No description available.

This study devised a method to detect Ribeiroia ondatrae (class Trematoda) in water-bodies using environmental DNA (eDNA) collected from filtered water samples from selected ponds in the USA and Canada. Species-specific PCR primers were designed to target the Internal Transcribed Spacer-2 (ITS-2) region of the parasite’s genome. The qualitative PCR method was 70% (n=10) accurate in detecting R. ondatrae in ponds previously found to contain the parasite, while the qPCR method was 88.9% (n=9). To examine how the retinoic acid (RA) pathway gene expression may be perturbed during R. ondatrae infections, leading to limb development abnormalities in the wood frog (Lithobates sylvaticus). Multiple sequence alignments were used to design degenerate PCR primers to eight RA biosynthesis genes, but only two gene fragments were identified using this approach. Without effective primer sets it was not possible to measure changes in gene expression in infected frogs.

This study devised a method to detect Ribeiroia ondatrae (class Trematoda) in water-bodies using environmental DNA (eDNA) collected from filtered water samples from selected ponds in the USA and Canada. Species-specific PCR primers were designed to target the Internal Transcribed Spacer-2 (ITS-2) region of the parasite’s genome. The qualitative PCR method was 70% (n=10) accurate in detecting R. ondatrae in ponds previously found to contain the parasite, while the qPCR method was 88.9% (n=9). To examine how the retinoic acid (RA) pathway gene expression may be perturbed during R. ondatrae infections, leading to limb development abnormalities in the wood frog (Lithobates sylvaticus). Multiple sequence alignments were used to design degenerate PCR primers to eight RA biosynthesis genes, but only two gene fragments were identified using this approach. Without effective primer sets it was not possible to measure changes in gene expression in infected frogs.

Thyroid hormones (THs) are vital in the maintenance of homeostasis and in the control of development. One postembryonic developmental process that is principally regulated by THs is amphibian metamorphosis. This process has been intensively studied at the genomic level yet very little information at the proteomic level exists. There is also increasing evidence that changes in the phosphoproteome influence TH action. In addition, the disruption of TH-action by endocrine-disrupting compounds (EDC) is an emerging field and the developmental process of metamorphosis is a target as well as a model system for this research. This work identifies components of the proteome and phosphoproteome in TH-sensitive tadpole tissues that are altered during the initiation stages of TH-induced metamorphosis prior to the overt remodeling of the tissues. Proteomic analyses included two-dimensional (2D) gel electrophoresis for the assessment of differential protein/phosphoprotein expression, combined with mass spectrometry (MS) protein analysis for protein identification. Initial proteomic approaches in Xenopus laevis identified a number of proteins that are differentially expressed in the tadpole tail within 48 h of exposure of premetamorphic tadpoles to 3,5,3’-triiodothyronine (T3). Additionally, a time-course analysis of brain tissue within this 48 h period revealed alterations in phosphoproteins. The importance of phosphoproteome modulation in the process of metamorphosis was further revealed in the TH-induced tail of Rana catesbeiana tadpoles, where the inhibition of cyclin-dependent kinase activity which prevents tail regression, altered the tail phosphoproteome profile. Failure to identify the phosphoproteins involved in these initial studies led me to develop and apply new proteomic approaches. To this end, subcellular and protein fractionation methods were developed and combined with 2D gel electrophoresis and phosphoprotein-specific staining. Altered proteins were identified using MS. Here components of the proteome and phosphoproteome were identified in the tail fin that changed within 48 h of exposure of premetamorphic R. catesbeiana tadpoles to 10 nM T3. This approach allowed the identification of and led to the cloning of a novel Rana larval type I keratin, RLK I, which is a target for caspase-mediated proteolysis upon exposure to T3. In addition, the RLK I transcript level was reduced during T3-induced and natural metamorphosis, consistent with a larval keratin. Furthermore, GILT, a protein involved in the immune system, was changed in phosphorylation state which is linked to its activation. Using a complementary MS technique for the analysis of differentially-expressed proteins, isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) revealed 15 additional proteins whose levels were altered upon T3 treatment. The success in identifying proteins whose levels changed upon T3 treatment with iTRAQ was enhanced through de novo sequencing of MS data and homology database searching. These proteins are involved in apoptosis, extracellular matrix structure, immune system, metabolism, mechanical function, and oxygen transport. This study demonstrated the ability to derive proteomics-based information from a model species for postembryonic development for which limited genome information is currently available. The early appearance of caspase-cleaved RLK I in the TH-induced process led to its investigation as a contributor to apoptosis. Furthermore, the caspase-cleavage product of RLK I was used as a biomarker in the development of an assay for the detection of disruptors of TH-action based on ex-vivo multi-well culturing of R. catesbeiana tail fin biopsies. This assay was able to detect perturbations in TH-signalling within 48h of exposure demonstrating that it has utility as a novel system for screening of TH disrupting chemicals. The present study identified proteins whose levels and/or phosphorylation states are altered within 48 h of the induction of tadpole metamorphosis prior to overt tissue remodeling and provided important insight into the molecular mechanisms of this postembryonic development. In particular, I have identified a novel keratin that is a target for T3-mediated changes in the tail that can serve as an indicator of early response to this hormone and can be used for the detection of EDCs of TH-action in an ex vivo assay.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-06Bitstream added on 2014-06-13T19:05:56Z : No. of bitstreams: 1 santos_tg_dr_rcla.pdf: 2207082 bytes, checksum: cd6f4211c558cc08a16cda8ec6665379 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estudamos a riqueza, composição taxonômica e os padrões de distribuição espaciais e temporais de taxocenoses de anuros do Parque Estadual Morro do Diabo (PEMD), o maior remanescente de Floresta Estacional Semidecídua no estado de São Paulo, Brasil. Registramos 28 espécies de anuros (Apêndice I) de setembro de 2005 a março de 2007, que compreenderam um misto de espécies de Mata Atlântica, do Cerrado e de formas amplamente distribuídas na América do Sul, geralmente consideradas tolerantes a modificações antropogênicas. A baixa riqueza de espécies e de modos reprodutivos, a predominância de espécies habitatgeneralistas e a alta similaridade de espécies de anuros com áreas de Cerrado podem ser explicadas pela sazonalidade climática da área estudada (estação seca pronunciada), além da grande distância em relação a centros de diversificação de anuros, como as montanhas costeiras da Floresta Atlântica úmida. Chuva e fotoperíodo explicaram aproximadamente 77% da atividade de vocalização de toda a taxocenose, enquanto somente a chuva e o fotoperíodo explicaram a temporada de vocalização em ambientes temporários e permanentes, respectivamente. Registramos alta sobreposição na temporada de vocalização dos machos, mas segregação na fase larval. A distribuição das espécies de anuros entre sítios de reprodução (Apêndice II) diferiu da esperada pelo acaso e compreendeu três taxocenoses distintas de anuros que foram explicadas pelo conjunto de variáveis ambientais de riachos permanentes, represas permanentes e poças temporárias. Registramos que 19 espécies de anuros (aproximadamente 83% da riqueza total de espécies registradas nos corpos d’água monitorados) foram indicadoras da heterogeneidade ambiental: três espécies indicaram riachos permanentes, quatro indicaram represas permanentes e 12 espécies indicaram poças temporárias... / We studied richness, composition, and patterns of temporal and spatial distributions of anuran assemblages of Morro do Diabo State Park (MDSP), the major remnant of Mesophytic Semideciduous Forest (MSF) in the state of São Paulo, Brazil. From September 2005 to March 2007 we recorded 28 anuran species (Appendix I), comprising a mix of Atlantic, Cerrado, and South American widespread species, usually considered tolerant to anthropic modifications. The low richness of species and reproductive modes, the predominance of habitat generalist species, and the high similarity with Cerrado areas can be explained by climatic seasonality of the studied area (pronounced dry season), besides its large distance in relation to centers of anuran diversification, such as coastal mountains of the wet Atlantic Forest. Rainfall and photoperiod explained about 77% of calling activity of the whole assemblage, while rainfall alone in temporary habitats and photoperiod in permanent ones explained the calling season. We recorded high temporal overlap for calling males, but segregation for tadpoles. Spatial distribution of anuran species among breeding sites of the MDSP (Appendix II) differed of expected by chance and comprised three distinct anuran assemblages that were explained by the suite environmental variables of permanent streams, permanent dams, and temporary ponds. We recorded that 19 species (about 83% of total anuran species recorded in monitored sites) were indicators of environmental heterogeneity: three anuran species indicated permanent streams, four indicated permanents dams, and 12 anuran species indicated temporary ponds. Regarding to micro-spatial distribution of anuran species at two temporary ponds of MDSP, we recorded that males of most pairs of species (96%) used distinct sites for calling activities. The best combination of variables discriminating anuran species regarding male... (Complete abstract click electronic access below)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de miniaturização em anuros pode ter implicações ecológicas como, por exemplo, a redução no tamanho da ninhada produzida pelas fêmeas, o aumento do tamanho relativo dos ovos e o desenvolvimento direto. O consequente reduzido tamanho da boca tende também a constituir um fator limitante no consumo de presas por estes pequenos anuros, tornando acessível ao consumo apenas uma gama restrita de presas diminutas. Assim, estudamos parâmetros da ecologia de uma população do anuro Brachycephalus didactylus, em uma área de Mata Atlântica no sul do Espírito Santo, objetivando ampliar o conhecimento sobre tais parâmetros que compreenderam o dimorfismo sexual, algumas características da reprodução, a dieta e a relação com a disponibilidade de atrópodos no folhiço e uso do microhabitat. A amostragem dos dados ocorreu durante um ano, nas estações seca e chuvosa. Brachycephalus didactylus possuiu dimorfismo sexual, com fêmeas sendo maiores do que os machos. O maior tamanho atingido pelas fêmeas provavelmente resulta da seleção intrassexual atuando nas fêmeas para favorecer um maior investimento na massa dos ovos, já que a espécie possui um tamanho de ninhada consideravelmente reduzido (um a dois ovos). A dieta de B. didactylus foi composta por um espectro relativamente amplo de presas (17 itens), tendo elevadas proporções de pequenas presas como Acari e Collembola. O consumo de Formicidae (formigas) foi evitado por B. didactylus, apesar de essa presa ser a mais abundante no folhiço, o que categorizou o anuro como um "especialista em não comer formigas" ("non-ant specialist", sensu Toft 1980a). O reduzido tamanho da boca nas fêmeas de B. didactylus limitou o tamanho máximo de presas passíveis de serem ingeridas pelo anuro e restringindo-o ao consumo de presas pequenas, com maiores indivíduos consumindo um número maior de presas. Por fim, B. didactylus apresentou uma utilização essencialmente horizontal do hábitat, sendo mais frequentemente encontrado sobre o folhiço no chão da mata. / The miniaturization process in anurans may have ecological implications as the clutch size reduction, increasing eggs relative sizes and direct development. The resulting reduced mouth size also tends to be a limiting factor in the prey consumption by these smaller frogs, making available only a restricted range of tiny prey. Thus, we studied some ecological parameters as the sexual dimorphism, some reproductive characters, the diet and its relationship with invertebrates availability and micro-habitat use, of a Brachycephalus didactylus anuran population in an Atlantic Rainforest area in southern state of Espírito Santo. This parameters were studied aiming to increase knowledge on these species. The data sampling occurred in 2011, in the dry and rainy seasons. Brachycephalus didactylus had sexual dimorphism, with females being larger than male ones. The larger size of females probably results from intra-sexual selection, to allow greater investment in egg mass, since the species has a considerably small clutch size (two to three eggs).The diet of B. didactylus was composed by a relatively broad spectrum of prey (17 items), with high proportions of small prey such as Acari and Collembola. The consumption of Formicidae (ants) was avoided by B. didactylus, despite this being the most abundant prey in the leaf litter. The small mouth size of the B. didactylus females limited them to the consumption of small prey, with larger individuals consuming a greater number of preys. Finally, B. didactylus presented an essentially horizontal habitat use, and is more often found in leaf litter on the forest floor.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-01T10:40:13Z No. of bitstreams: 1 TeseLAZ.pdf: 5426859 bytes, checksum: 033582b6221f018d86ae920b42835b76 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T12:03:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLAZ.pdf: 5426859 bytes, checksum: 033582b6221f018d86ae920b42835b76 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T12:05:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLAZ.pdf: 5426859 bytes, checksum: 033582b6221f018d86ae920b42835b76 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T12:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLAZ.pdf: 5426859 bytes, checksum: 033582b6221f018d86ae920b42835b76 (MD5) Previous issue date: 2016-10-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / For adequate blood supply to match metabolic demand, vertebrates regulate blood pressure (BP) in order to maintain adequate perfusion of target organs avoiding ischemia and tissue damage like edema. Effective short-term BP regulation in anuran amphibians occurs through adjustments in heart rate (HR), peripheral vascular resistance, and changing pulsatile frequency of lymph hearts. In addition, pulmonary ventilation in anurans is directly linked to blood volume homeostasis by facilitating lymph fluid movement back into the cardiovascular system which takes place by changing pressure and volume within anurans' lymphatic sacs. It is apparent that an interaction between baroreflex regulation and breathing control exists in anuran amphibians. In the present study I used pharmacological methods (phenylephrine and sodium nitroprusside; infusion ramp and in bolus methods) to investigate baroreflex sensitivity at different temperatures in the cururu toad Rhinella schneideri. I evaluated the degree to which arterial baroreflex plays a role in pulmonary ventilation in the cururu toad. Baroreflex regulation in the toad R. schneideri was temperature dependent and influenced the toad’s ventilation. Hypotension and hypertension resulted in increases and decreases in HR, respectively, as well as increases and decreases in pulmonary ventilation mainly through adjustments in breathing frequency. In contrast to data from the literature, anuran amphibians seem to defend lower BP events primarily rather than hypertension independent of temperature. Anurans exhibit higher rates of transcapillary fluid filtration which means during hypertension fluid filtration is increased and excess interstitial fluid formation will be reclaimed by an efficient lymphatic system. Therefore, besides pulmonary ventilation's role in matching O2 delivery to demand (e.g. temperatures) in anurans, it also plays a role in BP regulation possibly owing to an interaction between baroreflex control and respiratory areas in the brain. / Para um adequado suprimento sanguíneo de modo a atender as diferentes demandas metabólicas, os vertebrados regulam a pressão arterial (PA) mantendo adequada perfusão dos órgãos evitando assim eventos isquêmicos ou outros danos teciduais, como edema. O controle efetivo da PA a curto prazo em anfíbios anuros se dá por ajustes da frequência cardíaca (FC), resistência vascular periférica e também por ajustes da frequência de pulsação dos corações linfáticos. Além disso, a ventilação pulmonar nos anuros está diretamente associada à homeostase do volume sanguíneo por meio da facilitação do transporte de fluído linfático de volta ao sistema cardiovascular, que se dá por meio da alteração de pressão e volume dos sacos linfáticos. Isso parece sugerir a existência de uma possível interação entre a regulação barorreflexa e o controle da respiração nos anfíbios anuros, como já observado para os mamíferos. No presente estudo utilizamos de um método farmacológico (fenilefrina e nitroprussiato de sódio: infusão em rampa e injeção in bolus) para investigar a sensibilidade barorreflexa em diferentes temperaturas no sapo cururu Rhinella schneideri. Também avaliamos o papel do barorreflexo arterial na modulação da ventilação pulmonar nesta mesma espécie. A regulação barorreflexa no sapo R. schneideri apresentou dependência térmica, além de afetar consideravelmente a ventilação dos sapos. A hipotensão e hipertensão resultaram em aumentos e reduções da FC, respectivamente, bem como na ventilação pulmonar, que se deu prioritariamente por meio de ajustes na frequência respiratória. Ao contrário dos dados da literatura, os anfíbios anuros parecem defender prioritariamente eventos de hipotensão ao invés da hipertensão, independente da temperatura testada. É importante salientar que os anuros apresentam alta taxa de filtração transcapilar, e que durante eventos de PA elevada, um aumento na formação de fluido transcapilar pulmonar seria recrutado por um eficiente sistema linfático, característico dos anuros. Portanto, apesar da função da ventilação pulmonar em corresponder à disponibilidade de O2 em diferentes demandas metabólicas (e.g. temperatura), também parece apresentar participação na regulação da PA, possivelmente devido a uma interação entre o barorreflexo e as áreas respiratórias no sistema nervoso central.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de miniaturização em anuros pode ter implicações ecológicas como, por exemplo, a redução no tamanho da ninhada produzida pelas fêmeas, o aumento do tamanho relativo dos ovos e o desenvolvimento direto. O consequente reduzido tamanho da boca tende também a constituir um fator limitante no consumo de presas por estes pequenos anuros, tornando acessível ao consumo apenas uma gama restrita de presas diminutas. Assim, estudamos parâmetros da ecologia de uma população do anuro Brachycephalus didactylus, em uma área de Mata Atlântica no sul do Espírito Santo, objetivando ampliar o conhecimento sobre tais parâmetros que compreenderam o dimorfismo sexual, algumas características da reprodução, a dieta e a relação com a disponibilidade de atrópodos no folhiço e uso do microhabitat. A amostragem dos dados ocorreu durante um ano, nas estações seca e chuvosa. Brachycephalus didactylus possuiu dimorfismo sexual, com fêmeas sendo maiores do que os machos. O maior tamanho atingido pelas fêmeas provavelmente resulta da seleção intrassexual atuando nas fêmeas para favorecer um maior investimento na massa dos ovos, já que a espécie possui um tamanho de ninhada consideravelmente reduzido (um a dois ovos). A dieta de B. didactylus foi composta por um espectro relativamente amplo de presas (17 itens), tendo elevadas proporções de pequenas presas como Acari e Collembola. O consumo de Formicidae (formigas) foi evitado por B. didactylus, apesar de essa presa ser a mais abundante no folhiço, o que categorizou o anuro como um "especialista em não comer formigas" ("non-ant specialist", sensu Toft 1980a). O reduzido tamanho da boca nas fêmeas de B. didactylus limitou o tamanho máximo de presas passíveis de serem ingeridas pelo anuro e restringindo-o ao consumo de presas pequenas, com maiores indivíduos consumindo um número maior de presas. Por fim, B. didactylus apresentou uma utilização essencialmente horizontal do hábitat, sendo mais frequentemente encontrado sobre o folhiço no chão da mata. / The miniaturization process in anurans may have ecological implications as the clutch size reduction, increasing eggs relative sizes and direct development. The resulting reduced mouth size also tends to be a limiting factor in the prey consumption by these smaller frogs, making available only a restricted range of tiny prey. Thus, we studied some ecological parameters as the sexual dimorphism, some reproductive characters, the diet and its relationship with invertebrates availability and micro-habitat use, of a Brachycephalus didactylus anuran population in an Atlantic Rainforest area in southern state of Espírito Santo. This parameters were studied aiming to increase knowledge on these species. The data sampling occurred in 2011, in the dry and rainy seasons. Brachycephalus didactylus had sexual dimorphism, with females being larger than male ones. The larger size of females probably results from intra-sexual selection, to allow greater investment in egg mass, since the species has a considerably small clutch size (two to three eggs).The diet of B. didactylus was composed by a relatively broad spectrum of prey (17 items), with high proportions of small prey such as Acari and Collembola. The consumption of Formicidae (ants) was avoided by B. didactylus, despite this being the most abundant prey in the leaf litter. The small mouth size of the B. didactylus females limited them to the consumption of small prey, with larger individuals consuming a greater number of preys. Finally, B. didactylus presented an essentially horizontal habitat use, and is more often found in leaf litter on the forest floor.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-11-28T19:04:53Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geiziane Tessarolo - 2010.pdf: 902545 bytes, checksum: a4abaf0af5b81e44d951ca860f70998b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-04T14:13:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geiziane Tessarolo - 2010.pdf: 902545 bytes, checksum: a4abaf0af5b81e44d951ca860f70998b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-04T14:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Geiziane Tessarolo - 2010.pdf: 902545 bytes, checksum: a4abaf0af5b81e44d951ca860f70998b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The advertisement call of anurans contains spectral and temporal information important for specific recognition, beside relevance in social organization and attraction of females. The variation in features call has been received attention because their importance in breeding behavior, and implications for the recognition of conespecifics in multiple levels of social organization. The objective of this study is to investigate patterns of variability in the acoustics properties of the advertisement call of Dendropsophus cruzi in different levels: individual, population and specific, in ten populations of state of Goiás. The following acoustic variables were analyzed: call repetition rate, duration of call, number of pulses, duration of pulse and dominant frequency. The acoustics parameters weret influenced as for temperature as for rostrumcloacal length (CRC), and presented different variability coefficients, within-male and among-male being the variability among-male greater than the variability within-male. The dominant frequency is the property of greater potential for use in the specific recognition and also is the characteristic that best discriminates populations. The geographic distance did not predict the differences found in the call. However, geographic cline patterns was found for duration of call, call repetition rate and CRC. The differences among populations can be due to local selective pressures as environmental and social structure of the chorus. The decreases of CRC to the north reflect the gradual change in the temperature in the same sense, influencing the development and growth rates, with smaller individuals. On the other hand, the increase of the temporal characters of call occur for increase the loss attractiveness caused by the high dominant frequency imposed by the smallest size of the body. / O canto de anúncio contém informações espectrais e temporais importantes para o reconhecimento específico, além de sua relevância na organização social e atração sexual de fêmeas. A variação nas características do canto tem recebido bastante atenção devido sua importância no comportamento de acasalamento e suas implicações para o reconhecimento de coespecíficos em múltiplos níveis de organização social. Assim o objetivo deste estudo é investigar padrões de variabilidade nos parâmetros acústicos do canto de anúncio de Dendropsophus cruzi em nível individual, populacional e específico, em dez populações do estado de Goiás. As seguintes variáveis acústicas foram analisadas: taxa de repetição, duração do canto, número de pulsos, duração do pulso e frequência dominante. Os parâmetros acústicos foram influenciados tanto pela temperatura como pelo comprimento rostro-cloacal (CRC), e apresentaram diferentes coeficientes de variação, sendo que o CVinter-individual foi maior que o CVintraindividual. A freqüência dominante é a propriedade de maior potencial para ser usada no reconhecimento específico e também é a característica que melhor discrimina as populações. A distância geográfica entre as populações não foi preditora para as diferenças encontradas no canto. Entretanto padrões geográficos clinais foram encontrados para duração do canto, freqüência dominante, taxa de repetição e CRC. As diferenças entre as populações podem ser devidas a pressões seletivas locais tanto ambientais como de estrutura social do coro. A diminuição do CRC ao norte reflete a mudança gradual de temperatura que ocorre nesse sentido, influenciando as taxas de desenvolvimento e crescimento, com indivíduos menores. Por outro lado o aumento das características temporais do canto ocorre para aumentar a atratividade perdida pelas altas freqüências dominantes impostas pelo menor tamanho do corpo.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:03:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JUAN_G_Colonna.pdf: 4938138 bytes, checksum: 3d27bcde3035f46e94b9cbed83b4935d (MD5) Previous issue date: 2012-03-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Wildlife monitoring is often used by biologist to acquire information about animals and their habitat. In this context, animal sounds and vocalizations usually provide a specie fingerprint that is used for classifying the target species in a given site. For that matter, Wireless Sensor Networks (WSNs) represent an interesting option for automa- tically classifying animal species based on their vocalizations. In this work, we provide a solution that applies machine learning and signal processing techniques for classifying wildlife based on their vocalization. As a proof-of-concept, we choose anurans as the target animals. The reason is that anurans are already used by biologists as an early indicator of ecological stress, since they provide relevant information about terrestrian and aquatic ecosystems. Any solution must consider WSN limitations, trying to reduce the communication load to extend the network lifetime. Therefore, our solution repre- sents the acoustic signals by a set of features. This representation allows us to identifiy specific signal patterns for each specie, reducing the amount of information necessary to classify it. Identifying such features, and/or combinations among them, is a key point to improve the solution benefit-cost ratio. As a consequence, we implemented and compared sets of existing features based on Fourier and Wavelet transforms. In our analysis, we first compare the sets of spectral and temporal characteristic, by using the entropy as a criterion for generating the combinations. Second, we reduce the set of features by using genetic algorithm. The proposed framework contains three steps: (i) the pre-processing to prepare the signals and perform the extraction of syllables, (ii) the extraction of features, and (iii) the species classification, using k-NN or SVM. Our experiments comprise four case studies, evaluating the effect of sampling frequency of the hardware and the number of bits used to represent each sample. This enable us to conclude that, in enviromental monitoring using WSNs, the set of Mel coefficients is the most appropriate for classifying anuran calls. / O monitoramento de animais selvagens é frequentemente usado por biólogos para cole- tar informações a cerca dos animais e seus habitats. Neste contexto, os sons produzidos pelos animais oferecem uma impressão biométrica que pode ser usada para classificar os animais em uma dada região. Assim, Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) representam uma importante alternativa para a classificação automática de animais, baseando-se nos sons por eles produzidos. Neste trabalho, apresentamos uma solução, que usa aprendizagem de máquina e processamento de sinais, para classificar animais selva- gens com base em suas vocalizações. Como prova-de-conceito, aplicamos a solução para classificar anuros. O motivo é que anuros já são utilizados por biólogos como indicador precoce de estresse ecológico, oferecendo informação a cerca de ecossistemas terrestre e aquático. Além disso, a solução deve considerar as limitações de RSSFs, buscando reduzir a carga de comunicação para prolongar o tempo de vida da rede. Portanto, representamos os sinais acústicos por conjuntos de características. Esta re- presentação nos permite identificar padrões específicos que descrevem cada uma das espécies monitoradas, reduzindo, assim, o volume de informação a ser trafegado na rede. A identificação destas características, ou combinações delas, é um ponto chave para aprimorar a relação custo-benefício da solução. Em nossa análise, primeiramente comparamos os conjuntos de características temporais e espectrais, usando a entropia como critério para geração das combinações. A seguir, reduzimos o conjunto de ca- racterísticas, usando algoritmos genéticos. O framework proposto contém três passos: (i) pré-processamento, para preparar os sinais e extrair unidades chamadas sílabas; (ii) extração de características; e (iii) classificação, usando k-NN ou SVM. Os experimentos consistem de quatro estudos de casos, avaliando o efeito da quantização e o número de bits usados para representar o sinal quantizado. Isto nos permite concluir que, para os cenários avaliados, o conjunto de coeficientes Mel é o mais adequado para classificar vocalizações de anuros.