For organisms relying on an aerobic metabolism, a constant oxygen (O₂) supply must be available to energy demanding tissues. In this thesis. the effects of hypoxia exposure and altered ionoregulatory demands on O₂ uptake of the larval zebrafish (Danio rerio) were evaluated. In Chapter 2, it was hypothesized that a pre-exposure to hypoxia would alter the O₂ uptake capacity of 4- and 7-days post-fertilisation (dpf) larvae through a modified vasculature system. Additionally, using a genetic knockout line, the role of Hif-1α in regulating cutaneous O₂ flux (JO₂) was tested. It was predicted that hypoxia-exposed larvae would display a higher JO₂ across the body due to a hypoxic, acclimatory response, explained by an increased vascularity and supported by an increased whole-body O₂ consumption (ṀO₂) and decreased critical O₂ tension (Pcrit). Consequently, this response was expected to be negated in the Hif1aa⁻/⁻ab⁻/⁻ larvae. Ultimately, JO₂ measured using the scanning micro-optrode technique (SMOT) remained unchanged between WT and Hif1aa⁻/⁻ab⁻/⁻ and normoxia- and hypoxia-exposed larvae, a finding which was supported by an unchanged vascularity across all treatments. The results from this chapter suggest that changes in hypoxia performance mediated by Hif-1α are unrelated to cutaneous JO₂ and vascularity. In Chapter 3, the aerobic costs of ion transport in 4 dpf larval zebrafish was assessed. We hypothesized that changes in rates of Na⁺ uptake evoked by acidic or low Na⁺ rearing would result in changes in ṀO₂ and/or JO₂, measured at the ionocyte-expressing yolk sac epithelium using SMOT. Ultimately, it was found that the measured JO₂ and ṀO₂ did not correlate with the corresponding Na⁺ uptake rate triggered by the acidic and low Na⁺ rearing environment. Thus, we conclude that the aerobic costs of ion uptake by ionocytes in larval zebrafish, at least in the case of Na⁺, are below detection using whole-body respirometry or cutaneous SMOT scans, providing evidence for a low aerobic cost for ion regulation in zebrafish larvae.

Purely diffusive O2 transport typically is insufficient to sustain aerobic metabolism in most multicellular organisms. In small animals, however, a high surface-to-volume ratio may allow passive diffusion alone to supply sufficient O2 transfer. The purpose of this thesis was to explore the impacts of internal convection on the exchange of respiratory gases in a small complex organism, the larval zebrafish (Danio rerio). Thus, I tested the hypothesis that internal convection is required for the normal transfer of the respiratory gases O2 and CO2 and maintenance of resting aerobic metabolic rate. Use of morpholino knockdown of the VEGF-A and TNNT2 proteins allowed examination of two independent models lacking internal convection. Using micro-respirometry, I demonstrated that loss of internal convection reduces resting rates of O2 consumption and CO2 excretion in larvae at 4 days post fertilization. I also used the scanning micro-optrode technique to demonstrate that acute loss of internal convection resulted in reduced rates of cutaneous O2 flux, a trait that was reversed upon the restoration of internal convection. Finally, I demonstrated that in larval zebrafish, loss of internal convection resulted in decreased hypoxic performance and loss or severe reduction of the hypoxic cardiorespiratory responses. The results from these experiments showed that internal convection is i) required to maintain resting rates of respiratory gas transfer in the larval zebrafish, ii) important in facilitating the hypoxic cardiorespiratory responses in larval zebrafish and iii) augments O2 extraction capacity in the face of progressive hypoxia.

Por causa da grande quantidade de dados de trajetórias producidos por dispositivos móveis, existe um aumento crescente das necessidades de mecanismos para extrair conhecimento a partir desses dados. A maioria dos trabalhos existentes focam nas propriedades geometricas das trajetorias, mas recentemente surgiu o conceito de trajetórias semânticas, nas quais a informação da geografia por baixo da trajetória é integrada aos pontos da trajetória. Nesse novo conceito, trajetórias são observadas como um conjunto de stops e moves, onde stops são as partes mais importantes da trajetória. Os stops e moves são computados pela intersecção das trajetórias com o conjunto de objetos geográficos dados pelo usuário. Nessa dissertação será apresentada uma solução alternativa a descoberta de stops, com a capacidade de achar lugares de interesse que não são esperados pelo usuário. A solução proposta é um método de clusterização espaço-temporal, baseado na velocidade, para ser aplicado em uma trajetória. Foram comparadas duas abordagens diferentes com experimentos baseados em dados reais e mostrado que a computação de stops usando o conceito de velocidade pode ser interessante para várias applicações. / Because of the large amount of trajectory data produced by mobile devices, there is an increasing need for mechanisms to extract knowledge from this data. Most existing works have focused on the geometric properties of trajectories, but recently emerged the concepts of semantic trajectories, in which the background geographic information is integrated to trajectory sample points. In this new concept, trajectories are observed as a set of stops and moves, where stops are the most important parts of the trajectory. Stops and moves have been computed by testing the intersection of trajectories with a set of geographic objects given by the user. In this dissertation we present an alternative solution with the capability of finding interesting places that are not expected by the user. The proposed solution is a spatio-temporal clustering method, based on speed, to work with single trajectories. We compare the two different approaches with experiments on real data and show that the computation of stops using the concept of speed can be interesting for several applications.

Por causa da grande quantidade de dados de trajetórias producidos por dispositivos móveis, existe um aumento crescente das necessidades de mecanismos para extrair conhecimento a partir desses dados. A maioria dos trabalhos existentes focam nas propriedades geometricas das trajetorias, mas recentemente surgiu o conceito de trajetórias semânticas, nas quais a informação da geografia por baixo da trajetória é integrada aos pontos da trajetória. Nesse novo conceito, trajetórias são observadas como um conjunto de stops e moves, onde stops são as partes mais importantes da trajetória. Os stops e moves são computados pela intersecção das trajetórias com o conjunto de objetos geográficos dados pelo usuário. Nessa dissertação será apresentada uma solução alternativa a descoberta de stops, com a capacidade de achar lugares de interesse que não são esperados pelo usuário. A solução proposta é um método de clusterização espaço-temporal, baseado na velocidade, para ser aplicado em uma trajetória. Foram comparadas duas abordagens diferentes com experimentos baseados em dados reais e mostrado que a computação de stops usando o conceito de velocidade pode ser interessante para várias applicações. / Because of the large amount of trajectory data produced by mobile devices, there is an increasing need for mechanisms to extract knowledge from this data. Most existing works have focused on the geometric properties of trajectories, but recently emerged the concepts of semantic trajectories, in which the background geographic information is integrated to trajectory sample points. In this new concept, trajectories are observed as a set of stops and moves, where stops are the most important parts of the trajectory. Stops and moves have been computed by testing the intersection of trajectories with a set of geographic objects given by the user. In this dissertation we present an alternative solution with the capability of finding interesting places that are not expected by the user. The proposed solution is a spatio-temporal clustering method, based on speed, to work with single trajectories. We compare the two different approaches with experiments on real data and show that the computation of stops using the concept of speed can be interesting for several applications.

Por causa da grande quantidade de dados de trajetórias producidos por dispositivos móveis, existe um aumento crescente das necessidades de mecanismos para extrair conhecimento a partir desses dados. A maioria dos trabalhos existentes focam nas propriedades geometricas das trajetorias, mas recentemente surgiu o conceito de trajetórias semânticas, nas quais a informação da geografia por baixo da trajetória é integrada aos pontos da trajetória. Nesse novo conceito, trajetórias são observadas como um conjunto de stops e moves, onde stops são as partes mais importantes da trajetória. Os stops e moves são computados pela intersecção das trajetórias com o conjunto de objetos geográficos dados pelo usuário. Nessa dissertação será apresentada uma solução alternativa a descoberta de stops, com a capacidade de achar lugares de interesse que não são esperados pelo usuário. A solução proposta é um método de clusterização espaço-temporal, baseado na velocidade, para ser aplicado em uma trajetória. Foram comparadas duas abordagens diferentes com experimentos baseados em dados reais e mostrado que a computação de stops usando o conceito de velocidade pode ser interessante para várias applicações. / Because of the large amount of trajectory data produced by mobile devices, there is an increasing need for mechanisms to extract knowledge from this data. Most existing works have focused on the geometric properties of trajectories, but recently emerged the concepts of semantic trajectories, in which the background geographic information is integrated to trajectory sample points. In this new concept, trajectories are observed as a set of stops and moves, where stops are the most important parts of the trajectory. Stops and moves have been computed by testing the intersection of trajectories with a set of geographic objects given by the user. In this dissertation we present an alternative solution with the capability of finding interesting places that are not expected by the user. The proposed solution is a spatio-temporal clustering method, based on speed, to work with single trajectories. We compare the two different approaches with experiments on real data and show that the computation of stops using the concept of speed can be interesting for several applications.

Autorizado por el autor, pero con restricción a ser publicada a texto completo hasta el año 2014 / Hace un tiempo ya que la trazabilidad ha dejado de ser un beneficio y ha pasado a ser una necesidad. Un claro ejemplo de la importancia de este tema se puede ver en empresas dedicadas al rubro alimenticio, ya que el tener un historial de sus productos, desde el momento de su creación hasta su venta o uso, resulta ser algo vital para ellas. Esta clara necesidad de trazabilidad, junto con poder aplicar las diversas tecnologías existentes hoy en día, resultó ser un gran motivante para desarrollar una solución para satisfacer dicha necesidad. El problema que fue posible observar es que en la actualidad el control de trazabilidad, en muchas empresas, aún no es visto como una necesidad vital e importante, o bien, no es controlada de manera eficiente. Sea cual sea de estos escenarios, la falta de un control de trazabilidad puede llevar a la toma errónea de decisiones, ya que no existe la información disponible que permita tener una visión mas clara de la situación, lo que puede terminar resultando muy costoso. Para lograr llevar una trazabilidad completa de los productos y así facilitar las decisiones de negocio, se creó un sistema de trazabilidad con ciertas características, entre las cuales destacan su flexibilidad, adaptabilidad y modularidad. Además dicho sistema se construyó de tal manera que fuera posible utilizar las tecnologías como ONS (Object Naming Service), ampliando así la capacidad de poder consultar sobre la trazabilidad de un producto en cualquier parte del mundo. El sistema construido logró ser un sistema capaz de adaptarse a cualquier tipo de negocio, entregando la trazabilidad de sus productos. Además se integró un módulo destinado a la interacción con ONS.