Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os girinos são organismos diversos e abundantes nos pequenos riachos de cabeceira de florestas tropicais e constituem importantes componentes da diversidade biológica, da trófica e funcional dos sistemas aquáticos. Diferentes características estruturais e limnológicas dos ambientes aquáticos influenciam a organização das assembleias de girinos. Embora o estágio larvar dos anuros seja o mais vulnerável de seu ciclo de vida, sujeito a elevadas taxas de mortalidade, as pesquisas sobre girinos na região neotropical ainda são pouco representativas diante da elevada diversidade de anfíbios desta região e ferramentas que permitam a sua identificação ainda são escassas. Nesta tese, dividida em três capítulos, apresento uma compilação das informações relacionadas aos principais fatores que afetam as assembleias de girinos na região tropical (Capítulo 1), a caracterização morfológica dos girinos encontrados nos riachos durante o estudo e uma proposta de chave dicotômica de identificação (Capítulo 2) e avalio a importância relativa da posição geográfica e da variação temporal de fatores ambientais locais sobre as assembleias de girinos, assim como a correlação entre as espécies de girinos e as variáveis ambientais de 10 riachos, ao longo de 15 meses, nas florestas da REGUA (Capítulo 3). Há pelo menos oito tendências relacionadas à distribuição das assembleias de girinos: (1) o tamanho dos riachos e a diversidade de microhabitats são importantes características abióticas influenciando a riqueza e a composição de espécies; (2) em poças, o gradiente de permanência (e.g., hidroperíodo) e a heterogeneidade do habitat são os principais fatores moldando as assembleias de girinos; (3) a composição de espécies parece ser um parâmetro das assembleias mais relevante do que a riqueza de espécies e deve ser primeiramente considerado durante o planejamento de ações conservacionistas de anuros associados a poças e riachos; (4) a predação parece ser a interação biótica mais importante na estruturação das assembleias de girinos, com predadores vertebrados (e.g. peixes) sendo mais vorazes em habitats permanentes e predadores invertebrados (e.g. larvas de odonata) sendo mais vorazes em ambientes temporários; (5) os girinos podem exercer um efeito regulatório, predando ovos e girinos recém eclodidos; (6) o uso do microhabitat varia em função da escolha do habitat reprodutivo pelos adultos, presença de predadores, filogenia, estágio de desenvolvimento e heterogeneidade do habitat; (7) os fatores históricos restringem os habitats reprodutivos que uma espécie utiliza, impondo restrições comportamentais e fisiológicas; (8) a variação temporal nos fatores bióticos (e.g., fatores de risco), abióticos (e.g., distribuição de chuvas), e no padrão de reprodução das espécies pode interferir na estrutura das assembleias de girinos tropicais. A variação temporal na heterogeneidade ambiental dos riachos da REGUA resultou na previsibilidade das assembleias locais de girinos, sendo que os parâmetros ambientais explicaram 23% da variação na sua composição. Os parâmetros espaciais explicaram uma porção menor da variação nas assembleias (16%), enquanto uma porção relativamente elevada da variação temporal da heterogeneidade ambiental foi espacialmente estruturada (18%). As variáveis abióticas que apresentaram as maiores correlação com a composição das assembleias de girinos foram a proporção de folhiço e de rochas no fundo do riacho, e secundariamente a profundidade, a condutividade e a temperatura. O gradiente gerado pela proporção de folhiço e de rochas representou a transição entre riachos permanentes e intermitentes. Este gradiente proporcionou o turnover de espécies, o qual também seguiu um gradiente de condutividade, temperatura, profundidade, e em menor extensão, de hidroperíodo e largura, que estiveram fortemente associado ao grau de permanência dos riachos. Estes resultados corroboram tanto a hipótese do controle ambiental, como do controle biótico de comunidades e indicam que a variação temporal da heterogeneidade ambiental e a variação na posição geográfica são importantes para a estruturação local de assembleias de girinos da REGUA. Os resultados também permitiram distinguir entre assembleias de girinos exclusivas de riachos permanentes, exclusivas de riachos intermitentes e aquelas registradas nos dois tipos de riachos. Os resultados deste capítulo são relevantes para compreender em que extensão os efeitos da variação temporal na heterogeneidade ambiental e de processos espaciais afetam localmente a estruturação de assembleias de girinos. / Tadpoles are diverse and abundant organisms in headwater streams of tropical rainforests and constitute important components of biological, trophic and functional diversity. Furthermore, different structural (e.g. size, depth, microhabitat availability) and limnological (e.g. conductivity, temperature) characteristics affect tadpole organization. Although the larval stage is the most vulnerable in anurans, subject to high mortality rates, researches on tadpoles in the neotropics, as tools for their identification, remain scarce face the high diversity of anurans found in this region. In this thesis, I present a compilation of information on the main factors affecting tadpole assemblages in the tropics (Chapter 1), the morphological characterization of tadpoles found in streams during the study with a propose of dichotomous key of identification (Chapter 2), and evaluated the relative importance of geographical position and the temporal variation o local environmental factors on tadpole assemblages through 15 months in 10 small streams in the Atlantic Forest of Reserva Ecológica do Guapiaçu (REGUA), municipality of Cachoeiras de Macacú, Rio de Janeiro, Brazil. I also investigated the correlation between tadpoles and the environmental variables of streams (Chapter 3). We can recognize at least eigth major trends regarding the distribution and structure of tropical tadpole assemblages: (1) stream size and microhabitat diversity are important abiotic features influencing species richness and composition; (2) in ponds, the permanence gradient (e.g., hydroperiod), and the heterogeneity of habitat are the main factors modeling tropical tadpole assemblages; (3) species composition seems to be a more relevant assemblage parameter than species richness and should be first considered when planning conservation of both pond and stream-dwelling anurans; (4) predation seems to be the most important biotic interaction structuring tropical tadpole assemblages, with vertebrate predators (e.g., fishes) being more voracious in permanent habitats, while invertebrates (e.g., odonate naiads) are the most important in temporary ones; (5) tadpoles may play a regulatory effect preying upon anuran eggs and recently hatched tadpoles (6) microhabitat use varies in function of breeding habitat choice by adults, presence of predators, phylogeny, stage of development and heterogeneity of the habitat; (7) historical factors restrict the breeding habitats that species may use, and impose behavioral and physiologic constrains; (8) temporal variation in biotic (e.g., risk factors) and abiotic factors (e.g., rainfall distribution), and the reproductive patterns of the species may interfere in the structure of tropical tadpole assemblages. Future efforts regarding the study of tadpoles should contemplate assemblages associated with streams, and experimental studies. Temporal variation in the environmental heterogeneity resulted in predictability of local tadpole assemblages. The environmental component explained 23% of the variation in tadpole composition, while spatial parameters explained the smaller portion of the variation (16%). A comparatively high portion of temporal variation in the environmental heterogeneity was spatially structured (18%). The proportion of litter and rocks on the stream bottom, depth, conductivity, and temperature were correlated with tadpole composition. The gradient created by the proportion of litter and rocks represented the changes from permanent and intermittent streams. This gradient provided the species turnover, which also followed a gradient of conductivity, temperature, depth, and in a lesser proportion, hydroperiod and width, all being strongly associated with permanence of streams. The results also corroborate with both the environmental and the biotic control model and indicate that temporal variation in environmental heterogeneity and the spatial position are important to the structuring of local tadpole assemblages in the streams of REGUA. The results also allowed to distinguish between tadpoles assemblages exclusive of permanent, intermittent, and those inhabiting both streams. The results of this chapter are relevant to understand in which extension the effects of temporal variation in environmental heterogeneity and spatial processes affect the structure of tadpole assemblages, the most fragile life stage of anurans

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Tribosphenic molars are considered major innovations of mammals and are related to different structures and variables that may explain their adaptation. The aim of this study was to verify the relationship of body size, mandible shape and diet variables and all four molars of didelphid marsupials in a phylogenetic approach. Geometric morphometric analysis of shape of the lower molars were performed on 261 specimens, 130 females and 131 males, containing a total of 14 genera and 37 species of the Didelphidae family. Twenty- four anatomical landmarks were used to describe the shape of the molars, and twenty-three for the mandible. The body size was estimated from values of molar size (lnCS) and diet was categorized through the literature. All analyzes were performed separately for males and females due to sexual dimorphism. Regressions were performed between the shape of molars and the explanatory variables body size, mandible shape and diet. An analysis of Variation Partitioning was applied to test the explanation portion of each variable. The phylogenetic effect on shape was controlled in such analyses with the method of phylogenetic generalized least squares (PGLS). For females the diet has a major influence on the molars (30.1%), followed by body size (9.3%) and mandibular shape (2.7%), whereas for males the diet has also a lot of influence (31.4%), body size (10.3%) and mandibular shape (28.5%). The configuration of molars due to diet showed greater deformity in a gradient, showing increased size from the first to the fourth molar area (greater m4) for more faunivorous/omnivorous species and, contrarily, a decrease in size toward the lower m4 for frugivorous/omnivorous species. Variation Partitioning in the diet was more explanatory for females (18.6%) and mandibular shape (13.8%); and the interaction of mandibular shape with diet was more important for males (19.3%). The explanation of diet for both sexes, although significant, has a strong influence of phylogenetic relatedness, while both mandibular shape and body size for males show no such influence of phylogeny. The great difference in the results for both sexes highlights the importance of life style influencing differentially females and males. The variation of the non-uniform molar shape exposes what is already seen in the literature: that didelphids have not a fully exclusive diet. Thus, it is possible to realize the importance of molars in both function and phylogenetic history. / Os molares tribosfênicos são considerados grandes inovações dos mamíferos e se relacionam com diversas estruturas e variáveis as quais podem explicar a sua adaptação. O objetivo deste estudo foi verificar a importância da relação do tamanho corporal, da forma mandibular e da dieta, sob enfoque filogenético, no conjunto dos quatro molares inferiores dos marsupiais didelfídeos. Análises de morfometria geométrica da forma dos molares inferiores foram realizadas em 261 espécimes, 130 fêmeas e 131 machos, contemplando no total 14 gêneros e 37 espécies da família Didelphidae. Vinte e quatro marcos anatômicos foram estimados para descrever a forma dos molares; vinte e três para a mandíbula. O tamanho corporal foi estimado a partir de valores de tamanho molar (lnCS) e a dieta foi categorizada através de dados da literatura. Todas as análises foram realizadas separadamente para fêmeas e machos devido ao dimorfismo sexual. Regressões foram realizadas entre a forma dos molares e as variáveis tamanho corporal, forma mandibular e dieta. Uma análise de Partição de Variância foi aplicada para testar a porção de explicação de cada variável. E controlando o efeito filogenético sobre a forma, o método utilizado foi o de mínimos quadrados generalizados filogenéticos (PGLS). Para fêmeas a dieta apresenta grande influência sobre os molares (30.1%), seguido do tamanho corporal (9.3%) e forma mandibular (2.7%); enquanto para machos a dieta também possui muita influência (31.4%), o tamanho corporal (10.3%) e a forma mandibular (5.3%). A conformação dos molares devido a dieta mostrou maior deformidade, em um gradiente, evidenciando para espécies mais faunívoras/onívoras um aumento em tamanho de área do primeiro ao quarto molar (m4 maior) e espécies frugívoras/onívoras uma diminuição nos mesmos (m4 menor). Na Partição de Variância, a dieta foi mais explicativa para fêmeas (18.6%) e a forma mandibular (13.8%), bem como a interação dessa com a dieta para machos (19.3%). A explicação da dieta para ambos os sexos, apesar de significativa, apresenta forte influência da proximidade filogenética, enquanto a forma mandibular de ambos e tamanho corporal de machos não apresentam essa influência na sua explicabilidade. A maior diferença nos resultados para os sexos evidencia os hábitos de vida distintos, e o quanto essas pressões influenciam de formas variadas fêmeas e machos. Já a variação da forma molar não uniforme expõe o já constatado na literatura de que didelfídeos não apresentam uma dieta totalmente exclusiva. Sendo assim, é possível perceber a importância dos molares em expressar tanto a função quanto a história filogenética.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, a partição iônica e o potencial de membrana em um eritrócito são analisados via equação de Poisson-Boltzmann modificada, considerando as interações não eletrostáticas presentes entre os íons e macromoléculas, assim como, o potencial β. Este potencial é atribuído à diferença de potencial químico de referência entre os meios intracelular e extracelular e ao transporte ativo de íons. O potencial de Gibbs-Donnan via equação de Poisson-Boltzmann na presença de carga fixa em um sistema contendo uma membrana semipermeável também é estudado. O método de aproximação paraboloide em elementos finitos em um sistema estacionário e unidimensionalé aplicado para resolver a equação de Poisson-Boltzmann em coordenadas cartesianas e esféricas. O parâmetro de dispersão relativo às interações não eletrostáticas écalculado via teoria de Lifshitz. Os resultados em relação ao potencial de Gibbs-Donnan mostram-se adequados, podendo ser calculado pela equação de Poisson-Boltzmann. No sistema contendo um eritrócito, quando o potencial β é considerado igual a zero, não se verifica a diferença iônica observada experimentalmente entre os meios intracelular e extracelular. Dessa forma, os potenciais não eletrostáticos calculados via teoria de Lifshitz têm apenas uma pequena influência no que se refere à alta concentração de íon K+ no meio intracelular em relação ao íon Na+ / In this work, the ionic partition and the membrane potential in an erythrocyte are analyzed by modified Poisson-Boltzmann equation, considering non-electrostatic interactions between ions and macromolecules as well as the β potential. This potential is attributed to the difference in chemical potential reference states between intracellular and extracellular environment and the active transport of ions. The Gibbs-Donnan potential is also studied usingthe Poisson-Boltzmann equation with fixed chargeon a system containing a semipermeable membrane. The second order spline finite elements methodin a steady one-dimensional system is applied to solve the Poisson-Boltzmann equation in Cartesian and spherical coordinates.The dispersion parameter of the non-electrostatic interactions is calculated by Lifshitztheory. The results regarding the Gibbs-Donnan potential are adequate and can be calculated by the Poisson-Boltzmann equation. In a system containing an erythrocyte, when the β potential is considered equal to zero, it doesnt check the ionic difference observed experimentally between the intracellular and extracellular environment. Thus, non-electrostatic interactions calculated by Lifshitz theory have only a small influence in the high K+level inside cells while keeping Na+ outside

Estudamos o comportamento crítico do modelo de Ising com interação dipolar, em redes bidimensionais regulares. Este modelo apresenta um cenário fenomenologicamente rico devido ao efeito de frustração causado pela competição entre as interações de troca do Ising puro e a interação dipolar. A criticalidade do modelo foi estudada a partir das relações de escala de tamanho finito para os zeros da função de partição no plano complexo da temperatura. Esta abordagem nunca foi utilizada no estudo do modelo em questão. Nosso estudo se baseia em simulações de Monte Carlo usando o algoritmo multicanônico. O objetivo deste trabalho é obter a temperatura crítica em função do acoplamento (razão entre as intensidades dos acoplamentos ferromagnético e dipolar) e construir uma parte do diagrama de fase do modelo. Diferentes partes do diagrama de fase ainda não apresentam indicações conclusivas a respeito da ordem das linhas de transição. Em particular, há evidências na literatura de um ponto tricrítico para no intervalo [0.90,1.00], mas sua localização precisa não é conhecida. Nossas simulações indicam que o ponto tricrítico não se localiza no intervalo acima. Nossos resultados mostraram que, para [0.89,1.10], a fase do tipo faixas com h=1 passa para a fase tetragonal através de uma transição de segunda ordem. A análise de FSS para os zeros da função de partição na variável temperatura, apresenta, para =1.20, uma transição de fase de segunda ordem e para =1.30, uma transição de fase de primeira ordem. Dessa forma, o ponto tricrítico ocorre somente entre =1.20 e 1.30. Realizamos um estudo complementar baseado na abordagem microcanônica e observamos duas transições de fase de segunda ordem para =1.20 e duas transições de fase de primeira ordem para =1.30, que indica a presença da fase nemática intermediária. / We study the critical behavior of the dipolar Ising model on two-dimensional regular lattices. This model presents a phenomenologically rich scenario due to the effect of frustration caused by the competition between the pure Ising interaction and the dipolar one. To study the criticality of this model we apply finite size scaling relations for the partition function zeros in the complex temperature plane. The partition function zeros analysis has never been used before to study such model with long-range interactions. Our study relies on Monte Carlo simulations using the multicanonical algorithm. Our goal is to obtain the critical temperature as a function of the coupling (the ratio between the ferromagnetic and dipolar couplings) to construct a part of the phase diagram. Different parts of the phase diagram do not present a conclusive results about the order of the phase transition lines.In particular, there is evidence of a tricritical point for [0.90,1.00], but its precise location is unknown. Our simulations indicate that the tricritical point is not located in the above range. Our FSS analysis show that for =1.20 the striped-tetragonal transition is a second-order phase transition and for =1.30 it is a first-order one. Thus, the tricritical point must occur between =1.2 and =1.3. We have used a microcanonical approach to study the criticality of this model too. This approach indicates two second-order phase transitions for =1.20 and two first-order phase transitions for =1.30. Therefore, it presents evidences for the presence of an intermediate nematic phase.

Neste trabalho apresenta-se a formulação do problema de múltiplas fissuras baseada numa abordagem de superposição utilizada pelo Método da Partição (Splitting Method). Um dos objetivos principais deste trabalho refere-se à aferição da capacidade deste método na obtenção de fatores de intensidade de tensão, tendo em vista o seu desenvolvimento recente e a ausência de outras fontes de pesquisa além daquelas oriundas dos seus próprios autores. Segundo a abordagem do Método da Partição, os fatores de intensidade de tensão finais de uma estrutura podem ser encontrados a partir da sobreposição de três subproblemas. Deste modo, o problema é resolvido mediante imposição de que nas faces das fissuras as tensões que resultam da sobreposição sejam nulas. Sendo assim, apresenta-se a formulação do Método da Partição para uma ou mais fissuras e diversas análises numéricas que contemplam interação entre fissuras submetidas aos modos I e II de abertura. Outra etapa do trabalho refere-se à aplicação do Método dos Elementos Finitos Generalizados (MEFG) num dos subproblemas, dito local, ao invés do emprego do Método dos Elementos Finitos (MEF), que em sua forma convencional pode requerer um refinamento excessivo da malha, particularmente junto à ponta da fissura, aumentando o custo computacional da análise. Exemplos de simulação numérica são apresentados no sentido de comprovar que a utilização do MEFG viabiliza a obtenção de resultados com boa aproximação mesmo com malhas pouco refinadas, reduzindo significativamente o custo computacional de toda a análise. Além disto, é apresentada a formulação do Método da Partição para casos que contemplam também fissuras internas, uma vez que a formulação atual admite somente fissuras de borda. / This work presents the formulation of the problem of multiple cracks based on an superposition approach used by the Splitting Method. The main goal of this work concerns the verification of the ability of this method of obtaining stress intensity factors, in view of its recent development and the absence of other research sources beyond those derived from their own authors. According to the approach of Splitting Method, the final stress intensity factors of a structure can be found from the superposition of three subproblems. Thus, the problem is solved by superposition and then imposing the nullity of the stresses on the faces of cracks. Thus, the formulation of the Splitting Method is presented to one or more cracks and also several numerical simulations that consider the interaction between cracks subjected to opening mode I and II. Another part of this work concerns the application of the Generalized Finite Element Method (GFEM) in the local subproblem instead of the use of Finite Element Method (FEM), which in its conventional form may require an excessive mesh refinement, particularly near the tip the crack, increasing the computational cost of analysis. Examples of numerical simulation are presented in order to show that the use of GFEM enables to obtain results with good approximation even with little refined meshes, thus significantly reducing the computational cost of the entire analysis. Moreover, the formulation of the Splitting Method is presented for cases which also have internal cracks due to the current formulation admits only boundary cracks.

Este trabalho insere-se no âmbito das formulações não convencionais em elementos finitos. Particularmente, introduzem-se alguns aspectos do método dos elementos finitos generalizados (MEFG) e do clássico refino-p na consagrada formulação híbrida-Trefftz de tensão para a elasticidade bidimensional. A formulação apresentada aproxima diretamente dois campos independentes: o de tensões no domínio dos elementos e o de deslocamentos nas fronteiras dos elementos. Baseado na estrutura de enriquecimento centrada em nuvens, proposta pelo MEFG, podem ser selecionadas oportunamente regiões, formadas por um conjunto de elementos e fronteiras de elementos, onde o espaço da aproximação é adequadamente enriquecido mediante o refino-p. Neste contexto campos auto-equilibrados de tensões, derivados da solução da equação de Navier, são utilizados para compor a aproximação no domínio dos elementos, enquanto nas fronteiras dos elementos o campo de deslocamentos é construído a partir de bases específicas de aproximação; seja a base inicial, formada por funções de forma lineares, ou bases enriquecidas com polinômios hierárquicos, não hierárquicos e funções trigonométricas. Aborda-se também, ainda que preliminarmente, um estudo de painéis com múltiplas fissuras pelo método da partição em formulação híbrida-Trefftz com enriquecimento seletivo. As análises numéricas realizadas revelaram, em geral, uma formulação de ótimo desempenho, caracterizada por uma notável capacidade de aproximação dos campos de tensões e deslocamentos, elevada robustez numérica e reduzido dispêndio computacional. / This work is inserted in the context of unconventional formulations in the finite elements method. Particularly, some aspects of the generalized finite elements method (GFEM) and the classic p-refinement are introduced in the well known hybrid-Trefftz stress formulation for the two dimensional elasticity. The presented formulation approximates two independent fields: the one of stresses in the elements domain and the one of displacements in the boundaries of the elements. Based on the enrichment structure centered in clouds, proposed by the GFEM, some regions, formed by a group of elements and boundaries of elements where the approximation space is adequately enriched by the p-refinement, can be opportunely selected. In this context, self-equilibrated stress fields, derived from the solution of the Navier equation, are used to compose the approximation in the elements domain, whereas the displacements field in the borders of the elements is built from specific approximation bases, that is, the initial base formed by linear shape functions, or, bases enriched with hierarchical polynomials, nonhierarchical ones and trigonometric functions. Also, although preliminarily, a study of the multiple-cracked panels is done using the Splitting Method with a hybrid-Trefftz formulation and a selective enrichment. The numeric analyses done revealed, in general, a high performance formulation characterized by a great capacity of approximation the stress fields and displacements, high numeric robustness and reduced computer expenditure.

Orientador: Keith S. Brown / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T07:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_DaniloBandini_M.pdf: 1560413 bytes, checksum: 25362ae9c6cf74ddd7a7472869b4c1a5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Atualmente grande parte da Mata Atlântica do Estado de São Paulo encontra-se distribuída em fragmentos de diferentes tamanhos. Estudos anteriores indicam que a fragmentação florestal afeta a comunidade de borboletas podendo alterar sua composição e diversidade. Tendo em vista a importância de se conhecer a fauna destes remanescentes florestais, o presente trabalho teve por objetivo caracterizar a guilda de borboletas frugívoras de dez remanescentes florestais (11 a 83 hectares) no Alto Paraíba - SP e verificar se a diversidade deste grupo se distribui de maneira aleatória no tempo e no espaço. Os fragmentos encontram-se inseridos em uma matriz composta principalmente por campos ruderais, áreas de pecuária extensiva e áreas de silvicultura. As amostragens foram feitas mensalmente utilizando-se armadilhas modelo ¿Van Someren-Rydon¿. A cada mês as armadilhas permaneceram abertas no campo por oito dias consecutivos. Como isca foi utilizada uma mistura de banana com caldo de cana fermentada por 48h. A hipótese de que as borboletas frugívoras se distribuem aleatoriamente no tempo e no espaço foi testada através da partição temporal e espacial da diversidade total. Durante 13 meses foram amostradas 6488 borboletas frugívoras pertencentes a 73 espécies e cinco subfamílias. Segundo os estimadores de riqueza Chao 2 e Jacknife a guilda de borboletas frugívoras foi quase totalmente amostrada, e provavelmente o número de borboletas que estão presentes na comunidade e não foram amostradas está entre duas e 10 espécies (Chao 2 = 80,56 + 5,96; Jacknife = 83,89 + 3,46). Esta riqueza é equivalente à encontrada em ambientes com características semelhantes, porém com um menor grau de perturbação humana e fragmentação como a Serra do Japi -SP e a Reserva do Morro Grande ¿ SP, demonstrando que apesar do avançado processo de fragmentação na região do Alto Paraíba, os remanescentes florestais ainda retêm uma boa parte da riqueza que seria esperada para a região. Segundo as análises de similaridade, as comunidades dos fragmentos são muito parecidas entre si. Apesar desta grande semelhança, existem pequenas diferenças na composição de espécies das guildas que podem ser verificadas em testes mais sensíveis a estas diferenças como as análises de entorno e de partição de diversidade. As análises de entorno demonstraram que a composição e abundância das comunidades de borboletas frugívoras são fortemente determinadas pela vegetação que se encontra em seu entorno imediato (em um raio de 100m em torno da unidade amostral). A partição aditiva da diversidade mostrou que as borboletas se encontram mais agrupadas do que o esperado ao acaso tanto temporalmente como espacialmente, porém isto ocorre somente nas menores escalas analisadas. Provavelmente os recursos e condições favoráveis para a ocorrência destes insetos são distribuídos de forma agregada no tempo e no espaço, resultando na agregação das espécies e indivíduos. Estes resultados podem nortear a criação de protocolos mais eficientes que facilitem a produção de inventários de borboletas frugívoras e reiteram seu potencial como indicadores ambientais. Os padrões verificados neste estudo demonstram que a escala de paisagem não é a mais importante na estruturação da comunidade de borboletas frugívoras, mas sim os fatores locais, resultando em padrões mais consistentes observados nas menores escalas em ambas as abordagens utilizadas / Abstract: Most of the Atlantic Forest in the State of São Paulo occurs in fragments of various sizes. Previous studies indicate that forest fragmentation affects the butterfly community, changing its composition and diversity. In view of the importance of knowing the fauna of these forest remainders, the present work had the objective to characterize the assemblage of fruit-feeding butterflies of ten forest fragments (ranging from 11 to 83 hectares) in the Upper Paraíba River Basin - SP and verify if the diversity of this group is randomly distributed in time and space. The fragments are in a matrix composed of anthropogenic scrub, areas of extensive cattle pasture and areas of Eucalyptus plantation. The samplings were made monthly using "Van Someren-Rydon" traps. In each month the traps remained open in the field for eight consecutive days. A mixture of banana with sugar cane juice fermented for 48h was used as bait. The hypothesis that the fruit-feeding butterflies are randomly distributed in time and space was tested using additive partitioning of diversity. During 13 months 6488 individuals of 73 species and five subfamilies of fruit-feeding butterflies were sampled. According to the Chao 2 and Jacknife estimators the assemblage of fruit-feeding butterflies was almost totally sampled; the number of butterflies present in the community but not sampled is between two and 10 species (Chao 2 = 80.56 + 5.96; Jacknife = 83.89 + 3.46). These results are equivalent to those found in environments with similar characteristics but with less human disturbance and fragmentation, such as the Serra do Japi (SP) and the Reserva do Morro Grande (SP), showing that despite the extensive fragmentation of natural vegetation in the region of the Upper Paraíba River Basin - SP, the forest remants still retain much of the diversity expected in the region. Similarity analyses showed that the communities in the fragments are very similar to one another. Despite this great similarity, small differences in the composition of species assemblages can be verified in more sensible tests like the analysis of the surroundings and additive partitioning of diversity. Surroundings analysis showed that the composition and abundance of the assemblages are strongly determined by the vegetation of the immediate surroundings (radius of 100m around the sample unit). Additive partitioning of diversity showed that the butterflies species were more grouped than expected in space and time, principally at the small scales examined. Probably, the favorable resources and conditions for the occurrence of these insects are not randomly distributed in time and space, resulting in the aggregation of species and individuals. These results can guide the creation of more efficient protocols to help inventories of fruit-feeding butterflies, and reaffirm their potential as indicators. The patterns verified in this study show that the landscape scale is not the most important in determining the assemblage of fruit-feeding butterflies. Local factors give more consistent patterns, observed in the small scales in both analyses used. / Mestrado / Mestre em Ecologia

Terpenos são os principais constituintes dos óleos essenciais e vêm sendo explorados há mais de 3500 anos pela humanidade. Por conta das suas propriedades flavorizantes, são amplamente empregados na indústria de cosméticos e perfumaria. Apresentam ainda uma infinidade de funções biológicas, como promoção de polinização nas plantas, e proteção contra pragas e animais. Além dessas funções, muitos compostos possuem ainda atividade antimicrobiana, anti-inflamatória, antifúngica, entre outras. Tendo em vista a simplicidade estrutural dos terpenos e a alta hidrofobicidade que sugere fracas interações intermoleculares, é difícil de se imaginar como esses compostos conseguem desempenhar funções tão específicas e diversas. É de se esperar que quanto mais complexa a estrutura do composto, mais fácil seja seu reconhecimento pelo organismo. Isso mostra o grande poder de reconhecimento do meio biológico. Nesse trabalho, os parâmetros termodinâmicos de transferência da fase aquosa para a fase micelar de 10 terpenos (carvona, cânfora, cumeno, t-anetol, eugenol, limoneno, citronelal, linalol, terpineol e verbenona) e cumarina em dois sistemas, SDS 30 mmol.kg-1 + TBS 20 mmol.kg-1 e SDS 30 mmol.kg-1 + TBS 20 mmol.kg-1 + 10% v/v de etanol foram determinados buscando elucidar a incorporação micelar desses compostos. Micelas apresentam compartimentos com diferentes polaridades e podem servir como modelo para mimetizar as diferentes interações no meio biológico. Dessa forma, a utilização da cromatografia eletrocinética micelar (MEKC, do inglês Micellar Electrokinetic Chromatography) na determinação dos coeficientes de partição e dos parâmetros termodinâmicos de transferência entre as fases aquosa e micelar desses solutos pode contribuir para o entendimento da distribuição bem como auxiliar na compreensão das funções que os mesmos desempenham na natureza. A hipótese de que os parâmetros termodinâmicos podem elucidar detalhes da incorporação micelar foi ainda testada através da busca de relações lineares de energia de solvatação (LSER, do inglês Linear Solvation Energy Relashionships) com o intuito de evidenciar as principais características moleculares que contribuem para o processo detransferência. Os modelos LSER foram estudados através de regressão múltipla e análises multivariadas de PLS, SPLS, PLS-DA e SPLS-DA, com o objetivo de verificar as propriedades dos terpenos que explicam sua incorporação nas micelas. Outras análises estatísticas multivariadas, como análise de agrupamentos e PCA, foram utilizadas para estudar a variabilidade estrutural dos compostos selecionados, bem como, determinar se os descritores teóricos calculados conseguem descrever as características estruturais dos terpenos. O estudo da termodinâmica de transferência de solutos neutros da fase aquosa para a fase micelar demonstrou que mesmo pequenas diferenças estruturais das moléculas contêm informação sobre a distribuição dos compostos nos compartimentos micelares. Também podese inferir sobre o efeito do etanol nas partições e sobre a própria estrutura micelar. Os resultados para o limoneno mostraram a complexidade envolvida nas partições, levando a ideia de restrição de volume nas micelas modificadas por álcool. Resultados de LSER mostraram que a transferência da fase aquosa para a fase micelar desses compostos é governada principalmente pela interação hidrofóbica onde Vx (Volume de McGowan) foi selecionado como um dos descritores mais importantes para explicar lnP. A análise comparativa dos resultados obtidos pelos dois métodos (estudo dos parâmetros termodinâmicos e LSER) indicou similaridade de resultados. Isso demonstra a grande confiabilidade dos resultados e, então, que estudos similares usando outras soluções micelares e outras classes de compostos (hormônios, flavonoides, aminas, etc.) podem ser muito promissores. / Terpenes are the main constituents of essential oils and have been explored for more than 3,500 years. Because of their flavoring properties, terpenes are widely used in the cosmetics and perfumery industry. They also exert a multitude of ecological functions, such as the promotion of plant pollination and protection against pests and animals. In addition, many compounds have antimicrobial, antifungal, anti-inflammatory activities and others. Given the structural simplicity of terpenes and the high hydrophobicity that suggests weak intermolecular interactions, it is difficult to imagine how these compounds can perform such specific and diverse functions. It is expected that the more complex the structure of the compound, the easier it is its recognition by the organism, which does not seem to be true for this class showing the great power of recognition of the biological system. In this work, the thermodynamic parameters of aqueous and micellar phase transfer of ten terpenes (carvone, camphor, cumene, t-anethol, eugenol, limonene, citronellal, linalool, terpineol, and verbenone) and coumarin in two systems, 30 mmol.kg-1 of SDS + 20 mmol.kg-1 of TBS and 30 mmol.kg-1 of SDS, 20 mmol.kg-1 of TBS, and 10% v/v of ethanol were determined to elucidate the micellar distribution of these compounds. Micelles have compartments that possess different polarities and might be a model to mimic the different interactions that terpenes may have in the biological environment. Thus, the use of micellar electrokinetic chromatography (MEKC) in the determination of the partition coefficients and the thermodynamic parameters of transfer of the aqueous phase to the micellar phase of these solutes can contribute to the understanding of the distribution, as well as help in the understanding of the functions they perform in nature. The hypothesis that the thermodynamic parameters can elucidate details of the micellar incorporation was further analyzed through the search of Linear Solvation Energy Relashionships (LSER), in order to highlight the main molecular characteristics that contribute to the transfer process. The LSER models were studied through multiple regression and other multivariate analyzes, such as PLS, SPLS, PLS-DA and SPLS-DA, in order to verify the properties of terpenes that explain their incorporation into micelles.Other multivariate statistical analysis, such as cluster analysis and PCA were used to study the structural variability of the selected compounds, as well as to determine if the calculated theoretical descriptors can describe all the structural characteristics of the terpenes. The study of thermodynamics of transfer of neutral solutes from the aqueous phase to the micellar phase has shown that even small structural differences of the molecules contain information about the distribution of the compounds in the micellar compartments. It was also possible to infer about the effect of ethanol on the partitions and on the micellar structure. The results for limonene showed the complexity involved in the partitions, showing that occurs volume restriction in alcohol-modified micelles. Results from LSER showed that the transfer of these compounds is mainly governed by hydrophobic interactions where Vx (McGowan volume) was selected as one of the most important descriptors to explain partition. The comparative analysis of the results obtained by the two methods (thermodynamic parameters studies and LSER) indicated similarity of results. This demonstrates the great reliability of the methods, and that similar studies using other micellar solutions and other classes of compounds (hormones, flavonoids, amines, etc.) might be very promising.

Complexos de rutênio, em razão da menor toxicidade e por poderem exibir atividade citotóxica ou antimetastática, tem sido considerados como alternativas potencialmente promissoras aos complexos de platina para tratamento de câncer. Nosso grupo de pesquisa tem investigado a interação de íons metálicos com fármacos anti-inflamatórios não esteroides (FAINEs) e já obteve sucesso na preparação de metalofármacos de dirutênio(II,III)-FAINEs, os quais se mostraram promissores com relação à atividade frente a modelos de glioma. Com a finalidade de contribuir para o entendimento das propriedades físico-químicas desses complexos, o presente trabalho teve como principal objetivo analisar propriedades consideradas particularmente essenciais a um potencial candidato a fármaco, tais como, estabilidade no estado sólido, lipofilicidade, solubilidade aquosa e dissolução intrínseca. Um complexo inédito de fórmula [Ru2Cl(feno)4], em que feno = fenoprofenato, foi sintetizado e caracterizado por meio de análise elementar, espectroscopia eletrônica, espectroscopia vibracional, difratometria de raios X, análise térmica e espectrometria de massas. Os complexos já testados anteriormente para atividade biológica, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenato, e [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenato, foram analisados quanto à estabilidade no estado sólido por meio da determinação isotérmica de variação de massa. As lipofilicidades desses dois complexos, juntamente com a dos fármacos de origem e a do precursor sintético [Ru2(O2CH3)4Cl], foram avaliadas pelo método shake flask, e suas solubilidade aquosas foram investigadas em presença de co-solventes alcoólicos. Investigou-se ainda a velocidade de dissolução intrínseca do [Ru2Cl(ibp)4] que se encontra em estágio avançado de estudos biológicos. Os resultados obtidos trazem novas informações sobre o comportamento térmico dos complexos e sobre suas características biofarmacêutica. / Ruthenium complexes, mainly due to the lower toxicity and the cytotoxic and anti-metastatic activities, have been considered as potentially promising alternatives to platinum drugs for cancer treatment. Our research group has investigated the interactions of diruthenium metal cores with anti-inflammatory non-steroidal drugs (NSAIDs) and succeeded in preparing diruthenium(II,III)-NSAIDs metallodrugs which show promising activity against glioma models. With the aim of elucidating the physico-chemical properties of these complexes, the major objective of the present work was to investigate properties which are considered as essential for a potential candidate to drug, e.g., stability in the solid state, lipophilicity, aqueous solubility and intrinsic dissolution. A new complex of formula [Ru2Cl(feno)4], where feno = fenoprofen, was synthesized and characterized by elemental analysis, electronic spectroscopy, vibrational spectroscopy, X-rays difractommetry, thermal analysis and mass spectrometry. The complexes previously tested for biological properties, [Ru2Cl(ibp)4], ibp = ibuprofenate, and [Ru2(cet)4Cl], cet = cetoprofenate, were inv estigated for the stability in the solid state by isothermal thermogravimetry. The lipophilicity of the se complexes, as well as those of the parent drugs and of the precursor [Ru2(O2CH3)4Cl], was evaluated by the shake flask method, and their aqueous solubility in the presence of alcohol co-solvents was investigated. In addition, the intrinsic dissolution rate was determined for [Ru2Cl(ibp)4], which is undergoing advanced biological studies. The results provide important new information on the thermal behavior of the complexes and also on their biopharmaceutical propertie.

Métodos de representação de superfícies a partir de pontos não-organizados se mantêm como uma das principais vertentes científicas que aquecem o estado-da-arte em Computação Gráfica e, significativamente, estão sendo reconhecidos como uma ferramenta interessante para definição de interfaces móveis no contexto de simulações numéricas de escoamento de fluidos. Não é difícil encontrar motivos para tais fatos: pelo lado da computação gráfica, por exemplo, a manipulação de conjuntos de pontos massivos com geometrias complexas e sujeitos a informações ruidosas ainda abre margem para novas metodologias. Já no âmbito da mecânica dos fluidos, onde os dados não são originados de \\emph tridimensionais, mas sim de interfaces entre fluidos imiscíveis, mecanismos de representação de superfícies a partir de pontos não-organizados podem apresentar características computacionais e propriedades geométricas que os tornem atrativos para aplicações em simulação de fenômenos físicos. O objetivo principal dessa tese de doutorado foi, portanto, o desenvolvimento de técnicas de representação de superfícies a partir de pontos não-organizados, que sejam capazes de suprir restrições de importantes trabalhos prévios. Nesse sentido, primeiramente focalizamos a elaboração de técnicas baseadas em formulações de mínimos-quadrados-móveis e de uma técnica robusta de partição da unidade implícita adaptativa em duas vias. Além de mecanismos de representação de superfícies a partir de pontos não-organizados, também propusemos um método promissor para representação de interfaces em simulação numérica de escoamento de fluidos multifásicos. Para isso, embasamo-nos numa abordagem Lagrangeana (livre-de-malhas), fundamentada no método dos mínimos-quadrados-móveis algébricos e apresentamos diversos resultados numéricos, estudos de convergências e comparações que evidenciam o potencial dessa metodologia para simulações numéricas de fenômenos físicos. Apesar de a contribuição principal deste trabalho ser o desenvolvimento de métodos para representação de superfícies a partir de pontos não-organizados, a experiência que adquirimos no desenvolvimento dessas técnicas nos conduziu à elaboração de mecanismos para representação de dados volumétricos não-organizados. Por conta disso, apresentamos dois mecanismos de representação a partir de dados volumétricos não-organizados com o intuito de serem aplicáveis a informações oriundas de malhas contendo células arbitrárias, isto é, propusemos a definição de um método de rendering unificado / Surface reconstruction from unorganized points has been one of the most promising scientific research areas in Computer Graphics. In addition, it has been used successfully for the definition of fluid interface in numerical simulation of fluid flow. There are several reasons to that fact: for instance, considering Computer Graphics, we have the handling of out-of-core data from complicated geometries and subject to noisy information that brings out opportunities for the development of new techniques. Further, considering Numerical Fluid Mechanics, where the input data does not come from tridimensional scanners, but from fluid interfaces, schemes that define the surface from unorganized points can offer geometrical and computational properties useful to numerical fluid flow simulation. The main goal of this project was the development of novel techniques for reconstructing surfaces from unorganized points with the capability to overcome the main drawbacks of important previous work. To that end, first we focused on the development of techniques based on moving-least-squares and on a robust twofold partition of unity Implicits. Added to the development of surface reconstruction from unorganized points, we proposed a novel scheme for defining fluid flow interfaces. We approach a meshless Lagrangian based on algebraic moving-least-squares surfaces. In addition, we presented several numerical results, convergence tests and comparisons, which state the power of the method to numerical simulation of physical phenomena. Although our main contributions were focused on surface reconstruction from points, we proposed methods to function reconstruction from unorganized volumetric data. Thus, we present two schemes to represent volumetric data from arbitrary meshes, i.e., a unified rendering scheme