O estudo das Relações Quantitativas entre Estrutura química e Atividade biológica (QSAR/QSAR-3D) utilizando diferentes estratégias metodológicas complementares, aplicadas iterativamente, se estende a diferentes áreas de aplicação. Dentre elas destaca-se o planejamento racional de novos fármacos e o estudo de seus mecanismos de ação. Moléculas candidatas a fármacos, geradas em estudos de QSAR-3D, freqüentemente, não se tomam fármacos por apresentarem inadequadas propriedades farmacocinéticas, ou seja, ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Nota-se assim que o conhecimento das propriedades farmacocinéticas de ligantes deve ser uma preocupação presente, em qualquer nível de desenvolvimento de um novo fármaco e ressalta-se a importância do QSAR como uma ferramenta de grande valor, principalmente na compreensão da contribuição das propriedades físico-químicas, identificadas como sendo responsáveis pela atividade. A aplicação do QSAR permite elucidar a natureza e a grandeza das propriedades físico-químicas e estruturais nas interações entre o composto e o seu alvo biológico nos processos farmacocinéticos de ADME (TESTA, 2001; MALVEZZI et al.,, 2001; GAVIRAGHI et al., 2001). Recentemente, em trabalhos realizados em nosso laboratório (SIQUEIRA, 2001), envolvendo a análise de QSAR aplicada aos valores do bloqueio da transmissão neuromuscular determinados para uma série de onze brometos de [2-(4-X-benzamido)etil]benzildimetilamônio substituídos, demonstrou-se tanto a importância da presença de um grupo catiônico terminal como da lipofilicidade para o bloqueio da transmissão neuromuscular. No presente trabalho, visando descrever as interações hidrofóbicas determinantes da potencial atividade bloqueadora neuromuscular, para uma série de dez derivados da procaína, sendo eles: cloretos de 3-(dimetilamino)propiofenona (composto 1); de 3-(dietilamino)propiofenona (composto 2); de 3-(1-pirrolidino)propiofenona (composto 3); de 3-(1-piperidino)propiofenona (composto 4); de 3-(1-morfolino)propiofenona (composto 5); de 3-[1-(4-metilpiperazino)] propiofenona (composto 6); de 3-(c-hexilamino)propiofenona (composto 7); de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzamida (composto 8); de N-[(N,N-dimetilamino )metil]benzamida (composto 9) e, de N-[(N,N-dimetilamino)etil]benzoato (composto 10), por nós sintetizados, determinaram-se os respectivos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) obtidos por três métodos experimentais (por Shake-flask; por HPLC e potenciométrico) e por cálculo (programa CLOGP), como modelos de partição. Através da análise comparativa dos valores dos parâmetros hidrofóbicos e relacionados à ionização para a série de dez derivados da procaína (compostos 1-10) sintetizados neste trabalho foi possível constatar que: (i) os valores de IogPcalc modelam, apenas, parcialmente as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPappSF e de logPappHPLC em valores de pH 3,0 e 10,0, enquanto que as interações hidrofóbicas refletidas nos valores de logPnPot são idealmente modeladas pelos valores de logPcalc; (ii) nas mesmas condições experimentais, os métodos Shake-flask, HPLC e potenciométrico revelam interações hidrofóbicas proporcionais, entretanto, correlações não ideais foram observadas quanto comparados entre si; (iii) os valores de pKaSF , determinados indiretamente por Shake-flask, foram validados pela determinação direta de pKaPot, por potenciometria. Embora o sistema de avaliação da bloqueadora da transmissão neuromuscular tenha sido adequado, a série de compostos estudada não gerou valores válidos para a construção das correspondentes curvas dose-resposta. Os valores obtidos de lC50 para os compostos 3, 4 e 8 da série estudada foram insuficientes, em número, para serem utilizados em uma análise de QSAR. Estudos futuros podem ser realizados com o objetivo de verificar a atividade anestésica local para os compostos da série estudada, avaliando-se a perda da sensibilidade à estimulação sensorial, em cobaias, ou em estudos mais sofisticados de eletrofisiologia (patch clamp). Poder-se-á, assim, fornecer subsídios para elucidar as contribuições relativas da forma catiônica e da forma neutra, respectivamente de compostos ionizáveis com atividade anestésica local. / The scope of Quantitative Structure and Biological Activity Relationships (QSAR/QSAR-3D) studies, using distinct complementary methods, spreads over multiple areas of applicability. Among those, striking are the rational design of new drugs and the enlightenment of their mechanism of action. Candidate molecules, shaped by QSAR-3D analysis, frequently fail to become drugs, and hit the market, due to insufficient pharmacokinetic properties (i.e. absorption, distribution, metabolism and excretion; ADME). Hence, the awareness of pharmacokinetic properties of molecules should be a concern at any leveI of development of new drug candidates. Noteworthy is the use of QSAR as a tool of great value, specially, in the comprehension of the contribution of the physical-chemical properties, responsible for the biological activity. (TESTA, 2001; MALVEZZl et ai., 2001; GAVlRAGHl et ai., 2001). ln this work, aiming to describe the hydrophobic interactions determining the neuromuscular blocking activity of a series of ten procaine derivatives: the hydrochlorides of 3-(dimethylamine)propiophenone (compound 1); of 3-(diethylamine)propiophenone (compound 2); of 3-(1-pirrolidine)propiophenone (compound 3); of 3-(1-piperidine)propiophenone (compound 4); of 3-(1-morfoline)propiophenone (compound 5); of 3-[1-(4-methylpiperazine)]propiophenone (compound 6); de 3-(c-hexilamine)propiophenone (compound 7); de N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzamide (compound 8); de N-[(N,N-dimethylamine)methyl]benzamide (compound 9) and, of N-[(N,N-dimethylamine)ethyl]benzoate (compound 10), prepared by us, the corresponding hydrophobic parameters (logPappSF; logPnSF; logPiSF; (pKaaq)SF; (pKaoct)SF; logPappHPLC; IogPnPot; IogPiPot; (pKaaq)Pot; logPcalc) were obtained by three experimental methods (Shake-flask; HPLC and potenciometric) and by calculus (CLOGP) as models of partition and distribution. Following the comparative analysis of the values of the hydrophobic parameters determined for the ten compounds of the series of procaine analogs, it was possible to conclude that: (i) the values of IogPcalc reflect only partially, the hydrophobic interactions encoded in the values of logPappSF and logPappHPLC determined in pH values of 3,0 and 10,0; (ii) the values of logPcalc reflect the hydrophobic interactions encoded in the values of logPnPot; (iii) in the same experimental conditions, the methods Shake-flask, HPLC and potenciometric, reflect proportional hydrophobic interactions, although the observed correlations were not ideal when the methods were compared between each other; (iv) the values of pKaSF, determined indirectly by Shake-flask, were validated by the direct measurement of pKaPot, by potentiometry. Even though the system used to measure the neuromuscular blocking actions was adequate, the series of procaine derivatives failed to provide sufficient values to prepare dose-effect curves and proceed with the quantitative structure activity relationships.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Ants that collect nectar from plants bearing extrafloral nectaries (EFN) can defend them against the attacks of herbivores. Many cases of this food-for-protection mutualism have been described and the next step is to understand the mechanisms that structure these interactions. In this study, this issue was addressed through field observations and experiments on ant behaviour in studies compiled into five chapters. Specifically, we evaluated the plant\'s investment in attracting ants (nectar quality) and the competitive relationship between ants (resource dominance hierarchies) as structuring mechanisms of ant-plant interactions. The entire study took place in areas of the ecosystem known as Rupestrian Fields, located in Ouro Preto (Brazil), between June 2011 and March 2014. In Chapter 1, we observe that ant-plant interaction network in Rupestrian Fields is nested and generalized as expected for mutualisms, but differs from ant-hemipteran network, its ecological equivalent, despite both share ant species interactions. In Chapter 2, we delve into the study of the effect of resources in interaction frequency, and we showed that the quality more than quantity of nectar determines the pattern of interaction between plants (10 species) and ants (32 species), as well as the benefits of this interaction (conditional outcomes). In the Chapter 3, we focus on the ants to demonstrate, using paired encounters, that ants species are organized in dominance hierarchies based on aggressiveness. This hierarchies affects the numerical dominance based on territoriality and, more importantly, in the dominance of interactions and nectar. Keeping this line of thought, we demonstrated in Chapter 4 that not all ants that collect nectar really protect the plant against herbivores but only the ecological dominant and highly interacted species. Finally, we close the thesis demonstrating in Chapter 5 that the ant species interacted with plants during the day are not the same at night, but this diurnal-nocturnal turnover does not affect the structure of the interactions by only changing the dominant species. This study brings behavioural and empirical evidences on the importance of the identity of the ant species and its ecological dominance, as well the effect of the nectar quality, for the structure of ant-plant interactions and effectiveness of mutualisms. / As formigas que recolhem o néctar das plantas com nectários extraflorais (EFN) podem defendê-las contra ataques de herbívoros. Muitos casos desse tipo de mutualismo foram descritos mas ainda é preciso entender os mecanismos que estruturam essas interações. Neste estudo, esse problema foi abordado através de observações de campo e experimentos sobre o comportamento das formigas compilados em cinco capítulos. Especificamente, foi avaliado o investimento da planta em atrair formigas (qualidade do néctar) e a relação competitiva entre formigas pelo néctar (hierarquias de dominância) como mecanismos estruturadores das interações formiga-planta (partição das interações). Todo o estudo ocorreu em áreas do ecossistema Campo Rupestre, localizadas em Ouro Preto (Brasil), de junho de 2011 a março de 2014. No Capítulo 1, observamos que redes de interação formiga-planta em Campo rupestre é aninhada e generalizada como esperado para mutualismos, mas difere da rede formiga-hemíptero, seu equivalente ecológico, apesar de compartilharem as mesmas espécies de formigas interagentes. No Capítulo 2, nós aprofundamos no efeito dos recursos estruturando interações, e mostramos que a qualidade mais do que a quantidade de néctar determina o padrão de interação entre formigas (32 espécies) e plantas (10 espécies), bem como os benefícios desta interação (benefícios condicionais). No Capítulo 3, nós demonstramos através de encontros interespecíficos pareados que as formigas são organizadas em hierarquias de dominância comportamental baseadas em agressividade. Essa hierarquia afeta a dominância numérica por territorialidade e, mais importante, o domínio das interações e do néctar. Mantendo esta linha de pensamento, demonstramos no Capítulo 4 que nem todas as formigas que coletam néctar realmente protegem a planta contra herbívoros mas somente as espécies dominantes e altamente interagidas. Finalmente, fechamos a tese demonstrando no Capítulo 5 que as espécies de formiga que interagem com as plantas durante o dia não são o mesmo à noite, mas esta rotatividade diurno-noturno não afeta a estrutura das interações devido a troca específica da formiga dominante. Este estudo traz evidências comportamentais e empíricas sobre a importância da identidade de espécies de formiga e sua dominância ecológica, assim como da qualidade do recurso, para a estrutura de rede da formiga-planta e eficácia do mutualismo. / Doutor em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

The design of complex structures demands the prediction of possible fracture-dominant failure processes, due to the existence of unavoidable preexistent flaws and other defects, as well as sharps and cracks. On one hand, the complexity of the structure and the presence of many defects to be accounted for in the modeling can become the computational effort impracticable. On the other hand, it is important to seek the development of a computational framework based on some numerical method to study these problems. A way to overcome the difficulties mentioned, therefore making feasible the analysis of complex structures with many cracks, flaws and other defects, consists of combining a representative mechanical modeling with an efficient numerical method. This is precisely the fundamental aim of this work. Firstly, the Splitting Method is used aiming to build a representative modeling. Secondly, the Generalized Finite Element Method (GFEM) is chosen as an efficient numerical method, in which enrichment strategies of the approximated solution using stress functions in particular can be explored. The GFEM framework also allows avoiding the excessive refinement of the mesh, which increases the computational effort in conventional finite element analysis. In the Splitting Method, a kind of decomposition method, the original problem is subdivided in local and global problems which are then combined by imposing null traction at the crack surfaces. In this work, the Splitting Method was completely programmed in Python language and its use extended to analyze crack propagation including fatigue crack growth. The generated code presents in addition to several features related to Fracture Mechanics concepts, as the computation of the stress intensity factor (mode I and II) trough J Integral. Some examples are presented to depict the propagation of the cracks in multisite damage structures. It is shown that for this kind of problems the enrichment strategy provided by GFEM is essential. Moreover, the final example demonstrates that the computational tool allows for investigation of different possible crack scenarios with a low cost analysis. One concludes about the representativeness and efficiency of the methodology hereby proposed. / O projeto de estruturas complexas demanda a previsão de possíveis processos de ruptura governados por fraturamento, devido à existência de inevitáveis defeitos pré-existentes, como entalhes e fissuras. Por um lado, a complexidade da estrutura e a presença de muitos defeitos a serem considerados no modelo podem tornar a análise inviável devido ao esforço computacional necessário. Por outro lado, é importante procurar desenvolver uma estrutura computacional baseada em métodos numéricos para estudar estes problemas. Um modo de superar as dificuldades mencionadas, portanto tornando possível a análise de estruturas complexas com muitas fissuras e outros defeitos, consiste em combinar um modelo mecânico que seja representativo com um método numérico eficiente. Este é precisamente o objetivo fundamental deste trabalho. Primeiramente, o Método da Partição é utilizado para a construção de um modelo representativo. Em segundo lugar, o Método dos Elementos Finitos Generalizados (GFEM) é empregado por ser um método numérico eficiente, no qual as estratégias de enriquecimento da solução aproximada usando funções de tensão, em particular, podem ser exploradas. A estrutura do GFEM também permite evitar o excessivo refinamento da malha, que aumenta o esforço computacional em análises convencionais nas quais se utiliza o método dos elementos finitos. No Método da Partição, um tipo de método de decomposição, o problema original é subdividido em problemas locais e globais que são então combinados impondo-se a nulidade do vetor de tensões na superfície da fissura. Neste trabalho, o Método da Partição foi completamente programado em linguagem Python® e sua utilização estendida para analisar a propagação de fissuras, incluindo-se a associação do crescimento com a resposta em fadiga. Além disso, o código gerado apresenta diversas características relacionadas aos conceitos da Mecânica da Fratura, como o cálculo do fator de intensidade de tensão (modos I e II) mediante a Integral J. Alguns exemplos são apresentados para ilustrar a propagação de fissuras em estruturas multi-fraturadas. Mostra-se que para este tipo de problemas a estratégia de enriquecimento fornecida pelo GFEM é essencial. Além disso, o exemplo final comprova que a ferramenta computacional permite a investigação de diferentes possíveis cenários de fissuras com uma análise de baixo custo. Conclui-se sobre a representatividade e eficiência da metodologia proposta.

O trabalho trata da utilização de formulações não-convencionais de elementos finitos na obtenção de fatores de intensidade de tensão associados a múltiplas fissuras distribuídas num domínio bidimensional. A formulação do problema de múltiplas fissuras baseia-se numa abordagem de sobreposição proposta pelo Método da Partição (\"Splitting Method\"). Segundo essa abordagem a solução do problema pode ser encontrada a partir da sobreposição de três subproblemas combinados de tal forma que o fluxo de tensão resultante nas faces das fissuras seja nulo. O uso do Método dos Elementos Finitos (MEF) em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da rede nesse tipo de problema, aumentando o custo computacional da análise. Objetivando reduzir este custo, empregam-se duas formulações não-convencionais, de forma independente, num dos subproblemas, dito local: a formulação híbrido-Trefftz de tensão e o Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG). Na formulação híbrido-Trefftz é adotado o recurso do enriquecimento seletivo mediante o refrno- p na aproximação dos campos de deslocamento no contorno do elemento. Já com relação ao MEFG, empregam-se funções polinomiais e a solução analítica da mecânica da fratura como funções enriquecedoras. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização dessas formulações não-convencionais juntamente com o Método da Partição viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação com recurso a redes pouco refinadas, reduzindo significativamente o custo computacional de toda a análise. / This paper treats with the use of non-conventional finite element formulations to obtain the stress intensity factor of multiple cracks located in a two-dimensional domain. The formulation of the multiple cracks problem is based on an overlapping approach suggested by the Splitting Method. Accordingly, the solution of the problem can be achieved by dividing the problem in three steps, combined so that the resulting stress flux is zero on the cracks face. The use of the Finite Element Method (FEM) in its conventional formulation requires a mesh refinement in this kind of problem, then increasing the computational cost. Aiming to reduce this cost, two non-conventional formulations are used independently to solve the local problem: the Hybrid-Trefftz stress formulation and the Generalized Finite Elements Method (GFEM). The Hybrid-Trefftz formulation is applied with selective enrichment using p-refinement in the displacements field on the element boundaries. The GFEM employs polynomial functions and analytical solutions of the fracture mechanics as enrichment functions. Examples of numerical simulations are presented in order to show that non- conventional formulations and the Splitting Method can provide accurate results with coarse mesh, thus reducing the computational cost.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The species composition of the vegetation of Caatinga in three successional stages was characterized by sampling 20 installments, with 20x20m (400m2), in each stage.The initial stage corresponds to areas abandoned for nearly three years, the city of Poco Redondo; intermediate stage is located in the Monumento Natural Grota do Angico situated between the cities of Caninde do Sao Francisco and Poco Redondo, this site is in forest regeneration just over 20 years; and the late stage belongs to the Caatinga fragment found in the Fazenda Sao Pedro, Porto da Folha, which does not suffer human action for over 60 years.All subjects were considered from shrub - woody stratum with CAP (circumference at breast height 1.30 m)> 6 cm, had measured its circumference and height. The additive partitioning model used corresponds to the following formula: × = £ + Ò1 + Ò2, where × is the total diversity, £ is the mean diversity within plots, Ò1 is the diversity between plots of the same area, Ò2 is the diversity between the three areas.In the inicial area 15 species belonging to 8 families and 15 genera were identified. The density and total dominance found in this area were equivalents 818,75ind./ha and 0.89 m2/ha, respectively. The species with the highest importance value was Poincianella pyramidalis. The diversity index of Shannon-Wiener (H ´) and equability index of Pielou (J´) for this area were, respectively, 0.72 and 0.61. The intermediate area showed 15 families, 25 genera and 25 species. The total density was 1611.3 ind/ha, and total dominance was 3.31 m2/ha. P. pyramidalis was the species that showed the highest values of relative density, frequency, dominance and VI. The diversity index was 0.74 and the equability was 0.53. In the area in late stage 22 families, 40 genera and 46 species were identified. The total density was 2741.3 ind/ha and total dominance equal to 13.02 m2/ha. Bauhinia cheilantha had the highest VI. The H ´and J´ indices were 1.07 and 0.64, respectively. The results of the GLM from model ANOVA confirmed that the three areas differ from each other.The graphs obtained from NMDS showed from the ordering of the points that the areasare different in species richness. The analysis of additive partitioning of diversity showed that the £ component was the least contributed to the diversity ×, but the observed value for this component was higher than expected by the null model. The component Ò1 observed was lower than expected by the model, which illustrates the grouping of species generated by the limit of dispersion the same, which hampers migration among the remaining Caatinga.The component that best contributed to the diversity × was Ò2, highlighting the importance of replacement of species along the successional process. / A composicao de especies da vegetacao de Caatinga em tres estagios sucessionais foi caracterizada amostrando-se 20 parcelas, com 20x20m (400m2), em cada estagio.O stagio inicial corresponde a areas abandonadas ha cerca de 3 anos, no municipio de Poco Redondo; o estagio intermediario localiza-se no Monumento Natural Grota do Angico situado entre os municipios de Caninde do Sao Francisco e Poco Redondo, este local esta em regeneracao florestal a pouco mais de 20 anos; o estagio tardio pertence ao fragmento de Caatinga encontrado na fazenda Sao Pedro, Porto da Folha, que nao sofre acao antropica ha mais de 60 anos. Todos os individuos do estrato arbustivo ¡V arboreo com CAP (Circunferencia a altura do peito a 1,30m) > 6 cm tiveram sua circunferencia e altura aferidas.O modelo de particao aditiva utilizado corresponde a seguinte formula: × = £ + Ò1 + Ò2, onde × e a diversidade total, £e a diversidade media dentro das parcelas, Ò1 e a diversidade entre as parcelas da mesma area, Ò2 e a diversidade entre as tres areas. Na area inicial foram identificadas 15 especies pertencentes a 8 familias e 15 generos. A densidade e dominancia total encontradas nesta area foram equivalentes a 818,75 ind/ha e 0,89 m2/ha, respectivamente. A especie com maior valor de importanciafoi Poincianella pyramidalis. O indice de diversidade de Shannon-Wiener (H¡¦) e o indice de equabilidade de Pielou (J¡¦) foram, respectivamente, 0,72 e 0,61. A area intermediaria apresentou 15 familias, 25 generos e 25 especies. A densidade total foi 1611,3 ind/hae a dominancia total foi de a 3,31 m2/ha. P. pyramidalis foi a especie que apresentou os maiores valores de densidade relativa, frequencia, dominancia e VI. O indice de diversidade foi 0,74 e o de equabilidade foi 0,53. Ja na area tardia foram identificadas 22 familias, 40 generos e 46 especies. A densidade total foi 2741,3 ind/ha e a dominancia total 13,02 m2/ha. Bauhinia cheilanthaapresentou o maior VI. Os indices H¡¦ e J¡¦ foram 1,07 e 0,64, respectivamente.Os resultados do GLM do modelo ANOVA confirmaram que as tres areas diferem entre si. Os graficos obtidos a partir do NMDS mostraram a partir do ordenamento dos pontos que as areas sao diferentes em riqueza de especies.A analise da particao aditiva da diversidade mostrou que o componente £ foi o que menos contribuiu para a diversidade ×, porem o valor observado para tal componente foi superior ao esperado pelo modelo nulo. Ja o componente Ò1observado foi inferior ao esperado pelo modelo, o que ilustra o agrupamento de especies gerado pelo limite de dispersao das mesmas, o que dificulta a migracao entre os remanescentes de Caatinga. O componente que melhor contribuiu para a diversidade × foi Ò2, evidenciando a importancia da substituicao das especies ao longo do processo de sucessao.

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The main goals of the current study were to: i) identify landscape and spatial environmental predictors responsible for the structure of aquatic insects communities (Trichoptera); ii) identify which hierarchical scale within the hydrologic basins is responsible for the highest biodiversity variation, what may provide subsidies for future studies and planned conservation of lotic environments. In order to achieve such goals, we did different studies with specific objectives directed to (i) measure the contribution of environmental and spatial variables while determining species richness and composition within Trichoptera communities, separately considering species with wide and narrow spatial distribution; (ii) measure the influence of landscape attributes such as vegetation cover in different spatial scales on species richness and bet diversity, as well on the different trophic functional groups found within the Trichoptera community; (iii) evaluate the effects of nested headwater streams community structure embedded within superior hierarchical levels (e.g. microbasins, subbasins, and the whole catchment), as well as the effects of the environmental and spatial predictors on alpha, beta and gamaTrichoptera diversity considering different spatial scales. All studies were performed with a set of biological data sampled in 48 headwater streams within two hydrographic basins locate within the state of Goiás, Brazil, with different land use regimes. Within those streams, local environmental variables (physical-chemical variables and habtat integrity), landscape attributes (vegetation cover, and land use classification), and also the biological data regarding the Trichoptera insects were sampled. In the first study, we observed that compositional changes within the Trichoptera communities was determined by local processes, especially for genus with wider distribution, while the communities of those species with narrower distribution were probably structured by other factors not measured here. This study reinforces that the use of community deconstruction related to specific species attributes (e.g. spatial distribution) contributes to a better comprehension of the processes determining the metacommunities structure. In the second study, we verified that landscape attributes within the hydrologic basin, such as vegetation quality around the streamlet and vegetation cover up to 200m from the streamlet, are important predictors to the structure and functioning of Trichoptera communities. In the third study, results indicate that the variation in alpha, beta and gama diversities depend on the spatial scale considered and that the environmental degradation affects distinctly such patterns. We were able to verify that the structure of Trichoptera communities is determined by environmental factors, mainly in the local scales, such as water physical-chemical parameters and vegetation cover. Additionally, we observed that that the spatial scale within which the diversity is maximized is on catchment scale, reinforcing the need to increase the spatial scales considered in such studies in order to obtain a higher diversity for the Trichoptera in headwater streams. Finally, these studies confirm the vulnerability of Trichoptera communities to the variability on water quality and landscape changes, supporting the use of these organisms as indicators and reinforcing the need of conservation strategies which consider the aquatic diversity within each streamlet embedded in hydrologic basin elsewhere. / A diversidade biológica em riachos de cabeceira é muito importante para a manutenção da integridade de toda a bacia hidrográfica. Então, entender os processos que geram e/ou influenciam a diversidade nestes ambientes pode contribuir para futuros programas de monitoramento da integridade aquática e para o planejamento estratégico para a conservação de espécies e de comunidades das redes hidrográficas. O presente estudo teve por objetivo principal identificar os preditores ambientais locais, de paisagem e espaciais em múltiplas escalas responsáveis pela estruturação das comunidades de insetos aquáticos (Trichoptera). Além disso, objetivou verificar a escala hierárquica de bacias hidrográficas responsável pela maior variação da diversidade e desta forma, subsidiar futuros estudos e planejamento para conservação de ambientes lóticos. Para tanto, foramrealizados diferentes estudos com objetivos específicos direcionados a(i)medir a contribuição relativa de variáveis ambientais e espaciais na determinação da riqueza e composição taxonômica das comunidades de Trichoptera, considerando separadamente os táxons com distribuição ampla e restrita em riachos de nascente do bioma Cerrado, (ii)medir a influência dos atributos da paisagem como cobertura vegetal em diferentes escalas espaciais sobre a riqueza e diversidade beta, bem como sobre diferentes grupos tróficos funcionais da comunidade de Trichoptera, (iii) avaliar o efeito da estrutura aninhada de pequenos riachos de cabeceira inseridos dentro de níveis hierarquicamente superiores (microbacias, sub-bacias e bacias), bem como o efeito dos preditores ambientais e espaciais na diversidade alfa, beta e gama de insetos aquáticos. Todos os estudos foram realizados com o conjunto de dados amostrados em 48 riachos de nascente em duas bacias hidrográficas em Goiás, Brasil, com padrões de uso do solo distintos. Nestes riachos amostramos variáveis ambientais locais (físico-química e integridade de habitat) e de paisagem (índice de cobertura vegetal e uso do solo), assim como os insetos aquáticos da ordem Trichoptera.No primeiro estudo, observamos queamudança na composição das comunidades de Trichoptera foi determinada por processos locais, principalmente para os gêneros de distribuição mais ampla, enquanto os restritos provavelmente foram estruturados por outros fatores aqui não investigados. Este estudo reforça que o uso da abordagem de desconstrução da comunidade em função dos atributos das espécies contribui para uma melhor compreensão dos processos determinantes das metacomunidades. No segundo estudo, verificamos que as características da paisagem dentro da bacia de drenagem, como qualidade da mata em torno do riacho e da cobertura vegetal em escalas de até 200m do riacho, são importantes preditores da estrutura e funcionamento das comunidades de Trichoptera. No terceiro capítulo, os resultados indicam que a variação na diversidade alfa, beta e gama é dependente da escala espacial, e que o grau de degradação regional afeta distintamente estes padrões. Desta forma, podemos verificar que a estrutura das comunidades de Trichoptera é determinada por fatores ambientais, principalmente, na escala local, tanto as características da água como de cobertura vegetal. Além disso, observamos que a escala espacial em que a diversidade é maximizada é na escala de sub-bacia, reforçando a necessidade de ampliar as escalas espaciais para se obter a maior diversidade deste grupo em riachos de cabeceira. Por fim, estes trabalhos confirmam a vulnerabilidade das comunidades de Trichoptera à variações na qualidada de água e de modificações na paisagem como intensificação do uso do solo, o que suporta o uso destes como indicadores, além de reforçar a necessidade de estratégias para conservação que considere a diversidade aquática em riachos pertencentes a redes hidrográficas.

Neste trabalho, estudou-se o efeito da adição de acetonitrila nas propriedades de micelas do detergente aniônico, dodecil sulfato de sódio (SDS), e do detergente catiônico, cloreto de hexadeciltrimetilamônio (CTACl). Medidas de condutividade foram utilizadas para determinar a concentração micelar crítica, cmc, e o grau de dissociação, α, das micelas em função da fração molar de acetonitrila, XAc. Medidas de supressão de fluorescência, resolvida no tempo, com pireno como sonda, foram utilizadas para determinar a influência de acetonitrila no número de agregação das micelas, N, e na dinâmica de migração de solutos entre as fases aquosa e micelar. Em baixas frações molares XAc < 0,2), a acetonitrila insere-se nas cavidades da água, quebrando parcialmente as pontes de hidrogênio da água com a formação de novas pontes de hidrogênio entre as moléculas de acetonitrila e as moléculas de água. Nesta faixa de concentração, ocorre um aumento da cmc e do α, acompanhada de uma diminuição de N. Observa-se também alterações na dinâmica da interação de contra-íons e co-íons supressores na micela. Assim, as micelas de SDS e CTACl formadas em misturas acetonitrila-água são menores, mais dissociadas e apresentam maior fluidez interna. Ao redor de XAc = 0,2, as misturas de água-acetonitrila tornam-se microheterogêneos com o aparecimento de microdomínios ricos em acetonitrila e microdomínios ricos em água. A proporção das regiões ricas em acetonitrila aumenta com o aumento da fração molar de acetonitrila, com apenas pequenas modificações das propriedades dos dois tipos de microdomínios. Em XAc > 0,2 a variação de cmc e de α com a XAc passa a ser menos acentuada, sugerindo que o detergente forma agregados preferencialmente nas regiões mais aquosas; a sonda fluorescente pireno começa sair das micelas durante o tempo de vida do estado excitado; e há claras mudanças na dinâmica de incorporação de íons nos agregados. / This work presents a study of the effect of added acetonitrile on the properties of the micelles of the anionic detergent sodium dodecylsulfate (SDS) and the cationic detergent hexadecyltrimethylammonium chloride (CTACl). Conductimetric measurements were employed to determine the critical micelle concentration, cmc, and the degree of counterion dissociation, α, of the micelles as a function of the mole fraction of added acetonitrile, XAc. Time resolved fluorescence quenching measurements with pyrene as probe were employed to determine the effect of acetonitrile on the micellar aggregation number, N, and the dynamics of solute migration between the micellar and aqueous phases. At low mole fractions (XAc < 0.2), acetonitrile inserts into the cavities present in liquid water, partially disrupting the hydrogen bonding of water, with formation of new hydrogen bonds between water and acetonitrile. In this range, both the cmc and α increase, while N decreases. The dynamics of incorporation of counterionic and coionic quenchers into the micelles is also altered. Thus, the SDS and CTACl micelles formed in these acetonitrile-water mixtures are smaller, more highly dissociated and internally more fluid than those in aqueous solution. Above XAc of ca. 0,2, acetonitrile-water mixtures become microheterogeneous, the solution containing microdomains rich in acetonitrile and microdomains rich in water. The proportion of acetonitrile-rich microdomians increases with increasing XAc, with only small changes in the properties of the two types of microdomains. Correspondingly, at XAc > > ca. 0.2: the variation of the cmc and α with XAc is much less pronounced, suggesting that the detergent forms aggregates preferentially in the aqueous-rich domains; the fluorescence probe pyrene begins to exit the micelles during its excited state lifetime; and there are distinct changes in the rate constants for the incorporation of ions into the micelles.

Sejam GI = (VI ,AI) e GM = (VM,AM) dois grafos simples. Um mapeamento de GI para GM é um conjunto de associações, tal que cada vértice de VI está associado a um vértice de VM, e cada aresta de AI está associada a um par de vértices de VM. A cada possível associação é atribuído um custo. O problema de correspondência inexata entre grafos (PCIG) consiste em encontrar um mapeamento de GI para GM, tal que a soma dos custos de suas associações seja mínima. Nesta dissertação, resumimos os resultados encontrados na literatura sobre o PCIG e algumas de suas variações. Os resultados que incluímos aqui tratam sobre a questão de como formular o PCIG e algumas de suas variações, através de programação linear inteira. Provamos alguns resultados de complexidade computacional que relacionam variações do PCIG a problemas clássicos, como isomorfismo e partição de grafos. Fornecemos uma formulação através de programação linear inteira para o PCCA (uma variante do PCIG com conexidade e cobertura de arestas). Mostramos que o PCCA é NP-difícil quando os grafos de entrada são completos ou árvores (chamamos o segundo caso de PCCA para árvores). Apresentamos uma formulação linear inteira e um algoritmo - que é polinomial se o grau máximo dos vértices de VM for limitado por uma constante - para o PCCA para árvores. Mostramos um caso especia em que o PCCA para árvores pode ser resolvido em tempo polinomial. Por último, exibimos alguns resultados experimentais, inclusive com instâncias reais de uma aplicação do problema. / Let GI = (VI ,AI) and GM = (VM,AM) be two simple graphs. A mapping from GI to GM is an association set, such that each vertex in VI is associated to a vertex in VM, and each edge in AI is associated to a pair of vertices of VM. A cost is defined to each possible association. The inexact graph correspondence problem (IGCP) consists in finding a mapping from GI to GM, such that the sum of its associations costs is minimized. In this dissertation, we summarize the results found in the literature about the IGCP and some variations. The results included here address the question of how to formulate the IGCP and some variations, using integer linear programming. We prove some computational complexity results which relate IGCP variations with classical problems, like graph isomorphism and partitioning. We give an integer linear programming formulation to the ICEC (IGCP with connectivity and edges cover). We show that the ICEC is NP-hard when the input graphs are complete or trees (we call the second case ICEC for trees). We introduce an integer linear formulation and an algorithm - which has polynomial running time if the vertices of VM have maximum degree bounded by a constant - to the ICEC for trees. We show a especial case in which the ICEC for trees can be solved in polynomial time. Finally, we present some experimental results, also with instances of a real application of the problem.

O objetivo desta dissertação é apresentar a construção dos números reais a partir de cortes de Dedekind. Para isso, vamos estudar os números naturais, os números inteiros, os números racionais e as propriedades envolvidas. Então, a partir dos números racionais, iremos construir o corpo dos números reais e estabelecer suas propriedades. Um corte de Dedekind, assim nomeado em homenagem ao matemático alemão Richard Dedekind, é uma partição dos números racionais em dois conjuntos não vazios A e B em que cada elemento de A é menor do que todos os elementos de B e A não contém um elemento máximo. Se B contiver um elemento mínimo, então o corte representará este elemento mínimo, que é um número racional. Se B não contiver um elemento mínimo, então o corte definirá um único número irracional, que preenche o espaço entre A e B. Desta forma, pode-se construir o conjunto dos números reais a partir dos racionais e estabelecer suas propriedades. Esta dissertação proporcionará aos estudantes do Ensino Médio, interessados em Matemática, uma formação sólida em um de seus pilares, que é o conjunto dos números reais e suas operações algébricas e propriedades. Isso será muito importante para a formação destes alunos e sua atuação educacional. / The purpose of this dissertation is to present the construction of the real numbers from Dedekind cuts. For this, we study the natural numbers, the integers, the rational numbers and some properties involved. Then, based on the rational numbers, we construct the field of the real numbers and establish their properties. A Dedekind cut, named after the German mathematician Richard Dedekind, is a partition of the rational numbers into two non-empty sets A and B, such that each element of A is smaller than all elements of B and A does not contain a maximum element. If B contains a minimum element, then the cut represents this minimum element, which is a rational number. If B does not contain a minimal element, then the cut defines a single irrational number, which \"fills the gap\" between A and B. In this way, one can construct the set of real numbers from the rationals and establish their properties. This dissertation provides students who like Mathematics a solid basis in one of the pillars of Mathematics, which is the set of real numbers and their algebraic operations and properties. This text will be very important for your educational background and performance.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_liana_viviam_ferreira.pdf: 1066029 bytes, checksum: b8436d77d50bb76efeddb4cb96df3326 (MD5) Previous issue date: 2013-03-04 / The cultivation of edible pod peas in greenhouse and hydroponic system can be a viable alternative for obtaining high pods yield in winter and early spring crop-seasons. In addition, this crop system optimizes productive resources and causes reduced environmental impact. Currently, little information is available about edible pods pea crop, especially in greenhouse and hydroponic cultivation conditions. The adoption of this system presupposes to adequate plant density, as well as to produce knowledge and information regarding growth (dry matter production and partitioning) and yield of different genotypes. In this sense, two experiments were conducted with edible pods pea crop grown in hydroponic and greenhouse in winter/spring crop-season at the Campus of the Universidade Federal de Pelotas , in Capão do Leão, RS. The first experiment aimed to evaluate the effect of plant density on dry matter production and partitioning and yield components of edible pods pea crop 'Luana Gigante®'. Five planti densities (3.9, 4.7; 5.9, 7.8 and 11.8 plants m-2) were evaluated from May to November 2011. The second experiment aimed to characterize the growth and production dynamics of two edible pea pods genotypes ('Luana Gigante®' and 'MK10®') in a bifactorial model from May to November 2012. Genotypes composed the plots and evaluation dates composed subplots (0, 15, 30, 45, 60, 75, 95, 115 and 135 days after setting/DAS). In both experiments, biomass was quantified by dry weight of different above-ground plant organs and yield by pods fresh weight. The results obtained in the first experiment indicated that increasing of plant density in the range from 3.9 to 11.8 plants m-2 reduced linearly the growth of all organs and the individual plants pods yield. However, it increased linearly the absolute crop dry matter production and the pods yield per square meter. It did not affect the dry matter partitioning among different plant organs. The vegetative shoot plant organs were the major sinks for photoassimilates, comprising 61.5% of total plant dry matter, while the pods represented 31.7%. Among the yield components, only the number of harvested pods per plant was reduced and there were not negative effects on average pods fresh weight and the percentage of marketable pods. Therefore, we can recommend the plant density of 11.8 plants m-2 for pea crop 'Luana Gigante'. In the second experiment, it was observed that 'Luana Gigante' and 'MK10' presented a sigmoidal type plant growth curve as a function of time. MK10 presented higher vegetative shoot plant parts and crop growth than 'Luana Gigante'. 'MK10' also presented higher pods growth at 95 DAS, but both genotypes presented similar pods growth and yield at the end of the crop cycle. Pods comprised 36% and 43% of the total above-ground dry matter production, respectively, for 'MK10' and 'Luana Gigante' at the end of the crop cycle. Thus 'Luana Gigante' presents greater ability to assimilate distribution to pods growth than 'MK10'. The vegetative shoot organs are the strongest sinks for assimilates of the plant and stems are more beneficed in relation to the partition of dry matter than leaves. / A produção de ervilha torta em ambiente protegido e sistema hidropônico pode ser uma alternativa viável para a obtenção de alto rendimento de vagens no período de inverno e início de primavera, além de proporcionar melhor otimização dos recursos produtivos e reduzido impacto ambiental. Atualmente, existem poucas informações disponíveis sobre esta cultura, principalmente em condições de ambiente protegido e cultivo hidropônico. A adoção deste sistema pressupõe a adequação da densidade de plantio, assim como, produzir conhecimentos e informações referentes ao crescimento (produção e partição de massa seca) e comportamento produtivo de genótipos. Neste sentido, dois experimentos foram realizados com a cultura da ervilha torta em sistema hidropônico e ambiente protegido em ciclo de inverno/primavera no Campus da Universidade Federal de Pelotas, no município de Capão do Leão, RS. O primeiro experimento, realizado de maio a novembro de 2011, objetivou avaliar o efeito da densidade de plantio sobre a produção e a partição da massa seca e os componentes do rendimento de ervilha torta Luana Gigante® , em experimento unifatorial com cinco densidades de plantio (3,9; 4,7; 5,9; 7,8 e 11,8 plantas m-2). O segundo experimento objetivou caracterizar a dinâmica do crescimento e da produção de dois genótipos de ervilha torta ( Luana Gigante e MK10 ) em esquema bifatorial no período de maio a novembro de 2012. As parcelas foram constituídas pelos genótipos e as subparcelas pelas épocas de avaliação das plantas (aos 0, 15, 30, 45, 60, 75, 95, 115 e 135 dias após o transplante). Para ambos os experimentos, a biomassa foi quantificada através da massa seca dos diferentes órgãos aéreos da planta e o rendimento através da massa fresca de vagens. Em relação aos resultados obtidos no primeiro experimento, observou-se que o aumento da densidade de plantio no intervalo entre 3,9 a 11,8 plantas m-2 reduz o crescimento de todos os órgãos e a produtividade individual das plantas de forma linear. Porém, aumenta de forma linear a produção absoluta da massa seca da cultura bem como a produtividade por unidade de área e não afeta a partição proporcional de massa seca entre os diferentes órgãos da planta. Os órgãos vegetativos aéreos são os principais drenos de fotoassimilados, representando 61,5% da massa seca total das plantas, enquanto as vagens representam 31,7%. Entre os componentes do rendimento, somente o número de vagens colhidas por planta é reduzido, não havendo efeitos negativos sobre a massa fresca média das vagens e a porcentagem de vagens comerciais colhidas. Portanto, recomenda-se a densidade de 11,8 plantas m-2 para a ervilha torta Luana Gigante . No segundo experimento, observou-se que Luana Gigante e MK10 expressam crescimento da planta do tipo sigmoidal em relação ao acúmulo de MS ao longo do ciclo de cultivo. MK10 apresenta maior crescimento dos órgãos vegetativos aéreos e da cultura do que Luana Gigante . MK10 também apresenta maior crescimento de vagens aos 95 DAT, porém os genótipos se assemelham em relação ao crescimento e à produção de vagens ao final do ciclo de cultivo. As vagens representam 36% e 43% da massa seca aérea da planta, respectivamente de MK10 e Luana Gigante , ao final do ciclo de cultivo. Assim, Luana Gigante apresenta maior capacidade de destinar assimilados para o crescimento de vagens do que MK10 . O conjunto dos órgãos vegetativos aéreos são os principais drenos de assimilados da planta, sendo os caules priorizados na partição de MS em relação às folhas.