Estreito de Bransfield, Antártida. A primeira, a Ilha Deception, sul das ilhas Shetland do Sul, é um vulcão ativo, cuja última erupção foi registrada no ano de 1970, e que está sob constante atividade hidrotermal. A segunda área, Three Sisters, é um monte de origem vulcânica onde foi detectada atividade hidrotermal por meio de anomalias composicionais na coluna d\'água, porém não se sabe se esses eventos são contínuos ou efêmeros. As regiões com atividade hidrotermal oferecem condições ambientais únicas, que favorecem o surgimento de habitats com características químicas e físicas ímpares e extremas, e resposta imediata da fauna. A capacidade dos foraminíferos em adaptar-se prontamente, a mudanças ocasionadas por variação de fatores ambientais, e recolonizar o ambiente após mudanças bruscas e catastróficas, são de grande importância para o entendimento das condições ecológicas tanto atuais como pretéritas. Dentro desse contexto, realizou-se estudo granulométrico e geoquímico dos sedimentos, por ICP-MS em Deception e ICP-OES em Three Sisters, para averiguar se há indícios de atividade hidrotermal. As espécies de foraminíferos foram identificadas e correlacionadas com a composição geoquímica e textura dos sedimentos, bem como com os parâmetros físico- químicos da interface água-sedimento, com o uso de abordagens estatísticas. Foi realizada contagem de diatomáceas para estimar a produtividade em Deception. Os resultados, em Three Sisters, permitiram concluir que a sedimentação é lenta e contínua, com sedimentos nas frações silte e argila e escasso aporte de nutrientes. As análises geoquímicas dos sedimentos, mostram anomalias positivas de Mn, Pb, P, Sr e As, indicativas de atividade hidrotermal. As densidades de testas de foraminíferos são baixas e as riquezas, relativamente, altas, e algumas espécies apresentam correlação positiva com os metais relacionados ao hidrotermalismo. O predomínio de espécies aglutinantes poderia indicar profundidade de compensação de carbonatos rasa. A sedimentação, em Deception, apresentou padrões sazonais, ligados aos períodos de degelo e runoff na ilha; a dinâmica sedimentar em Deception faz variar, também as características físico- químicas da interface água-sedimento. O aporte de nutrientes é mais intenso no verão austral e condicionado pelo degelo, mas também ocorre a partir dos micronutrientes presentes nos sedimentos e disponibilizados por emissões hidrotermais. Metais como As, Ba, Mn e Mo apresentaram anomalias positivas bastante significativas e confirmaram a atividade hidrotermal na área. As altas densidades de testas de foraminíferos e riquezas baixas, são relacionadas ao alto aporte de nutrientes e às mudanças ambientais sazonais bruscas. As espécies aglutinantes predominam em alguns pontos amostrais, indicando variáveis ambientais e disponibilidade de alimento abaixo ou acima dos níveis críticos para esses organismos; algumas das espécies de foraminíferos foram correlacionadas positivamente com elementos com provável origem hidrotermal. Esses resultados fornecem informações inéditas sobre a composição geoquímica dos sedimentos, em Three Sisters, relacionada a eventos hidrotermais e sua relação com as espécies de foraminíferos. Em Deception, foram detectadas emissões de altas temperaturas em Whaler\'s Bay, sudeste da ilha; relacionaram-se espécies de foraminíferos à composição sedimentar. / This work was carried out in two areas located in the Bransfield Strait, Antarctica. The first one, Deception Island, south of the South Shetland Islands, is an active volcano, under constant hydrothermal activity, whose last eruption was recorded in 1970. The second area, Three Sisters, is a volcanic edifice where hydrothermal activity has been detected by means of compositional anomalies in the water column, but it is not known yet if such activity is continuous or ephemeral. The regions with hydrothermal activity offer unique environmental conditions favoring the emergence of habitats with extreme and changing chemical and physical characteristics, with an immediate fauna response. The ability of foraminifera to adapt promptly and to recolonize the environment after sudden and catastrophic changes is of great importance for the understanding of current and previous ecological conditions. In this context, textural and geochemical analysis of the sediments were performed, by means of ICP-MS in Deception and ICP-OES in Three Sisters, to check for evidences of hydrothermal activity. The foraminiferal species were identified and statistically correlated with the geochemical composition and texture of sediments, and with the physical-chemical parameters of the water-sediment interface as well.Diatoms counting were performed to estimate Deception productivity. The results, in the Three Sisters are, allow us to conclude that sedimentation is slow and continuous, with sediments in the silt and clay fractions and little contribution of nutrients. The geochemical analysis of the sediments indicate positive anomalies of Mn, Pb, P, Sr and As, suggesting hydrothermal activity. The densities of the foraminifera are low and the richness relatively high, with some species presenting a positive correlation with the metals related to the hydrothermalism. The predominance of agglutinated species could indicate shallow depth of carbonate compensation. The sedimentation, in the Deception area, presents seasonal patterns, related to inputs of freshwater from melting sea ice and glaciers in the island; the sedimentary dynamics force a variation in the physical-chemical characteristics of the water-sediment interface. The nutrient intake is more intense in the austral summer and conditioned by the melting ice, but also occurs from the micronutrients present in the sediments released by hydrothermal emissions. Metals such as As, Ba, Mn and Mo showed quite significant positive anomalies and corroborate the hydrothermal activity in the area. The high densities of foraminifera and low richness are related to the high nutrient intake and abrupt seasonal environmental changes. The agglutinated species predominate in some sample points, indicating environmental variables and/or food availability below or above critical levels for these organisms; some of the foraminifera species were positively correlated with elements of probable hydrothermal origin. Our results provide unprecedented information for both areas. For Three Sisters, we establish a relation between the geochemical composition of sediments and hydrothermal events with their implications to foraminifera species. In Deception, high- temperature emissions were detected at Khrooner Lake, southeast of the island, with species of foraminifera correlated to sedimentary composition.

Orientadora : Profª. Drª. Lucélia Donatti / Coorientador : Prof. Dr. Edson Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 20/02/2017 / Inclui referências : p. 139-169 / Resumo: O gastrópode antártico Nacella concinna habita a zona entremarés da Antártica, uma região naturalmente instável, que apresenta flutuações termo-salinas diárias, além de ser vulnerável à ação de contaminantes de origem antrópica, como o despejo de efluentes de esgoto de estações científicas e navios. Somado a isso, os organismos que habitam essa região precisam lidar com os níveis naturalmente elevados de metais pesados. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar as respostas fisiológicas de N. concinna à variações termo-salinas de curto prazo, bem como verificar o efeito do esgoto da Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF) sobre o metabolismo energético, nitrogenado e defesa antioxidante desse molusco. Também objetivamos avaliar o efeito direto de metais pesados sobre a atividade da arginase branquial e do pé muscular de N. concinna, bem como a distribuição tecidual e subcelular dessa enzima. Os bioensaios de temperatura e salinidade, ao longo do tempo, mostraram que o aquecimento e hipossalinidade modulam a defesa antioxidante, basicamente os níveis de SOD e G6PDH, de forma tecido-específica. No estresse hipossalino e térmico de curta duração, a defesa antioxidante glandular de N. concinna foi eficaz em prevenir lesões oxidativas em lipídeos e proteínas. O aquecimento é capaz de modular positivamente o metabolismo anaeróbio do pé muscular desse gastrópode. Contudo, nas brânquias, enquanto o aquecimento não modulou as enzimas do metabolismo energético, a hipossalinidade induziu resposta metabólica aeróbica. O estresse hipossalino elevou os níveis de AST e GDH no pé muscular, sugerindo a participação dessas enzimas na regulação osmótica desse tecido. Também foram observadas interações entre temperatura, salinidade e tempo, capazes de modular os níveis das enzimas analisadas nos três tecidos. Os níveis de ARG cerca de duas vezes superiores aos de ODH no pé muscular de N. concinna sugere a participação de ARG no catabolismo de L-arginina, durante a decomposição do "tampão energético" fosfo-Larginina. Apesar de ser considerado um bom biomonitor, a complexidade das respostas metabólicas de N. concinna, frente ao aquecimento e hipossalinidade, sugerem cautela na utilização dessas respostas como biomarcadores de mudanças naturais e antrópicas. Em relação ao efeito do esgoto, a indução de SOD, GST e CAT na glândula digestiva foi eficaz em prevenir danos oxidativos em lipídeos, mas não em proteínas na diluição de esgoto a 0,05% (v/v). A exposição ao esgoto foi capaz de elevar o potencial gerador de ATP aeróbio e anaeróbio das brânquias. Já no pé muscular o esgoto modulou positivamente a PFK, enzima reguladora da via glicolítica. Os estudos com metais pesados mostraram que as arginases branquial e do pé muscular de N. concinna apresentam características cinéticas distintas quanto ao KM e ação de cátions de metais pesados. Tanto a arginase branquial como a do pé muscular estão localizadas prioritariamente na fração citosólica dos tecidos. Também ficou evidente que as arginases das brânquias e do pé muscular são resistentes à inibição por cobre, o que sugere uma adaptação metabólica desse gastrópode, que pode ter contribuído para a ocupação de nichos naturalmente ricos em metais pesados. Palavras-chave: Nacella concinna. Antártica. Temperatura. Salinidade. Esgoto. Metais. / Abstract: The antarctic gastropod Nacella concinna inhabits the intertidal zone of Antarctica, a naturally unstable region that exhibits daily thermo-saline fluctuations, besides being vulnerable to the action of contaminants of anthropic origin, such as the discharge of sewage effluents from scientific stations and ships. In addition, organisms living in this region must deal with naturally high levels of heavy metals. In this context, the present study aimed to evaluate the physiological responses of N. concinna to shortterm thermo-saline variations, as well as to verify the effect of the Anarctic Station Comandante Ferraz (EACF) sewage on energy and nitrogen metabolism and antioxidant defense of this mollusk. We also aimed to evaluate the direct effect of heavy metals on the activity of the branchial and foot muscle arginase of N. concinna, as well as the tissue and subcellular distribution of this enzyme. Temperature and salinity bioassays, over time, have shown that heating and hyposalinity modulate the antioxidant defense, basically the levels of SOD and G6PDH, in a tissue-specific way. In short-term hyposaline and thermal stress, the antioxidant glandular defense of N. concinna was effective in preventing oxidative lesions in lipids and proteins. Heating is able to positively modulate the anaerobic metabolism of the foot muscle of this gastropod. However, in the gills, while heating did not modulate the enzymes of energy metabolism, hyposalinity induced an aerobic metabolic response. Hyposaline stress increased AST and GDH levels in the foot muscle, suggesting the participation of these enzymes in the osmotic regulation of this tissue. It was also observed interactions between temperature, salinity and time capable of modulating the levels of the enzymes analyzed in the three tissues. ARG levels about twice higher than that of ODH in the foot muscle of N. concinna suggest the participation of ARG in L-arginine catabolism during the decomposition of the phospho-L-arginine "energy buffer". In spite of being considered a good biomonitor, the complexity of N. concinna metabolic responses to heating and hyposalinity suggests caution in the use of these responses as biomarkers of natural and anthropogenic changes. Regarding the effect of the sewage, the induction of SOD, GST and CAT in the digestive gland was effective in preventing oxidative damage in lipids, but not in proteins in the dilution of 0.05% (v/v) of sewage. Exposure to the sewage was able to raise the aerobic and anaerobic ATP generating potential of the gills. In the foot muscle, the sewage positively modulated PFK, a glycolytic pathway regulating enzyme. Studies with heavy metals have shown that the branchial and foot muscle arginases of N. concinna have different kinetic characteristics regarding KM and action of heavy metal cations. Both the branchial and foot muscle arginases are located primarily in the cytosolic fraction of the tissues. It was also evident that the arginases of the gills and of the foot muscle are resistant to inhibition by copper, suggesting a metabolic adaptation of this gastropod, which may have contributed to the occupation of niches naturally rich in heavy metals. Keywords: Nacella concinna. Antarctica. Temperature. Salinity. Sewage. Metals.

Orientador: Lara Durães Sette / Coorientador: Andre Rodrigues / Banca: Fernando Carlos Pagnocca / Banca: Fernando Dini Andreote / Resumo: O estudo de ambientes extremos, como o antártico, pode resultar na descoberta de novos micro-organismos e novos produtos naturais de origem microbiana, visto que ainda pouco se sabe sobre a diversidade e os recursos genéticos presentes nesses locais. Estudos anteriores de prospecção microbiana antártica têm demonstrado que estes organismos representam um nicho potencial de descoberta de novas enzimas, as quais podem apresentar propriedades de interesse em diversos setores de importância sócio-econômica. Nesse contexto, este projeto teve como objetivos avaliar as comunidades de fungos presentes em diferentes amostras de solos antárticos e solos associados às raízes de Colobanthus quitensis e Deschampsia antarctica, as duas únicas plantas vasculares que ocorrem na Antártica marítima, bem como selecionar novos recursos genéticos produtores de enzimas ligninolíticas. Foram obtidos das seis amostras estudadas, 891 isolados de fungos nas duas temperaturas de incubação utilizadas (5ºC e 15 ºC), sendo 141 provenientes de solos e 750 provenientes de solos associados às raízes das duas plantas. Do total, 399 foram leveduras e 492 foram fungos filamentosos. O maior número de isolados foi obtido a partir de uma amostra de solo associado à raiz de C. quitensis. Do total de micro-organismos, 35 apresentaram potencial para a produção de lacase, e 3 apresentaram atividade enzimática ≥ 1 U L-1 para a enzima lignina peroxidase. Os resultados revelaram a presença de 39 diferentes taxa, com representantes dos filos Ascomycota, Basidiomycota e "Zygomycota", sendo os gêneros mais frequentes Pseudogymnoascus e Leucosporidium. As amostras de solo associado às raízes das duas plantas apresentaram alta riqueza de espécies e alta diversidade em comparação com as amostras de solo, e a diversidade beta da região estudada foi alta, dado que diferentes locais ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of extreme environments, such as the Antarctic, is a potential source for the discovery of new microorganisms and new natural products, since little is known yet about the diversity and the genetic resources present in these sites. Previous studies related to microbial prospecting of antarctic fungi have been showing that these organisms represent a potential niche for the discovery of new enzymes, which can present properties of interest in several important socialeconomic sectors. In this context, the aim of this work was to evaluate the fungi communities from different soil and root-associated soil samples of Colobanthus quitensis and Deschampsia antarctica, the only two species of vascular plants to occur in the maritime Antarctica, as well as to select new genetic resources capable of producing ligninolytic enzimes. From the six samples studied, it was obtained 891 isolates on both employed isolation temperatures (5ºC and 15 ºC), where 141 came from soil and 750 came from root-associated soil. Three hundred and ninety-nine of the total were yeasts and 492 were filamentous fungi. The highest number of isolates obtained was from a root-associated soil sample of C. quitensis. From all isolates, 35 showed laccase production potential, and 3 presented enzymatic activity ≥ 1 U L-1 for the enzyme lignin peroxidase. It was obtained 39 different taxa with representatives of the phyla Ascomycota, Basidiomycota and "Zygomycota", where the most frequent genera were Pseudogymnoascus and Leucosporidium. The root-associated soil samples showed high species richness and diversity in comparison to the soil samples, and the beta diversity of the studied region was high, given that different sites showed less species sharing. The microbial communities' composition was strongly influenced by their sampling locations, and factors like soil texture and carbon ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-19T17:04:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7400572 bytes, checksum: 48d666ff50ab594a5323888ffc365d01 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T17:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7400572 bytes, checksum: 48d666ff50ab594a5323888ffc365d01 (MD5) Previous issue date: 2016-11-03 / O mapeamento da geomorfologia, permafrost, atributos químicos, comunidades vegetais, fluxo de Co2, entre outros, em áreas livres de gelo da Antártica e de suma importância para o entendimento dos efeitos das mudanças globais.Essa região é muito sensível a pequenas alterações, sendo, portanto, um eficiente indicador de tais mudancas. Para isso torna-se necessário Ievantar as condições atuais da paisagem dessas áreas para servir de parametro para futuras análises de mudancas. Novas técnicas de levantamento e obtenção de dados, que envolvem o uso de equipamentos de elevada acurácia, permitem mapear elementos indicadores de mudanças globais em grandes áreas. O laser scanner terrestre (TLS) permite o mapeamento de áreas livres de gelo a partir de levantamentos terrestres in loco. A nuvem tridimensional gerada por esta tecnologia permite obter dados de elevação a partir de uma malha muito densa de pontos. A partir desta é possível obter uma série de covariáveis morfométricas (CM) e modelos. Os interpoladores preditivos Random Forest, Krigagem, IDW e Spline permitem predizer diferentes fenômenos em Iocais não amostrados. Já o interpolador Topo to Raster, só permite predizer elevações. Neste sentido o presente trabalho teve os seguintes objetivos: i) elaborar um modelo digital de elevação para a Península Keller com elevada resolução espacial; ii) verificar a influência da escala nas covariáveis morfométricas oriundas dos modelos digitais de elevação; iii) verificar e comparar o poder preditivo dos interpoladores IDW, Spline, Topo to Raster, Krigagem ordinária e simples, para as elevações em duas áreas da Antártica Marítima e iv) verificar o poder dos interpoladores preditivos Random Forest e Krigagem Simples, para a predição de atributos pedogeoquímicos selecionados. Para tanto realizou-se um levantamento com o uso do TLS nas penínsulas Keller e Coppermine, nos anos de 2015 e 2016, durante o verão austral. Os dados brutos foram processados e filtrados. No programa AroGIS 10.1 os mesmos foram convertidos em rasters com diferentes tamanhos de células. Estes formaram a base para os quatro trabalhos. Para 0 trabalho (i), tratou da produção de MDT com elevada resolução topográfica, possuindo tamanho de céIuIa de 0,20 m, servindo de referênci para verificação de mudanças futuras na paisagem local. Para o trabalho (ii) foram gerados modelos digitais de terreno (MDTs) em diferentes resoluções e a partir dos mesmos, foram obtidas as covariáveis morfométricas. As covariáveis obtidas nas diferentes resoluções foram comparadas de diferentes formas. Já para o trabalho (iii), foram extraidos os valores de eIevação para MDTs de tamanho de célula de 1 m, em diferentes densidades de amostragem e três formatos de grades amostrais. Com os pontos extraídos, foram preditos os valores de elevação em locais não extraídos e os erros nos valores obtidos, comparados aos valores existentes nestes Iooais. Por fim, para o trabalho (iv), a partir doMDT e análise quimica de amostras foram preditos os valores de atributos quimicos peIos interpoladores preditivos Random Forest e Krigagem e seus indicadores foram comparados. Palavras chave: interpoladores, CriossoIos, Geomorfologia, modelos digitais de terreno, covariáveis morfométricas, amostragem, grades regulares. / Mapping geomorphology, permafrost, soil chemical properties, vegetationcommunities, Co2 dynamics in ice-free areas of Maritime Antarctica are fundamental for the understanding ofglobal change effects.Periglacial and paragIacialareasarehighIysensitive to little disturbances, being indicator of climatechanges. Hence, it is necessary to knowthe current survey conditions of Antarctica landscape to use it as a parameter to monitorlandscape modifications. New techniques for landscape survey and data gathering, involving the use of high- accuracy equipments, allow mapping of elements thatcontribute to this aim in large areas. In this context, the terrestrial laser scanner (TLS) allows mapping of ice-free areas. The three-dimensional cloud generated by TLS technology generate elevation data from a dense cloud of points. From this cloud, is possible to access a series of morphometric covariables (CM) and survey models. Predictive interpolators such as Random Forest, Kriging, Inverse of Distance Weighted and Spline can predict different phenomena in non-sampled locations. On the other hand, Top to Raster interpolator only predict heights from sample data. Thus, this study aimed: (i) to develop a digital elevation model for Keller Peninsula with a high spatial resolution; (ii) to check the influence of scale in CM derived from digital elevation models; (iii) tocheck and compare the predictive interpolators IDW, Spline, Topo to Raster and simple kriging for elevations in two areas of the Maritime Antarctica. In the chapter four, the goal was to identify the best sampling size and patter in those areas and(iv) to check the power of predictive interpolators (Random Forest and Simple Kriging) in order to predict soil chemical properties.A survey with TLS was carried out in Keller and Coppermine Peninsulas in 2015 and 2016, during the austral summer. The raw data were processed and filtered. By using ArcGlS software 10.1, the filtered data were interpolated to rasters, with different cell sizes, being the basis of data processing. For the first chaptera digital terrain models (DTMs) in different resolutionswas generated, which was used to obtain the CM. The CM obtained withdifferent resolutions were compared. For the second chapter, by using the DTM and chemical analysis of soil samples, non-sampled values were predicted withRandom Forest and Kriging techniques. The aim of the third chapter was to produce a DTMwith high resolution topographic techniques. The final map had a 0.20 m cell size resolution. This will be a map reference to monitorlandscape changes in this area. In the last chapter, elevation values from 1 m cell size DTMs were extracted using eight sample densities and three sampling shape grids. With the extracted points, elevation values and his errors were predicted, computed and compared.

Orientador : Drª. Lucélia Donatti - UFPR / Coorientador : Lars Tomanek, PhD. California Polytechnic State University, EUA / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 27/08/2015 / Inclui referências : f. 132-159 / Área de concentração : Biologia celular e molecular / Resumo: O impacto de metais sobre os organismos vivos pode ser evidenciado em diferentes níveis de organização biológica a partir de moléculas e células, chegando a comunidades e aos ecossistemas. A lapa Nacella conccina e encontradas na região litorânea e zona de infralitoral da Antártida onde na Baia do Almirantado se localiza a Estação Antártica Brasileira Comandante Ferraz (EACF), local deste estudo. Durante os experimentos N. concinna (N=6/metal/concentracao/tempo) foram expostos a duas concentrações de chumbo (0,9 PgL-1 e 3,0 PgL-1) e cobre (0,12 PgL-1 e 0,25 PgL-1) nos tempos de 12, 24, 48 horas para ambos os metais e 168 horas somente para o chumbo. A temperatura de 0°C e a salinidade de 34% foram mantidas constantes. As brânquias foram congeladas em nitrogênio liquido e analisadas através de técnicas de proteomica. Foram quantificadas as mudanças na abundancia de proteinas a partir de géis gerados por eletroforese 2D. As proteinas foram identificadas por espectrometria de massa tandem. Para as brânquias de N. concinna expostas ao chumbo e ao cobre um grupo semelhante de proteinas alteradas foi observado. Foram identificadas proteínas antioxidantes, incluindo a Mn-superoxido dismutase e a Ferri tina indicando maior produção de especies reativas de oxigênio. As chaperonas envolvidas na maturação de proteínas presentes no reticulo endoplasmático apresentaram alterações possivelmente devido a uma mudança no estado redox deste compartimento celular. A maior abundancia de subunidades do proteassoma pode evidenciar maiores taxas de desnaturação de proteínas pelo proteassoma. Os metais também levaram a alterações na anidrase carbonica, provavelmente decorrente de alterações no equilíbrio acida-base das células branquiais. Proteínas metabólicas, como a arginina quinase, a triose fosfato isomerase glicolitica e a enolase, bem como a piruvato desidrogenase, tiveram seu volume alterado, o que pode estar relacionado a uma maior taxa de renovação de ATP. Finalmente, observamos a alteração na abundancia de uma isoforma da Cdc42, uma proteína de sinalização com função de modificar componentes do citoesqueleto. Possíveis efeitos em cascata da alteração da Cdc42 incluem mudanças da miosina e paramiosina. Nós supomos que, a substituição de metais ligados a proteínas pelo chumbo ou cobre causou um aumento de ROS e um desafio acida-base em brânquias, provocando uma inibição de maturação de proteínas no reticulo endoplasmatico, um aumento no tamponamento de ATP por arginina quinase e proteínas glicoliticas, bem como mudanças na abundancia de Cdc42 que afetaram filamentos do citoesqueleto. Estes fatos colaboram na elucidacao das ligações entre o metabolismo, balanço energético e tolerância ao estresse em organismos antárticos, neste caso, a lapa antartica N. concinna. Palavras-chave: Antártica, anidrase carbonica, Cdc42, chaperoninas, metabolismo energético, metal, estresse oxidativo, homeostase proteica. / Abstract: The impact of metals on living organisms may be evidenced at different levels of biological organization from molecules and cells, reaching communities and ecosystems. The limpet Nacella conccina is found in the coastal region and subtidal zone of Antarctic, including the South Shetlands archipelago islands and the King George Island where is the Brazilian Antarctic Station Comandante Ferraz (EACF), local of this study. Samples of N. concinna were collected in Admiralty Bay at Punta Plaza (62 ° 04'14,5 "S, 58 ° 24'11,9" W) and Botany Point (62 ° 06'15 7 "S, 58 ° 21'14,0" W) during 2011 and 2012 austral summer. During the experiments specimens (n = 6 / metal / concentration / time) were exposed to two concentrations of lead (0.9 ?gL -1 and 3.0 ?gL-1) and copper (0.12 ?gL-1 and 0.25 ?gL-1) during 12, 24, 48 hours for both metls and 168 hours for lead. The temperature was 0 ° C and salinity was maintained constant at 34%. The gills were frozen in liquid nitrogen and analyzed by proteomic techniques. Changes in abundance of proteins were quantified in 2D gels generated by electrophoresis. Proteins were identified by tandem mass spectrometry. Gills exposed to lead and copper had a similar changed proteins. Antioxidant proteins were identified, including Mn-superoxide dismutase and ferritin indicating increased production of reactive oxygen species. The chaperone involved in the maturation of proteins in the endoplasmic reticulum showed significant differences possibly due to a change in redox state of this cellular compartment. The greater abundance of proteasome subunits may indicate higher rates of denaturation of proteins by the proteasome. Metals also led to a change in carbonic anhydrase, which may be due to changes in acidbase balance of gill cells. Metabolic proteins, such as arginine kinase, triose phosphate isomerase and glycolytic enolase and pyruvate dehydrogenase, had changed their volumes in gels, which can be related to a higher rate of ATP renewal. Finally, we note the change in the abundance of an isoform of cdc42, a signaling protein related to modify cytoskeletal structures. Possible downstream effects of cdc42 included possible shifts in myosin and paramyosin. We assume that the substitution of metals bound to proteins by lead or copper caused an increase of ROS and a challenge in acid based on gills, causing inhibition of the protein maturation in the endoplasmic reticulum, an increase in buffering ATP and the glycolytic protein arginine kinase, as well as changes in the abundance of cdc42 affecting cytoskeletal filaments. Facts those who collaborate in the elucidation of links between metabolism, energy balance and stress tolerance. Keywords: Antarctic, carbonic anhydrase, Cdc42, chaperonins, energy metabolism, ferritin, gills, heavy metal, oxidative stress, protein homeostasis.

La comunidad del fitoplancton y su variabilidad espacial y temporal de la ensenada Mackellar-bahía Almirantazgo, Antártida, en los veranos australes 2008, 2010, 2012 y 2013. Se hicieron muestreos en 11 estaciones a tres profundidades. Las diatomeas fueron sometidas a un tratamiento oxidativo de la materia orgánica para una mejor observación de las estructuras y ornamentación de las valvas. El análisis semicuantitativo se realizó de acuerdo a una escala relativa de abundancia y el análisis cuantitativo se realizó aplicando la metodología de Uthermöhl. La composición total del fitoplancton en la columna de agua incluyó 68 taxones de diatomeas, 14 taxones de dinoflagelados, 3 especies de nanoflagelados (< 20 µm) fue evidente: en el verano 2008 la abundancia del fitoplancton estuvo dominada por diatomeas (57%) destacando Pseudonitzschia grupo delicatissima (24%), Fragilariopsis sp. (9%), Thalassiosira antárctica (8%), Pseudonitzschia grupo seriata (5%) y Fragilariopsis cylindrus (5%). En el verano 2010 y 2012 el grupo de los nanoflagelados fue el más abundante, con 87% y 86%, respectivamente. Para el verano 2013 la abundancia del fitoplancton estuvo dominada por diatomeas (59%) como Thalassiosira delicatula (36%), Pseudonitzschia grupo delicatissima (9%), Porosira glacialis (6%) y el dinoflagelado Gymnodinium sp. (19%). La comunidad fitoplanctónica mostró una dominancia de diatomeas en términos del número de taxa. La diversidad del fitoplancton fue baja (< 1.97 bits⋅célula-1 ) en todos los veranos. La agrupación de las comunidades fitoplanctónicas mediante dendogramas a diferentes niveles de la columna de agua, formaron un grupo principal, con similitud mayor a 50%, evidencia una homogeneidad de la estructura comunitaria. Para evaluar la variación temporal con el analisis de ordenamiento nMDS se evidencia un % de similaridad mayor al 57% dada por la abundancia y la composición de especies de diatomeas y nanoflagelados que difieren de un verano a otro. Factores fisicoquímicos como salinidad, temperatura y pH juegan un papel importante en las comunidades fitoplanctónicas, la disminución de la salinidad en superficie (33.99 UPS-ANTAR XX), el aumento de temperatura superficial (1.62ºC-ANTAR XX) y aumento de pH (9.80-ANTAR XXI) observado en la Antártida. / Tesis

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