A produção comercial dos surfactantes ocorre principalmente por síntese química a partir do petróleo. A via biotecnológica se apresenta como uma alternativa promissora por possibilitar a utilização de biomassas vegetais, ricas em carboidratos a exemplo da palha de cana-de-açúcar. Assim, esta biomolécula torna-se mais competitiva comercialmente em relação aos surfactantes químicos, obtendo um processo biossustentável e biodegradável. Microrganismos isolados da Antártica apresentam potencial para a produção destas biomoléculas, uma vez que em condições extremas de sobrevivência estas poderiam ser produzidas em concentrações elevadas. Assim, este estudo avaliou a produção de biossurfactante em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana-de-açúcar (HHPC) a partir de leveduras da Antártica, além da caracterização parcial da biomolécula e testes de estabilidade da emulsão. Inicialmente foram avaliadas 24 leveduras, cultivadas em frascos Erlenmeyer de 50 mL em meio semi-definido contendo xilose ou glicose como fontes de carbono, a 25ºC, 150 rpm, por até 72 horas. As propriedades emulsificante e tensoativa do bioproduto foram avaliadas e as culturas que apresentaram resultados satisfatórios para ambas as propriedades e consumo de xilose superior ou igual a 80% foram selecionadas para cultivo em meio formulado com HHPC. Das 24 leveduras testadas, três foram selecionadas para cultivo em hidrolisado: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) e Rhodotorula mucilaginosa (L52). Destas, a levedura Cryptococcus adeliensis (L95) se destacou por apresentar produção de biomoléculas com maior propriedade emulsificante e tensoativa. Para esta levedura o consumo de xilose em meio semi-definido e em HHPC bem como o índice de emulsificação nas diferentes condições foram semelhantes. O biossurfactante produzido por Cryptococcus adeliensis (L95) foi caracterizado como glicolipídeo. Diferentes métodos de extração desta biomolécula foram testados, no entanto, estes não apresentaram diferença significativa. A estabilidade da emulsão obtida do sobrenadante de L95 em HHPC foi determinada em distintas condições físico-químicas, sendo que esta foi estável a pH extremamente baixo (2,00), baixas temperaturas (0oC e 4oC) e elevada concentração salina (10% m/V). Estes resultados são promissores considerando o potencial de aplicação de biossurfactantes em biorremediação bem como insumos nos mais diversos segmentos industriais, os quais necessitam de biomoléculas que resistam às mais diversas condições ambientais. Desta forma nesta pesquisa foi possível inferir que a biomassa de palha de cana pode ser destinada à obtenção de biossurfactantes a partir de leveduras da Antártica, destacando a relevância da pesquisa quanto à inovação biotecnológica. / The commercial production of surfactants occurs mainly by chemical synthesis from petroleum. The biotechnological pathway is considered as a promising alternative because it allows the use of vegetable biomass, rich in carbohydrates such as sugarcane straw. Thus, this biomolecule becomes more commercially competitive with respect to the chemical surfactants, obtaining a biodegradable process. Microorganisms isolated from Antarctica have the potential to produce these biomolecules, since under extreme conditions of survival, these could be produced in higher concentrations. In this way, this study aims to evaluate the biosurfactant production in sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate from Antarctic yeasts, in addition to the partial characterization of the biomolecule and stability tests of the emulsion. Initially, 24 yeasts were evaluated, grown in 50 mL Erlenmeyer flasks in semi-defined medium with xylose or glucose as carbono sources, at 25ºC, 150 rpm, up to 72 hours. The emulsifying and surfactante properties of the bioproduct were evaluated, and the cultures that had satisfactory results for both properties and xylose consumption higher or equal to 80% were selected to be cultivated in a medium formulated with sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate (SSHH). In the 24 yeasts tested, three were selected to be cultivated in the hydrolysed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) and Rhodotorula mucilaginosa (L52). Among these C. adeliensis (L95) was distinguished by the production of biomolecules with higher emulsifying and tensoactive properties. For this yeast, the xylose consumption in semi-defined medium and in SSHH, as well as the emulsification index under diferente conditions were similar. The biosurfactant produced by C. adeliensis (L95) was characterized as glycolipid. Different methods of extraction of this biomolecule were tested, however, these did not have significant difference. The emulsion stability obtained from the C. adeliensis (L95) supernatant in SSHH was determined under different physicochemical conditions, which was stable at extremely low pH (2,00), low temperatures (0oC and 4oC) and high saline concentration (10% m/v). These results are interesting considering the potential of the biosurfactants application in bioremediation and inputs for several industrial segments, which require biomolecules that resist to the most diverse environmental conditions. In this research, it was concluded that sugarcane straw biomass can be used to obtain biosurfactants from Antarctic yeasts, consequently highlighting the research relevance regarding to the biotechnological innovation.

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. / During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.

A Baía do Almirantado (Ilha Rei George, Antártica) possui diversas pequenas enseadas de águas rasas, que sustentam uma abundante fauna bentônica. O regime de marés e de ventos é responsável pelo hidrodinamismo na baía e pela interação com as águas do Estreito de Bransfield. Portanto, trata-se de uma área que pode apresentar uma elevada abundância de larvas de invertebrados marinhos. A distribuição espaço-temporal de larvas pelágicas em águas rasas costeiras da Baía do Almirantado foi estudada entre outubro de 2002 e maio de 2003, e outubro de 2003 e agosto de 2004 em 12 estações rasas (0 a 15 m, ou até 30 m). Também foram amostradas, sazonalmente, quatro estações de maior profundidade, entre 0 a 30 m e 30 a 130 m da coluna de água, entre outubro de 2003 e abril de 2004. Amostras de plâncton foram coletadas com rede cônica de plâncton com malha de 150 µm nas três enseadas da baía (Martel, Mackellar e Ezcurra) e na entrada do seu canal principal. Larvas de diferentes grupos ocorreram em todo o período de estudo. No primeiro ano, a abundância total foi maior que no segundo e, em especial, no verão. As larvas véliger de Gastropoda foram mais abundantes, representando 84% do total do meroplâncton, no primeiro ano de amostragem. No ano seguinte, larvas trocófora foram predominantes (31% do total), seguidas de Gastropoda e Nemertea. Os resultados mostraram uma evidente variação interanual da densidade e da composição do meroplâncton, mas sem um padrão nítido de sazonalidade para determinados grupos. O congelamento da baía no inverno do primeiro ano de amostragem (2002) pode ter afetado a reprodução dos invertebrados bentônicos e a produção de larvas. Quanto à distribuição batimétrica, a abundância média do meroplâncton total foi maior na camada profunda do que na de superfície, na primavera-verão, mas espacialmente a densidade foi semelhante entre as áreas nas distintas camadas. A variabilidade na abundância e composição larval pode estar relacionada à hidrografia e a padrões reprodutivos das espécies bentônicas com desenvolvimento indireto, cujos ciclos reprodutivos são afetados por características ambientais. Em termos gerais, o meroplâncton coletado na Baía do Almirantado foi qualitativamente similar (quanto aos grupos de larvas) ao descrito para outras partes da Antártica. / Admiralty Bay (King George Island, Antarctica) has many small inlets of shallow waters, which supports an abundant benthic fauna. Tidal and wind regime are responsible for the hydrodynamics in the bay and for the interaction with the waters of the Bransfield Strait. Therefore, it is an area that can present a high abundance of marine invertebrate larvae. Spatio-temporal distribution of pelagic larvae in shallow coastal waters of Admiralty Bay was studied between October of 2002 and May of 2003, and October of 2003 and August of 2004 in twelve shallow stations (0 to 15 m, or up to 30 m). Four deeper stations were also seasonally sampled (0 to 30 m and 30 to 130 m of water column) between October of 2003 and April of 2004. Plankton samples were collected with a conical net, with mesh size of 150 µm, in the three inlets of the bay (Martel, Mackellar and Ezcurra) and in the entrance of its main channel. Larvae of different groups occurred in the whole studied period. In the first year, the total abundance was higher than in the second and, especially, in the summer. The veliger larvae of Gastropoda were more abundant, representing 84% of the total meroplankton in the first year of sampling. In the following year, trochophore larvae were predominant (31% of the total), followed by Gastropoda and Nemertea. The results showed an evident interannual composition and density variation of meroplankton, but without a clear pattern of seasonality for certain groups. The freezing of the bay in the winter of the first year could have influenced the benthic invertebrate\'s reproduction and larvae production. Regarding to the bathymetric distribution, the mean abundance of the total meroplankton was higher in the deeper layer than in the surface in spring-summer, however, spatially the density was similar among the areas in the different layers. The variability in the larval composition and abundance may be related to the local hydrography and specific reproductive pattern of the benthic species with indirect development, whose reproductive cycles are affected by environmental characteristics. In general terms, the meroplankton collected in Admiralty Bay was qualitatively similar (in view of the larval groups) to the described for other parts of Antarctica.

O sedimento marinho da Península Antártica representa uma área sensível a mudanças ambientais. No entanto, pouco se conhece sobre as comunidades microbianas que habitam esse ecossistema, incluindo a sua diversidade, distribuição e variações temporais. O objetivo foi determinar a estrutura das comunidades microbianas nos sedimentos marinhos da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Península Antártica. Sedimentos da Baía apresentam uma predominância dos Filos Proteobacteria, Firmicutes e Actinobacteria. Análise temporal revelou que comunidades microbianas em sedimentos próximos à estação Ferraz são mais estáveis quando comparadas aos sedimentos em áreas de menor atividade antrópica. No gradiente de profundidade foi observado que a estrutura de comunidade não mudou, indicando tolerância a variações de pressão hidrostática. Organismos heterotróficos dos gêneros Psychrobacter, Psychromonas e Loktanella foram os mais abundantes, sugerindo uma alta concentração de matéria orgânica disponível. O enriquecimento de culturas metanogênicas produziu até 1,70 mmol de CH4 após 120 dias de incubação. Este estudo sugere que as condições dos sedimentos favorecem organismos psicrofílicos de metabolismo heterotrófico. / Marine sediment of the Antarctic Peninsula is a susceptible area to environmental changes. However, little is known about the microbial communities inhabiting this ecosystem, including its diversity, distribution and variations over time. The aim of this study was to determine the structure of microbial communities present in marine sediments of Admiralty Bay, King George Island, on the Antarctic Peninsula. Sediments from Admiralty Bay shown a predominance of the Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria phyla. Temporal analysis revealed that microbial communities in sediment, near Ferraz station, are more stable compared to that in the sediments in areas of lower human activity. No variation on the community structure was observed in depth gradient, indicating tolerance to hydrostatic pressure variations. Heterotrophic organisms of the genera Psychrobacter, Psychromonas and Loktanella were the most abundant, suggesting a high concentration of organic matter in the sediment. Enrichment of methanogenic cultures enrichment yielded 1.70 mmol of CH4. This study suggests that conditions in sediments favoring metabolism of heterotrophic and psychrophilic organisms.

A presente tese trata de analisar, a partir da situação das Regiões Ártica e Antártica, questões ambientais que se inserem no campo das relações e dos estudos de segurança internacionais. Neste sentido, através de uma abordagem comparativa, ajusta-se, metodológica e teoricamente, as relações entre questões ambientais e de segurança e sua intersecção com os estudos sobre regimes internacionais. O objetivo é a partir de uma concepção de que são o Ártico (parcialmente) e a Antártica, áreas internacionais, examinar a relação existente entre a exploração de recursos naturais e questões ambientais (mudanças climáticas) e as possibilidades de conflitos e sua superação ou adiamento, em função do exame intrínseco da competição por recursos naturais (petróleo, gás, hidratos de gás, bioprospecção, recursos marinhos, água doce, turismo e rotas polares, esse último somente para o Ártico) e das mudanças climáticas e dos regimes concebidos nas Regiões Polares. Foram examinadas, ao mesmo tempo, dificuldades econômicas, ambientais, técnicas e políticas (dificuldades intrínsecas) à exploração de recursos ambientais, os efeitos das mudanças climáticas e a força dos regimes das Regiões Polares, verificando-se as respectivas capacidades de adiar ou evitar conflitos. Sendo que a força do regime foi examinada a partir do grau de impacto dos elementos que a formam: 1) efetividade do regime, 2) a resiliência do regime, 3) resistência do regime, 4) a presença do hegemon e outros Estados protagonistas, 5) mecanismos de aquiescência, que incentivem ou obriguem o respeito as regras do regime, e 6) existência de uma organização internacional vinculada. Partiu-se do pressuposto de que quanto maiores as dificuldades para exploração, menor seria a competição e, portanto, menores as possibilidades de ocorrerem conflitos. A possibilidade de ocorrência de conflitos também foi cotejada com o grau de fortalecimento dos regimes instalados nas Regiões Polares. A tese conclui que no Ártico e na Antártica as dificuldades para a exploração dos recursos naturais se equivalem. Especificamente no campo político e econômico, quanto aos minerais (inclusive água) na Antártica a dificuldade é maior na atualidade em função da vedação da exploração até 2048 e porque as pesquisas ainda são insuficientes para comprovar a viabilidade da exploração; em compensação no Ártico a localização dos recursos em áreas sob soberania ou no espaço que compreende a ZEE não enseja dificuldades políticas e jurídicas para exploração em função da aplicação da CNUDM. Por sua vez, em especial, as externalidades dos efeitos das mudanças climáticas nas Regiões Polares podem provocar o aumento do n.m.m. e alterações dos padrões climáticos, contudo conflitos não seriam inevitáveis. Em relação aos Regimes Polares ambos foram considerados fortes, contudo o regime antártico foi considerado mais fortalecido. O exame dos elementos, principalmente, a resiliência e efetividade do STA e cotejamento com o processo de consolidação do regime complexo do Ártico justificam a conclusão. Por fim conclui esta tese que as condições para exploração dos recursos naturais, os efeitos das mudanças climáticas nas e a partir das Regiões Polares e o grau de fortalecimento dos regimes internacionais lá constituídos revelam, que os conflitos, ainda que possíveis não são prováveis. / This thesis analyzes, from Arctic and Antarctic regions, environmental issues which fall within the field of international relations and security studies. In this sense, through a comparative approach sets, intends to, methodological and theoretically, the relationship between environmental and security issues and its intersection with studies on international relations. The goal is, from a design which are the Arctic (in part) and Antarctica, international areas, examining the links between the exploitation of natural resources and environmental issues (climate change) and the potential for conflicts and overcome them or postponement, due to the intrinsic exam competition for natural resources (oil, gas, gas hydrates, bioprospecting, marine resources, freshwater, tourism and polar routes, the latter only for the Arctic) and climate change and regimes in the polar regions. Were examined at the same time, economic, environmental, technical and policy difficulties (intrinsic difficulties) the exploitation of environmental resources, the effects of climate change and the strength of the polar regions regimes, verifying their ability to delay or avoid conflicts. The strength of the system was examined from the degree of impact of the elements that form it: 1) effectiveness of the system, 2) the resilience of the system, 3) regime resistance, 4) the presence of the hegemon and other protagonists States 5) compliance mechanisms that encourage or force respect the rules of the regime, and 6) the existence of a linked international organization. It started with the assumption that the greater the difficulties for exploration, would be less competition and therefore lower the chances of occurrence of conflicts. The possibility of conflict was also checked against the degree of strengthening of systems installed in the polar regions. The thesis concludes that the Arctic and Antarctic difficulties for the exploitation of natural resources are equivalent. Specifically, in the political and economic field, as minerals (including water) in Antarctica the difficulty is greater today due to the operations are prohibited up to 2048 and because the research is still insufficient to prove the viability of the exploitation; in compensation in the Arctic location of resources in areas under the sovereignty or within the EEZ that comprises not entails political and legal difficulties to exploitation due to the implementation of UNCLOS. In turn, in particular, the externalities of the effects of climate change on the polar regions can cause an increase in sea level and changes in weather patterns, however conflicts would not inevitable. Regarding the polar regimes both were considered strong, however the Antarctic regime was considered more strong. Examination of the components, especially the resilience and effectiveness of ATS and mutual comparison with the consolidation of the complex Arctic regime justify the conclusion. Finally, this thesis concludes that the conditions for exploitation of natural resources, the effects of climate change on and from the polar regions and the degree of strengthening international regimes established their reveal that the conflicts, although possible is not probable.

A Baía do Almirantado (Ilha Rei George, Antártica) possui diversas pequenas enseadas de águas rasas, que sustentam uma abundante fauna bentônica. O regime de marés e de ventos é responsável pelo hidrodinamismo na baía e pela interação com as águas do Estreito de Bransfield. Portanto, trata-se de uma área que pode apresentar uma elevada abundância de larvas de invertebrados marinhos. A distribuição espaço-temporal de larvas pelágicas em águas rasas costeiras da Baía do Almirantado foi estudada entre outubro de 2002 e maio de 2003, e outubro de 2003 e agosto de 2004 em 12 estações rasas (0 a 15 m, ou até 30 m). Também foram amostradas, sazonalmente, quatro estações de maior profundidade, entre 0 a 30 m e 30 a 130 m da coluna de água, entre outubro de 2003 e abril de 2004. Amostras de plâncton foram coletadas com rede cônica de plâncton com malha de 150 µm nas três enseadas da baía (Martel, Mackellar e Ezcurra) e na entrada do seu canal principal. Larvas de diferentes grupos ocorreram em todo o período de estudo. No primeiro ano, a abundância total foi maior que no segundo e, em especial, no verão. As larvas véliger de Gastropoda foram mais abundantes, representando 84% do total do meroplâncton, no primeiro ano de amostragem. No ano seguinte, larvas trocófora foram predominantes (31% do total), seguidas de Gastropoda e Nemertea. Os resultados mostraram uma evidente variação interanual da densidade e da composição do meroplâncton, mas sem um padrão nítido de sazonalidade para determinados grupos. O congelamento da baía no inverno do primeiro ano de amostragem (2002) pode ter afetado a reprodução dos invertebrados bentônicos e a produção de larvas. Quanto à distribuição batimétrica, a abundância média do meroplâncton total foi maior na camada profunda do que na de superfície, na primavera-verão, mas espacialmente a densidade foi semelhante entre as áreas nas distintas camadas. A variabilidade na abundância e composição larval pode estar relacionada à hidrografia e a padrões reprodutivos das espécies bentônicas com desenvolvimento indireto, cujos ciclos reprodutivos são afetados por características ambientais. Em termos gerais, o meroplâncton coletado na Baía do Almirantado foi qualitativamente similar (quanto aos grupos de larvas) ao descrito para outras partes da Antártica. / Admiralty Bay (King George Island, Antarctica) has many small inlets of shallow waters, which supports an abundant benthic fauna. Tidal and wind regime are responsible for the hydrodynamics in the bay and for the interaction with the waters of the Bransfield Strait. Therefore, it is an area that can present a high abundance of marine invertebrate larvae. Spatio-temporal distribution of pelagic larvae in shallow coastal waters of Admiralty Bay was studied between October of 2002 and May of 2003, and October of 2003 and August of 2004 in twelve shallow stations (0 to 15 m, or up to 30 m). Four deeper stations were also seasonally sampled (0 to 30 m and 30 to 130 m of water column) between October of 2003 and April of 2004. Plankton samples were collected with a conical net, with mesh size of 150 µm, in the three inlets of the bay (Martel, Mackellar and Ezcurra) and in the entrance of its main channel. Larvae of different groups occurred in the whole studied period. In the first year, the total abundance was higher than in the second and, especially, in the summer. The veliger larvae of Gastropoda were more abundant, representing 84% of the total meroplankton in the first year of sampling. In the following year, trochophore larvae were predominant (31% of the total), followed by Gastropoda and Nemertea. The results showed an evident interannual composition and density variation of meroplankton, but without a clear pattern of seasonality for certain groups. The freezing of the bay in the winter of the first year could have influenced the benthic invertebrate\'s reproduction and larvae production. Regarding to the bathymetric distribution, the mean abundance of the total meroplankton was higher in the deeper layer than in the surface in spring-summer, however, spatially the density was similar among the areas in the different layers. The variability in the larval composition and abundance may be related to the local hydrography and specific reproductive pattern of the benthic species with indirect development, whose reproductive cycles are affected by environmental characteristics. In general terms, the meroplankton collected in Admiralty Bay was qualitatively similar (in view of the larval groups) to the described for other parts of Antarctica.

O objetivo deste estudo foi avaliar se a estrutura da comunidade da meiofauna, das famílias e dos gêneros de Nematoda apresentam alterações devido à atividade antrópica na área próxima a Estação Antártica Brasileira (CF), em comparação com um controle (BP). A densidade média (ind.10cm-²) da meiofauna total variou entre 7028 (? 1529) e 16245 (? 12282) nos 20-30 m e entre 1569 (? 928) e 7088 (? 10338) nos 50-60 m, corroborando os valores altos já descritos para a zona rasa antártica. Nematoda foi dominante (>90%), seguido de Nauplii e Copepoda. 65 gêneros e 3 subfamílias de Nematoda foram encontrados, pertencentes a 24 famílias. Daptonema, Halailamus, Dichromadora, Sabatieria, Aponema e Sphaerolaimus foram dominantes nas duas profundidades, mas tiveram densidades mais altas nos 20-30 m relacionadas à maior biomassa de clorofila a. Não foram identificadas alterações na estrutura da comunidade da meiofauna, das famílias ou gêneros de Nematoda que pudessem ter sido causados por impacto antrópico. Porém, a riqueza e a diversidade das famílias e dos gêneros de Nematoda foram menores em CF, o que sugere um possível impacto, sendo importante a continuidade do monitoramento e a inclusão de outras áreas de referência. O nível taxonômico de família foi o mais apropriado para um estudo de monitoramento da zona costeira rasa antártica, visando o melhor custo-benefício. / The aim of this study was to verify if meiofauna, Nematoda family and genera community structure show modification caused by human activities at the Brazilian Antarctic Station (CF), in relation to a reference area (BP). Mean meiofauna densities ( ind.10 cm-²) ranged from 7028 (? 1529) to 16245 (? 12282) at 20-30 m and from 1569 (? 928) and 7088 (? 10338) at 50-60 m, being high as already described for the Antarctic coastal zone. Higher densities at 20-30m were correlated to more chlorophyll a and sand. Nematoda were dominant (>90%) followed by Nauplii and Copepoda. 65 genera and 3 subfamilies of Nematoda were found, belonging to 24 families. Daptonema, Halailamus, Dichromadora, Sabatieria, Aponema and Sphaerolaimus were dominant at both depths, but had higher densities at 20-30 m, which were correlated to higher chlorophyll a biomasses. Analysis for all levels of taxonomic resolution, separated the samples between depths, but not between areas, so differences caused by human impact were not detected. Number of genera ranged from 12 to 34 and diversity from 1.57 to 4.22 bits/ind, both being higher at 50-60m at BP, suggesting that an impact might have occurred, so monitoring should continue and be extended to other control areas. Identification of Nematoda to family level would be enough to evaluate environmental impact of the coastal antarctic zone.

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-05-07T23:12:51Z No. of bitstreams: 1 131150001.pdf: 1709524 bytes, checksum: 7ab2f239e6dc021c9db84badef44c320 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-07T23:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 131150001.pdf: 1709524 bytes, checksum: 7ab2f239e6dc021c9db84badef44c320 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Os fungos na Antártica ocupam nichos distintos e realizam diferentes interações, porém sua importância nestes nichos e interações ainda são pouco compreendidas. Interações entre fungos e musgos vêm sendo relatadas para a Antártica, um exemplo dessa interação fungo- musgo é a presença de fungos formadores de anéis sobre carpetes de musgos antárticos. Estes fungos formadores de sistemas de anéis concêntricos podem causar necroses e manchas amarelas e marrons sobre os carpetes de musgos. Contudo, devido à complexidade destes fungos, as informações sobre estes são fragmentadas não existindo ainda uma caracterização completa destes organismos. Assim, este estudo buscou identificar o isolado nomeado FIMA 665-5, encontrado em amostras do musgo Sanionia uncinata (Hedw.) Loesk. Além disso, caracterizar fisiológica, bioquimicamente e testar a presença de atividade patogênica do isolado. As coletas do material para o estudo foram realizadas na Expedição Antártica Brasileira no verão austral de 2012/2013. Para a caracterização fisiológica do isolado foram testados diferentes meios de cultura (BDA, Sabouraud e MEA) e diferentes temperaturas (- 6°C, 1°C, 5°C, 10°C, 20°C e 30°C), onde a velocidade de crescimento do isolado foi medida com o auxílio de um paquímetro a cada 24h, até que o crescimento de uma das colônias atingisse a borda da placa. Os resultados foram submetidos à ANOVA e teste de Tukey (p <0,05), utilizando o software Statistix 8. Para a caracterização bioquímica foram realizados ensaios enzimáticos para verificar a produção de pectinase, celulase, protease e amilase nas temperaturas de 10°C e 30°C. Para avaliar a atividade patogênica, foram realizados testes de patogenicidade química a partir do extrato obtido do isolado, bem como teste de confronto por disco em difusão. Através de métodos moleculares e filogenéticos o isolado foi identificado como pertencente ao gênero Penicillium Link, sendo um organismo psicrotrófico, com crescimento entre 1-30°C, tendo um crescimento micelial ótimo a 20°C. O meio de cultura onde ocorre às condições nutricionais mais favoráveis para o crescimento micelial do isolado é o meio BDA. No que se refere à patogenicidade, o isolado apresentou capacidade de inibir o crescimento in vitro e causar descoloração total nos gametófitos do musgo Physcomitrium acutifolium Broth. / Fungi in Antarctica occupy different niches and perform different interactions, but its importance in these niches and interactions are still poorly understood. Interactions between fungi and mosses have been reported to Antarctica an example of these interactions is the presence of fungi forming rings on of carpets Antarctic mosses. These fungi forming rings can cause necrosis and yellow to brown stains on the carpets of mosses. However, due to the complexity of these fungi information about these are fragmented and there is still no complete characterization of these organisms. This study aimed to identify the isolated named FIMA 665-5, found in samples of moss Sanionia uncinata (Hedw.) Loesk. Further, characterize physiological, biochemical and test the presence of pathogenic activity of isolated. The collections of the material for the study were performed at the Brazilian Antarctic Expedition in the austral summer of 2012/2013. Through taxonomic, molecular and phylogenetic methods the isolate was identified belonging to the genus Penicillium Link (1809). For physiological characterization of different culture media (PDA, MEA and Sabouraud) and different temperatures (-6°C, 1°C, 5°C, 10°C, 20°C and 30°C) were tested where the diameter colony was measured with a caliper every 24h, until the growth of a colony reached the edge of the plate. The results were submitted to ANOVA and Tukey test (p <0.05) using the Statistix 8. For the biochemical characterization were performed enzymatic assays with different culture media to verify the production of enzymes such as pectinase, cellulase, protease and amylase at temperatures of 10°C and 30°C. To evaluate the pathogenic activity chemical pathogenicity tests were performed obtained from the isolated extract and by confronting disk diffusion test. Through taxonomic methods, molecular and phylogenetic isolated was identified belonging to the genus Penicillium Link, one psychrotrophs organism, with growth between 1-30°C, with a great mycelial growth at 20°C. The culture medium which has more favorable nutritional conditions for mycelial growth of isolate is PDA medium. Regarding to pathogenicity, the isolate showed ability to inhibit the in vitro growth and cause complete discoloration in the gametophytes of moss Physcomitrium acutifolium Broth.

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A hipótese da origem e colonização dessa gramínea nesse ambiente extremo é a de que as plantas pioneiras teriam vindo da Polônia, porém não é descartada a possibilidade de mútiplos eventos de introdução e diferentes fontes de distribuição. A disponibilidade de dados de sequências expressas (EST) tem facilitado o desenvolvimento de marcadores microssatélites (SSR) que podem ser utilizados como ferramentas para estudos populacionais em diferentes níveis, fluxo gênico, níveis de parentesco e informações sobre padrões filogeográficos. O objetivo desse trabalho foi desenvolver marcadores microssatélites a partir de sequências de regiões expressas da família Poaceae, testar o potencial de transferência em P. annua e utilizar esses marcadores para análise filogeográfica de P. annua, a fim de esclarecer a origem e colonização dessa espécie na Antártica. A prospecção de marcadores microssatélites foi desenvolvida com ferramentas de bioinformática, através de análises in sílico SSR em banco de dados EST para família Poaceae, disponíveis no Genbank (NCBI). Foram utilizados os programas CAP3 e SSRLocator para prospecção dos marcadores microssatélites. Uma pesquisa de Termos Gene Ontology (GO) foi realizada no banco de dados de sequências ESTs para avaliar associações entre locus SSR e processos biológicos, componentes celulares e função molecular de genes conhecidos, utilizando os programas Blast2GO e Revigo. O teste de transferência dos primers e análise molecular de P. annua foram conduzidos através da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Foram prospectadas uma lista de 568 pares de primers, destes foram sintetizados 28 marcadores microssatélites para a transferência em P. annua. 68% dos marcadores EST-SSR tiveram potencial de transferência para esta espécie. A análise sugere que as amostras da Antártica são diferentes das amostras do Chile, Brasil, Irlanda e Argentina. Além disso, foram encontrados 613 transcritos divididos em 302 famílias gênicas. Com esta análise, foi possível desenvolver ferramentas moleculares para a análise genética com P. annua e outras espécies de gramíneas, mapear os motivos mais frequentes e funções dos genes em cada locus SSR, e sugerir que os diásporos de P. annua encontrados na Antártica podem ter vindos de fontes distintas das populações da America do Sul. / Poa annua L. is the only invasive species of flowering plants that reached reproductive success in Antarctica, posing a threat to native species of this ecosystem.The hypothesis of the origin and colonization of grass in this extreme environment is the pioneer plants would have come from Poland, but it is not ruled out event of multiple introduction and different sources of distribution. Recent increase in the availability of expressed sequence data (EST) has facilitated the development of microsatellite markers (SSR) can be used as tools for population studies at different levels, gene flow, relationship of levels and patterns phylogeographical information. The objective of this study was to develop microsatellite markers from expressed sequence regions of the Poaceae family, test the potential transfer in P. annua and use these markers for phylogeographic analysis of P. annua in order to clarify the origin and colonization of this species in Antarctica. The prospect of microsatellite markers was developed with bioinformatics tools, through an analysis in silico SSR in EST database to Poaceae family, available in Genbank (NCBI). Were used the CAP3 and SSRLocator programs for prospecting of microsatellite markers. A Search terms Gene Ontology (GO) were performed in ESTs sequences database to evaluate associations between SSR locus and biological processes, cellular components and molecular function of known genes, using the Blast2GO and Revigo programs. The transfer test of primers and molecular analysis of P. annua was conducted by Polymerase Chain Reaction (PCR). Were prospected a list of 568 primer pairs, these were synthesized 28 microsatellite markers for the transfer in P. annua. 68% of EST-SSR markers have potential transfer for this species. The analysis suggests that the samples from Antarctica are different from samples from Chile, Brazil, Argentina and Ireland. In addition, they found 613 transcripts divided into 302 genic families. With this analysis, it was possible to develop molecular tools for genetic analysis with P. annua and other grass species, mapping the most frequent motifs and functions of genes in each SSR locus, and suggest that the introduction of P. annua found in Antarctica may have come from sources other than South American populations.

Esta tese interpreta o registro ambiental de um testemunho de gelo antártico pela análise de elementostraço. Esse testemunho de gelo, daqui em diante chamado Mount Johns (MJ), foi coletado no manto de gelo da Antártica Ocidental (79°55’28”S e 94°23’18”W; 91,20 m de comprimento) no verão austral de 2008/09. O testemunho foi descontaminado e subamostrado no Climate Change Institute (University of Maine – Maine /EUA). As primeiras 2137 amostras, correspondentes aos 45 m superiores do testemunho, foram analisadas no espectrômetro de massas Element 2 do CCI para 24 elementos-traço (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg e K). Essa parte do testemunho representa 125 anos (1883–2008) de registro, segundo datação relativa baseada na variação sazonal nas concentrações de Na, Sr e S e na identificação dos principais eventos vulcânicos ocorridos no período. A taxa de acumulação média no local de amostragem foi 0,21 m a-1 em eq. H2O no mesmo período de tempo. As concentrações são controladas pelas variações climáticas sazonais (verão/inverno), por mudanças na circulação atmosféricas, por anomalias de temperatura, pela distância de transporte e pelas fontes naturais e antrópicas desses aerossóis. Baseada na análise dos fatores de enriquecimento crustal e marinho e em correlações de Pearson, as concentrações de Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr e Ti são de origem natural. Poeira e solo de fontes continentais, oriundas principalmente de áreas áridas na Austrália, Nova Zelândia e Patagônia, são consideradas importantes fontes de Al, Mg e Ti. Aerossóis marinhos do Pacífico Sul, transportados para o continente antártico pelas massas de ar, são fontes predominantes de Na, Sr, K, S e Ca. Para os elementos Ba, Fe e Mn, tanto fontes crustais como marinhas são significativas. Adicionalmente, Mn e S apresentam um aporte considerável de origem vulcânica (variando de 20–30% na concentração total). Os resultados também mostram enriquecimento significativo nas concentrações de arsênio devido a atividades antrópicas. Foi observado concentrações médias da ordem de 1,92 pg g-1 antes de 1900, aumentando até 7,94 pg g-1 em 1950. Este enriquecimento está diretamente relacionado às emissões da mineração e fundição de metais não-ferrosos na América do Sul, principalmente no Chile. A queda na concentração de arsênio observado no século XXI (concentração média de 1,94 pg g-1 após 1999) é interpretada como uma consequência à introdução de leis ambientais (em 1994) para reduzir emissões desse elemento durante os processos de mineração e fundição de cobre no Chile. O modelo de trajetórias HYSPLIT mostra uma clara variação sazonal no transporte entre os meses de verão/outono e inverno/primavera, onde predomina o transporte de oeste durante o ano todo e um transporte secundário de nordeste durante o verão/outono. As correlações entre as concentrações médias dos elementos-traço estudados e o modelo de reanálises ERA-Interim para o período 1979–2008, indicam que as concentrações de aerossóis marinhos são fortemente influenciadas pelas condições meteorológicas, por exemplo, por anomalias na temperatura da superfície do mar e concentração de gelo marinho. / This thesis interprets the environmental record of an Antarctic ice core by the analysis of trace elements. This ice core, henceforward called Mount Johns (MJ), was collected in the West Antarctica ice sheet (79°55'28"S and 94°23'18"W; 91.20 m long) in the austral summer of 2008/09. The core was decontaminated and subsampled at the Climate Change Institute (CCI, University of Maine - Maine / USA). The first 2137 samples, corresponding to the upper 45 m of the core, were analyzed in the CCI's JRC Element 2 spectrometer for 24 trace elements (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg and K). This part of the core represents a 125 years (1883– 2008) record, according to relative dating based on Na, Sr and S seasonal variations and on the identification of major volcanic events in the period. The mean accumulation rate for the sampling site was 0.21 m-1 in eq. H2O in the same time period. The concentrations are controlled by seasonal climatic changes (summer/winter), by changes in atmospheric circulation, temperature anomalies, the transport distance and the natural and anthropogenic sources of these aerosols. Based on analysis of crustal and marine enrichment factors and Pearson correlations, the Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr and Ti concentrations have natural origin. Dust and soil from continental sources, primarily coming from arid areas in Australia, New Zealand and Patagonia, are considered important sources of Al, Mg and Ti. South Pacific marine aerosols, transported to the Antarctic continent by air masses, are predominant sources of Na, Sr, K, S and Ca. For the elements Ba, Fe and Mn, both crustal and marine sources are significant. In addition, Mn and S show a considerable contribution of volcanic origin (ranging from 20-30% of the total concentration). The results also show significant enrichment in arsenic concentrations due to human activities. Before 1900 the mean concentration was approximately 1.92 pg g-1, rising to 7.94 pg g-1 in 1950. This enrichment is directly related to mining emissions and casting of non-ferrous metals in South America, mainly in Chile. The decrease in the arsenic concentration, observed in the twenty-first century (mean concentration of 1.94 pg g-1 after 1999) is interpreted as a consequence of the introduction of environmental laws (in 1994) to reduce emissions of this element during the cupper mining and smelting in Chile. The HYSPLIT trajectories model show a clear seasonal variation in transport between the summer/autumn all and winter/spring months, where predominates an eastward transport throughout the year and a secondary transport from the northeast during the summer/fall. Correlations between the mean concentrations of the studied trace elements and the ERA-Interim reanalysis models for the 1979-2008 period indicate that marine aerosols concentrations are heavily influenced by weather conditions, for example, by sea surface temperature and sea ice concentration anomalies.