A biodiversidade dos rios brasileiros encontra-se sob severa ameaça, em razão da fragmentação e perda de hábitat que os barramentos representam. Até o presente, os aproveitamentos hidrelétricos têm seu licenciamento ambiental condicionado a análises de impacto locais, sem avaliação dos impactos cumulativos de múltiplas barragens em uma bacia hidrográfica, com relação à conservação da diversidade da ictiofauna. Estudos anteriores para subsídio de licenciamento de múltiplas barragens na bacia Taquari-Antas (RS) propuseram cenários alternativos de conservação (número e posição de barragens), quando ainda não havia métricas de conectividade dendrítica desenvolvidas. Entre os problemas identificados naqueles estudos figuram a quantificação dos efeitos cumulativos das barreiras sobre a conectividade da bacia, o estabelecimento de áreas prioritárias para conservação e a influência do número e da posição das barreiras na conservação da biodiversidade aquática em uma bacia. Avaliamos a aplicação de conectividade para mensuração de impactos cumulativos de fragmentação de bacias hidrográficas através de índices de conectividade dendrítica recentemente propostos. Propomos um método genérico e replicável para analisar quantitativamente os efeitos de sucessivos barramentos em relação à conectividade dos hábitats aquáticos em processos de migração e dispersão de peixes em bacias hidrográficas. Utilizamos simulações de cenários de múltiplos barramentos para a avaliação. Propomos também uma sistematização para a simulação de múltiplos barramentos. Além disso, hierarquizamos áreas para conservação por conectividade, aplicamos as novas métricas de conectividade a estudos anteriores e demonstramos casos de cenários de alta conectividade com outras implicações na conservação. Discutimos o amadurecimento do método para aplicação em licenciamento ambiental e planejamento de conservação, bem como limitações atuais e perspectivas para trabalhos futuros. / Biodiversity of Brazilian rivers is nowadays seriously threatened due to fragmentation and habitat loss that impoundments represent. Up to now, hydroelectric power plants have their environmental licensing processes conditioned to local impact analysis, with no evaluation of cumulative impacts of multiple dams in a watershed landscape on the conservation of the integrity of ichthyofauna. Former studies for supporting environmental licensing processes of multiple hydroelectric dams in the Taquaria-Antas basin (RS, Brasil) proposed alternative conservation scenarios (number and position of barriers), in a time when there were no dendritic connectivity metrics developed. Among the problems identified at that time, we point quantification of cumulative effects of multiple barriers on the drainage connectivity, detecting prioritary areas for conservation and detecting the influence of the number and position of the barriers in the catchment for best conservation of aquatic biodiversity. We evaluated the application of connectivity for quantifying the impacts of fragmentation in hydrographic basins through recently proposed indexes. We proposed a replicable and generic method for quantifying the effects of successive impoundments in relation to aquatic habitat connectivity in ecological processes of migration and dispersal of fishes in hydrographic basins. We used multiple barriers scenarios simulation in order to perform the assessments. We also propose a way of systematizing multiple barriers simulations. Moreover, we rank areas for conservation by connectivity, apply the new connectivity metrics on former studies and demonstrate cases of high connectivity scenarios with other implications on conservation. We discuss maturing the method for application on environmental licensing and conservation planning as well as current limitations and perspectives for future studies.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAP.pdf: 966317 bytes, checksum: af2bf5e89cca6e2763b5a0709d74d8e4 (MD5) Previous issue date: 2002-10-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work explores the use of models in landscape analysis. Classification tree models were employed in the identification of potential sites of species occurrence in the Ecological Station of Jataí and Experimental Station of Luiz Antônio, and the mathematical graph was employed in the analyses of a fragmented landscape located in the Northeast region of São Paulo State. The classification tree models used data on primate species occurrence and on environmental variables represented as digital maps in a Geographic Information System. The prediction rules generated by the classification models were projected back on the landscape, locating other places that have the same combination of environmental conditions as those found where the species were firstly observed. By representing the landscape as a mathematical graph, it was possible to simulate the removal of functional connections between habitat patches and the loss of habitat due to land use changes. Habitat patches were classified according to their contribution to species recruitment and landscape connectivity. Although it is considered that additional biological information should be incorporated to the analyses the results of this work may constitute useful guides to prospective field surveys. / O presente trabalho explora a utilização de modelos para a análise da paisagem. Modelos de classificação por árvore são empregados no contexto da identificação de áreas de ocorrência potencial de espécies na Estação Ecológica de Jataí e na Estação Experimental de Luíz Antônio e o grafo matemático é utilizado como um modelo para representação e análise da paisagem da região Nordeste do Estado de São Paulo. Para o desenvolvimento dos modelos de classificação por árvore foram utilizados dados sobre a localização de espécies de primatas e sobre algumas variáveis ambientais amostradas de um banco de dados em um sistema de informações geográficas. O mapeamento dos resultados dos modelos de classificação por árvore permitiu localizar na paisagem, outros locais com a mesma combinação de condições em que as espécies foram observadas. A utilização do grafo matemático como um modelo para a representação da paisagem possibilitou a simulação da remoção de ligações funcionais entre manchas de hábitat e a perda e ganho de hábitat, identificando as ligações e manchas que oferecem maior contribuição para o recrutamento de indivíduos e para a conectividade da paisagem. Embora seja necessária a incorporação de mais informações biológicas para o desenvolvimento de modelos mais satisfatórios, os resultados deste trabalho poderão subsidiar trabalhos de campo direcionando a amostragem da paisagem.

A biodiversidade dos rios brasileiros encontra-se sob severa ameaça, em razão da fragmentação e perda de hábitat que os barramentos representam. Até o presente, os aproveitamentos hidrelétricos têm seu licenciamento ambiental condicionado a análises de impacto locais, sem avaliação dos impactos cumulativos de múltiplas barragens em uma bacia hidrográfica, com relação à conservação da diversidade da ictiofauna. Estudos anteriores para subsídio de licenciamento de múltiplas barragens na bacia Taquari-Antas (RS) propuseram cenários alternativos de conservação (número e posição de barragens), quando ainda não havia métricas de conectividade dendrítica desenvolvidas. Entre os problemas identificados naqueles estudos figuram a quantificação dos efeitos cumulativos das barreiras sobre a conectividade da bacia, o estabelecimento de áreas prioritárias para conservação e a influência do número e da posição das barreiras na conservação da biodiversidade aquática em uma bacia. Avaliamos a aplicação de conectividade para mensuração de impactos cumulativos de fragmentação de bacias hidrográficas através de índices de conectividade dendrítica recentemente propostos. Propomos um método genérico e replicável para analisar quantitativamente os efeitos de sucessivos barramentos em relação à conectividade dos hábitats aquáticos em processos de migração e dispersão de peixes em bacias hidrográficas. Utilizamos simulações de cenários de múltiplos barramentos para a avaliação. Propomos também uma sistematização para a simulação de múltiplos barramentos. Além disso, hierarquizamos áreas para conservação por conectividade, aplicamos as novas métricas de conectividade a estudos anteriores e demonstramos casos de cenários de alta conectividade com outras implicações na conservação. Discutimos o amadurecimento do método para aplicação em licenciamento ambiental e planejamento de conservação, bem como limitações atuais e perspectivas para trabalhos futuros. / Biodiversity of Brazilian rivers is nowadays seriously threatened due to fragmentation and habitat loss that impoundments represent. Up to now, hydroelectric power plants have their environmental licensing processes conditioned to local impact analysis, with no evaluation of cumulative impacts of multiple dams in a watershed landscape on the conservation of the integrity of ichthyofauna. Former studies for supporting environmental licensing processes of multiple hydroelectric dams in the Taquaria-Antas basin (RS, Brasil) proposed alternative conservation scenarios (number and position of barriers), in a time when there were no dendritic connectivity metrics developed. Among the problems identified at that time, we point quantification of cumulative effects of multiple barriers on the drainage connectivity, detecting prioritary areas for conservation and detecting the influence of the number and position of the barriers in the catchment for best conservation of aquatic biodiversity. We evaluated the application of connectivity for quantifying the impacts of fragmentation in hydrographic basins through recently proposed indexes. We proposed a replicable and generic method for quantifying the effects of successive impoundments in relation to aquatic habitat connectivity in ecological processes of migration and dispersal of fishes in hydrographic basins. We used multiple barriers scenarios simulation in order to perform the assessments. We also propose a way of systematizing multiple barriers simulations. Moreover, we rank areas for conservation by connectivity, apply the new connectivity metrics on former studies and demonstrate cases of high connectivity scenarios with other implications on conservation. We discuss maturing the method for application on environmental licensing and conservation planning as well as current limitations and perspectives for future studies.

The human brain changes in a complex and heterogeneous way throughout life, the normal aging process is associated to significant alterations in the axonal connections. In this study, we evaluated the age-related changes in physical parameters associated with the brain white and gray matter integrity in healthy subjects, as well as the possible correlation between them in specific tracts. Structural images (1 mm isotropic) and diffusion weighted images (2 mm isotropic, b = 1000 s /mm2) of 158 healthy individuals aged between 18 and 83 years were retrospectively collected at the Clinics Hospital of Ribeirao Preto, after their acquisition in a 3T MR scanner. From the structural images, the cortical thickness was estimated and the age effect was evaluated in several regions based on the Atlas of Destrieux. The diffusion-weighted images were processed to characterize the intravoxel diffusion using two models: diffusion tensor (DT) and constrained spherical deconvolution (CSD). Fractional anisotropy (FA) and apparent density of fiber (AFD) maps were estimated and used in statistical group analysis between the three groups separated by age. The most relevant brain tracts were segmented by three procedures: manually, automatically with a specific tool and based on automatic segmented cortical regions. Physical parameters of diffusion (anisotropy and diffusivities) were evaluated in the segmented tracts to determine the age-related changes. The connectome analysis based on two cortical parcellations was performed to evaluate the age effect on characteristic structural brain network parameters. The tract-cortical relationship was evaluated considering the anisotropy of each tract and the thickness of the cortical areas at the end of the corresponding tract. Further analysis was performed to evaluate a possible association of structural and functional connectivity in the corpus callosum (CC). There was significant cortical thinning in 88.5% of the regions during life (p <0.05, corrected for multiple comparisons); the frontal region was the most affected in the initial aging (after 40 years), and the occipital and temporal regions in the elderly (after 60 years). Similarly, the group analysis demonstrated a global pattern of reduction of FA and AFD in the white matter, with a higher rate of degradation of integrity from the sixth decade of life. The manual selection of tracts from the DT model proved to be the most reliable methodology in the precise definition of the tracts for our data. Following this methodology, analysis of anisotropy and diffusion parameters also indicated degeneration of white matter in normal aging in all studied brain tracts and corroborated to the antero-posterior gradient of degeneration in the CC. Fornix was the most affected tract bilaterally, with a 3.5% reduction and an increase of 4% per decade in these parameters, respectively; followed by CC. In the evaluation of the age effect on the connectome estimates, regardless of diffusion model and cortical atlas, there was a decrease in global efficiency, number of connections and local efficiency with aging, mainly in the prefrontal, temporal and parietal and its connections. In the tract-cortical analysis, cortical regions connected by tracts demonstrated similar thinning patterns for the majority of tracts, and a significant relation between mean cortical thinning rate and FA/MD alteration rates were found. In all evaluated tracts, age was the main effect controlling diffusion parameters alterations; there were no direct correlations with cortical thickness for the majority of tracts. Only for the fornix, the values of FA and MD showed significant correlation with the cortical thickness of the subcallosal gyrus in both hemispheres during aging (p <0.05 corrected). For the other tracts, CC, Inferior Longitudinal Fasciculus, Uncinated Fasciculus, Inferior Fronto-occipital Fasciculus, Corticospinal Tract, Cingulum and Arcuate Fasciculus, age was the main effect controlling alterations in the parameters, but there were no direct correlations between FA and MD and cortical thickness during the aging process. / O cérebro humano muda de forma complexa e heterogênea ao longo da vida, o processo de envelhecimento normal tem associado significativas alterações nas conexões axonais. Neste estudo, avaliamos as mudanças relacionadas à idade em parâmetros físicos associados à integridade das substâncias branca e cinzenta cerebral em sujeitos saudáveis, assim como a possivel correlação entre eles em tratos específicos. Imagens estruturais (1 mm isotrópica) e imagens ponderadas em difusão (2 mm isotrópica e b=1000 s/mm2) de 158 indivíduos saudáveis entre 18 a 83 anos foram coletadas retrospectivamente no Hospital das Clinícas de Ribeirão Preto, após sua aquisição em aparelho de ressonância magnética de 3 Teslas. A partir das imagens estruturais, a espessura cortical foi estimada e o efeito de idade nela foi avaliado em diversas regiões tomando com base o atlas de Destrieux. As imagens ponderadas em difusão foram processadas para caracterizar a difusão intravoxel utilizando dois modelos: tensor de difusão (DT) e deconvolução esférica restrita (CSD). Mapas de anisotropia fracionada (FA) e densidade aparente da fibra (AFD) foram estimados e usados em analise estatistica de três grupos separados por faixa etária. Os tratos cerebrais mais relevantes foram segmentados por tres procedimentos: manualmente, automaticamente com uma ferramenta especifica e com base em regiões corticais automaticante segmentadas. Parâmetros físicos de difusão (anisotropia e difusibilide) foram avaliados nos tratos segmentados para determinar as alterações relacionadas à idade. A análise de conectoma baseada em dois parcelamentos corticais foi realizada para avaliar também o efeito da idade em parâmetros caracteristicos da rede estrutural cerebral. A relação trato-cortical foi avaliada considerando a anisotropia de cada trato e as espessuras das áreas corticais nas extremidades do trato correspondente. Uma análise adicional foi realizada para avaliar uma possivel associação de onetividades estrutural e funcional no corpo caloso (CC). Houve afinamento cortical significativo em 88,5% das regiões durante a vida (p <0,05, corrigido); a região frontal foi a mais afetada no envelhecimento inicial (após 40 anos), e as regiões occipital e temporal nos idosos (após 60 anos). Similarmente, a análise de grupo demonstrou um padrão global de redução de FA e AFD na substância branca, com uma maior taxa de degradação de integridade a partir da sexta década de vida. A seleção manual de tratos baseada no modelo de DT mostrou-se a metodologia mais confiavél na precisa definição dos tratos nos nossos dados. Seguindo essa metodologia, a análise dos parâmetros de anistropia e difusão também indicou degeneração de substância branca no envelhecimento normal em todos os tratos cerebrais estudados e corroborou o gradiente ântero-posterior de degeneração no CC. O fornix foi o trato mais afetado bilatreamente com redução de 3.5% e aumento de 4% por década nesses parâmetros, respectivamente; seguido do CC. Na avaliação do efeito da idade nas estimativas do conectoma, independentemente do modelo de difusão e do atlas cortical usado, houve uma diminuição da eficiência global com o envelhececimento, do número de conexões e da eficiência local, principalmente nas regiões pré-frontal, temporal e parietal e suas conexões. Nas análises trato-corticais, as regiões corticais conectadas por tratos mostraram padrões de afinamento similares para a maioria dos tratos, e uma correlação significativa entre a taxa média de afinamento cortical e as taxas de alteração de FA e difusibilidade média (MD) foram encontradas. Em todos os tratos avaliados, a idade foi o principal efeito controlando das alterações dos parâmetros de difusão; não houve correlações diretas com espessura cortical para a maioria dos tratos. Somente para o fornix, os valores de FA e MD mostraram correlação com a espessura cortical do giro subcalosal (parcelamento de Destrieux) em ambos os hemisférios durante o envelhecimento (p <0,05 corrigido). Para os outros tratos, CC, fascículo longitudinal inferior, fascículo uncinado, fascículo occipitofrontal inferior, trato cortico-espinal, parte cingulada do cíngulo e fascículo arqueado, a idade foi o principal efeito no controle das alterações dos parâmetros, mas não houve correlações diretas entre FA e MD e espessura cortical durante o processo de envelhecimento

The brain ages, and with it come alterations in its micro- and macro-structure which reflect in its morphology and functioning. Changes in the brain structure and functional coupling between regions can be assessed with neuroimaging, and, more specifically, magnetic resonance imaging (MRI). Using MRI data from two stages (Pilot and Enhanced) of the Nathan Kline Institute Rockland Sample (NKI-RS), totalling 613, free of neurodegenerative diseases, and right-handed, participants aged 18 to 85 years old, we measured gray-matter parameters such as cortical volume, cortical thickness, and cortical surface area, and also volume of subcortical structures. We also measured cortico-cortical functional connectivity, defined either as the Pearson correlation coefficient and partial correlation coefficient, bivariate instantaneous Granger causality and Granger causality, and generalized partial directed coherence (GPDC). GPDC was evaluated in five frequencies between the four pairs of regions displaying the strongest evidence for linear thinning, measured by their associated t-statistic, and its alterations alongside aging were assessed using a multivariate approach based on Dirichlet Regression. We also studied spatial associations between patterns of morphometric and connectivity alterations. We reproduced generalized age-related atrophy reported in the literature in cortical volume (90% of the studied structures), surface area (68%) and thickness (90%), and volumetric atrophy of several subocortical structures. We observe a positive association in the joint distribution of the expected cortical thickness at 18 years old and the yearly percentage reduction in cortical thickness. We showed, projecting these two quantitities into their principal axes and analyzing the spatial distribution of the scores, that the first principal component correlates with neocortical granularity while the second principal component represents cortical type admixture. On functional connectivity, we gathered evidence for overall increased Pearson correlation coefficient (6% of the connections in the Pilot NKI-RS and 2% in the Enhanced NKI-RS), with proportionally smaller number of decreases (0.1% in the Pilot NKI-RS and 0.3% in the Enhanced NKI-RS). The Pearson partial correlation coefficient between 12 out of 65 homotopic region pairs shows a pattern of decline with age, suggesting inter-hemispheric disconnection. However, predictive causality, as measured by both Granger causalities, do not share the same degree of changes observed in the correlational metrics. We observe increased GPDC from several regions to themselves in many frequencies (25% out of a total of 40 self-connections), indicating a degree of disconnection to the other regions. Given seed regions, we uncovered spatially distributed significant patterns of association between the standardized effect of age on the connectivity to its targets and on their targets thicknesses. Regions with smaller evidence for age-related thinning, such as several occipital areas, tend to have fewer alterations in functional connectivity than regions with greater evidence for age-related thinning, like many frontal regions. We hypothesize that regions showing a negative association (5% of the seed regions) are part of compensatory systems, being increasingly correlated with regions displaying most atrophy. Regions showing a positive association (5%) do not have compensatory mechanisms available, and therefore are losing connectivity to atrophyc regions. Overall, we found evidence for brainwide alterations in connectivity and cortical and subcortical morphometry throughout the human adult lifespan. We also found a specifc pattern of associations between the atrophic trends and age-related alterations in connectivity in the brain / O cérebro envelhece, e com isso vêm à tona alterações em sua micro e macroestrutura que se refletem em sua morfologia e funcionamento. Mudanças na estrutura cerebral e acoplamento funcional entre suas regiões podem ser averiguadas através da neuroimagem, e, mais especificamente, imagem por ressonância magnética (IRM). Usando dados de IRM das duas etapas (Pilot and Enhanced) do Nathan Kline Institute Rockland Sample (NKI-RS), totalizando 613 participantes destros, livres de doenças neurodegenerativas, com idade entre 18 e 85 anos, medimos parâmetros de substância cinzenta como volume, espessura, e área de superfície corticais, e também volume de estruturas subcorticais. Também medimos conectividade funcional cortico-cortical, definida como o coeficiente de correlação de Pearson, coeficiente de correlação parcial de Pearson, causalidade instântanea de Granger e causalidade de Granger bivariadas, e coerência parcial direcionada generalizada (GPDC). A GPDC foi medida em cinco frequências entre quatro pares de regiões que demonstraram a mais forte evidência para diminuição da espessura cortical linearmente, medido pela estatística-t associada, e suas alterações ao longo do envelhecimento foram estudadas usando uma abordagem multivariada baseada na Regressão de Dirichlet. Também estudamos associações espaciais entre padrões de alterações morfométricas e na conectividade. Reproduzimos a atrofia generalizada devido à idade reportada na literatura no volume cortical (90% das estruturas estudadas), área de superfície (68%) e espessura (90%), e atrofia volumétrica de várias estruturas subcorticais. Observamos uma associação positiva na distribuição conjunta do valor esperado da espessura cortical aos 18 anos de idade e a redução percentual anual na espessura cortical. Mostramos, ao projetar ambos em seus eixos principais e analizar a distribuição espacial desses índices, que a primeira componente principal correlaciona-se com a granularidade neocortical enquanto que a segunda componente principal representa o tipo cortical. Sobre a conectividade funcional, colhemos evidências para um aumento geral no coeficiente de correlação de Pearson (6% das conexões no Pilot NKI-RS e 2% no Enhanced NKI-RS), com menor proporção de decréscimos (0.1% no Pilot NKI-RS e 0.3% no Enhanced NKI-RS). O coeficiente de correlação parcial de Pearson entre 12 de 65 pares de regiões homotópicas demonstra um padrão de declínio com a idade, sugerindo desconexão inter-hemisférica. No entanto, a causalidade preditiva, como medida através de ambas as métricas de causalidade de Granger, não aparenta o mesmo grau de mudanças observado nas medidas correlacionais. Observamos aumentos na GPDC de várias regiões para si próprias em muitas frequências (25% de um total de 40 auto-conexões), que indica um grau de disconexão às outras regiões. Dadas regiões semente, revelamos padrões significativos espacialmente distribuídos de associação entre efeitos padronizados da idade na conectividade para seus alvos e das espessuras dos alvos. Regiões com menor evidência para o desbastamento relacionado com a idade, como várias áreas occipitais, tendem a ter menos alterações em sua conectividade funcional que regiões com maior evidência suportando o desbastamento cortical relacionado à idade, como diversas regiões frontais. Hipotetizamos que regiões cuja associação é negativa (5% das regiões semente) são parte de sistemas compensatórios, estando correlacionadas com regiões que demonstram os maiores graus de atrofia de modo crescente. Regiões cuja associação é positiva (5%) não teriam mecanismos compensatórios à disposição, e portanto perdem conectividade para regiões atróficas. No geral, encontramos evidências para alterações na conectividade e na morfometria cortical e subcortical no cérebro todo ao longo da extensão da vida adulta humana. Também achamos um padrão específico de associações entre tendências atróficas e alterações na conectividade cerebral devido à idade

Submitted by dayse paz (daysepaz@hotmail.com) on 2016-04-06T18:25:56Z No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Mestrado_Gabriela_Guerra_PPGBAC.pdf: 2204919 bytes, checksum: 182150838d9e5538ccbbc7e9a89712a4 (MD5) / Approved for entry into archive by cleuza maria medina dos santos (cleuzamai@yahoo.com.br) on 2016-05-10T20:07:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Mestrado_Gabriela_Guerra_PPGBAC.pdf: 2204919 bytes, checksum: 182150838d9e5538ccbbc7e9a89712a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T20:07:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta_o_Mestrado_Gabriela_Guerra_PPGBAC.pdf: 2204919 bytes, checksum: 182150838d9e5538ccbbc7e9a89712a4 (MD5) Previous issue date: 2014 / O estudo da estrutura trófica de comunidades biológicas nos fornece uma descrição da organização e funcionamento do ecossistema e das interações entre as comunidades. Comparar a estrutura trófica das comunidades ao longo de gradientes ambientais pode fornecer novas interpretações em relação a sua organização trófica e serve de base para avaliar impactos antrópicos presentes e futuros. Um dos métodos mais comuns atualmente para se avaliar relações tróficas é a análise dos isótopos estáveis (AIE), o qual vem sendo utilizado para estimar os fluxos de matéria orgânica entre consumidores bem como sua posição trófica na cadeia alimentar. O objetivo principal dessa dissertação foi investigar a estrutura trófica da assembleia de peixes de zonas rasas ao longo de um gradiente estuarino–límnico, a partir da AIE de carbono (13C/12C) e nitrogênio (15N/14N) de fontes alimentares basais (i.e., plantas com fotossíntese C3 e C4 e matéria orgânica particulada em suspensão, POM) e peixes dominantes em cada sistema. Amostras de fontes alimentares basais, peixes e invertebrados foram coletados na primavera e verão entre 2009 e 2010 no estuário da Lagoa dos Patos, Canal São Gonçalo e Lagoa Mirim no extremo sul do Rio Grande do Sul. Biplots e métricas isotópicas (Convex hull e nicho isotópico) foram utilizadas para descrever e comparar a estrutura trófica da ictiofauna entre os ambientes. Análises de correlação foram realizadas para analisar a relação entre o comprimento total (CT) da ictiofauna e a posição trófica (PT). Modelos bayesianos de mistura isotópica foram empregados para avaliar a variabilidade no uso de recursos alimentares ao longo do gradiente ambiental para o barrigudinho Jenynsia multidentata, uma das únicas espécies frequentes ao longo de todo gradiente. A área total (Convex hull) e o nicho isotópico ocupado pela assembleia de peixes variaram marcadamente entre os ambientes, com o estuário apresentando uma área total duas vezes maior (CH: 50,28) do que o Canal e a Lagoa (17,51 e 20,29, respectivamente). Já o nicho isotópico, que é robusto aos efeitos de possíveis diferenças no número amostral, apresentou diferenças estatísticas entre estuário e os dois ambientes de água doce (p<0,00), porém esses dois últimos não apresentaram diferenças entre si (p>0,30). A AIE dos peixes no Canal sugere que a fragmentação de habitat ocasionada pela presença de uma barragem-eclusa afetou também a conectividade trófica entre o estuário da Lagoa dos Patos e Lagoa Mirim. Variações na razão isotópica do nitrogênio da comunidade também sugerem que impactos antrópicos como a eutrofização são mais acentuados no estuário da Lagoa dos Patos e Canal. As análises de correlações não mostraram correlação positiva entre o CT e PT. O modelo de mistura mostrou que as principais fontes alimentares basais para J. multidentata no canal foi POM, enquanto na lagoa foram principalmente plantas C4 e POM e no estuário houve uma maior sobreposição nos intervalos de credibilidade, não sendo possível distinguir diferenças significativas na contribuição relativa das fontes basais para a espécie. Nossos resultados mostraram que há diferenças na estrutura trófica e no uso de recursos alimentares ao longo do gradiente ambiental e que impactos antrópicos, como construção de barragem e eutrofização, afetam a ictiofauna nesses ambientes. / Trophic structure analyses of biological communities provide insights on ecosystem organization and functioning and also on communities’ interactions. Comparing the trophic structure of communities considering environmental gradients allows new interpretations of their trophic organization and evaluation of current and future anthropic impacts. One of the most common methods to evaluate trophic relationships is the stable isotope analysis (SIA), which has been used to estimate the flow of organic matter among consumers as well as its trophic position in the food chain. The main objective of this Master Thesis was to investigate the trophic structure of shallow areas fish assemblage along a freshwater-estuarine gradient, using the analysis of carbon (13C/12C) and nitrogen (15N/14N) isotope ratios of basal food sources (i.e., plants with C3 and C4 photosynthesis and particulate organic matter POM) and dominant fishes in each system. Basal food sources, fishes and invertebrates were collected at Lagoa dos Patos estuary, São Gonçalo Channel and Lagoa Mirim, located in the southern most in Brazil, during spring and summer seasons of 2009 and 2010. Biplots and isotopic metrics (Convex hull and isotopic niche) were used to describe and compare the trophic structure obtained in the three environments. Correlation analyzes were conducted to examine the relationship between total length (TL) of the ichthyofauna and trophic position (TP). Bayesian models of isotopic mixing were used to evaluate the variability in food resource use by the one-sided livebearer Jenynsia multidentata along the environmental gradient, which was one of the only species found along the entire gradient. The total area (Convex hull) and the isotopic niche occupied by the fish assemblage showed an marked variation among environments. The Convex hull total area of the estuary (CH: 50.28) was two-fold higher than the Channel and Lagoa Mirim areas (17,51 and 20.29, respectively). The isotopic niche, which is not affected by differences in sample sizes, showed statistical differences between the estuary and the two freshwater systems ( (p<0.00), but there were no statistical differences when the freshwater systems were compared with each other (p>0.30). The SIA analysis of fishes in the Channel suggests that the habitat fragmentation caused by a dam also affected the trophic connectivity between the Lagoa dos Patos estuary and the Lagoa Mirim. Comparison of the nitrogen isotope ratio values among communities also suggested that anthropogenic impacts (e.g., eutrophication) were more evident in the Lagoa dos Patos estuary and Channel. The analysis of correlations didn't show any positive correlation between TL and TP. The mixing model showed that the main basal food sources sustaining J. multidentata in the Channel was POM, whereas in the Lagoa Mirim was mainly C4 plants and POM. Moreover, in the estuary, it was found a greater overlap on the credibility intervals of basal food sources and it was not possible to distinguish statistical differences between their relative contributions to the specie. Our results showed that there are differences on the trophic structure and on the use of food resources along the environmental gradient. Also, anthropogenic impacts, such as dam constructions and eutrophication, have an affect on the ichthyofauna of these environments.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-11-06T13:42:40Z No. of bitstreams: 1 Pollyana Christine Gomes Roque.pdf: 583107 bytes, checksum: e0225cd4330d9aa9481ff4809d92f859 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T13:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pollyana Christine Gomes Roque.pdf: 583107 bytes, checksum: e0225cd4330d9aa9481ff4809d92f859 (MD5) Previous issue date: 2015-05-15 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The yellowfin tuna, Thunnus albacares (Bonnaterre, 1788), is a pelagic species of the Scombridae family that is distributed throughout the tropical and subtropical waters of the three oceans. Characterized by the yellow coloration of its fins and finlets, it is usually found close to the surface, in waters with high productivity and warm temperatures, being mainly targeted by pelagic longliners and purse seiners. The yellowfin tuna displays a marked migratory behavior, which hinders the understanding of their movements between spawning, nursery and feeding areas. In order to ensure the conservation of exploited populations, it is fundamental to determine the size distribution and length at age of the individuals caught. The use of trace elements in the analysis of the stock structure can assist in reconstructing the life history, origin and connectivity of various species. In the present study, in order to assess the degree of connectivity between the specimens caught in the eastern and western sides of the West and Central Equatorial Atlantic, the otoliths of 20 specimens with fork lengths (FL) ranging between 37 cm and 57 cm were analyzed. For this purpose, an ablation laser system coupled to a mass spectrometer through plasma induction (LA ICPMS) was used to measure the concentration of various trace elements: 7Li, 24Mg , 55Mn, 88Sr, 137Ba, 44Ca- from an average of five ablation points to the core of each randomly chosen otolith. A Multivariate Analysis of Variance (MANOVA) and a Quadratic Discriminant Function Analysis (QDFA), along with univariate tests, were performed with the SYSTAT 13 software. The catch sites, which included the Saint Peter and Saint Paul Archipelago- SPSPA (10), the Gulf of Guinea (5) and Cape Verde (5), were discriminated with high accuracy, with a rate of 85% being correctly classified. The spatial comparison of trace elements suggests a significant variation between regions (p ≤ 0.05), with canonical scores equal to 0.172 in Brazil and 0.758 for Africa. The Wilk's Lambda test (0.386) was significant indicating that the concentration of the elements differed between the two regions showing that the individuals examined must have originated from chemically and/ or geographically distinct areas. / A albacora laje Thunnus albacares (BONNATERRE, 1788) é uma espécie pelágica da família Scombridae que se distribui em águas tropicais e subtropicais dos três oceanos. Caracterizada pela coloração amarelada de suas nadadeiras e pínulas, é normalmente encontrada na camada superficial, em águas com alta produtividade e elevada temperatura. Um dos principais alvos da frota pesqueira de espinhel pelágico e de rede de cerco, a espécie apresenta um comportamento altamente migratório o que dificulta a compreensão de seus movimentos entre áreas de desova, berçário e alimentação. Um aspecto fundamental para a conservação de populações explotadas pela pesca, contudo, é a determinação da distribuição de tamanhos e a variação dos comprimentos individuais em função da idade. A utilização de elementos traço na análise de estrutura dos estoques explotados pode auxiliar na reconstrução da história de vida, origem e conectividade de diversas espécies. No presente trabalho, foram analisados os otólitos de 20 indivíduos, com comprimento zoológico (CZ) variando entre 37 cm e 57 cm, para se avaliar o grau de conectividade entre os exemplares capturados no Atlântico Equatorial Oeste e Central. Para este fim, um sistema de ablação a laser ligado a um espectrômetro de massa por indução de plasma (LA ICPMS) foi utilizado para se medir à concentração dos elementos traços: 7Li, 24Mg, 55Mn, 88Sr, 137Ba, e 44Ca, a partir de uma média de cinco pontos de ablação para o núcleo de cada otólito escolhido aleatoriamente. Uma Análise Multivariada de Variância (MANOVA) e uma Análise Discriminante da Função Quadrática (QDFA), além de testes de univariância, foram efetuadas para determinar os locais de captura, que incluíram o Arquipélago de São Pedro e São Paulo- ASPSP (10), o Golfo da Guiné (5) e Cabo Verde (5). A acurácia da classificação foi de 85% e a comparação espacial dos elementos traços sugeriu uma variação significante entre as regiões (p ≤ 0,05), com escores canônicos iguais a 0,172 para região do Brasil e de 0,758 para a da África. O teste Wilk’s Lambda (0,386) foi significativo indicando que a concentração dos elementos difere entre as duas regiões evidenciando que os indivíduos analisados devem ter se originado de áreas quimicamente e/ ou geograficamente distintas.

Os problemas de colorac Ëao de vÂertices e de arestas, que consistem em determinar o menor nÂumero de cores necessÂarias para colorir os vÂertices e arestas de um grafo, respectivamente, de forma que vÂertices adjacentes e arestas adjacentes, respectivamente, possuem cores distintas, sËao problemas computacionalmente difÂ&#305;ceis e sËao objeto de pesquisa recorrente em teoria do grafos em virtude de inÂumeros problemas prÂaticos que eles modelam. No presente trabalho, estudamos o pior desempenho dos algoritmos gulosos de colorac Ëao de vÂertices e de arestas. O algoritmo guloso tem o seguinte princÂ&#305;pio geral: receber, um a um, os vÂertices (respect. as arestas) do grafo a ser colorido, atribuindo sempre a menor cor possÂ&#305;vel ao vÂertice (resp. aresta) a ser colorido. Observamos que colorir de forma gulosa as arestas de um grafo equivale a colorir de forma gulosa o seu grafo linha, tendo sido este o maior interesse na pesquisa em colorac Ëao gulosa de arestas. O pior desempenho dos algoritmos Âe medido pelo maior nÂumero de cores que eles podem utilizar. No caso da colorac Ëao gulosa de vÂertices, esse Âe o nÂumero de Grundy ou nÂumero cromÂatico guloso do grafo. No caso da colorac Ëao de arestas, esse Âe o Â&#305;ndice cromÂatico guloso ou Â&#305;ndice de Grundy do grafo. Sabe-se que determinar o nÂumero de Grundy de um grafo qualquer Âe NP-difÂ&#305;cil. A complexidade de determinar o Â&#305;ndice de Grundy de um grafo qualquer era entretanto um problema em aberto. Na presente dissertac Ëao, provamos dois resultados de complexidade. Provamos que o nÂumero de Grundy de um grafo (q,q&#8722;4) pode ser determinado em tempo polinomial. Essa classe contÂem estritamente a classe dos cografos e P4-esparsos para os quais o mesmo resultado havia sido estabelecido. Esse resultado generaliza portanto aqueles resultados. O algoritmo apresentado usa a decomposicÂËao primeval desses grafos, determinando o parËametro em tempo linear. No que se refere `a colorac Ëao de arestas, provamos que o problema de determinar o Â&#305;ndice de Grundy Âe NP-completo para grafos em geral e polinomial para grafos caterpillar, implicando que o nÂumero de Grundy Âe polinomial para os grafos linha desses. Mais especificamente provamos que o Â&#305;ndice de Grundy dos caterpillar Âe D ou D+1 e apresentamos um algoritmo polinomial para determinÂa-lo exatamente. / The vertices and edges colorings problems, which consists in determine the smallest number of colors needed to color the vertices and edges of a graph, respectively, so that adjacent vertices and adjacent edges, respectively, have distinct colors, are computationally hard problems and recurring subject of research in graph theory due to numerous practical problems they model. In this work, we study the worst performance of greedy algorithms for coloring vertices and edges. The greedy algorithm has the following general principle: to receive, one by one, the vertices (respect. edges) of the graph to be colored by assigning always the smallest possible color to the vertex (resp. edge) to be colored. We note that so greedy coloring the edges of a graph is equivalent to greedily coloring its line graph, this being the greatest interest in research on greedy edges coloring. The worst performance of the Algorithms is measured by the greatest number of colors they can use. In the case of greedy vertex coloring, this is the number of Grundy or greedy chromatic number of the graph. For the edge coloring, this is the greedy chromatic index or Grundy index of the graph. It is known that determining the Grundy number of any graph is NP-hard. The complexity of determining the Grundy index of any graph was however an open problem. In this dissertation, we prove two complexity results. We prove that the Grundy number of a (q,q&#8722;4)-graph can be determined in polynomial time. This class contains strictly the class of cografos P4-sparse for which the same result had been established. This result generalizes so those results. The presented algorithm uses the primeval decomposition of graphs, determining the parameter in linear time. About greedy edge coloring, we prove that the problem of determining the Grundy index is NP-complete for general graphs and polynomial for catepillar graphs, implying that the Grundy number is polynomial for graphs of line of caterpillars. More specifically, we prove that the Grundy index of a caterpillar is D or D+1 and present a polynomial algorithm to determine it exactly.

Sabe-se que diversas regiões do cérebro humano trabalham em sincronia, mesmo anatomicamente separadas, sugerindo conexões funcionais e estruturais. Dessa forma, nosso cérebro pode ser considerado uma rede que pode ser estudada para diferenças entre indivíduos e entre tarefas, em que os nodos podem ser diferentes regiões e as arestas podem ser medidas de conectividade funcional entre séries temporais de um sinal de ressonância magnética de cada região. Neste estudo, propomos analisar como conectividade funcional e parâmetros de rede cerebral se relacionam com desempenho intelectual e um estado de atenção sustentada. Foram adquiridas imagens de ressonância magnética de 30 indivíduos saudáveis jovens em estado de repouso e de atenção sustentada, a partir delas foram calculadas as conexões funcionais entre 90 regiões cerebrais usando o coeficiente de correlação entre pares de series temporais. Destes sujeitos foram estimados sete índices de inteligência a partir da aplicação do teste WAIS-III. As matrizes de conectividade evidenciariam um comportamento de rede complexa de mundo pequeno para limiares entre 0,2 e 0,5. Não foram encontradas associações entre parâmetros globais das redes ponderadas em estado de repouso e os índices de inteligência. Conectividade funcional e alguns parâmetros de rede locais evidenciaram correlações com pontuações de inteligência, principalmente nas regiões frontal, pré-central, parietal e occipital, giro fusiforme e supramarginal e caudado. Embora o p-valor não-corrigido seja bem pequeno e/ou haja simetria entre hemisférios em alguns resultados, ao ser considerado o efeito de múltiplas comparações para análise inteira não foram encontradas associações estatisticamente significativas, por isso as análises foram corrigidas para cada região (p-valor corrigido pelo FDR<0,05). Ainda assim, possivelmente um aumento do número de sujeitos levaria a resultados mais conclusivos. Não foram encontrados resultados que confirmassem a hipótese de que, para indivíduos normais, haveria uma maior anti-correlação de redes extrínsecas e intrínsecas como um todo para o estado de atenção focada em relação ao estado de repouso. Entretanto, durante o estado de atenção sustentada, foram encontradas algumas diferenças estatisticamente significantes nas conexões locais dentro das redes positivas e negativas à tarefa, evidenciadas por um aumento na magnitude das correlações positivas ou negativas durante a atenção sustentada, além de uma tendência de anti-correlação em conexões entre regiões positivas e negativas à tarefa. / It\'s known that some regions of the human brain work synchronously, even if they are anatomically separated, suggesting functional and structural connections. In this way, our brain can be considered a network that can be studied for individual or task differences and in which nodes can be the different regions and edges can be the measurements of functional connectivity between blood oxygen level-dependent signal time series from each region. In this study, we aim to analyze how functional connectivity and brain network parameters relate to intellectual performance and to sustained attention state. Resonance Magnetic images were acquired in 30 healthy young volunteers in resting and attentional state. The functional connections between 90 brain regions were computed from them using correlation coefficient between pairs of temporal series. Seven intelligence indices were estimated from these subjects through WAIS-III test application and associations between functional connectivity values or brain network parameters were sought. Connectivity matrices evidenced a small-world complex network behavior for thresholds between 0.2 and 0.5. No associations between global parameters using weighted networks were found. Functional connectivity and network parameters have evidenced some correlations with intelligence scores, mainly in frontal, pre-central, parietal, occipital regions, fusiform and supramarginal gyrus and caudate nucleus. Even that the uncorrected p-value was small and/or there was symmetry between hemispheres in several results, statistical significant associations were not found considering multiple comparisons correction for the entire analysis, therefore the analysis were corrected for each region (FDR corrected p-value <0.05). Even, increasing the number of subjects possibly would get more conclusive results. Results corroborant to the initial hypothesis of greater anti-correlation between default mode network and task-positive regions were not found for the sustained attention state. However, during sustained attention state, some statistically significant differences in local connections within task-positive and negative regions were found, evidenced by the increase of the strength of positive and negative correlations, besides of a trend of anti-correlation in connections between task-positive and negative regions.

A caracterização de redes e o estudo de sistemas, ambos utilizando grafos, é algo muito usado por várias áreas científicas. Uma das linhas deste estudo é denominada de grafos aleatórios, que por sua vez auxilia na criação de modelos para análise de redes reais. Consideramos um modelo de grafo aleatório não homogêneo criado por Kang, Pachón e Rodríguez (2016), cuja construção é feita a partir da realização do grafo binomial G(n; p). Para este modelo, estudamos argumentos e métodos usados para encontrar resultados sobre o limiar de conectividade, importante propriedade relacionada a existência assintótica de vértices e componentes isolados. Em seguida, constatamos algumas características positivas e negativas a respeito da utilização do grafo para modelar redes reais complexas, onde usamos de simulações computacionais e medidas topológicas. / The characterization of networks and the study of systems, both using graphs, is very used by several scientific areas. One of the lines of this study is called random graphs, which in turn assists in creating models for the analysis of real networks. We consider an inhomogeneous random graph model created by Kang, Pachón e Rodríguez (2016), where its construction is made from the realization of the binomial graph G(n; p). For this model, we studied the arguments and methods used to find results on the connectivity threshold, important property related to asymptotic existence of vertices and isolated components. Then we found some positive and negative characteristics about the use of the graph to model complex real networks, using computer simulations and topological measures.