Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-21T14:26:36Z No. of bitstreams: 1 RAIMUNDO BERNARDINO FILHO - TESE (PPGEP) 2018.pdf: 1557428 bytes, checksum: 0dc252eddca8999474daba5befd45a97 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAIMUNDO BERNARDINO FILHO - TESE (PPGEP) 2018.pdf: 1557428 bytes, checksum: 0dc252eddca8999474daba5befd45a97 (MD5) Previous issue date: 2018-04-27 / As indústrias de beneficiamento do pecado geram grandes quantidades de resíduos que são verdadeiras fontes de contaminação ao meio ambiente quando são descartados inadequadamente. O aproveitamento desses resíduos na elaboração de alimentos para humanos pode ser uma alternativa na obtenção de um produto nutritivo e mais acessível, além de agregar valor aos resíduos e aumentar a margem de lucro das industrias. Nesta pesquisa objetivou-se elaborar um extrato aromático a partir de resíduos industriais de camarão branco (L. vannamei) e aplicar num emulsionado “tipo mortadela” de CMS de tilápia do Nilo (O. niloticus). Os extratos aromáticos foram obtidos através de um processo de liofilização dos extratos líquidos provenientes do cozimento dos resíduos. Foram elaborados três tipos de extratos aromáticos com matérias-primas diferentes: Ecasca (cascas), Ecefa (cefalotórax) e Emix (50% cascas e 50% cefalotórax). Realizou-se análises microbiológicas, físico-químicas e através de teste de índice de aceitação e rendimento de extração escolheu-se o melhor extrato. O tratamento Ecefa obteve o maior índice de aceitabilidade (89,88%) e maior rendimento (8,54%), sendo escolhido como o mais viável. Foram desenvolvidas três formulações de emulsionados ‘tipo mortadela” com concentrações variadas de extrato. Na formulação M0,5 adicionou 0,5%, na formulação M0,75 0,75% e na formulação M1 1% de extrato. Foram realizadas análises microbiológicas (Staphylococcus coagulase positiva, Salmonella sp. e Coliformes a 45 °C), composição centesimal (umidade, cinzas, lipídeos, proteínas e carboidratos), valor energético, quantificação de amido e cálcio, análises instrumentais (Aw, pH, cor instrumental e força de cisalhamento) e testes de aceitação e intenção de compra, que foram realizados com 100 julgadores não treinados. Todas formulações dos emulsionados apresentaram características microbiológicas e físico-químicas dentro dos padrões estabelecidos pela legislação vigente no Brasil, com exceção apenas para o teor de umidade que foi superior. Como esperado, devido a variação nas concentrações de extrato, houve diferenças significativas para os parâmetros luminosidade (L*), cor vermelha (a*) e cor amarela (b*) entre todas as formulações, já em relação a força de cisalhamento não houve diferença significativa entre as formulações, indicando que, a adição do extrato em concentrações diferentes não alterou a textura do produto. Os testes sensoriais indicaram uma boa aceitação de todas as formulações dos emulsionados com sabor de camarão, alcançando um índice de aceitabilidade de 85,97% para a formulação M1 e de 84,42% e 80,25%, respectivamente para as formulações M0,75 e M0,5. A adição de maiores concentrações do extrato influenciou positivamente na aceitação dos produtos. Para o teste de intenção de compra, as formulações M0,75 e M1 foram estatisticamente iguais e tiveram uma melhor avaliação com médias de 4,32 e 4,38 respectivamente, correspondente ao termo “possivelmente compraria”. Desta forma, pode-se dizer que as formulações desenvolvidas são uma alternativa para agregar valor aos resíduos do processamento do camarão e da filetagem de tilápia, podendo ser empregados na elaboração de mortadela, com características mais saudáveis e nutritivas. / Sin beneficiation industries generate large amounts of waste that are true sources of environmental contamination when disposed of inappropriately. The use of these residues in the preparation of food for humans can be an alternative in obtaining a nutritional and more accessible product, besides adding value to the waste and increasing the profit margin of the industries. The objective of this research was to elaborate an aromatic extract from industrial residues of white shrimp (L. vannamei) and apply it to a Northeastern tilapia (O. niloticus) type "mortadella" emulsion. The aromatic extracts were obtained through a process of lyophilization of the liquid extracts from the baking of the residues. Three types of aromatic extracts were prepared with different raw materials: Ecasca (shells), Ecefa (cephalothorax) and Emix (50% shells and 50% cephalothorax). Microbiological, physical-chemical analyzes were carried out and the best extract was chosen by means of the acceptance index test and the extraction yield. The Ecefa treatment had the highest rate of acceptability (89,88%) and higher yield (8,54%), being chosen as the most feasible. Three emulsion formulations were developed 'mortadella type' with varying concentrations of extract. In the formulation M0,5 added 0,5%, in the formulation M0,75 0,75% and in the formulation M1 1% of extract. Microbiological analyzes (Staphylococcus coagulase positive, Salmonella sp. And Coliformes at 45°C), centesimal composition (moisture, ashes, lipids, proteins and carbohydrates), energy value, starch and calcium quantification, instrumental color and shear force) and acceptance and purchase intention tests, which were performed with 100 untrained judges. All formulations of the emulsions presented microbiological and physicochemical characteristics within the standards established by the Brazilian legislation, except for only the moisture content that was higher. As expected, due to the variation in the extract concentrations, there were significant differences for the parameters luminosity (L*), red color (a*) and yellow color (b*) among all the formulations, already in relation to the shear force there was no significant difference between the formulations, indicating that the addition of the extract at different concentrations did not alter the texture of the product. Sensory tests indicated good acceptance of all shrimp flavor emulsion formulations, achieving an acceptability index of 85.97% for formulation M1 and 84,42% and 80,25%, respectively for formulations M0,75 and M0,5. The addition of higher concentrations of the extract influenced positively the acceptance of the products. For the intention to buy test, the M0,75 and M1 formulations were statistically the same and had a better evaluation with averages of 4,32 and 4,38 respectively, corresponding to the term "possibly buy." In this way, it can be said that the formulations developed are an alternative to add value to the shrimp processing and fillet tilapia residues, which can be used in the elaboration of mortadella, with healthier and more nutritious characteristics.

A perda da biodiversidade ao longo das últimas décadas está relacionada com diversas alterações ambientais, entre elas a introdução de espécies exóticas que geralmente tem um efeito negativo sobre as comunidades e os ecossistemas nativos. Procambarus clarkii é uma espécie de lagostim nativo do centro-sul dos Estados Unidos e nordeste do México, considerada invasora em diversos países, onde é responsável por inúmeros problemas ambientais. Organismos aquáticos estão sujeitos a constantes flutuações abióticas e bióticas que influenciam seus processos fisiológicos. O conhecimento e a caracterização das variações metabólicas e fisiológicas dos organismos ao longo das estações do ano são importantes para compreender períodos de suscetibilidade destes organismos. Com isso a presente dissertação tem por objetivo estabelecer e avaliar biomarcadores ligados ao metabolismo intermediário, ao balanço oxidativo, a trato digestório (repleção gástrica e índice hepatossomático) e trato reprodutivo (índice gonadossomático e grau de maturação ovariana) de P. clarkii no sudeste brasileiro. Foram realizadas quatro coletas, uma a cada estação do ano, no Parque Alfredo Volpi em São Paulo-SP, durante o ano de 2016. Os animais foram separados por categoria reprodutiva (Machos reprodutivos= M1, Machos não reprodutivos=M2 e Fêmeas), pesados, medidos, tiveram a hemolinfa coletada, foram crioeutanasiados e seus tecidos removidos (músculo abdominal, hepatopâncreas e gônadas das fêmeas) O grau de repleção gástrico foi categorizado por prospecção visual e os índices hepato e gonadossomático calculados levando em consideração a massa do órgão em relação à massa total do animal. Foram quantificados na hemolinfa os níveis circulantes de glicose, proteínas totais, ácido úrico, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol total e colesterol VLDL. Nos tecidos foram quantificados os níveis de glicogênio, proteínas totais, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol. Além de quantificados parâmetros do balanço oxidativo como a lipoperoxidação e a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa S-tranferase. Os resultados deste estudo evidenciam que esta espécie se reproduz ao longo de todo ano com maior intensidade no verão. Os marcadores fisiológicos evidenciam um grande investimento reprodutivo principalmente nas fêmeas, observou-se o uso de substratos energéticos para a reprodução, conduzindo possivelmente a um incremento do dano oxidativo (lipoperoxidação) na estação reprodutiva. Os M1 e M2 apresentam distinções relacionadas às funções de reprodução e crescimento, com alocação de substratos energéticos em M1 para reprodução e em M2 para ser usado possivelmente, no processo de muda e anabolismo para se tornar um M1. Nota-se a diminuição da atividade alimentar em M2 após o período reprodutivo, possivelmente relacionado a uma baixa capacidade de competição deste com M1. Esses resultados podem auxiliar na tomada de decisão em trabalhos que visem o controle da expansão de P.clarkii. / The loss of biodiversity over the last few decades is related to a number of environmental changes, including the introduction of exotic species that generally have a negative effect on communities and native ecosystems. Procambarus clarkii is a species of crayfish native to the south-central United States and northeastern Mexico, and is considered invasive in several countries, where it is responsible for numerous environmental problems. Aquatic organisms are subject to constant abiotic and biotic fluctuations that influence their physiological processes. The knowledge and characterization of the metabolic and physiological variations of the organisms throughout the seasons are important to an understanding periods of susceptibility of these organisms. The aim of this dissertation was to establish and evaluate biomarkers linked to the intermediate metabolism, oxidative balance, digestive tract (gastric repletion and hepatosomatic index) and reproductive tract (gonadosomatic index and degree of ovarian maturation) of P. clarkii in southeastern Brazil. Four collections, one at each season of the year, were carried out in the Alfredo Volpi Park in São Paulo, SP, during the year 2016. The animals were separated by reproductive category ( Reproductive Males = M1, Non-reproductive Males = M2 and Females), weighted, measured, had hemolymph collected, were submitted to cryothanasia and their tissues were removed (abdominal muscle, hepatopancreas and female gonads) The degree of gastric repletion was categorized by visual survey and the hepato and gonadossomatic indices were calculated by taking into account the mass of the organ in relation to the total mass of the animal. Circulating levels of glucose, total proteins, uric acid, total lipids, triglycerides, total cholesterol and VLDL cholesterol were quantified in the hemolymph. In the tissues the levels of glycogen, total proteins, total lipids, triglycerides and cholesterol were quantified. In addition, the oxidative balance was quantified through parameters such as lipoperoxidation and the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. The results of this study show that this species reproduces throughout the year with greater intensity in the summer. The physiological markers evidenced a higher reproductive investment mainly in females, where we observed the use of energetic substrates for reproduction, possibly leading to an increase of oxidative damage (lipoperoxidation) in the reproductive season. M1 and M2 present distinctions related to reproduction and growth functions, with allocation of energetic substrates in M1 for reproduction and in M2 possibly for the process of moulting and anabolism to become an M1. The decrease in M2 activity after the reproductive period is possibly related to a low capacity of competition with M1. These results may help in the decision making of future research aimed at controlling the expansion of P.clarkii.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:48:49Z : No. of bitstreams: 1 henares_mnp_me_jabo.pdf: 553873 bytes, checksum: 3b0cf11a9bc723ffcb29039f64e16c5f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação de mestrado está organizada em três capítulos. O capítulo I apresenta uma introdução geral, onde são abordados os impactos ambientais provocados pela atividade da aqüicultura e o tratamento de efluente por wetlands construídas. O capítulo II e III são referentes à experimentos desenvolvidos no Setor de Carcinicultura do Centro de Aqüicultura da UNESP (CAUNESP), em Jaboticabal – SP. Os principais objetivos destes capítulos foram: (Capítulo II) determinar os possíveis impactos provocados pelo manejo utilizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii na água utilizada no viveiro; (Capítulo III) avaliar a eficiência de uma wetland construída e povoada com duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Salvinia molesta) com diferentes exigências nutricionais para otimizar o tratamento do efluente de viveiro de manutenção de reprodutores de M. rosenbergii. O resultado do Capítulo II permite concluir que o manejo realizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii entre as biomassas de 403,18 e 547,90 g.m-2, durante o período de 50 dias, provoca o aumento dos valores de condutividade elétrica, pH, turbidez e MPS; das concentrações de NIT, NT, P-PO4, PD e PT e reduz a concentração de O2 dissolvido. No Capítulo III, concluiu-se que a wetland construída e povoada com S. molesta e com E. crassipes + S. molesta foram menos eficiente no tratamento do efluente de viveiro de manutenção de M. rosenbergii do que a wetland construída e povoada com E. crassipes. / The world production of Malaysia shrimp, Macrobrachium rosenbergii, presented considerable growth in the last decades. However, shrimp farming activity can provoke impacts in water used in the vivarium. The aim of this work was to determine the possible impacts provoked by the management accomplished for the maintenance of reproductive shrimp of the species M. rosenbergii in water used in the vivarium during the period 50 day. In the beginning of the experiment (03/14/2007) the vivarium, located in the CAUNESP, in Jaboticabal (SP-Brazil), with 193 m2 of surface and 1.1 m was full of 1.263 reproductive shrimp with medium weight of 61.61 ± 16.55 g.indivíduo-1. Weekly, it was determined value of temperature, pH, dissolved oxygen, electric conductivity, total alkalinity, turbidity, particulate material in suspension (PMS), total inorganic nitrogen (TIN), total nitrogen (TN), orthophosphate (P-PO4), dissolved phosphorus (DP) and total phosohorus (TP) of supply water and of the effluent of the vivarium. The values of electric conductivity and pH were significantly (p<0,05) higher in the effluent relation to the ones of the supply water. The 25 turbidity and PMS values were significantly higher in the effluent of the vivarium in seven weeks. Except for the dissolved oxygen and of TN, the TIN, P-PO4, DP and TP concentrations were significantly higher in the effluent when compared to the supplu water of vivarium in all the weeks evaluated. Among the forms of phosphorus, the biggest increases were observed for DP and and TP concentrations with 82.76 μg.L-1 and 174.75 μg.L-1, respectively. Among nitrogeneous forms, the biggest increase was observed for TIN with 81.32 μg.L-1. The management accomplished for the reproductive maintenance of M. rosenbergii during the period 50 days caused impact in water used in the vivarium... (Complete abstract, click electronic access below)

Orientador: Flávio Ruas de Moraes / Banca: Laura Satiko Okada Nakaghi / Banca: Ricardo Massato Takemoto / Banca: Mauricio Laterça Martins / Banca: Adjair Antônio do Nascimento / Resumo: Neste trabalho são apresentados dados de abundância média, prevalência e intensidade média de parasitismo em trinta e quatro espécimes de Pseudoplatystoma fasciatum, popularmente conhecidos como cacharas, capturados nos meses de março, setembro e novembro de 2003, outubro de 2004 e 2005, com tarrafas e redes de espera no rio Aquidauana. Todos os indivíduos amostrados encontravam-se parasitados. Dezenove espécies de parasitos foram identificadas, sendo sete cestodas proteocefalídeos, três monogeneas, um digenea, três nematodas, um acantocéfalo, um crustáceo, um pentastomídeo e duas espécies de mixosporídeos. As espécies de cestóides, Harriscolex kaparari e Megathylacus travassosi são registradas pela primeira vez para P. fasciatum capturados no rio Aquidauana. Os monogeneas foram os endohelmintos que apresentaram maior prevalência (100 %), seguidos pelos cestodas (91,18 %) e nematodas (58,82 %). / Abstract: In this work are presented mean abundance, prevalence and mean intensity of infection in 34 specimens of Pseudoplatystoma fasciatum, commonly called cacharas. Fish were captured in Aquidauana river in March, September and November 2003, October 2004 and 2005, with nets in the Aquidauana river. All analyzed fish were infected. Nineteen species of parasites were collected, seven of proteocephalid cestodes, three of monogeneans, one of digeneans, three of nematodes, one of acanthocephalan, one of crustacean, one of pentastomid and two species of myxosporeans. The first record of Harriscolex kaparari and Megathylacus travassosi in P. fasciatum in the Aquidauana river was observed. Monogeneans were showed the highest prevalence, followed by cestodes (91.18 %) and nematodes (58.82 %). / Doutor

A perda da biodiversidade ao longo das últimas décadas está relacionada com diversas alterações ambientais, entre elas a introdução de espécies exóticas que geralmente tem um efeito negativo sobre as comunidades e os ecossistemas nativos. Procambarus clarkii é uma espécie de lagostim nativo do centro-sul dos Estados Unidos e nordeste do México, considerada invasora em diversos países, onde é responsável por inúmeros problemas ambientais. Organismos aquáticos estão sujeitos a constantes flutuações abióticas e bióticas que influenciam seus processos fisiológicos. O conhecimento e a caracterização das variações metabólicas e fisiológicas dos organismos ao longo das estações do ano são importantes para compreender períodos de suscetibilidade destes organismos. Com isso a presente dissertação tem por objetivo estabelecer e avaliar biomarcadores ligados ao metabolismo intermediário, ao balanço oxidativo, a trato digestório (repleção gástrica e índice hepatossomático) e trato reprodutivo (índice gonadossomático e grau de maturação ovariana) de P. clarkii no sudeste brasileiro. Foram realizadas quatro coletas, uma a cada estação do ano, no Parque Alfredo Volpi em São Paulo-SP, durante o ano de 2016. Os animais foram separados por categoria reprodutiva (Machos reprodutivos= M1, Machos não reprodutivos=M2 e Fêmeas), pesados, medidos, tiveram a hemolinfa coletada, foram crioeutanasiados e seus tecidos removidos (músculo abdominal, hepatopâncreas e gônadas das fêmeas) O grau de repleção gástrico foi categorizado por prospecção visual e os índices hepato e gonadossomático calculados levando em consideração a massa do órgão em relação à massa total do animal. Foram quantificados na hemolinfa os níveis circulantes de glicose, proteínas totais, ácido úrico, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol total e colesterol VLDL. Nos tecidos foram quantificados os níveis de glicogênio, proteínas totais, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol. Além de quantificados parâmetros do balanço oxidativo como a lipoperoxidação e a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa S-tranferase. Os resultados deste estudo evidenciam que esta espécie se reproduz ao longo de todo ano com maior intensidade no verão. Os marcadores fisiológicos evidenciam um grande investimento reprodutivo principalmente nas fêmeas, observou-se o uso de substratos energéticos para a reprodução, conduzindo possivelmente a um incremento do dano oxidativo (lipoperoxidação) na estação reprodutiva. Os M1 e M2 apresentam distinções relacionadas às funções de reprodução e crescimento, com alocação de substratos energéticos em M1 para reprodução e em M2 para ser usado possivelmente, no processo de muda e anabolismo para se tornar um M1. Nota-se a diminuição da atividade alimentar em M2 após o período reprodutivo, possivelmente relacionado a uma baixa capacidade de competição deste com M1. Esses resultados podem auxiliar na tomada de decisão em trabalhos que visem o controle da expansão de P.clarkii. / The loss of biodiversity over the last few decades is related to a number of environmental changes, including the introduction of exotic species that generally have a negative effect on communities and native ecosystems. Procambarus clarkii is a species of crayfish native to the south-central United States and northeastern Mexico, and is considered invasive in several countries, where it is responsible for numerous environmental problems. Aquatic organisms are subject to constant abiotic and biotic fluctuations that influence their physiological processes. The knowledge and characterization of the metabolic and physiological variations of the organisms throughout the seasons are important to an understanding periods of susceptibility of these organisms. The aim of this dissertation was to establish and evaluate biomarkers linked to the intermediate metabolism, oxidative balance, digestive tract (gastric repletion and hepatosomatic index) and reproductive tract (gonadosomatic index and degree of ovarian maturation) of P. clarkii in southeastern Brazil. Four collections, one at each season of the year, were carried out in the Alfredo Volpi Park in São Paulo, SP, during the year 2016. The animals were separated by reproductive category ( Reproductive Males = M1, Non-reproductive Males = M2 and Females), weighted, measured, had hemolymph collected, were submitted to cryothanasia and their tissues were removed (abdominal muscle, hepatopancreas and female gonads) The degree of gastric repletion was categorized by visual survey and the hepato and gonadossomatic indices were calculated by taking into account the mass of the organ in relation to the total mass of the animal. Circulating levels of glucose, total proteins, uric acid, total lipids, triglycerides, total cholesterol and VLDL cholesterol were quantified in the hemolymph. In the tissues the levels of glycogen, total proteins, total lipids, triglycerides and cholesterol were quantified. In addition, the oxidative balance was quantified through parameters such as lipoperoxidation and the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. The results of this study show that this species reproduces throughout the year with greater intensity in the summer. The physiological markers evidenced a higher reproductive investment mainly in females, where we observed the use of energetic substrates for reproduction, possibly leading to an increase of oxidative damage (lipoperoxidation) in the reproductive season. M1 and M2 present distinctions related to reproduction and growth functions, with allocation of energetic substrates in M1 for reproduction and in M2 possibly for the process of moulting and anabolism to become an M1. The decrease in M2 activity after the reproductive period is possibly related to a low capacity of competition with M1. These results may help in the decision making of future research aimed at controlling the expansion of P.clarkii.

A homeostase do cálcio possui um papel central no funcionamento dos tecidos e células animais e torna-se, então, fundamental o entendimento dos mecanismos celulares de transporte de Ca2+ transmembrânico, e para isso, os crustáceos têm sido utilizados como modelo de estudo. Caranguejos terrestres e semi-terrestres, devido ao acesso limitado ao meio líquido desenvolveram mecanismos fisiológicos para a conservação de Ca2+ (em gastrólitos, hemolinfa e hepatopâncreas), sendo que os crustáceos apresentam quatro tecidos especializados para troca bi-direcional específica de Ca2+: (i) brânquias, (ii) epitélio do sistema digestivo, (iii) glândulas antenais e (iv) a camada da hipoderme da cutícula (não analizado no presente projeto). Nesses tecidos, a entrada de Ca2+ através de membranas apicais envolve o trocador de Ca2+/nNa+ (nH+) e um canal de Ca2+; os trocadores basolaterais, por outro lado, envolvem (i) o trocador de Ca2+/Na+ (ii) uma bomba de Ca2+- ATPase, e (iii) um canal de cálcio inibido por verapamil. Estudou-se aqui a ação conjugada de inibidores (amiloride e verapamil) e a ação indireta da ouabaína (inibidor da Na+/K+ ATPase) sobre a tomada de Ca2+, visando testar a necessidade de um gradiente de Na+ para o transporte secundário de Ca2+ em células isoladas de brânquias, glândulas antenais e hepatopâncreas preparadas a partir de animais em fase de inter-muda e pós-muda. Nos caranguejos utilizados no presente projeto (Superfamília Grapsoidea), os quais apresentam diferentes níveis de terrestrialidade: (A) Casmagnathus granulatus T2, (B) Sesarma rectum T3 e (C) Goniopsis cruentata T3., os inibidores amiloride (12,7 mM), verapamil (40 mM), e amiloride + verapamil conjugados, promoveram tendências à redução no transporte de Ca2+. O uso do inibidor ouabaína (17,1 mM), sugere a necessidade de um gradiente de Na+ para o transporte secundário de Ca2+. Os resultados obtidos comprovaram também a relação entre o nível de terrestrialidade e as adaptações fisiológicas em relação à homeostase do Ca2+ somente em hepatopâncreas, enquanto que a glândula antenal parece não exercer papel relevante na homeostase do Ca2+ em caranguejos semi-terrestres. / Calcium homeostasis possess a central role on animal cells and tissues and the understanding of transepithelial Ca2+ transport mechanisms becomes fundamental, and crustaceans have been used as study model. Since terrestrial and semi-terrestrial crabs have limited access to water, they have evolved physiological mechanisms in order to conserve Ca2+ (in gastroliths, hemolymph and hepatopancreas), and crustacean have shown four specialized tissues for specific bidirectional Ca2+ exchange: (i) gills, (ii) the gut epithelia, (iii) antennal glands e (iv) the layer of cuticle hypodermis (not analyzed in this project). In these tissues, the apical Ca2+ uptake involves a Ca2+/nNa+ (nH+) exchanger and a Ca2+ channel; in contrast, basolateral exchangers may involve: (i) a Na+/Ca2+ exchanger (ii) a Ca2+ ATPase, and (iii) a verapamil-inhibited Ca2+ channel. The objective of this project was to study the action of conjugated inhibitors (amiloride and verapamil) and ouabain (Na+/K + ATPase inhibitor) on Ca2+ uptake, to show the necessity of a Na+ gradient for the secondary Ca2+ transport in isolated gills, antennal glands and hepatopancreatic cells from intermoult and postmoult animals. The crabs used in this project (Grapsoidea Superfamily), present different levels of terrestrial adaptations: (a) Casmagnathus granulatus T2, (b) Sesarma rectum T3 and (c) Goniopsis cruentata T3. The inhibitors amiloride (12,7 mM), verapamil (40 mM), and amiloride + verapamil used in this project promoted a tendency to reduce Ca2+ transport. The results on ouabain inhibitor (17.1 mM) suggests the necessity of a Na+ gradient for secondary Ca2+ transport,. The results also suggest a relationship between level of terrestrial adaptation and physiological responses related to Ca2+ homeostasis in hepatopancreas, while the antennal gland does not seem to have a relevant role on Ca2+ homeostasis in semi-terrestrial crabs.

The present study adopted an integrative approach to conduct a population comparison of vulnerability to environmental stress in a commercially important species of ectotherm. Specifically, I investigated how differing environmental conditions in native habitats may drive intra-species divergence and alter performance when conditions shift. This study used northern prawn (Pandalus borealis Krøyer 1838) populations with known morphological differences from two spatially proximate fjord sites differing in oxygen regime as a model system. The genetic population structure was analysed and whole organism, physiological, and metabolomic performance under hypoxia and thermal stress were assessed. Genetic analyses displayed no significant dissimilarities between P. borealis from the normoxic and the seasonally hypoxic site. It was hypothesised that phenotypic plasticity may act as mechanism by which P. borealis may persist in the seasonally hypoxic fjord. Subsequently, a common garden experiment, in which individuals from the two fjords were exposed to hypoxia and the additional stress of elevated temperature, was carried out. The populations did not show significantly different physiological performance as determined by metabolic rates and stamina. However, the experiment did confirm the negative impacts of hypoxia on this species. Finally, P. borealis were exposed to hypoxia in the field in a translocation experiment. As the laboratory methods used would not have been possible to replicate, performance was assessed by survivorship and metabolite regulation. P. borealis from the two fjords showed significantly different levels of survivorship and the metabolomic profiles demonstrated that both populations possess different levels or forms of phenotypic plasticity, as they responded differently to translocation. This thesis presents the first use of the mtDNA control region of this species being used to determine its genetic variation and emphasises the need for multidisciplinary, holistic and multi-population approaches to assessing species vulnerability.

A perda da biodiversidade ao longo das últimas décadas está relacionada com diversas alterações ambientais, entre elas a introdução de espécies exóticas que geralmente tem um efeito negativo sobre as comunidades e os ecossistemas nativos. Procambarus clarkii é uma espécie de lagostim nativo do centro-sul dos Estados Unidos e nordeste do México, considerada invasora em diversos países, onde é responsável por inúmeros problemas ambientais. Organismos aquáticos estão sujeitos a constantes flutuações abióticas e bióticas que influenciam seus processos fisiológicos. O conhecimento e a caracterização das variações metabólicas e fisiológicas dos organismos ao longo das estações do ano são importantes para compreender períodos de suscetibilidade destes organismos. Com isso a presente dissertação tem por objetivo estabelecer e avaliar biomarcadores ligados ao metabolismo intermediário, ao balanço oxidativo, a trato digestório (repleção gástrica e índice hepatossomático) e trato reprodutivo (índice gonadossomático e grau de maturação ovariana) de P. clarkii no sudeste brasileiro. Foram realizadas quatro coletas, uma a cada estação do ano, no Parque Alfredo Volpi em São Paulo-SP, durante o ano de 2016. Os animais foram separados por categoria reprodutiva (Machos reprodutivos= M1, Machos não reprodutivos=M2 e Fêmeas), pesados, medidos, tiveram a hemolinfa coletada, foram crioeutanasiados e seus tecidos removidos (músculo abdominal, hepatopâncreas e gônadas das fêmeas) O grau de repleção gástrico foi categorizado por prospecção visual e os índices hepato e gonadossomático calculados levando em consideração a massa do órgão em relação à massa total do animal. Foram quantificados na hemolinfa os níveis circulantes de glicose, proteínas totais, ácido úrico, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol total e colesterol VLDL. Nos tecidos foram quantificados os níveis de glicogênio, proteínas totais, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol. Além de quantificados parâmetros do balanço oxidativo como a lipoperoxidação e a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa S-tranferase. Os resultados deste estudo evidenciam que esta espécie se reproduz ao longo de todo ano com maior intensidade no verão. Os marcadores fisiológicos evidenciam um grande investimento reprodutivo principalmente nas fêmeas, observou-se o uso de substratos energéticos para a reprodução, conduzindo possivelmente a um incremento do dano oxidativo (lipoperoxidação) na estação reprodutiva. Os M1 e M2 apresentam distinções relacionadas às funções de reprodução e crescimento, com alocação de substratos energéticos em M1 para reprodução e em M2 para ser usado possivelmente, no processo de muda e anabolismo para se tornar um M1. Nota-se a diminuição da atividade alimentar em M2 após o período reprodutivo, possivelmente relacionado a uma baixa capacidade de competição deste com M1. Esses resultados podem auxiliar na tomada de decisão em trabalhos que visem o controle da expansão de P.clarkii. / The loss of biodiversity over the last few decades is related to a number of environmental changes, including the introduction of exotic species that generally have a negative effect on communities and native ecosystems. Procambarus clarkii is a species of crayfish native to the south-central United States and northeastern Mexico, and is considered invasive in several countries, where it is responsible for numerous environmental problems. Aquatic organisms are subject to constant abiotic and biotic fluctuations that influence their physiological processes. The knowledge and characterization of the metabolic and physiological variations of the organisms throughout the seasons are important to an understanding periods of susceptibility of these organisms. The aim of this dissertation was to establish and evaluate biomarkers linked to the intermediate metabolism, oxidative balance, digestive tract (gastric repletion and hepatosomatic index) and reproductive tract (gonadosomatic index and degree of ovarian maturation) of P. clarkii in southeastern Brazil. Four collections, one at each season of the year, were carried out in the Alfredo Volpi Park in São Paulo, SP, during the year 2016. The animals were separated by reproductive category ( Reproductive Males = M1, Non-reproductive Males = M2 and Females), weighted, measured, had hemolymph collected, were submitted to cryothanasia and their tissues were removed (abdominal muscle, hepatopancreas and female gonads) The degree of gastric repletion was categorized by visual survey and the hepato and gonadossomatic indices were calculated by taking into account the mass of the organ in relation to the total mass of the animal. Circulating levels of glucose, total proteins, uric acid, total lipids, triglycerides, total cholesterol and VLDL cholesterol were quantified in the hemolymph. In the tissues the levels of glycogen, total proteins, total lipids, triglycerides and cholesterol were quantified. In addition, the oxidative balance was quantified through parameters such as lipoperoxidation and the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. The results of this study show that this species reproduces throughout the year with greater intensity in the summer. The physiological markers evidenced a higher reproductive investment mainly in females, where we observed the use of energetic substrates for reproduction, possibly leading to an increase of oxidative damage (lipoperoxidation) in the reproductive season. M1 and M2 present distinctions related to reproduction and growth functions, with allocation of energetic substrates in M1 for reproduction and in M2 possibly for the process of moulting and anabolism to become an M1. The decrease in M2 activity after the reproductive period is possibly related to a low capacity of competition with M1. These results may help in the decision making of future research aimed at controlling the expansion of P.clarkii.

Molting in arthropods is a complex process governed by regulatory mechanisms that have evolved and adapted over millennia to allow these animals to grow, despite being confined by a hardened exoskeleton. We isolated the molt-regulating Y-organs (YO) from the common shore crab Carcinus maenas at molt stages B, C1-3, C4, and D0 to assess how changes in protein abundances might underline the unique physiology of each of these stages. We found that changes in protein abundance were most notable in the postmolt stages (B and C1-3), where an increase in energy metabolism and the reactive oxygen species stress (ROS) response proteins was observed. An increase in triosephosphate isomerase and transketolase suggest that the postmolt YO is participating in triglycerides storage and is also actively recycling excess ribose sugars manufactured during the YO’s previously activated state. We also propose as mechanism through which ROS-induced release of cyclophilin A may contribute to YO atrophy during postmolt through the remodeling of structural proteins such as collagen. We support the standing observation of YO atrophy during postmolt by drawing attention to hemolymph protein abundances, especially those of cryptocyanin isoforms, which dropped precipitously in intermolt (C4) and remained at low abundances into early premolt (D0). Finally, though our evidence is preliminary, we propose that future investigations into the YO proteome address the significance of the protein glutamate dehydrogenase. Glutamate dehydrogenase, a key enzyme involved in the formation of glutamate, represents a potential nutrient-sensing checkpoint that might be involved in YO activation. Historically, most attention has gone to the acute molt stages, where signaling mechanisms involved in the activation of the YO have been the focus. Here, we present data suggesting that other regulatory mechanism may be governing the atrophy the postmolt YO. A better understanding of crustacean physiology has the potential to benefit ecosystems and economies worldwide.

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