Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The survival of organisms in heterogeneous and instable environment requires sometimes physiologic and morphologic adjustment, thus involving complex regulator mechanisms. On the other hand, the organisms themselves also have a kind of ability to resist either genetic disturbs or environmental troubles while in development, producing a phenotype pre determined. The main purpose of this study is to verify whether there have been differences in the size and levels of fluctuating asymmetry (FA) in two species of bees Euglossinae which were collected in two areas with distinct an tropic interferences and in two different seasons of the year in a reserve of Semidecidual Station Forest . The FA is frequently used to stimate stability in the development, besides being a good indicator of environmental impact levels. For each species studies 60 male species were chosen by chance, in whose wings four measurements were done so as to obtain a multi variable indices of size and indices of FA. There were no significant differences in the size of E. nigrita in the different places nor in the different seasons (F=0,568; P=0,454). The results for E. pleosticta indicated significant differences in the size of the bees in the two different seasons (F=20,947; P=0,001), but no differences were observed in the size in relation with the places (F = 0,109; P = 0,743). The male bees of E. pleosticta presented higher indices of size during the hot and wet season. The higher indices of rain and the consequent bigger availability of food during this season could have had an important role over the increase of biomass in E. pleosticta in this period. Regarding the FA, there were no significant differences in the analyzed characters between the places and seasons for both the E. nigrita and E. pleosticta. But for the E. pleosticta there were significant interaction between the season the M3 place. The collected bees in the hot and wet season which were found in the edge of the forest were more asymmetric than the bees collected in the cold and dry season which were found inside the forest. This indicates that the the weather and the a tropic interferences together influence the stability of development of the E. pleosticta. Nevertheless the same does not happen with the E. nigrita, which showed itself more resistant to the environmental interferences in its development program. Thus, its great plastic potential would lessen the stress conditions, allowing the maintenance of its development, as established in great or normal conditions, this way constituting a efficient mechanism of the development stability. / A sobrevivência dos organismos em ambientes heterogêneos e instáveis requer algumas vezes ajustes fisiológicos e morfológicos, envolvendo complexos mecanismos reguladores. Por outro lado, os organismos também possuem certa habilidade para resistir a distúrbios genéticos ou perturbações ambientais durante seu desenvolvimento, produzindo um fenótipo pré - determinado. O objetivo desse trabalho foi verificar se havia diferenças no tamanho e nos níveis de assimetria flutuante (AF) em duas espécies de abelhas Euglossinae coletadas em duas áreas com distintas interferências antrópica e em duas diferentes estações do ano em uma reserva de Floresta Estacional Semidecidual. A AF é freqüentemente utilizada pra estimar estabilidade do desenvolvimento, além de ser um bom indicativo dos níveis de impacto ambiental. Para cada espécie estudada foram escolhidos, aleatoriamente, 60 machos, em cujas asas foram efetuadas quatro medidas para obtenção de um índice multivariado de tamanho e um índice de AF. Não houve diferenças significativas no tamanho de E. nigrita entre os locais (F = 0,251; P= 0,618) e entre estações (F = 0,568; P= 0,454). Os resultados para E. pleosticta indicaram diferenças significativas no tamanho das abelhas entre as estações (F = 20,947; P= 0,001), mas não evidenciaram diferenças no tamanho em relação aos locais (F = 0,109; P = 0,743). Os machos de E. pleosticta apresentaram maior índice de tamanho durante a estação quente e úmida. O maior índice pluviométrico e a conseqüente maior disponibilidade de alimento durante esta estação podem ter tido um papel importante sobre o aumento de biomassa em E. pleosticta neste período. Em relação à AF, não houve diferenças significativas nos caracteres analisados entre os locais e entre as estações, tanto para E. nigrita quanto E. pleosticta. Mas, para E. pleosticta houve significativa interação entre estação*local em uma das medidas efetuadas. As abelhas coletadas na estação quente e úmida que se encontravam na borda da mata eram mais assimétricas que as abelhas da estação fria e seca que se localizavam no interior da mata. Isto indica que o clima e a interferência antrópica juntos influenciaram a estabilidade do desenvolvimento de E. pleosticta. Contrariamente, o mesmo não ocorreu com E. nigrita, que mostrou - se mais resistente às interferências ambientais no seu programa de desenvolvimento. Assim, seu grande potencial plástico tamponaria as condições de estresse, permitindo a manutenção do seu desenvolvimento, como o estabelecido em condições ótimas ou normais, constituindo assim um eficiente mecanismo de estabilidade do desenvolvimento. / Mestre em Genética e Bioquímica

Apis mellifera é uma espécie de abelha bastante estudada sob diferentes perspectivas, tanto em pesquisas básicas como aplicadas. Possui uma natureza singular associada não só a interesses econômicos como produção de cera, mel, própolis, geléia real, pólen, mas também, por seu potencial agrícola como polinizador. Esta espécie tem sido alvo de muitos estudos morfométricos, principalmente pela sua importância ecológica, pela sua grande capacidade de adaptação, sua ampla distribuição e por serem capazes de se estabelecer eficientemente em diversos ambientes. A morfometria geométrica permite uma análise rigorosa da variação da forma de uma determinada estrutura em organismos de diversos tamanhos, principalmente utilizando métodos de estatística multivariada, além de ser capaz de avaliar a instabilidade no desenvolvimento de um organismo. O presente trabalho teve como objetivo estudar as variações da forma e tamanho em asas e corbículas de operárias de Apis mellifera, provenientes das 5 regiões geográficas do Brasil, utilizando análises morfogeométricas. A existência de padrões de variação de forma e tamanho das abelhas africanizadas no Brasil obtidos há 16 anos em estudo clássico realizado por Diniz-Filho e Malaspina, possibilitou uma análise espaço-temporal comparativa com os resultados obtidos utilizando recursos tecnológicos atuais para a avaliação de dados morfométricos, bem como, verificar por meio das análises de assimetria flutuante a plasticidade fenotípica no tamanho e forma da asa e corbícula dessa espécie, possibilitou ainda, avaliar se condições adversas relacionadas às ações antrópicas influenciam no aumento de desvios na simetria bilateral desses caracteres morfológicos. Foi realizada uma amostragem abrangendo as 5 regiões geográficas do Brasil, pela forma das asa e análises multivariadas verificou-se que existe um padrão geográfico entre as populações de Apis mellifera no Brasil (P < 0,001). Essas variações geográficas podem ser devidas à grande extensão territorial, além da possível associação das diferenças entre ecorregiões. Verificou-se, também, a presença de assimetria flutuante na forma das asas e das corbículas de Apis mellifera em todas as populações estudadas, porém, na análise multivariada e assimetria do tamanho não obteve significância em algumas populações, constatando-se que para estudo de assimetria e distribuição populacional a forma da asa e das corbículas é a análise mais indicada e que apresenta maior precisão. / Apis mellifera is bee specie very studied under different perspectives, as for basic studies to applied ones. They have a singular nature, not only associated to economic issues as wax, honey, propolis, royal jelly and pollen production, but also for their agricultural potential as pollinators. This specie has been long aimed for morphometric studies, because of its ecological importance, easy capacity of adaptation, large distribution and for being able of efficient establishment in diverse environments. The geometric morphometric allows rigorous analyses in shape variation of a given structure in organism of diverse sizes, especially when using multivariate statistics methods, enabling the evaluation of instability in the development of an organism. The present study aim the variations of shape and size in wings and pollen basket from workers of Apis mellifera, acquired at 5 geographic regions of Brazil, using morphogeometric analyses. The existence of variation patters in shape and size of Africanized bees in Brazil, obtained 16 years ago in classic study made by Diniz-Filho and Malaspina, made possible a comparative spatialtemporal analyses with the results obtained in this study, using updated technology resources for evaluation of morphometric data, as well as the phenotypic plasticity exam of size and shape in wings and pollen basket of this specie, using fluctuating asymmetric analysis, and evaluate if diverse conditions made by anthropomorphic actions has influence on the deviation increase among bilateral symmetry of this morphological characters. The sample was made including 5 geographic regions of Brazil. By the wings size shape and multivariate analyses, it was verified the existence of a geographic pattern among Brazilian Apis mellifera populations (P< 0,001). Those geographical variations may be caused due to the big territorial expansion, alongside with the possible association of different ecoregions. It was also verified floating asymmetric in the shape of wings and pollen basket from Apis mellifera in all studied populations, however, in the multivariate analyses the asymmetry in shape was not significant in some populations, showing that, for studies of asymmetry and populational distribution, the shape of wings and pollen basket is the most indicated and precise analyses.

Leaf morphology of Quercus (oak) species is highly variable and complicated confounded with phenotypic plasticity and fluctuating asymmetry (FA). However, the study of variation is mostly limited to leaf morphology. This study was extended to plasticity and FA variations in Q. alba (white oak), Q. palustris (pin oak), and Q. velutina (black oak). It was hypothesized that light exposure, individual trees, leaf position, and other leaf traits will influence variation in these species. Leaves were sampled from trees of these species and their morphological traits were measured. Absolute asymmetry of leaf width and area were determined and plasticity of each species was calculated. The data were analyzed using nested ANOVA with General Linear Model. Leaf morphology, plasticity and FA varied across the species and light exposure was the main source of variation. Individual trees and several leaf covariate traits also influenced leaf morphological and FA variations in all species.

Fluctuating asymmetry (FA) is commonly thought to be a predictor of environmental stress. However, the relationship between FA and established indicators for environmental stress has received little attention. In this study, 10-38 specimens of the freshwater fish Rhinichthys atratulus were collected from 15 natural populations under varying amounts of environmental stress. Asymmetry measurements in three bilateral characters of the specimens were used to investigate the relationship between FA and established indicators of environmental stress. Significant differences in the magnitude of FA were observed between sampling locations. However, the relationship between estimates of FA and established indicators produced varying results. The present study concludes with a discussion on the usefulness of FA as a bioindicator for environmental stress and implications for future studies.

Volume 1 = Thesis, Volume 2 = Appendices / Asymmetry is a useful tool for osteological analysis as it detects disruptions in the developmental stability of osseous structures attributed to environmental and biomechanical environments. The primary aim of this study is to establish a baseline for normal levels of asymmetry in English archaeological populations in order to distinguish between normal population variation and increased developmental instability or biomechanical stress. Directional and fluctuating asymmetry is assessed through a database of a comprehensive selection of osteological measurements throughout the skeletons of 1753 adults and subadults. The sample is from 11 archaeological sites spanning the Anglo-Saxon to the Victorian periods. The extent of developmental instability is also determined, for the first time, by employing the prevalence of population outliers. The normal range for directional asymmetry was found to be -5.79 to 6.62%, while fluctuating asymmetry was found to be 0 to 6.53%. The extent of asymmetry, however, was found to be trait specific. Deviations from normal population levels of asymmetry were found to be due to a complex mixture of biomechanical and environmental stresses influenced by age, sex, settlement type, socio-economic status, and period-specific origins of the sample populations. Possible causes of asymmetry could be discerned from comparisons of the levels of population asymmetry when placed in the context of physical activity, social networking, health, and environment developed from the historical, archaeological and osteological record. / Andy Jagger Fund and the Francis Raymond Hudson Memorial Fund

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A combinação de fontes biométricas não redundantes da multibiometria supera a precisão de cada fonte individual (monobiometria). Além do mais, dois problemas em biometria, ruído e ataques de usurpadores, podem ser minimizados pelo uso de múltiplos sensores e biometria multimodal. Entretanto, se as similaridades estão em todos traços biométricos, como em gêmeos monozigotos (MZ), o processamento de múltiplas fontes não melhora a performance. Para distinguir extrema similitude, influências epigenéticas e ambientais são mais importantes do que o DNA herdado. Esta tese examina a plasticidade fenotípica na assimetria humana como uma ferramenta para melhorar a multibiometria. A técnica de Processamento Bilateral (PB) é introduzida para analisar discordâncias em lados esquerdo e direito dos traços biométricos. PB foi testado com imagens de espectro visível e infravermelho usando Correlação Cruzada, Wavelets e Redes Neurais Artificiais. Os traços selecionados foram dentes, orelhas, íris, impressões digitais, narinas e bochechas. PB acústico também foi implementado para avaliação da assimetria vibracional durante sons vocálicos e comparado a um sistema reconhecedor de locutores com parametrização via MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) e classificado por Quantização Vetorial. Para o PB de imagens e acústico foram coletadas 20 amostras por traço biométrico durante um ano de nove irmãos masculinos adultos. Com propósito de teste, as biometrias esquerdas foram impostoras às biometrias direitas do mesmo indivíduo e vice-versa, o que levou a 18 entidades serem identificadas por traço biométrico. Resultados alcançaram identificação total em todas biometrias tratadas com PB, comparado a um máximo de 44% de identificação correta sem PB. Esta tese conclui que peculiaridades bilaterais melhoram a performance multibiométrica e podem complementar qualquer abordagem de reconhecimento. / Combination of non-redundant biometric sources in multibiometrics overcomes individual source accuracy (monobiometrics). Moreover, two problems in biometrics, noise and impostor attacks, can be minimized by the use of multi-sensor, multi-modal biometrics. However, if similarities are in all traits, as in monozygotic twins (MZ), multiple source processing does not improve performance. To distinguish extreme similitude, epigenetic and environmental influences are more important than DNA inherited. This thesis examines phenotypic plasticity in human asymmetry as a tool to ameliorate multibiometrics. Bilateral Processing (BP) technique is introduced to analyze discordances in left and right trait sides. BP was tested in visible and infrared spectrum images using Cross-Correlation, Wavelets and Artificial Neural Networks. Selected traits were teeth, ears, irises, fingerprints, nostrils and cheeks. Acoustic BP was also implemented for vibration asymmetry evaluation during voiced sounds and compared to a speaker recognition system parameterized via MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) and classified by Vector Quantization. Image and acoustic BP gathered 20 samples per biometric trait during one year from nine adult male brothers. For test purposes, left biometrics was impostor to right biometrics from the same individual and vice-versa, which led to 18 entities to be identified per trait. Results achieved total identification in all biometrics treated with BP, compared to maximum 44% of correct identification without BP. This study concludes that bilateral peculiarities improve multibiometric performance and can complement any recognition approach.

A combinação de fontes biométricas não redundantes da multibiometria supera a precisão de cada fonte individual (monobiometria). Além do mais, dois problemas em biometria, ruído e ataques de usurpadores, podem ser minimizados pelo uso de múltiplos sensores e biometria multimodal. Entretanto, se as similaridades estão em todos traços biométricos, como em gêmeos monozigotos (MZ), o processamento de múltiplas fontes não melhora a performance. Para distinguir extrema similitude, influências epigenéticas e ambientais são mais importantes do que o DNA herdado. Esta tese examina a plasticidade fenotípica na assimetria humana como uma ferramenta para melhorar a multibiometria. A técnica de Processamento Bilateral (PB) é introduzida para analisar discordâncias em lados esquerdo e direito dos traços biométricos. PB foi testado com imagens de espectro visível e infravermelho usando Correlação Cruzada, Wavelets e Redes Neurais Artificiais. Os traços selecionados foram dentes, orelhas, íris, impressões digitais, narinas e bochechas. PB acústico também foi implementado para avaliação da assimetria vibracional durante sons vocálicos e comparado a um sistema reconhecedor de locutores com parametrização via MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) e classificado por Quantização Vetorial. Para o PB de imagens e acústico foram coletadas 20 amostras por traço biométrico durante um ano de nove irmãos masculinos adultos. Com propósito de teste, as biometrias esquerdas foram impostoras às biometrias direitas do mesmo indivíduo e vice-versa, o que levou a 18 entidades serem identificadas por traço biométrico. Resultados alcançaram identificação total em todas biometrias tratadas com PB, comparado a um máximo de 44% de identificação correta sem PB. Esta tese conclui que peculiaridades bilaterais melhoram a performance multibiométrica e podem complementar qualquer abordagem de reconhecimento. / Combination of non-redundant biometric sources in multibiometrics overcomes individual source accuracy (monobiometrics). Moreover, two problems in biometrics, noise and impostor attacks, can be minimized by the use of multi-sensor, multi-modal biometrics. However, if similarities are in all traits, as in monozygotic twins (MZ), multiple source processing does not improve performance. To distinguish extreme similitude, epigenetic and environmental influences are more important than DNA inherited. This thesis examines phenotypic plasticity in human asymmetry as a tool to ameliorate multibiometrics. Bilateral Processing (BP) technique is introduced to analyze discordances in left and right trait sides. BP was tested in visible and infrared spectrum images using Cross-Correlation, Wavelets and Artificial Neural Networks. Selected traits were teeth, ears, irises, fingerprints, nostrils and cheeks. Acoustic BP was also implemented for vibration asymmetry evaluation during voiced sounds and compared to a speaker recognition system parameterized via MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) and classified by Vector Quantization. Image and acoustic BP gathered 20 samples per biometric trait during one year from nine adult male brothers. For test purposes, left biometrics was impostor to right biometrics from the same individual and vice-versa, which led to 18 entities to be identified per trait. Results achieved total identification in all biometrics treated with BP, compared to maximum 44% of correct identification without BP. This study concludes that bilateral peculiarities improve multibiometric performance and can complement any recognition approach.

Retosios ligos (RL) – tai ypač mažai paplitusios ligos (gyvybei pavojų keliančios arba lėtai sekinančios ligos), kuriomis Europos Sąjungoje (ES) serga ne daugiau kaip 5 iš 10 000 asmenų. Pirmą kartą terminą „retosios ligos“ 1978 metais pavartojo Neilas A. Holtzmanas. Kiekviena RL ES serga apie 246 000 žmonių. Iš viso RL, kurių žinoma 5 000 – 8 000, kokiu nors gyvenimo etapu suserga apie 6% ES gyventojų ir tai yra 29 – 36 mln. ligonių. Lietuvoje sergančių RL galėtų būti apie 200 000 žmonių. Dauguma RL yra genetinės ligos (jos sudaro 80%), o likusios – kitų kategorijų retos vėžio formos, autoimuninės ligos, įgimtos raidos anomalijos, toksinės ir infekcinės ligos. Habilitacijos procedūrai teikiamų mokslo darbų apžvalgoje nagrinėtos 22 mokslinės publikacijos. Istoriniai šaltiniai apie RL gali būti anatominių preparatų muziejai, antikvarinės knygos medicinine tematika, tautosaka. Apžvalgoje nagrinėta Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto anatominių preparatų kolekcija, kurioje nustatytas unikalus žmogaus anotocefalijos atvejis ir 11 kitų nozologinių RL (įgimtų anomalijų) vienetų. Pagrindinės priemonės žinioms apie RL turtinti ir klinikiniams moksliniams tyrimams plėtoti yra registrai ir duomenų bazės. Tai vienintelis būdas kaupti duomenis, kad būtų galima gauti pakankamo dydžio imtis epidemiologiniams ir (arba) klinikiniams tyrimams. Apžvalgoje nagrinėtos autopsijų ir Lietuvos paveldimų ligų ir įgimtų anomalijų (LIRECA) duomenų bazės, kurių analizės metu taikyti statistiniai... [toliau žr. visą tekstą] / Rare diseases (RD) – life menacing or slowly emaciating diseases of extremely low incidence (less than 5 cases in 10,000 EU inhabitants). The term was launched by Neil A. Holtzman in 1978. There are about 5,000 – 8,000 RD, each manifesting itself in some life stage of about 6% of EU population, that amounts from 29 to 36 million people. In Lithuania that would make about 200,000 people. The majority of RD are genetic (80%), the remaining consist of rare cancer forms, autoimmune diseases, inborn developmental anomalies, toxic or contagious illnesses. The author presented an analytical review of 22 publications on RD. Historical indications about RD could be found in anatomical museums, ancient medical books, and folk art. In the collection of anatomical specimens of Medical Faculty of Vilnius University the author has discovered a unique case of human anotocephaly and eleven more nosological entities of RD (congenital anomalies). The main sources for information on RD are registers and data bases. This is the only way to obtain sufficient samples for epidemiologic and/or clinical research. Lithuanian Register of Congenital Anomalies (LIRECA) and autopsies data base were reviewed by the author and analyzed by statistical research models applicable in registration of RD, in particular Poisson linear model and logistic (binomic) regression. Analysis of standardized remainders confirmed their adequacy and suitability. Biological asymmetry was evaluated by analysis of... [to full text]

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da instabilidade do desenvolvimento (ID) em organismos pode ser útil para identificar os primeiros sinais de estresse ambiental. Alterações na ID também influenciam a aptidão dos organismos. A variação entre a simetria dos lados esquerdo e direito, manifestada como assimetria flutuante (AF), é um indicador da ID. Ao quantificarmos a literatura científica referente aos estudos de assimetria em répteis identificamos as seguintes tendências: perturbações ambientais aumentam a AF nas populações, fêmeas tendem a escolher machos com características sexuais simétricas, a instabilidade térmica durante o desenvolvimento do ovo pode produzir indivíduos com maior assimetria, a ocorrência de lesões é mais frequente em indivíduos assimétricos para um determinado lado e há uma correlação negativa entre a assimetria e o desempenho locomotor. Considerando os nossos critério de busca, não encontramos estudos sobre assimetria em répteis na América do Sul. Neste estudo, utilizamos diferentes caracteres merísticos e métricos bilaterais para identificar a AF em diferentes populações de cinco espécies de lagartos do gênero Cnemidophorus (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) em 15 áreas de restinga ao longo da costa leste do Brasil. A AF foi maior em populações de Cnemidophorus com maior densidade, menor em populações de restingas com maior degradação ambiental e a sua relação com a concentração de mercúrio variou dependendo da espécie. Provavelmente os agentes estressores ambientais avaliados atuam com intensidades diferentes. O nível de degradação ambiental e a concentração de mercúrio causariam a deterioração precoce dos indivíduos com maiores valores de AF. Isso resulta em uma relação inversa entre esses estresses e a AF das populações. Indivíduos com vestígios de autotomia caudal tiveram maiores valores de AF, o que pode ser um indicativo de que indivíduos com menor aptidão efetuam mais autotomia caudal do que aqueles com maior aptidão. Lagartos com evidências de autotomia também tiveram maior tamanho corpóreo, provavelmente devido a estes estarem expostos a mais tempo aos riscos de predação. Não encontramos diferenciação entre as espécies na frequência de autotomia caudal sendo esta talvez melhor explicada por fatores ambientais como a intensidade de predação. Os índices de AF para caracteres múltiplos se mostraram mais eficientes do que a AF de caracteres individuais nas comparações entre indivíduos vivendo em populações com diferentes níveis de estresse e entre indivíduos com e sem autotomia caudal / The study of developmental instability (DI) in organisms may be a useful tool to identify early signals of environmental stress. Variations in DI also influence the organisms fitness. The variation between the symmetry of the left and right sides, manifested as fluctuating asymmetry (FA), is widely used as a measure of DI. We screened the available scientific literature on asymmetry in reptiles and identified the following trends: environmental disturbances increase FA in populations, females tend to select males with symmetrical sexual traits, thermal instability during egg development can produce individuals with a higher asymmetry, occurrence of injuries is more frequent in asymmetrical individuals for a particular side, and there is a negative correlation between asymmetry and locomotor performance. There was no study on reptiles asymmetry at South America, considering our screening criteria. In this study, we used meristic and metrics bilateral traits to identify FA in populations of five species of Cnemidophorus lizards (C. abaetensis, C. lacertoides, C. littoralis, C. nativo, C. ocellifer) spread at 15 restinga areas along Brazilian east coast. The FA of individuals was higher at higher Cnemidophorus populations density, it was lower at restingas with higher environmental disturbance, and its relation to mercury concentration varied depending on the species. Probably the evaluated environmental stressors act with different intensities. The level of environmental disturbance and mercury concentration should cause earlier deterioration of individuals with higher FA. This results in an inverse relationship between these stressors and FA in populations. Individuals with autotomized tail had higher FA, which may indicate that individuals with lower fitness perform more tail autotomy than those with higher fitness. Lizards with tail autotomy also had higher body size, probably because older lizards have had more encounters with predator. We found no differentiation among species on tail autotomy frequency. Perhaps tail autotomy is better explained by environmental factors such as intensity of predation. The multiple traits FA indexes were more efficient than single traits index to compare individuals in different levels of environmental stress and to compare individuals with and without tail autotomy