Lake Hayq is a closed, freshwater basin on the eastern margin of the north-central highlands, Ethiopia. Using a sediment core extracted from the northern basin, this thesis aims to provide a high-resolution, detailed palaeolimnological reconstruction of changes to the environment and climate in the region since the late Pleistocene. A multi-proxy approach was applied, utilising diatoms, photosynthetic pigments and X-ray fluorescence (XRF) spectrometry. Lithological and chronological analyses were also performed, as well as the development of a transfer function to model diatom-inferred conductivity, and other quantitative analyses. Between ~ 15.6 15.1 cal kyr BP, Lake Hayq experienced a lowstand, synchronous with the timing of Heinrich Event 1 and an intense drought across East Africa. At ~ 15.1 cal kyr BP a lake began to develop at the core site in response to wetter, more humid conditions, most likely caused by the reactivation of the African-Indian monsoonal circulation. This was abruptly ended however at ~ 14.7 cal kyr BP, as the climate shifted back towards aridity and Lake Hayq shallowed, in contrast to the majority of other East African lakes, which continued to refill. This most likely reflects changes to the Indian Ocean monsoon system caused by variability in the Atlantic Meridional Overturning Circulation at this time, in conjunction with site-specific mechanisms affecting the delivery of precipitation to Lake Hayq. At ~ 12.3 cal kyr BP the African Humid Period resumed over Lake Hayq and the lake refilled, reaching maximum water depth between ~ 12.0 10.0 cal kyr BP. The lake was dominated by planktonic diatom taxa and photosynthetic pigments indicate it was meromictic. Lake level gradually declined throughout the Holocene, culminating in the termination of the African Humid Period. A high-resolution study of the period tentatively suggests that climate flickering , in the form of oscillations between dominant diatom taxa, occurred in the build up to the major climatic shift. The termination spanned ~ 600 cal years between ~ 5.2 4.6 cal kyr BP. A lowstand occurred between ~ 3.9 2.2 cal kyr BP, during which the lake became occasionally subsaline. In the late Holocene, ~ 2.2 1.3 cal kyr BP, Lake Hayq became deep and fresh again, although there is evidence of lake level variability. The palaeo-record from Lake Hayq indicates that it broadly experienced the same high-latitude, glacial-interglacial dynamics and sub-millennial shifts in climate found in other palaeolimnological records from across East Africa. The precise timing and expression of these climatic events is not always synchronous between Lake Hayq and other East African waterbodies however, most likely caused by local, site-specific positive feedback mechanisms and variability in lake morphometry. This highlights the heterogeneous pattern of climate across the region and the significance of regional drivers. This palaeo-record, spanning the late Quaternary, will help bridge gaps in current knowledge and understanding of the underrepresented, climatically sensitive and vulnerable north Ethiopian highlands. This is vital for future climate change modelling and regional downscaling, and may also inform ethnographic-archaeological research in a region considered to be the cradle of humankind.

O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da radiação UV-B em indivíduos de linhagens de cultivados em laboratório. Foram utilizadas linhagens de gametófitos femininos de coloração vermelha (VMsubES/sub e VMSUBCE/SUB), verde (VD subCE/sub) e marrom-esverdeada (ME subCE/sub), derivados de populações dos Estados do Espírito Santo e Ceará. Dois experimentos distintos foram delineados: exposição à radiação UV-B por 5 horas (curto prazo - 2,01 W.msup-2/sup) e exposição por 3 horas diárias, durante 28 dias (longo prazo - 0,08 W.m-2). Ambos incluíram uma condição controle (sem radiação UV-B). As condições gerais de cultivo foram: água do mar enriquecida com von Stosch à 12,5% sem nitrato; nitrato (0,250mM); 25±1supo/supC; 14L:10E; 70±10µmol.fótons.msup-2/sup.ssup-1/sup; sem aeração. No experimento de curta duração, foram avaliados os seguintes parâmetros: fotossíntese, composição pigmentar e ultra-estrutura. No experimento de longa duração, foram avaliados: crescimento, composição pigmentar e ultra-estrutura. Curvatura acentuada dos ápices após a exposição prolongada à UV-B e mudanças na coloração foram observadas principalmente em indivíduos da linhagem VMsubES/sub, cujos ápices adquiriram aspecto espiralado, quando cultivados em UV-B. Esses mesmos indivíduos apresentaram menores taxas de crescimento (TCs), quando comparados à linhagem selvagem do Estado do Ceará (VMSUBCE/SUB), sugerindo uma maior sensibilidade à radiação UV-B. Após exposição de 5 horas à UV-B, todas as linhagens apresentaram reduções no rendimento quântico efetivo (∇F/Fm), com exceção de VMSUBCE/SUB, que não apresentou variações nos valores de ∇F/Fm no decorrer do experimento. As linhagens VMsubES/sub, VDSUBCE/SUBe MESUBCE/SUB apresentaram redução nesse parâmetro logo após a primeira hora de exposição à UV-B. Entretanto, esses valores mantiveram-se constantes para a linhagem MESUBCE/SUB ao longo do período experimental. Para a linhagem VDCE, verificou-se uma recuperação de F/Fm nos dois dias subseqüentes, o que sugere a ação de uma fotoinibição dinâmica, ao contrário das linhagens VMsubES/sub e MEsubCE/sub, cuja demora na recuperação caracteriza uma fotoinibição crônica. A linhagem VDSUBCE/SUB apresentou também maiores valores para a saturação luminosa (IK) após a exposição à UV-B, quando comparada às demais linhagens provenientes da população do Estado do Ceará (VMSUBCE/SUB e MEsubCE/sub). Na ausência de UV-B, as linhagens VMSUBCE/SUB e VMES apresentaram maiores valores para a eficiência fotossintetizante (αETR), quando comparadas às variantes cromáticas VDSUBCE/SUB e MEsubCE/sub. Entretanto, após a exposição à UV-B, a linhagem VMSUBCE/SUB apresentou maiores valores de ETR, quando comparada à linhagem VMsubES/sub, porém semelhantes aos observados nas linhagens VDSUBCE/SUB e MEsubCE/sub. Em curto prazo, não foram verificadas alterações nas concentrações de ficoeritrina (FE), ficocianina (FC) e aloficocianina nas diferentes linhagens, quando submetidas à radiação UV-B. Entretanto, um aumento na razão FE/FC foi observado para a linhagem VDsubCE/sub, sugerindo um aumento na proporção de FE, quando comparada à FC. Porém, reduções nas concentrações de ficoeritrina (FE), ficocianina e aloficocianina (AFC) foram observadas para indivíduos da linhagem VMSUBCE/SUB, após a exposição prolongada à UV-B, sugerindo uma possível utilização dessas substâncias no metabolismo celular, uma vez que as ficobiliproteínas, principalmente a FE, atuam como reserva de nitrogênio. Entretanto, as demais linhagens cultivadas em UV-B, apresentaram valores semelhantes de ficobiliproteínas aos verificados no controle. Observou-se um aumento na proporção FE/AFC na linhagem MEsubCE/sub, quando exposta à UV-B por 28 dias, sugerindo um aumento na porcentagem de FE em relação à AFC. Esse provável aumento nas concentrações de FE, em decorrência de sua síntese e reposição, favoreceria a aclimatação dos ficobilissomos a mudanças na irradiância. Concentrações semelhantes de clorofila a e carotenóides foram verificadas para as diferentes linhagens após a exposição à UV-B, independente do tempo de exposição, indicando a ausência de danos ao aparato fotossintetizante e a disponibilidade de pigmentos para o transporte de elétrons. Alterações ultraestruturais ocorreram em todas as linhagens cultivadas em UV-B em ambas condições experimentais. Os efeitos ultraestruturais foram observados principalmente nos cloroplastos, que apresentaram afastamento de tilacóides adjacentes, além da formação de vacúolos internos. Algumas células de indivíduos das linhagens VMSUBCE/SUB (longo prazo) e VDSUBCE/SUB (curto prazo) encontravam-se em avançado processo degenerativo, impossibilitando a visualização de membranas organelares. Observou-se também um maior número de grãos de amido nas linhagens VMsubES/sub e VDSUBCE/SUB cultivadas por 28 dias em UV-B, quando comparadas aos controles. Esse acúmulo de reserva poderia ser interpretado como uma incapacidade em metabolizar essas substâncias para atividades de síntese e reparo, necessárias para a manutenção do indivíduo quando em condições adversas, no caso a exposição à UV-B. Embora a linhagem VMsubES/subVMSUBCE/SUB tenha apresentado uma redução nas ficobiliproteínas, ela apresentou maiores TCs e menores alterações morfológicas. A linhagem MECE, embora tenha sofrido uma redução nas TCs, quando cultivada em UV-B, como as linhagens VDSUBCE/SUB e VMES, estas TCs mantiveram-se constantes ao longo do experimento, enquanto que nas demais linhagens elas diminuíram. A análise geral dos parâmetros avaliados sugere que as linhagens MESUBCE/SUB e VMCEVMSUBCE/SUB estariam aptas a lidar com um possível aumento nos níveis de UV-B incidente. Entretanto, diferenças na composição pigmentar observadas para a linhagem VDSUBCE/SUBsugerem uma menor sensibilidade desta a curto prazo, quando submetida a essa radiação. / não consta

O estresse de luz pode afetar consideravelmente o crescimento e o desenvolvimento dos organismos fotossintetizantes. Nestas situações, é comum verificar respostas químicas que podem indicar diferentes estratégias de fotoproteção adotado pelo organismo. No presente trabalho, foram desenvolvidas metodologias de análise e extração de pigmentos fotossintetizantes e compostos fenólicos na macroalga vermelha Gracilariopsis tenuifrons com o objetivo de avaliar os efeitos do aumento intensidade de luz sobre estes compostos. Foi verificado que aumento da intensidade de luz não provocou redução na biomassa desta alga, ao contrário houve um maior incremento. Os pigmentos majoritários no extrato foram clorofila α, β-caroteno e zeaxantina. O carotenoide β-caroteno teve um comportamento correlacionado com o pigmento clorofila a, tendo as concentrações reduzidas com o aumento da intensidade de luz, sugerindo que ambos os pigmentos possuam uma mesma função na fotossíntese. Já a concentração da zeaxantina aumentou com a intensidade de luz nos dias iniciais, indicando uma função fotoproteção deste pigmento nesta alga. A capacidade redutora do extrato aumentou com a intensidade luminosa. No entanto, não foi possível afirmar se esse aumento foi realmente devido à síntese de compostos fenólicos ou a outras substâncias que desempenhem o mesmo papel. As análises em CLAE revelaram que um derivado da micosporina palitinol apresentou alta relação com o aumento da intensidade de luz, sendo essa resposta altamente correlacionada com os resultados no ensaio no Folin-Ciocalteu. Em conclusão, das substâncias analisadas neste trabalho, a zeaxantina e o derivado do palitinol foram as que apresentaram os resultados mais evidentes como antioxidantes / The high-light stress can adversely affect growth and development of photosyn-thetic organisms. In these situations, it is common to note chemical responses that may indicate different strategies of photoprotection. In this study, protocols were optimized for analysis and extraction of phenolic compounds and photosynthetic pig-ments in macrophytic red algae Gracilariopsis tenuifrons in order of evaluat-ing the effects of high-light stress on these compounds. It was found that an increase in light intensity has not caused decrease in biomass of algae; on the contrary, promotes a greater increase in biomass. Zeaxanthin, β-carotene and chlorophyll α were the major pigments present in the extract. The β-carotene and chlorophyll a were inversely dependent on the intensity of light. Both pigments were highly correlated sug-gesting the same role in photosynthesis. The concentration of the zeaxanthin was de-pendent on the intensity of light in the initial days, indicating a photoprotection function for this pigment. The reduction capacity of the extract increased with light intensity. However, it was not possible to state that this increase was actually due to the synthesis of phenolic compounds or other substances that perform the same role. The HPLC ana-lyzes revealed that a derivative of micosporina palitinol showed high correlation with the increase in light intensity. This response was highly correlated with the results for Folin-Ciocalteu assay. In conclusion, from all compounds analyzed in this work, zeax-anthin and the palitinol derivative presented clearer results as antioxidants

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_Eder_Junior_Mezzalira.pdf: 952924 bytes, checksum: 2099d1de32bf14a58a2d5de9c422d683 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of different environments can be a limiting factor for the development of seedlings of species of Cape gooseberry. Given the above, the objective of the present study to evaluate the initial development of species of physalis, subjected to different environments. The experimental design was randomized blocks, in 3 x 3 factorial schemes, containing four repetitions. The experiment conducted in the period from February to May 2012 in Horticultural and Biological Control Station "Professor Mário César Lopes", belonging to Unioeste, Campus, in Marechal Cândido Rondon-PR. Treatments were composed of three species of Cape gooseberry (Physalis peruviana, p. angulata and p. pubescens) x three environments (greenhouse/EST-colorless plastic coated 150 microns; sombrite/SBT-75% of the light permeability and full sun/PLS-local fully open), being monitored the emergency speed index of seedlings in 30 days. To 76 days after sowing evaluated the leaf area, dry weight of leaves, stems, and roots and counting the number of leaves, plant height and stem diameter. For the determination of biochemical levels of chlorophyll a and b, anthocyanin, carotenoids polifenoloxidase, peroxidase and proteins. Collected into plant tissue of leaves, before sunrise, between the 05:00 and 6:30 hs, having been put up in aluminum foil, properly identified the treatments, which is stored in the container with ice and then frozen. The environment sombrite provides highest rate for the species of Physalis angulata, p. peruviana and p. pubescens. The environments and sombrite were very similar in initial development to Physalis angulata, p. peruviana and p. pubescens and may be used for the production of seedlings of these species. The Physalis peruviana has the largest average levels of all photosynthetic pigments, compared to p. angulata. The Physalis peruviana has been greater than p. pubescens, in relation to carotenoids. The average levels of total protein of p. angulata overcame the other species. In General, species of physalis plants kept in the EST and SBT, outweigh the environment PLS / A utilização de diferentes ambientes pode ser um fator limitante para o desenvolvimento de mudas de espécies de physalis. Diante do exposto, objetivou-se com o presente trabalho avaliar desenvolvimento inicial de espécies de physalis, submetidas a diferentes ambientes. O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados, em esquema fatorial 3 x 3, contendo quatro repetições. Conduziu-se o experimento no período de fevereiro a maio de 2012, na Estação de Horticultura e Controle Biológico Professor Mário César Lopes , pertencente à Unioeste, Campus Marechal Cândido Rondon, PR. Os tratamentos foram compostos de três espécies de physalis (Physalis peruviana, P. angulata e P. pubescens) x três ambientes (estufa/EST - com cobertura plástica incolor de 150 micras; sombrite/SBT - 75% de permeabilidade à luz e pleno sol/PLS - local totalmente aberto), sendo monitorado o índice de velocidade de emergência das plântulas nos 30 dias iniciais. Aos 76 dias após a semeadura avaliaram-se a área foliar, matéria seca das folhas, caules, raízes e a contagem do número de folhas, altura de planta e diâmetro do caule. Para a determinação dos teores bioquímicos de clorofila a e b, antocianina, carotenóides, polifenoloxidase, peroxidase e proteínas. Coletou-se parte de tecido vegetal das folhas, antes do nascer do sol, entre as 5:00 e 6:30 hs da manhã, tendo sido acondicionado em papel alumínio, devidamente identificado os tratamentos, armazenado em recipiente com gelo e, em seguida congelado. O ambiente sombrite propicia maior taxa de emergência para as espécies de Physalis angulata, P. peruviana e P. pubescens. Os ambientes, estufa e sombrite foram muito similares no desenvolvimento inicial para Physalis angulata, P. peruviana e P. pubescens podendo ser utilizados na produção de mudas destas espécies. A Physalis peruviana apresentou maiores níveis médios de todos os pigmentos fotossintetizantes, comparados a P. angulata. A Physalis peruviana foi superior a P. pubescens, em relação aos carotenóides. Os níveis médios de proteína total de P. angulata superou as demais espécies. De modo geral, as mudas espécies de physalis mantidas no ambiente EST e SBT, superam o ambiente PLS

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-22Bitstream added on 2014-06-13T20:10:55Z : No. of bitstreams: 1 corniani_n_me_botfca.pdf: 1146521 bytes, checksum: fa6a3da1e11828289d5c9cb1e7208258 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As espécies do gênero Eucalyptus apresentam notável capacidade de extração de água e nutrientes, assimilação fotossintética e crescimento, permitindo seu cultivo em ambientes considerados impróprios para muitas outras espécies. Além dos fatores ambientais atuando adversamente no desempenho das plantas, atualmente estas estão sujeitas aos efeitos das mudanças ambientais globais causadas pelas atividades antrópicas, tais como o aumento na incidência da radiação ultravioleta-B (RUV-B) em conseqüência da destruição da camada de ozônio. Estudos recentes têm mostrado que a RUV-B promove aumento no nível de espécies reativas de oxigênio (ERO), ocasionando estresse oxidativo nas plantas. Entretanto, as plantas apresentam um sistema de defesa contra o estresse oxidativo, constituído de enzimas antioxidantes, tais como superóxido dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) e peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), além de outros compostos, como antocianinas, carotenóides e compostos fenólicos, que impedem a formação de ERO ou eliminam as já existentes. Há algum tempo, tem sido verificada em plantas a presença de óxido nítrico (NO), radical livre endógeno que possui a capacidade de controlar o nível e a toxicidade das ERO. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar o possível efeito citoprotetor do NO em plantas de eucalipto (Eucalyptus urograndis) expostas à RUV-B. Assim, foi realizado um primeiro experimento no qual plantas de eucalipto foram expostas à RUV-B em baixa (controle) e elevada incidência, com o intuito de verificar se a radiação promove estresse oxidativo nesta espécie. Foram realizadas coletas de lâminas foliares aos cinco, dez e quinze dias após o início da exposição à RUV-B para posterior determinação do nível de peroxidação lipídica. A exposição por 15 dias à RUV-B... / The species of the genus Eucalyptus present notable capacity to extract water and nutrients, photosynthetic assimilation and growth, allowing cultivation in ambient considered inappropriate for many other species. Besides the environmental factors acting adversely in the performance of the plants, nowadays they are subject to the effects of the global environmental changes caused by human activities, such as the increase in the incidence of the ultraviolet-B radiation (UV-B) in consequence of the ozone layer destruction. Recent studies show that UV- B radiation promotes increase in the level of reactive oxygen species (ROS), causing oxidative stress in plants. However, plants have a defence system against oxidative stress, constituted of antioxidant enzymes, such as, superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), and others compounds, such as anthocyanins, carotenoids and phenolic compounds, that avoid ROS formation or eliminate the already existent. There has been long, it was noticed the presence of nitric oxide (NO) in plants, endogenous free radical able to control the ROS level and toxicity. Therefore, the aim of this work was to investigate the possible citoprotector effect of the NO in eucalyptus (Eucalyptus urograndis) plants subjected to UV-B radiation. So, a first experiment was setup in which plants of eucalyptus were subjected to radiation in low (control) and high incidence of UV-B, to verify if UV-B radiation promotes oxidative stress in this specie. Leaves were collected at five, ten and fifteen days after the beginning of exposure to UV-B for subsequent evaluation of the level of lipid peroxidation. Exposure for 15 days to RUV-B increased the lipoperoxide content in the eucalyptus... (Complete abstract click electronic access below)

O estresse de luz pode afetar consideravelmente o crescimento e o desenvolvimento dos organismos fotossintetizantes. Nestas situações, é comum verificar respostas químicas que podem indicar diferentes estratégias de fotoproteção adotado pelo organismo. No presente trabalho, foram desenvolvidas metodologias de análise e extração de pigmentos fotossintetizantes e compostos fenólicos na macroalga vermelha Gracilariopsis tenuifrons com o objetivo de avaliar os efeitos do aumento intensidade de luz sobre estes compostos. Foi verificado que aumento da intensidade de luz não provocou redução na biomassa desta alga, ao contrário houve um maior incremento. Os pigmentos majoritários no extrato foram clorofila α, β-caroteno e zeaxantina. O carotenoide β-caroteno teve um comportamento correlacionado com o pigmento clorofila a, tendo as concentrações reduzidas com o aumento da intensidade de luz, sugerindo que ambos os pigmentos possuam uma mesma função na fotossíntese. Já a concentração da zeaxantina aumentou com a intensidade de luz nos dias iniciais, indicando uma função fotoproteção deste pigmento nesta alga. A capacidade redutora do extrato aumentou com a intensidade luminosa. No entanto, não foi possível afirmar se esse aumento foi realmente devido à síntese de compostos fenólicos ou a outras substâncias que desempenhem o mesmo papel. As análises em CLAE revelaram que um derivado da micosporina palitinol apresentou alta relação com o aumento da intensidade de luz, sendo essa resposta altamente correlacionada com os resultados no ensaio no Folin-Ciocalteu. Em conclusão, das substâncias analisadas neste trabalho, a zeaxantina e o derivado do palitinol foram as que apresentaram os resultados mais evidentes como antioxidantes / The high-light stress can adversely affect growth and development of photosyn-thetic organisms. In these situations, it is common to note chemical responses that may indicate different strategies of photoprotection. In this study, protocols were optimized for analysis and extraction of phenolic compounds and photosynthetic pig-ments in macrophytic red algae Gracilariopsis tenuifrons in order of evaluat-ing the effects of high-light stress on these compounds. It was found that an increase in light intensity has not caused decrease in biomass of algae; on the contrary, promotes a greater increase in biomass. Zeaxanthin, β-carotene and chlorophyll α were the major pigments present in the extract. The β-carotene and chlorophyll a were inversely dependent on the intensity of light. Both pigments were highly correlated sug-gesting the same role in photosynthesis. The concentration of the zeaxanthin was de-pendent on the intensity of light in the initial days, indicating a photoprotection function for this pigment. The reduction capacity of the extract increased with light intensity. However, it was not possible to state that this increase was actually due to the synthesis of phenolic compounds or other substances that perform the same role. The HPLC ana-lyzes revealed that a derivative of micosporina palitinol showed high correlation with the increase in light intensity. This response was highly correlated with the results for Folin-Ciocalteu assay. In conclusion, from all compounds analyzed in this work, zeax-anthin and the palitinol derivative presented clearer results as antioxidants

Este trabalho envolve o estudo sobre os níveis de pigmentos fotossintéticos, carotenóides e clorofilas, presentes nas algas marinhas Tetraselmis gracilis e Gracilaria tenuistipitata, em condições de senescência celular e estresse antropogênico (poluição metálica). Em razão do papel fundamental dos carotenóides na organização de membranas tilacóides, o papel estrutural de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis em bicamadas lipídicas também foi avaliado. Para estes estudos foram realizados o cultivo, coleta e construção das curvas de crescimento das algas, obtenção dos cromatogramas típicos, identificação de alguns pigmentos fotossintéticos através de padrões, análise dos extratos brutos em diferentes fases de crescimento e respectiva quantificação. Foram realizados bioensaios de toxicidade dos metais Cd, Cu, Hg e Pb e foram estimados os parâmetros toxicológicos CE15 e CE50 (concentração efetiva para a redução de 15 e 50%, respectivamente, do crescimento algal). Os modelos de estresse agudo e crônico foram construídos para cada metal e a quantificação dos pigmentos fotossintéticos foi realizada. Lipossomos foram confeccionados com a incorporação de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis na bicamada e foram realizadas medidas de espalhamento de luz, de calorimetria, do diâmetro hidrodinâmico e de fosfolípides. A cinética de liberação e de permeação de NO foi estudada através de medidas de fluorescência e de quimiluminescência. Também foi realizada a extração e pré-isolamento dos carotenóides presentes em T. gracilis. Os mecanismos de defesa contra espécies reativas de oxigênio foram diferentes em razão das distintas variações observadas nos níveis de pigmentos para cada metal estudado e tipo de estresse. Também foi observado um aumento do nível de pigmentos em função do aumento do tempo de exposição correspondendo provavelmente a uma estratégia aclimatativa extremamente importante no papel de adaptação e sobrevivência de organismos fotossintéticos, o que torna este tipo de avaliação, principalmente dos níveis de carotenóides, uma ferramenta útil como parâmetro de avaliação de poluição ambiental, além do emprego da biomassa como ferramenta de biorremoção de metais. Em relação aos valores de CE50 observados, o valor encontrado para o Cu foi inferior ao padrão previsto na Resolução do CONAMA no 357. Portanto, efluentes contendo Cu em níveis permitidos poderão causar danos à biota marinha. Mais ainda, sugere-se que os limites recomendáveis para este metal deverão ser revistos e alterados para a preservação de ecossistemas aquáticos. A incorporação do extrato de T. gracilis ocasionou uma grande perturbação na estruturação da membrana, resultando na fluidificação da bicamada lipídica, independente da fase de crescimento. O β-caroteno e o licopeno interferem na estruturação de bicamadas lipídicas diminuindo o diâmetro hidrodinâmico das vesículas unilamelares grandes, efeito ainda não descrito na literatura, reduzindo o valor da temperatura na qual se inicia a transição de fase, alargando a faixa onde ocorre a transição, reduzindo os valores capacidade calorífica e da entalpia e, conseqüentemente, modificando a cooperatividade da transição. Somente o β-caroteno causou fluidificação do sistema lipídico e aumento da velocidade de permeação de NO através da membrana, sugerindo o provável papel do β-caroteno na modulação de propriedades físicas da membrana. / This work involves the study of the levels of photosynthetic pigments, carotenoids and chlorophylls, contained in the marine algae Tetraselmis gracilis and Gracilaria tenuistipitata, under conditions of cellular senescence and anthropogenic stress (metallic pollution). Due to the fundamental organizational role of carotenoids in thylakoid membranes, its structural features in lipid bilayers were evaluated. Also in this last mentioned study, it was employed the methanolic extract of T. gracilis. In order to perform these studies, the algae were cultivated and the growth curves determined. Also, the typical chromatograms were obtained, and some photosynthetic pigments were identified trough commercial standards, which were then analyzed and quantified in crude extracts of different growth phases. The toxicity of the metals Cd, Cu, Hg and Pb were determined trough bioassays, which led to the toxicological parameters EC15 and EC50 estimation (the effective concentration that causes 15 and 50% of reduction of the algal growth, respectively). For each metal, the acute and chronic stress models were built, and the photosynthetic pigments contents\' quantified. Liposomes were constructed with the incorporation of carotenes and of the T. gracilis\' methanolic extract in the bilayer, which were then submitted to light scattering, calorimetric, hydrodynamic radius and phospholipid assays. Fluorescence and chemiluminescence measurements were used to study the NO kinetics of liberation and permeation. Also, it was accomplished the extraction and pre-isolation of carotenes contained in T. gracilis. For each type of metal and stress occasioned, different levels of pigments were observed, a consequence of the different mechanisms employed against reactive oxygen species. At higher exposure periods, higher pigments\' contents were quantified, which probably corresponds to an algae acclimatative strategy. The EC50 value found for Cu is higher than the standard one previously stated in the CONAMA\'s nº 357 resolution. This means that effluents containing Cu, in levels allowed by the law, may cause damage to the marine biota. Moreover, it\'s suggested a reevaluation of the standard limiting value for this metal, in order to preserve aquatic ecosystems. A higher fluidity of the lipid bilayer, occasioned by a large perturbation of the membrane\'s structure, was accomplished by incorporating the extract of T. gracilis. This was observed independently of the cells\' growth phase. &$946;-carotene and licopene interfere in the lipid bilayer structure, lowering the hydrodynamic diameter of large unilamellar vesicles, an effect not previously reported in literature. This reduces the temperature were the phase transition initiates, broadens the transition gap, lowers the calorific capacity and enthalpy values, consequently, modifying the transition cooperation. Only β-carotene induces a higher fluidity of the lipid system and a faster NO permeation trough the membrane, which suggests that it may modify physical properties of the membrane.

Der Baikalsee ist der älteste, tiefste und größte (gemessen am Volumen) See der Welt, mit über 1500 endemischen Arten. Er wurde 1996 zum UNESCO Weltnaturerbe deklariert; doch auch dieses einzigartige Ökosystem könnte in Zukunft durch anthropogen bedingte Klimaänderungen und Nährstoff-Einträge gefährdet sein. Rezente und fossile Phytoplankton-Pigmente werden immer häufiger in Monitorings genutzt, um aktuelle und historische Änderungen der Phytoplankton-Produktivität und –Zusammensetzung zu bestimmen, welche Änderungen von klimatischen und anderen Umweltbedingungen anzeigen. Dennoch wurden im Baikal bislang keine rezenten und nur in wenigen Studien fossile Phytoplankton-Pigmente untersucht. Drei Hauptaspekte wurden in dieser Arbeit untersucht: (1) die Phytoplnkton und Phytoplankton-Pigment Verteilung in der euphotischen Zone, (2) deren Sedimentation zum Seeboden und Degradierung im oxischen Oberflächensediment, und (3) Änderung der fossilen Pigmente während des Holozäns (seit 10.000 Jahren) und der vorangegangenen Warmzeit (vor 129.000-117.000 Jahren). Schlussfolgernd läßt sich sagen, dass Pigment-basierte Analysen im Baikal verlässliche Aussagen über rezente und historische Phytoplankton-Variationen ermöglichen, welche durch Umwelteinflüsse (natürlichen oder menschlichen Ursprungs) induziert werden. Im Rahmen des EU-Projekts CONTINENT und des Langzeit-Monitorings der Staatlichen Universität Irkutsk werden die Ergebnisse zur Phytoplankton-Entwicklung seit der letzten Warmzeit bis zum Beginn des 21. Jahrhunderts den lokalen Naturschutz und globale Klimastudien unterstützen. / Lake Baikal is the World´s oldest, deepest and largest (by volume) lake and contains over 1,500 endemic species. Since 1996, after becoming a UNESCO World Heritage Area, the effects of global warming and local anthropogenic eutrophication on its unique ecosystem become a subject of international discussion. Recent and fossil phytoplankton pigments are being increasingly used to monitor recent and past responses of the phytoplankton composition and productivity to changes of climatic and other environmental conditions in aquatic systems. However, phytoplankton pigments were not yet investigated in the water column of Lake Baikal and only little in its sediment. Three main aspects were investigated in this thesis: (1) the distribution of phytoplankton and phytoplankton pigments in the euphotic zone, (2) its sedimentation through the water column and preservation within the oxidised surface sediment, and (3) variation of fossil phytoplankton pigments in the pristine lake during Holocene (since 10,000 years ago) and last interglacial (129,000-117,000 years ago). Taken together, pigment-based analyses were shown to accurately reflect phytoplankton variation caused by environmental changes of natural or human origin in Lake Baikal. In conjunction with the EU project CONTINENT and the long-term monitoring in Irkutsk, the phytoplankton development determined from the last interglacial up until the early 21st century will be used for future research of climate changes as well as for the Lake Baikal’s protection.

Magistrantūros studijų darbe pateikiami egzogeninio prolino poveikio žaliosios šerytės augimui ir vystymuisi tyrimų rezultatai. Darbo objektas – žalioji šerytė (Setaria viridis (L.) P. Beauv.). Darbo metodai: IV organogenezės tarpsnyje žaliosios šerytės augalai nupurkšti prolino tirpalais ir auginti programuojamoje auginimo kameroje esant 20/18 °C (diena/naktis) temperatūrai, 16/8 val. (diena/naktis) fotoperiodui, 50 µmol m-2 s-1 apšviestumui. Fotosintezės pigmentai, augalo žalia masė ir sausos medžiagos kiekis nustatyti praėjus 1, 5, 10 ir 15 dienų po purškimo. Esant 35-40% substrato drėgniui augalai nupurkšti 10 mM L-prolino tirpalu ir toliau auginti programuojamoje auginimo kameroje sausros sąlygomis. Fotosintezės pigmentai, augalo žalia masė ir sausos medžiagos kiekis nustatyti po 3 ir 6 sausros dienų. Darbo rezultatai. Žaliosios šerytės augalai sukaupė statistiškai patikimai didesnį chlorofilo a ir karotenoidų kiekį visų tirtų L-prolino koncentracijų poveikyje. Augalus paauginus 10 ir 15 dienų po purškimo nustatytas neigiamas egzogeninio L-prolino poveikis chlorofilo b kiekiui žaliosios šerytės augaluose. Neigiamas egzogeninio L-prolino poveikis žaliai masei nustatytas praėjus 5 ir 10 dienų po purškimo, o paauginus augalus 15 dienų neigiamas L-prolino poveikis augalo žaliai masei beveik eliminavosi. Visos tirtos L-prolino koncentracijos praėjus 15 dienų po purškimo didino sausos medžiagos kiekį žaliosios šerytės augaluose ir spartino generatyvinių organų susidarymą... [toliau žr. visą tekstą] / The objective of this study was to investigate the effect of exogenous proline on growth and development of green millet plants. Object of the work – green millet (Setaria viridis (L.) P. Beauv.). Methods of the work: green millet plants were to spray with proline and growing in growth chamber under 20/18 °C (day/night) temperature, 16/8 h (day/night) photoperiod, 50 µmol m-2 s-1 light intensity. Amount of photosynthetic pigments, fresh mass of plants, dry weight was evaluated after 1, 5, 10 and 15 days after treatment. When substrate humidity was 35-40%, plants were to spray with 10 mM proline and growing in growth chamber under moisture deficit. The results of work. Green millet plants accumulated significantly higher chlorophyll a and carotenoids contents under influence of all proline concentration tested. Negative effect of exogenous L-proline on amounts of chlorophyll b in green millet plants has been obtained after 10 and 15 growing days. Negative effect of exogenous L-proline on fresh mass of green millet plants has been obtained after 5 and 10 growing days, however this effect was almost eliminated after 15 growing days. All tested L-proline concentrations increased dry weight after 15 growing days and accelerated formation of generative organs. After 3 and 6 drought stress treatment, exogenous proline didn’t have any effect on chlorophyll b content, but resulted in increasing of chlorophyll a content. Exogenous proline didn’t have significant effect on dry weight... [to full text]

The aim of this diploma thesis was to find out the seasonal changes of the air pollution tolerance index (APTI) in London planetree (Platanus acerifolia) and small-leaved lime tree (Tilia cordata), which grow in Jiráskovonábřeží in České Budějovice near the busy urban roads. The research was conducted in August, 2015. The complete results of this research were summarized into a teaching presentation for pupils at primary schools, which shall show them the issues of urban stress for these two tree species, which are very often planted in cities. The APTI index consists of four parameters, which were needed to be found out for the APTI index could be established. These parameters for the APTI are: the content of chlorophylls in a leaf, the content of the ascorbic acid in a leaf, the relative water content in a leaf and the pH of the extract from a leaf. By the discovering ofthe values of these parameters, the APTI was counted and thanks to this APTI it was easier to determine, which of these two tree species is less or more stressed by air pollution on the particular location. Further, the fluorescence of chlorophyll, which is -next to the APTI index- another indicator of effect of stress on the physiological processes in a plant and measured fluorescence values were compared with values from the previous measuring in 2013. The results were statistically evaluated and processed into the tables and graphs. According to the results of the APTI index, the small-leaved lime tree has proved as more sensitive to air pollution in Jiráskovo nábřeží, the London planetree was more resilient from this point of view. By the comparison of the results of chlorophyll content and fluorescence from 2013 and 2015, it was found out that the year 2015 has proved as less favourable for both species.