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Mapeamento de dados multidimensionais usando árvores filogenéticas: foco em mapeamento de textos / Mapping multidimensional data using phylogenetic tress: focus text mappingAna Maria Cuadros Valdivia 01 October 2007 (has links)
A Visualização Computacional trata de técnicas para representar e interagir graficamente com dados complexos, em geral de alta dimensionalidade. Dados de alta dimensionalidade são caracterizados por pontos representados em espaços vetoriais de alta dimensão, cada coordenada representando um atributo do vetor. Num grande número de aplicações da visualização multidimensional uma medida de similaridade existe entre esses vetores. Técnicas de projeção multidimensional podem ser utilizadas para posicionamento desses dados num plano de forma a facilitar a interpretação das relações de similaridade. Entretanto alguns problemas dessas técnicas comprometem a interpretação dos resultados obtidos. Este trabalho identifica esses problemas e propõe, uma técnica para posicionar os pontos no plano, através da formação de árvores filogenéticas a partir de relações de similaridade. Em geral árvores filogenéticas são utilizadas para codificação de relações de ancestralidade. Um algoritmo de geração e um algoritmo de traçado dessas árvores foram implementados no contexto do sistema PEx (Projection Explorer) e a solução é comparada com a funcionalidade das projeções na interpretação de dados multidimensionais em geral e, em particular, na representação de coleções de documentos, uma aplicação bastante estratégica da visualização computacional e da mineração visual de dados / Computational Visualization is concerned with graphical representation and exploration of complex data, usually bearing high dimensionality. Multidimensional data are characterized by points represented in vector spaces of many dimensions, each coordinate representing an attribute of the vector. In many applications a similarity measure can be found to highlight relationships of proximity between the vectors. In this environment projection techniques offer an alternative to ease interpretation coded by the similarity measures through proximity on the display. They do so by positioning the points on a bidimensional plane. Projection techniques are very useful to display and interact with data, but present some drawbacks that in some cases compromise the interpretation of certain features in data sets. This work discusses such problems and proposes, as an alternative to represent similarity relationships and to provide point placement on a plane, the use of phylogenetic trees, a representation typically employed to represent ancestrality relationships. An algorithm for generation and an algorithm for drawing such trees were implemented in a system called Projection Explorer. The approach is compared to that of multidimensional projections for multidimensional data in general and, in particular, for document data sets, an strategic application for multidimensional visualizations, since text can be represented and interpreted as multi-dimensional entities
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Sistemática da Seção Atlides sensu Robbins (Lepidoptera: Lycaenidae, Theclinae, Eumaeini) / Systematics of the Atlides Section sensu Robbins (Lepidoptera: Lycaenidae, Theclinae, Eumaeini)Martins, Ananda Regina Pereira 26 September 2014 (has links)
A criação de seções em Eumaeini contribuiu significativamente para a classificação de uma tribo ainda com tantos problemas taxonômicos. No entanto, estudos ainda devem ser realizados no intuito de esclarecer relações filogenéticas entre gêneros e espécies das seções, além de reconstruir a história evolutiva de caracteres biologicamente relevantes (p. ex. órgãos sexuais secundários), fornecendo assim subsídios para a compreensão dos processos de especiação que contribuem para a diversidade do grupo. Dessa forma, o principal objetivo do presente trabalho é estabelecer uma classificação mais estável para seção Atlides, inferindo relações filogenéticas entre os gêneros e espécies da seção. Como desdobramentos desse objetivo, pode-se: testar o monofiletismo do gênero Theritas Hübner, com base em caracteres morfológicos; propor grupos monofiléticos dentro de Theritas, para posterior revisão das espécies; descrever nova espécie listada como sp. #128 na checklist do Atlas of Neotropical Lepidoptera; e fornecer subsídios pra o entendimento da evolução dos caracteres sexuais secundários encontrados na seção Atlides. Foram levantados 82 caracteres morfológicos: dois de cabeça, 65 de asas, dois de tórax, um de abdômen (externo), oito de genitália masculina e quatro de genitália feminina. As relações filogenéticas foram estudadas de acordo com o método cladístico. Testes assumindo pesos iguais e diferentes dos caracteres foram realizados. A pesagem dos caracteres seguiu o método de pesagem implícita com constante de concavidade (k) com valores iguais a 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 25, 50, 250 e 1000. Foram resultadas três árvores mais parcimoniosas no estudo com pesagem uniforme de caracteres (L=296, Ci= 50, Ri= 78). Como resultado do estudo cladístico tem-se que a seção Atlides não constitui um grupo monofilético da forma como havia sido proposta; o gênero Theritas Hübner não constitui um grupo monofilético, sendo desmembrado em três gêneros: Theritas Hübner, 1818 (sensu stricto), Denivia Johnson, 1992, revalidado e Margaritheclus Bálint, 2002, revalidado. A espécie listada como sp. #128 pertence à Denivia Johnson e foi descrita como Denivia silma Martins & Robbins, espécie nova. São propostas três novas combinações, uma em Margaritheclus Bálint e duas em Denivia Johnson, além de um sinônimo novo em Theritas Hübner. Os órgãos sexuais secundários mostraram-se homoplásticos, tendo a regulação gênica como uma explicação plausível para o padrão evolutivo apresentado. / The establishment of sections in Eumaeini contributed significantly to the classification of this tribe, which still has many taxonomic problems. However, many studies have yet to be performed, aiming to understand phylogenetic relationships of genera and species, and to reconstruct the evolutionary history of biologically relevant characters (ex. secondary sexual organs), providing supports for understanding speciation processes that contribute to the diversity of the group. Thus, the main objective of the present study is to establish a more stable classification for the Atlides section. As consequences of this objective, it was possible to test the monophyly of the genus Theritas Hübner, based on morphological characters; proposing monophyletic groups within Theritas, for further review of the species; describing a new species listed as sp. # 128 in checklist of the Atlas of Neotropical Lepidoptera; and providing guide lines for understanding the evolution of secondary sexual characters found in the Atlides section. A total of 82 morphological characters were collected: two from head, 65 from wings, two from thorax, one from external abdomen, eight from male genitalia and four from female genitalia. Phylogenetic relationships were studied according to the cladistic method. Tests assuming equal and different characters\' weights were performed. The characters\' weights were established using the implicit weighting method with values of 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 25, 50, 250 and 1000 for the constant of concavity (k). Three most parsimonious trees were obtained with equal characters weights analyses (L=296, Ci= 50, Ri= 78). Cladistics results showed that Atlides section does not constitute a monophyletic group as it had been proposed; Theritas Hübner, 1818 does not constitute a monophyletic group and it has being dismembered into three genera: Theritas Hübner, 1818 (sensu stricto), Denivia Johnson, 1992, revalidated and Margaritheclus Bálint, 2002, revalidated. The new species listed as sp. # 128 belongs to Denivia Johnson and it was described as Denivia silma Martins & Robbins, new species. It was proposed three new combinations, one in Margaritheclus Bálint and two in Denivia Johnson, and one new synonym in Theritas Hübner. The secondary sexual organs proved to be homoplastic, with gene regulation as a plausible explanation for the evolutionary pattern presented.
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Sistemática da Seção Atlides sensu Robbins (Lepidoptera: Lycaenidae, Theclinae, Eumaeini) / Systematics of the Atlides Section sensu Robbins (Lepidoptera: Lycaenidae, Theclinae, Eumaeini)Ananda Regina Pereira Martins 26 September 2014 (has links)
A criação de seções em Eumaeini contribuiu significativamente para a classificação de uma tribo ainda com tantos problemas taxonômicos. No entanto, estudos ainda devem ser realizados no intuito de esclarecer relações filogenéticas entre gêneros e espécies das seções, além de reconstruir a história evolutiva de caracteres biologicamente relevantes (p. ex. órgãos sexuais secundários), fornecendo assim subsídios para a compreensão dos processos de especiação que contribuem para a diversidade do grupo. Dessa forma, o principal objetivo do presente trabalho é estabelecer uma classificação mais estável para seção Atlides, inferindo relações filogenéticas entre os gêneros e espécies da seção. Como desdobramentos desse objetivo, pode-se: testar o monofiletismo do gênero Theritas Hübner, com base em caracteres morfológicos; propor grupos monofiléticos dentro de Theritas, para posterior revisão das espécies; descrever nova espécie listada como sp. #128 na checklist do Atlas of Neotropical Lepidoptera; e fornecer subsídios pra o entendimento da evolução dos caracteres sexuais secundários encontrados na seção Atlides. Foram levantados 82 caracteres morfológicos: dois de cabeça, 65 de asas, dois de tórax, um de abdômen (externo), oito de genitália masculina e quatro de genitália feminina. As relações filogenéticas foram estudadas de acordo com o método cladístico. Testes assumindo pesos iguais e diferentes dos caracteres foram realizados. A pesagem dos caracteres seguiu o método de pesagem implícita com constante de concavidade (k) com valores iguais a 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 25, 50, 250 e 1000. Foram resultadas três árvores mais parcimoniosas no estudo com pesagem uniforme de caracteres (L=296, Ci= 50, Ri= 78). Como resultado do estudo cladístico tem-se que a seção Atlides não constitui um grupo monofilético da forma como havia sido proposta; o gênero Theritas Hübner não constitui um grupo monofilético, sendo desmembrado em três gêneros: Theritas Hübner, 1818 (sensu stricto), Denivia Johnson, 1992, revalidado e Margaritheclus Bálint, 2002, revalidado. A espécie listada como sp. #128 pertence à Denivia Johnson e foi descrita como Denivia silma Martins & Robbins, espécie nova. São propostas três novas combinações, uma em Margaritheclus Bálint e duas em Denivia Johnson, além de um sinônimo novo em Theritas Hübner. Os órgãos sexuais secundários mostraram-se homoplásticos, tendo a regulação gênica como uma explicação plausível para o padrão evolutivo apresentado. / The establishment of sections in Eumaeini contributed significantly to the classification of this tribe, which still has many taxonomic problems. However, many studies have yet to be performed, aiming to understand phylogenetic relationships of genera and species, and to reconstruct the evolutionary history of biologically relevant characters (ex. secondary sexual organs), providing supports for understanding speciation processes that contribute to the diversity of the group. Thus, the main objective of the present study is to establish a more stable classification for the Atlides section. As consequences of this objective, it was possible to test the monophyly of the genus Theritas Hübner, based on morphological characters; proposing monophyletic groups within Theritas, for further review of the species; describing a new species listed as sp. # 128 in checklist of the Atlas of Neotropical Lepidoptera; and providing guide lines for understanding the evolution of secondary sexual characters found in the Atlides section. A total of 82 morphological characters were collected: two from head, 65 from wings, two from thorax, one from external abdomen, eight from male genitalia and four from female genitalia. Phylogenetic relationships were studied according to the cladistic method. Tests assuming equal and different characters\' weights were performed. The characters\' weights were established using the implicit weighting method with values of 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 25, 50, 250 and 1000 for the constant of concavity (k). Three most parsimonious trees were obtained with equal characters weights analyses (L=296, Ci= 50, Ri= 78). Cladistics results showed that Atlides section does not constitute a monophyletic group as it had been proposed; Theritas Hübner, 1818 does not constitute a monophyletic group and it has being dismembered into three genera: Theritas Hübner, 1818 (sensu stricto), Denivia Johnson, 1992, revalidated and Margaritheclus Bálint, 2002, revalidated. The new species listed as sp. # 128 belongs to Denivia Johnson and it was described as Denivia silma Martins & Robbins, new species. It was proposed three new combinations, one in Margaritheclus Bálint and two in Denivia Johnson, and one new synonym in Theritas Hübner. The secondary sexual organs proved to be homoplastic, with gene regulation as a plausible explanation for the evolutionary pattern presented.
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Técnicas para construção de árvores filogenéticas / Techniques for construction of phylogenetic treesViana, Gerardo Valdíso Rodrigues January 2007 (has links)
VIANA, Gerardo Valdíso Rodrigues. Técnicas para construção de árvores filogenéticas. 2007. 203 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2007. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-20T12:05:20Z
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Previous issue date: 2007 / Phylogenetic tree structures express similarities, ancestrality, and relationships between species or group of species, and are also known as evolutionary trees or phylogenies. Phylogenetic trees have leaves that represent species (taxons), and internal nodes that correspond to hypothetical ancestors of the species. In this thesis we rst present elements necessary to the comprehension of phylogenetic trees systematics, then ef cient algorithms to build them will be described. Molecular biology concepts, life evolution, and biological classi cation are important to the understanding of phylogenies. Phylogenetic information may provide important knowledge to biological research work, such as, organ transplantation from animals, and drug toxicologic tests performed in other species as a precise prediction to its application in human beings. To solve a phylogeny problem implies that a phylogenetic tree must be built from known data about a group of species, according to an optimization criterion. The approach to this problem involves two main steps: the rst refers to the discovery of perfect phylogenies, in the second step, information extracted from perfect phylogenies are used to infer more general ones. The techniques that are used in the second step take advantage of evolutionary hypothesis. The problem becomes NP-hard for a number of interesting hypothesis, what justify the use of inference methods based on heuristics, metaheuristics, and approximative algorithms. The description of an innovative technique based on local search with multiple start over a diversi ed neighborhood summarizes our contribution to solve the problem. Moreover, we used parallel programming in order to speed up the intensi cation stage of the search for the optimal solution. More precisely, we developed an ef cient algorithm to obtain approximate solutions for a phylogeny problem which infers an optimal phylogenetic tree from characteristics matrices of various species. The designed data structures and the binary data manipulation in some routines accelerate simulation and illustration of the experimentation tests. Well known instances have been used to compare the proposed algorithm results with those previously published. We hope that this work may arise researchers' interest to the topic and contribute to the Bioinformatics area. / Árvores filogenéticas são estruturas que expressam a similaridade, ancestralidade e relacionamentos entre as espécies ou grupo de espécies. Conhecidas como árvores evolucionárias ou simplesmente filogenias, as árvores filogenéticas possuem folhas que representam as espécies (táxons) e nós internos que correspondem aos seus ancestrais hipotéticos. Neste trabalho, além das informações necessárias para o entendimento de toda a sistemática filogenética, são apresentadas técnicas algorítmicas para construção destas árvores. Os conceitos básicos de biologia molecular, evolução da vida e classificação biológica, aqui descritos, permitem compreender o que é uma Filogenia e qual sua importância para a Biologia. As informações filogenéticas fornecem,por exemplo, subsídios importantes para decisões relativas aos transplantes de órgãos ou tecidos de outras espécies para o homem e para que testes de reação imunológica ou de toxicidade sejam feitos antes em outros sistemas biológicos similares ao ser humano. Resolver um Problema de Filogenia corresponde à construção de uma árvore filogenética a partir de dados conhecidos sobre as espécies em estudo, obedecendo a algum critério de otimização. A abordagem dada a esse problema envolve duas etapas, a primeira, referente aos casos em que as filogenias são perfeitas cujos procedimentos desenvolvidos serão utilizados na segunda etapa, quando deve ser criada uma técnica de inferência para a filogenia num caso geral. Essas técnicas consideram de forma peculiar as hipóteses sobre o processo de evolução. Para muitas hipóteses de interesse o problema se torna NP-Difícil, justificando-se o uso de métodos de inferência através de heurísticas, meta-heurísticas e algoritmos aproximativos. Nossa contribuição neste trabalho consiste em apresentar uma técnica de resolução desse problema baseada em buscas locais com partidas múltiplas em vizinhanças diversificadas. Foi utilizada a programação paralela para minimizar o tempo de execução no processo de intensificação da busca pela solução ótima do problema. Desta forma, desenvolvemos um algoritmo para obter soluções aproximadas para um Problema da Filogenia, no caso, para inferir, a partir de matrizes de características de várias espécies, uma árvore filogenética que mais se aproxima da história de sua evolução. Uma estrutura de dados escolhida adequadamente aliada à manipulação de dados em binário em algumas rotinas facilitaram a simulação e ilustração dos testes realizados. Instâncias com resultados conhecidos na literatura foram utilizadas para comprovar a performance do algoritmo. Esperamos com este trabalho despertar o interesse dos pesquisadores da área de Computação, consolidando, assim, o crescimento da Bioinformática.
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Algoritmos de estimação de distribuição baseados em árvores filogenéticas / Estimation of distribution algorithms based on phylogenetic treesAntonio Helson Mineiro Soares 27 June 2014 (has links)
Algoritmos Evolutivos que utilizam modelos probabilísticos de distribuição dos valores das variáveis (para orientar o processo de busca da solução de problemas) são chamados Algoritmos de Estimação de Distribuição (AEDs). Esses algoritmos têm apresentado resultados relevantes para lidar com problemas relativamente complexos. O desempenho deles depende diretamente da qualidade dos modelos probabilísticos construídos que, por sua vez, dependem dos métodos de construção dos modelos. Os melhores modelos em geral são construídos por métodos computacionalmente complexos, resultando em AEDs que requerem tempo computacional alto, apesar de serem capazes de explorar menos pontos do espaço de busca para encontrar a solução de um problema. Este trabalho investiga modelos probabilísticos obtidos por algoritmos de reconstrução de filogenias, uma vez que alguns desses métodos podem produzir, de forma computacionalmente eficiente, modelos que representam bem as principais relações entre espécies (ou entre variáveis). Este trabalho propõe algumas estratégias para obter um melhor uso de modelos baseados em filogenia para o desenvolvimento de AEDs, dentre elas o emprego de um conjunto de filogenias em vez de apenas uma filogenia como modelo de correlação entre variáveis, a síntese das informações mais relevantes desse conjunto em uma estrutura de rede e a identificação de grupos de variáveis correlacionadas a partir de uma ou mais redes por meio de um algoritmo de detecção de comunidades. Utilizando esses avanços para a construção de modelos, foi desenvolvido uma nova técnica de busca, a Busca Exaustiva Composta, que possibilita encontrar a solução de problemas combinatórios de otimização de diferentes níveis de dificuldades. Além disso, foi proposta uma extensão do novo algoritmo para problemas multiobjetivos, que mostrou ser capaz de determinar a fronteira Pareto-ótima dos problemas combinatórios investigados. Por fim, o AED desenvolvido possibilitou obter um compromisso em termos de número de avaliações e tempo de computação, conseguindo resultados similares aos dos melhores algoritmos encontrados para cada um desses critérios de desempenho nos problemas testados. / Evolutionary Algorithms that use the distribution of values of variables as probabilistic models (to direct the search process of problem solving) are called Estimation of Distribution Algorithms (EDAs). These algorithms have presented relevant performance in handling relatively complex problems. The performance of such algorithms depends directly on the quality of probabilistic models constructed that, in turn, depend on the methods of model building. The best models are often constructed by computationally complex methods, resulting in AEDs that require high running time although they are able to explore less points in the search space to find the solution of a problem. This work investigates probabilistic models obtained by algorithms of phylogeny reconstruction since some of them can produce models in an efficient way representing the main relationships among species (or among variables). This work proposes some strategies for better use of phylogeny-based models in the development of EDAs, such as the employment of a set of phylogenies instead of only one phylogeny as a model of correlation among variables, the synthesis of the most relevant information from a set of phylogenies into a structure of network and the identification groups of correlated variables from one or more networks by an algorithm of community detection. Using those advances for model construction, a new search technique, called Composed Exhaustive Search, was developed in order to find solutions for combinatorial optimization problems with different levels of difficulty. In addition, an extension of the new algorithm for multi-objective problems was proposed, which was able to determine the Pareto-optimal front of the combinatorial problems investigated. Finally, the developed EDA makes possible to obtain a trade-off in terms of number of evaluations and running time, finding results that are similar to the ones achieved by the best algorithms found for each one of these performance criteria in the problems tested.
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Investigação sobre a diversidade microbiana e a filogenia de arquéias e bactérias em consórcios anaeróbios metanogênicos, originados de sedimentos estuarinos enriquecidos com clorofenóis / Investigation on the microbial diversity and phylogeny of archaea and bacteria in anaerobic methanogenic consortium from enriched estuarine sediments with pentachlorophenol (PCP) and 2,6-dichlorophenol (2,6-DCP)Domingues, Mercia Regina 12 November 2007 (has links)
Este trabalho investigou a diversidade microbiana e a filogenia de arquéias e bactérias em consórcios anaeróbios metanogênicos, originados de sedimentos estuarinos enriquecidos com pentaclorofenol (PCP) e 2,6-diclorofenol (2,6-DCP). Para tanto foram construídas bibliotecas genômicas e utilizados métodos moleculares independentes de cultivo como a Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE) e o seqüenciamento de segmentos específicos do DNAr 16S microbiano. Os resultados da DGGE permitiram verificar alterações na estrutura das comunidades microbianas, as quais provavelmente ocorreram devido às adversidades ocorridas nos sistemas durante o período de incubação como a entrada de oxigênio nos frascos e o acúmulo de compostos clorados no meio de cultivo, principalmente o 2,6-DCP. A estimativa da diversidade beta, realizada pela comparação dos padrões de bandas da DGGE, também permitiu inferir que as alterações nas composições das comunidades de arquéias e bactérias foram devidas às duas estratégias empregadas para o enriquecimento da microbiota autóctone do estuário estudado, ou seja, a pasteurização/não pasteurização das amostras de sedimentos estuarinos. Os resultados das análises filogenéticas revelaram que as seqüências analisadas dos clones bacterianos foram relacionadas ao grupo das bactérias Gram-positivas com baixo conteúdo de G+C pertencentes à Ordem Clostridiales (100%) do Filo Firmicutes e as das arquéias relacionadas ao grupo das metanogênicas pertencentes às Ordens Methanobacteriales (7,1%), Methanosarcinales (14,3%), Methanomicrobiales (57,1%) e arquéias não identificadas (21,4%) do Filo Euryarchaeota. Em relação às bactérias, alguns clones foram identificados como pertencentes aos gêneros Sedimentibacter, Clostridium e Alkalibacter, os quais são representados por microrganismos que apresentam metabolismo fermentativo e requerem a presença de extrato de levedura para o crescimento. Provavelmente as bactérias analisadas neste trabalho fermentaram a glicose e o piruvato, os quais foram utilizados como doadores de elétrons, com conseqüente produção de lactato, etanol, butirato, acetato, formiato e hidrogênio/gás carbônico, que podem ter sido utilizados por outros grupos de microrganismos no processo global da digestão anaeróbia. Tais bactérias foram importantes para o processo global de degradação dos clorofenóis, pois também utilizaram como doadores de elétrons os produtos parcialmente degradados por outras bactérias fazendo com que não houvesse acúmulo desses compostos no sistema. Enquanto que algumas arquéias foram relacionadas a organismos hidrogenotróficos pertencentes aos gêneros Methanoculleus e Methanocalculus, Methanobacterium, e acetotróficos do gênero Methanosaeta, as quais utilizaram como substratos para a metanogênese os subprodutos da fermentação bacteriana, ou seja, o \'H IND.2\'/\'CO IND.2\', o formiato e o acetato, contribuindo assim para a manutenção do equilíbrio das demais reações ocorridas no sistema. Desta forma, os dados obtidos neste trabalho poderão auxiliar na compreensão do funcionamento de ecossistemas contaminados por compostos clorados, bem como contribuir para o desenvolvimento de novos processos biotecnológicos aplicados aos problemas ambientais. / This work aimed to investigate microbial diversity and phylogeny of archaea and bacteria microrganisms methanogenic in estuarine sediment samples enriched with organic sources under methanogenic and halophlic conditions. The samples were obtained from previous study on anaerobic degradation of pentachlorophenol (PCP) and 2,6-dichlorophenol (2,6-DCP). Microbial studies were done by the molecular methods without cultivation requirement, Denaturing Gradient Del Electrophoresis (DGGE) and specific segments of 16S rDNA sequencing. DGGE-profile showed structure changes in microbial community. Probably, as a consequence of \'O IND.2\' intake and accumulation of chlorinated compounds, mainly 2,6-DCP, in the culture medium. The beta diversity estimation showed that changes in arquaea and bacteria communities probably occurred as a consequence of the two enrichment strategies used for estuarine indigenous microorganisms, pasteurization and non-pasteurization of the estuarine sediments samples. Phylogenetic analysis indicated the presence of gram-positive bacterium with low G+C content related to Clostridiales Order (100%) belonging to Firmicutes Phylum, as well as related to methanogenic archaea from Methanobacteriales (7,1%), Methanosarcinales (14,3%) and Methanomicrobiales (57,1%) Order. Non-identified archaeas from Euryarchaeota Phylum were also found (21,4%). Concerning to bacterias, it was identified clones related to genera Sedimentibacter, Clostridium and Alkalibacter, which have fermentative metabolism and require yeast extract to grow. Probably, bacterial cells analised in this work fermented glucose and pyruvate producing lactate, ethanol, butirate, acetate, formiate and hydrogen/carbon dioxide. All these products could be used for other microbial groups in the global process of anaerobic digestion. The bacterial microorganisms were important to global process of chlorophenol degradation because contributed in the overall process utilizing the products partially degraded by other bacterias and preventing its accumulation in the system. Identified archaeal cells were related to hydrogenotrophs microorganisms of the genera Methanosaeta, Methanoculleus, Methanocalculus and Methanobacterium, which utilized the bacterial fermentation sub-products as acetate, \'H IND.2\'/\'CO IND.2\' and formiate as substrate for the methanogenesis, contributing for the maintenance of the balance of other reactions occurred in the system. The results of this work give advanced knowledge about understanding biotechnological process of contaminated ecosystems by chlorinated compounds. Therefore, it could contribute to development of new biotechnological processes applied to environmental problems.
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Variabilidade genética em populações de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)Cunha, Ivana Cristina Lopes da 27 May 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-05-27 / The most important vector of Dengue virus is Aedes aegypti, an originally African
mosquito species. The presence of this vector in the Americas dates back to the 17th-18th
centuries; it is thought to have been first introduced into Brazil by the beginning of the
20th century. However, the process of invasion of the continent by Ae. aegypti remains
poorly understood, and the relationships between the dynamics of vector
introduction/establishment/expansion and dengue epidemiological trends have not been
thoroughly assessed. Here we test a series of hypotheses regarding the origins, number,
and spatial and temporal dynamics of the invasion of the Americas by Ae. aegypti. Key
predictions were tested using a database composed of over 3000 mitochondrial ND4
gene sequences. This database, which was compiled and completed in the course of the
project, contains sequences from specimens collected in five regions of the Americas
(from the United States to southern Brazil), in Africa, and in Asia. Analyses covered the
following subjects: (i) genetic diversity; (ii) spatial patterns of haplotype occurrence;
(iii) genealogical and phylogenetic relationships; (iv) population genetic structuring;
and (v) historical demography. Results suggest two major, probably old events of Ae.
aegypti introduction into the Americas. Both involved the early arrival of moderately
divergent African populations to the Caribbean and North-Mesoamerica. One of these
lineages dispersed to Venezuela and spread southwards in two invasion waves. The first
wave reached northern Amazonia, where some sub-populations became isolated; we
suggest that the spread of these vectors was involved in the first American dengue
pandemic (1824-1828). The second, much more recent wave resulted in the colonization
of most of South America by this lineage. In contrast, the second major lineage reached
South America by the Brazilian Southeastern region, and dispersed northwards during
the second pandemic (1845-1851); the persistence of this lineage in Brazil suggests that
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eradication campaigns were never completely successful. The secondary encounter of
the descendants of both major lineages gave rise to the often-reported pattern of high
genetic diversity. The data suggest that passive vector dispersal and the effects of
control interventions on local populations produce a pattern of strong genetic
structuring. The recent evolution of dengue epidemiological patterns in Brazil suggests
that health sector reform and decentralization in the 1990s limited the efficacy of
control interventions. We finally suggest how the results of studies on vector genetics
can be incorporated into the design of better control-surveillance strategies; they can
help identify more invasive or more diverse vector populations, or help define critical
locations for entomological surveillance and control. Our data show how these
interventions should be pursued even in localities already infested by the vector. We
have developed, making use of data on population genetic variability, a comprehensive
proposal on the process of invasion of the Americas by Ae. aegypti, and tentatively
established the correspondence between the patterns of genetic diversity of this vector
species and the spatial and temporal dynamics of dengue epidemiology in Brazil / O principal vetor do vírus Dengue é o Aedes aegypti, uma espécie originária da África.
A presença do vetor nas Américas data dos séculos XVII-XVIII; a primeira introdução
no Brasil aconteceu, provavelmente, no início do século XIX. Contudo, o processo de
invasão do continente por Ae. aegypti ainda é mal compreendido, e as relações entre as
dinâmicas de introdução/estabelecimento/expansão do vetor e as tendências
epidemiológicas da doença não têm sido avaliadas de forma detalhada. Neste trabalho
testamos uma série de hipóteses sobre as origens, número e dinâmicas espaciais e
temporais da invasão das Américas por Ae. aegypti. As predições-chave foram testadas
utilizando uma base de mais de 3000 seqüências de um fragmento do gene ND4
mitocondrial. Esta base, compilada e completada durante o desenvolvimento deste
projeto, contém dados de espécimes de cinco regiões das Américas (desde os Estados
Unidos até o Sul do Brasil), da África e da Ásia. As análises incluíram os seguintes
aspectos: (i) diversidade genética; (ii) padrões espaciais de ocorrência de diferentes
haplótipos; (iii) relações genealógicas e filogenéticas; (iv) estruturação genética
populacional; e (v) demografia histórica. Os resultados sugerem dois eventos principais,
provavelmente antigos, de introdução de Ae. aegypti nas Américas. Ambos envolveram
a chegada inicial de populações africanas moderadamente diferenciadas à região do
Caribe/Norte-Mesoamérica. Uma destas linhagens se dispersou até a Venezuela e
avançou para o sul em duas ondas. A primeira onda alcançou o norte da Amazônia,
onde algumas sub-populações ficaram isoladas; sugerimos que a dispersão destes
vetores foi a responsável pela primeira pandemia americana de dengue (1824-1828). A
segunda onda, muito mais recente, resultou na colonização de grande parte da América
do Sul. A segunda linhagem, pelo contrário, alcançou o continente Sul-americano pelo
Sudeste do Brasil, e se dispersou em direção norte durante a segunda pandemia (1845-
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1851); a persistência desta linhagem no país sugere que as campanhas de erradicação
nunca alcançaram seu objetivo. O encontro secundário dos descendentes das duas
linhagens principais é responsável pelo padrão repetidamente reportado de alta
diversidade genética das populações locais. Os dados sugerem que a dispersão passiva
do vetor e os efeitos das ações de controle geram um padrão de forte estruturação
genética. Em conjunto, os dados genéticos e a evolução recente do perfil
epidemiológico da dengue no Brasil indicam que a efetividade das intervenções de
controle se viu comprometida pelo processo de descentralização do sistema de saúde
nos anos 1990. Finalmente, mostramos como os resultados das análises genéticas
podem ajudar no desenho de melhores estratégias de controle e vigilância; eles podem
ajudar a identificar sub-populações mais invasivas ou mais diversas do vetor, ou a
definir pontos críticos para o controle-vigilância entomológicos. Os dados sugerem que
estas intervenções serão importantes inclusive em localidades já colonizadas pelo vetor.
Em definitiva, temos desenvolvido, utilizando dados sobre variabilidade genética
populacional, uma proposta capaz de dar conta do processo de invasão das Américas
por A. aegypti e estabelecido as possíveis correspondências entre os padrões de
diversidade genética desta espécie de vetor e as dinâmicas espaciais e temporais da
epidemiologia da dengue no Brasil.
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Classificação de tecidos da mama em massa e não-massa usando índice de diversidade taxonômico e máquina de vetores de suporte / Classification of breast tissues in mass and non-mass using index of Taxonomic diversity and support vector machineOLIVEIRA, Fernando Soares Sérvulo de 20 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Breast cancer is the second most common type of cancer in the world and difficult to
diagnose. Distinguished Systems Aided Detection and Diagnosis Computer have been used to
assist experts in the health field with an indication of suspicious areas of difficult perception
to the human eye, thus aiding in the detection and diagnosis of cancer. This dissertation
proposes a methodology for discrimination and classification of regions extracted from the
breast mass and non-mass. The Digital Database for Screening Mammography (DDSM) is
used in this work for the acquisition of mammograms, which are extracted from the regions of
mass and non-mass. The Taxonomic Diversity Index (∆) and the Taxonomic Distinctness (∆*)
are used to describe the texture of the regions of interest, originally applied in ecology. The
calculation of those indices is based on phylogenetic trees, which applied in this work to
describe patterns in regions of the images of the breast with two regions bounding approaches
to texture analysis: circle with rings and internal with external masks. Suggested in this work
to be applied in the description of patterns of regions in breast imaging approaches circle with
rings and masks as internal and external boundaries regions for texture analysis. Support
Vector Machine (SVM) is used to classify the regions in mass or non-mass. The proposed
methodology provides successful results for the classification of masses and non-mass,
reaching an average accuracy of 99.67%. / O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais frequente no mundo e de difícil
diagnóstico. Distintos Sistemas de Detecção e Diagnóstico Auxiliados por Computador
(Computer Aided Detection/Diagnosis) têm sido utilizados para auxiliar especialistas da área
da saúde com a indicação de áreas suspeitas de difícil percepção ao olho humano, assim
ajudando na detecção e diagnóstico de câncer. Este trabalho propõe uma metodologia de
discriminação e classificação de regiões extraídas da mama em massa e não-massa. O banco
de imagens Digital Database for Screening Mammography (DDSM) é usado neste trabalho
para aquisição das mamografias, onde são extraído as regiões de massa e não-massa. Na
descrição da textura da região de interesse são utilizados os Índices de Diversidade
Taxonômica (∆) e Distinção Taxonômica (∆*), provenientes da ecologia. O cálculo destes
índices é baseado nas árvores filogenéticas, sendo aplicados neste trabalho na descrição de
padrões em regiões das imagens da mama com duas abordagens de regiões delimitadoras para
análise da textura: círculo com anéis e máscaras internas com externas. Para classificação das
regiões em massa e não-massa é utilizado o classificador Máquina de Vetores de Suporte
(MVS). A metodologia apresenta resultados promissores para a classificação de massas e
não-massas, alcançando uma acurácia média de 99,67%.
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Bioprospecção e filogenia de bactérias fluorescentes do gênero Pseudomonas como potenciais agentes de biocontrole da queima-das-folhas em braquiária /Vicentini, Samara Nunes Campos January 2018 (has links)
Orientador: Paulo Cezar Ceresini / Resumo: O controle biológico é um dos métodos do manejo integrado de doenças de plantas, sendo uma das únicas alternativas viáveis para minimizar o impacto da queima-das-folhas e morte súbita das pastagens do gênero Urochloa (anteriormente Brachiaria). A queima-das-folhas e morte de pastagens é causada pelo fungo basidiomiceto Rhizoctonia solani grupo de anastomose AG-1 IA. Em nosso estudo determinamos se isolados de espécies de Pseudomonas fluorescentes obtidos de solos supressivos do bioma Amazônico possuem potencial como agentes de biocontrole de R. solani AG-1 IA. Especificamente objetivamos: i. Efetuar o screening de isolados de Pseudomonas quanto ao potencial de biocontrole in vitro; ii. Realizar a identificação molecular dos isolados de Pseudomonas fluorescentes selecionados como potenciais agentes de biocontrole e iii. Determinar se as bactérias selecionadas in vitro mantém, in vivo, o potencial de biocontrole da queima-das-folhas e morte da braquiária. Três isolados foram selecionados como potenciais agentes biocontroladores nos testes de antagonismo in vitro (Amana, Poti e Yara), pois diminuíram significativamente tanto o crescimento micelial quanto a germinação de escleródios do patógeno. Com base em análises filogenéticas, os isolados Amana e Yara foram agrupados ao clado de Pseudomonas putida enquanto o isolado Poti foi agrupado em clado distinto de todos os demais, e possivelmente se constitui numa nova espécie. Nos testes in vivo, a inoculação via sementes não resultou... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biological control is one of the methods of the integrated management of plant diseases, which is one of the only viable alternative to minimizes foliar blight impact and sudden death of pastures from genus Urochloa (previously known as Brachiaria). Foliar blight and death of pastures are caused by the fungus Rhizoctonia solani AG-1 IA. In our study, it was determined whether isolates from florescent Pseudomonas obtained from suppressive soils on the Amazon biome had potential as biocontrol agents of Rhizoctonia solani AG-1 IA. Specifically, we aim to: i. Carry out a screening of isolates from Pseudomonas to evaluate their potential as in vitro biocontroler; ii. Perform molecular identification of selected fluorescent Pseudomonas isolates as potential biocontrol agents; and iii. Determine whether in vitro selected bacterial strains maintain the biocontrol ability in vivo of foliar blight and sudden death of braquiária. Three isolates were selected as potential biocontoller agents in vitro antagonism tests (Amana, Poti e Yara), which reduced significantly mycelial growth and sclerotia germination of pathogen. Based on phylogenetic analyzes, Amana and Yara isolates were grouped to the clade belonging to Pseudomonas putida and Poti isolated was grouped in a distinct clade, and should to constitute a new species. For in vivo tests, seed inoculation did not resulted in R. solani AG-1 IA control. On the other hand, in foliar application of biocontrol agent, Amana isolated was the m... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Análise de Similaridade de Sequências GenômicasFonseca, ítallo Costa 28 August 2013 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis, we investigate aspects of similarity between sequences of complete mitochondrial
DNA. This line of study falls within the framework from the analysis of statistical
properties of DNA sequences based on methods that seek to understand the information
contained in these sequences a topic of renewed interest in the context of the so called Complex
Systems. Previous approaches were used to obtain the frequencies of certain segments
of nucleotides, regarded as the words of a given size, contained in sequences. These methods,
inspired by studies devoted to the statistical properties of words distribution in linguistic
and symbolical sequences, can be considered an alternative to techniques and algorithms for
aligning sequences, and have been successful in the description of characteristics that allow
to infer similarity and possible species grouping criteria, it means, biological afnity between
DNA sequences. Previously, this methodology has been applied to evaluate the diferences
between coding and nocoding DNA sequences and to extract linguistic aspects of these sequences
by detecting keywords that describe relevant information embedded in the threads.
In this dissertation, these studies are expanded in order to directly compare the contents of
pairs of complete sequences of mitochondrial DNA, setting parameters that depend on the
frequency distribution of sequences of words which highlight both the relevance of certain
words as well as the possibility of grouping species estimating the distance between these
words. Our results show that the best clusters between diferent species are obtained when
we calculate the rate of agglomeration considering only frequencies of words. We have also
observed that the larger the word size is, its greater clustering between sequences. The
prospect of applying our results to analyze DNA sequences also belong to a single biological
species, may be relevant in the construction of phylogenetic trees that are appropriate
structures for understanding the evolutionary history of organisms. / Nesta dissertação, investigamos aspectos da similaridade entre sequências completas de
DNA mitocondriais. Esta linha de estudo se insere no âmbito da análise de propriedades
estatísticas de sequências de DNA baseadas em métodos que buscam entender a informação
contida nessas sequências, tema de renovado interesse no contexto dos chamados Sistemas
Complexos. Abordagens anteriores foram utilizadas para obtenção das frequências de
determinados segmentos de nucleotídeos, considerados como palavras de um dado tamanho,
contidos nas sequências. Tais métodos, inspirados em estudos dedicados às propriedades
estatísticas de distribuição de palavras em textos linguísticos e sequências simbólicas, podem
ser considerados uma alternativa às técnicas e algoritmos de alinhamento de sequências, e
têm sido bem sucedidos na descrição de características que permitem inferir similaridade e
possíveis critérios de agrupamentos de espécies, ou seja, afinidade biológica entre sequências
de DNA. Anteriormente, esta metodologia foi aplicada para avaliar as diferenças entre
sequências de DNA codificadas e não codificadas e para extrair aspectos linguísticos dessas
sequências através da detecção de palavras-chaves que descrevem informações relevantes
embutidas nas sequências. Nesta dissertação, ampliamos tais estudos, no sentido de
comparar diretamente o conteúdo de pares de sequências completas de DNA mitocondriais,
definindo parâmetros que dependem da distribuição de frequências de palavras
das sequências que ressaltam tanto a relevância de determinadas palavras, bem como a
possibilidade de agrupamentos de espécies estimando a distância entre essas sequências.
Nossos resultados mostram que os melhores agrupamentos entre espécies distintas são
obtidos quando calculamos a taxa de aglomeração levando em conta apenas as frequências
das palavras. Notamos, também, que quanto maior o tamanho da palavra mais consistente
é o agrupamento entre as sequências. A perspectiva de aplicação de nossos resultados,
para analisar também sequências de DNA pertencentes a uma única espécie biológica, pode
ser relevante na construção de árvores filogenéticas que são estruturas adequadas para se
compreender a história evolucionária dos organismos.
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