A tese investigou o uso de uma ferramenta computacional para avaliar a dinâmica espaço-temporal do metabolismo em ecossistemas aquáticos onde a hidrodinâmica possui papel de destaque na estruturação das comunidades planctônicas. A modelagem matemática foi realizada utilizando o modelo IPH-ECO, uma ferramenta computacional complexa capaz de integrar processos físicos, químicos e biológicos em três dimensões. O trabalho foi dividido em quatro capítulos principais, tendo como base os processos físicos e biológicos que influenciam as estimativas de metabolismo (Capítulos #02 e #03) e melhorias nos métodos numéricos utilizados no modelo IPH-ECO (Capítulos #04 e #05). Os primeiros dois capítulos apresentam o desenvolvimento e aplicação de um algoritmo computacional capaz de quantificar as estimativas de metabolismo aquático baseado (em termos de Produção Primária Bruta - GPP, Respiração do ecossistema - R e Produção Líquida do Ecossistema - NEP = GPP - R) em processos biológicos individuais que influenciam o balanço de oxigênio dissolvido em ecossistemas aquáticos (e.g., respiração de zooplâncton, produção primária de macrófitas aquáticas). A implementação deste algoritmo no modelo IPH-ECO permitiu quantificar as estimativas de metabolismo aquático na Lagoa Mangueira, sul do Brasil, avaliando a importância relativa de diferentes processos individuais e o efeito da hidrodinâmica sobre os processos que compõem o metabolismo da lagoa. O metabolismo aquático da Lagoa Mangueira apresentou um gradiente espacial com maiores valores na região Litorânea e menores na região Pelágica. Além da heterogeneidade espacial, foi possível observar uma heterogeneidade temporal, com valores de produção primária mais elevados durante o verão e primavera e menores durante o inverno e outono. Esta heterogeneidade espacial e temporal acarreta em alterações no estado trófico (autotrófico - NEP positivo ou heterotrófico - NEP negativo) da lagoa, dependendo do local sendo avaliado (zona litorânea ou zona pelágica) e da época do ano. A simulação de diferentes cenários de vento (cinco no total) demonstraram que os padrões de circulação da água podem alterar a dinâmica das estimativas de metabolismo na Lagoa Mangueira, alterando a forma como o sistema é classificado (autotrofia vs. heterotrofia) e influenciando os diferentes processos biológicos que compõem estas estimativas. Os Capítulos #04 e #05 apresentam o desenvolvimento de um novo esquema numérico visando auxiliar na simulação de problemas de qualidade de água. O novo esquema é baseado no método dos Volumes Finitos e permite a integração numérica de equações de transporte utilizando um passo de tempo localizado, calculado a partir da condição de estabilidade de Courant-Friedrich-Lewy (condição CFL). A nova solução numérica é diretamente acoplada a um modelo hidrodinâmico tridimensional em grades triangulares não-estruturadas (e.g, modelo UnTRIM), que utiliza uma solução numérica semi-implícita (Crank-Nicholson) baseada em diferenças finitas e volumes finitos. Diferentes testes clássicos e idealizados são simulados e é realizada uma comparação entre o método com esquema numérico localizado (LTS - Local Time Stepping) e o método tradicional (GTS - Global Time Stepping). Ambos os métodos se mostraram conservativos considerando uma, duas e três dimensões, e ainda foi respeitada uma condição de estabilidade baseada nos valores máximos e mínimos sendo transportados (i.e., não são criados novos valores máximos nem mínimos). Os métodos também foram avaliados de forma acoplada com escoamentos a superfície livre, levando em conta substâncias conservativas e não-conservativas (e.g., balanço de temperatura na água), assim como situações onde a hidrodinâmica é controlada por vento (forte mistura vertical e horizontal) e onde a hidrodinâmica é controlada por um gradiente de pressão (e.g., maré). Além disso, situações onde a secagem e inundação de células computacionais ocorrem foram testadas e os métodos se mostraram estáveis e conservativos. O esquema numérico LTS se mostrou mais rápido do ponto de vista computacional, exigindo menos tempo de simulação em praticamente todos os testes realizados. Além disso, o esquema mostrou resultados similares ao obtidos utilizando o esquema GTS tradicional. Os testes mostraram que a eficiência do esquema LTS é maior quando ocorre a combinação de altas velocidades e pequenos elementos (alta restrição dada pela condição CFL), como a simulação da interface entre rios e lagos, entradas de água rápida (e.g., tromba d’água, Dam-Break) e estuários (efeito de maré). / This thesis investigated the use of a mathematical model to evaluate the space-time dynamics of aquatic metabolism in ecossystems where hydrodynamics plays a key role in structuring the planktonic community. The mathematical model used was the IPH-ECO model, a complex tridimensional model capable of integrating physical, chemical, and biological processes in aquatic environments. The thesis was divided into four main chapters with focus in studying the biological processes and aquatic metabolism estimates (Chapters #2 and #3), and also the improvement of numerical methods used in the IPH-ECO model (Chapters #4 and #5). The first two chapters show the development and application of a computational algorithm capable of quantifying the aquatic metabolism estimates (in terms of Gross Primary Production - GPP, Ecosystem Respiration - R, and Net Ecosystem Production - NEP = GPP-R) based on individual biological processes affecting the dissolved oxygen budget in aquatic ecosystems (e.g., zooplankton respiration, aquatic macrophyte primary production). The numerical algorithm implemented on the IPH-ECO model allowed the quantification of aquatic metabolism estimates (GPP, R, and NEP) at Lake Mangueira, South of Brazil, and the evaluation of the relative importance of different individual processes and how the lake hydrodynamic can change the complex dynamics of the biological processes comprising the lake metabolism estimates. Lake Mangueira’s metabolism estimations showed a well-marked spatial gradient with higher values observed in the littoral zone and lower values observed in the pelagic zone. Besides the spatial heterogeneity, it was also possible to notice a strong seasonal heterogeneity, with increased values of GPP and R during summer and spring and lower values during winter and autumn. This space-time heterogeneity leads to a switching in the trophic state of the lake (autotrophic - Positive NEP or heteotrophic - Negative NEP), depending on the site being evaluated (littoral or pelagic) and also the time of the year being assessed. The simulation of different wind scenarios (a total of five) showed that the water circulation patterns can change the metabolism estimates dynamics in Lake Mangueira, changing the system trophic status (net autotrophy v.s. net heterotrophy) e also affecting the dynamics of individual biological processes composing the metabolism estimates. Chapters #4 and #5 show the development of a new numerical scheme capable of accelerate water quality simulations. The new numerical method is based on a Finite Volume framework and allows for numerical integration of scalar transport equations using a local time step, chosen based on the Courant-Friedrich-Lewy stability criteria (the CFL condition). This new solution is directly linked to a tridimensional hydrodynamic model on triangular unstructured mesh (e.g., UnTRIm model), using a semi-implicit solution based on finite differences and finite volume. Different classical and idealized test-cases were simulated and the results from using the new Local Time Stepping (LTS) numerical method is compared against the usage of a traditional Global Time Stepping method (GTS). Both implemented methods showed precise mass conservation in one, two, and three dimensions, moreover, a discrete max-min property was observed in all simulations (i.e., no new maximum nor minimum was created). The methods were also tested when the coupling with hydrodynamic models of free-surface flows is simulated, accounting both conservative (e.g., Salt) and non-conservative substances (e.g., water temperature). The idealized coupled test-cases accounted for situations where hydrodynamics is controled by the wind (strong vertical and horizontal mixing), and situations where hydrodynamics is driven by pressure gradients (e.g., tidal currents). Furthermore, situations where an intense wet- and dry-ing of computational cells is observed was tested and the methods showed stability and precise mass conservation. In a general manner, the new LTS scheme was faster from a computational point-of-view, requiring less simulation time in praticaly all tests. In addition, the new scheme presented concentration fields similar to the ones computed by a traditional GLS algorithm. Our findings suggested that the efficiency of the LTS algorithm is increased when a combination of high velocities and small polygons is observed (elevated CFL stability restriction), such as the simulation of the interface between rivers and lakes, fast water inflow (e.g., Dam-Break), and estuaries (Tidal effect).

Apesar de sua relevância ambiental e social para região, os recursos hídricos localizados em perímetro urbano na cidade de Poços de Caldas – MG, estão susceptíveis a diferentes tipos de impactos ambientais, como despejos urbano e industrial, mineração e turismo. A contaminação dos recursos hídricos locais, assim como seus efeitos para a biota é um dos pontos de maior discussão e prioridade para os órgãos ambientais. No entanto os dados relacionados aos estudos ecológicos de comunidades, principalmente aquáticas, ainda são insuficientes e escassos na região. Neste contexto, o objetivo do presente estudo é analisar a estrutura da comunidade macrobêntonica, assim como os fatores que afetam o processo de colonização e sucessão da comunidade em riachos urbanos no município de Poços de Caldas, Minas Gerais. Afim de investigar as seguintes questões: (1) A comunidade de macroinvertebrados em riachos urbanos preservados é significativamente semelhante as áreas naturais da região? (2) Qual o período necessário de colonização em substrato artificial para estabilização da abundância e diversidade? (3) A reposição de espécies envolvidas no processo de sucessão ecológica é semelhante as de áreas naturais? Com o objetivo de responder aos questionamentos levantados sobre a estrutura e colonização da fauna bentônica de riachos urbanos a presente dissertação será apresentada em dois capítulos. O Capítulo 1 aborda a questão a importância da preservação de riachos urbanos na estrutura da comunidade de insetos aquáticos. Já o Capítulo 2 compara a dinâmica do processo de colonização da fauna de macroinvertebrados bentônicos em áreas urbanas preservada e impactada. / Despite its environmental and social relevance to the region, water resources located in the urban area in the city of Pocos de Caldas - MG, are susceptible to different types of environmental impacts such as urban and industrial discharges, mining and tourism. The contamination of local water resources, as well as its effects on the biota is one of the major points of discussion and priority to environmental agencies. However the data related to ecological studies of communities, especially water, are still insufficient and scarce in the region. In this context, the objective of this study is to analyze the structure of the macrobenthic community, as well as the factors affecting the process of settlement and community succession in urban streams in the city of Pocos de Caldas, Minas Gerais. In order to investigate the following questions: (1) The macroinvertebrate community preserved urban streams is significantly similar natural areas of the region? (2) What is the required period of colonization on artificial substrate to stabilize the abundance and diversity? (3) The replacement of species involved in ecological succession process is similar to the natural areas? In order to respond to the questions raised about the structure and colonization of the benthic fauna of urban streams this dissertation will be presented in two chapters. Chapter 1 addresses the issue of the importance of preservation of urban streams in the community structure of aquatic insects. Already Chapter 2 compares the dynamics of the process of colonization of the benthic macroinvertebrate fauna in urban areas preserved and impacted. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Bactérias Gram-negativas não fermentadoras são frequentemente encontradas em águas superficiais, sendo muitas vezes carregadoras de múltipla resistência. O presente trabalho teve como objetivo principal analisar a participação de Pseudomonas sp. e Acinetobacter sp. na manutenção da resistência a antimicrobianos em quatro pontos na laguna de Tramandaí e se a presença deles poderia contribuir para a sua permanência. As amostras de água superficial foram coletadas em quatro pontos de coleta na laguna e submetidas a tratamento com os antimicrobianos: ácido nalidíxico, ceftazidima, imipenem e tetraciclina na concentração de 20mg/L. Em cada ponto de coleta uma das alíquotas não foi suplementada com os mesmos sendo utilizada como controle. Os isolados de Pseudomonas sp. foram identificados por provas bioquímicas e MALDI-TOF MS, enquanto que os isolados de Acinetobacter sp. somente por provas bioquímicas. O perfil de suscetibilidade de ambos foi avaliado pela técnica de disco-difusão e a produção de ESBL pela técnica de disco combinado. Os pontos 3 e 4 foram os que exibiram maior número de isolados resistentes. Os maiores percentuais de resistência estiveram associados às amostras submetidas ao tratamento com antimicrobianos. Em todos os pontos de coleta foram encontrados isolados de P. aeruginosa e Acinetobacter sp. multirresistentes. Ambas amostras (com e sem tratamento) exibiram diferentes padrões de resistência nos diferentes pontos de coleta e tanto isolados de P. aeruginosa como de Acinetobacter sp. exibiram isolados produtores de ESBL. A presença de P. aeruginosa e Acinetobacter sp. multirresistentes na Laguna de Tramandaí atenta para o risco de disseminação de resistência neste ambiente e que o mesmo pode estar atuando como reservatório de resistência. / Non-fermenting Gram-negative bacteria are often found in surface water, and are often carriers of multiple resistance to antimicrobials. The present work had as main objective to analyze the role of Pseudomonas sp. and Acinetobacter sp. in maintaining antimicrobial resistance at four points in the Tramandaí lagoon. The surface water samples were collected at four sampling points in the lagoon and treated with the antimicrobials: nalidixic acid, ceftazidime, imipenem and tetracycline at a concentration of 20mg/L. At each collection point, one of the aliquots was not supplemented with the antimicrobial and were used as the control for the treatment. The isolates of Pseudomonas sp. were identified by biochemical tests and MALDITOF MS, whereas the isolates of Acinetobacter sp. were identified only by biochemical tests. The susceptibility profile of both was evaluated by the disc diffusion method and the ESBL production by the combined disk method. Sampling points 3 and 4 showed the highest number of resistant isolates. The highest percentages of resistance were associated with the samples that were submitted to antimicrobial treatment. In all sampling points, multiresistant P. aeruginosa and Acinetobacter were isolated. Both samples (with and without treatment) showed different resistance patterns within the sampling points. P. aeruginosa and Acinetobacter sp. isolates exhibited ESBL producers. The presence of multiresistant P. aeruginosa and Acinetobacter sp. in the Tramandaí Lagoon attempted to the risk of spreading resistance in the aquatic environment, since it can act as a reservoir of resistance.

A resistência antimicrobiana e fatores de virulência são importantes mecanismos de sobrevivência das bactérias, através deles elas se tornaram capazes de escapar da ação das adversidades do ambiente. O presente trabalho teve como objetivo principal analisar os fatores de virulência e genes de resistência de isolados de Klebsiella sp. e sua participação na manutenção de populações bacterianas resistentes em pontos na Laguna de Tramandaí. As amostragens foram realizadas em agosto de 2014 e janeiro de 2015 em quatro pontos distintos com diferentes graus de impacto ambiental. Foram analisados 272 isolados bacterianos das amostras de água da laguna de Tramandaí. Estes isolados foram submetidos a testes bioquímicos e microbiológicos para identificação e foram encontrados 37 isolados de Klebsiella sp. Estes isolados foram submetidos a testes de susceptibilidade antimicrobiana por disco-difusão, análise fenotípica de fatores de virulência e genes de resistência e pesquisa de genes de resistência (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM) através de PCR e similaridade através do ERIC-PCR. Através da análise por MALDI-TOF, os 37 isolados foram identificados como quatro K. oxytoca, seis K. pneumoniae e 27 K. variicola. Todos os isolados foram suscetíveis a imipenem, ertapenem, piperacilina/tazobactam e polimixina B Ampicilina e amoxacilina foram os antimicrobianos com maior índice de resistência, o gene blashv foi o mais encontrado dentre os genes pesquisados. Todos os isolados apresentaram cápsula polissacarídica, 56,7% dos isolados apresentaram fímbrias do tipo 1, 56,7% demonstraram serem capazes de produzir biofilmes, 78,4% foram capazes de inativar os fatores bactericidas do soro e 81,1% sintetizaram sideróforos. A análise por ERIC-PCR e MALDI-TOF geraram dendrogramas de alta heterogeneidade e baixos índices de similaridade, indicando que diferentes populações de Klebsiella estão se mantendo naquele ambiente. Ficou evidenciado neste estudo, através dos isolados encontrados e suas características genéticas e fenotípicas de resistência bacteriana, que eles podem estar contribuindo para a manutenção e disseminação da resistência aos antimicrobianos no ambiente. / Antimicrobial resistance and virulence factors are important mechanisms for the survival of bacteria, through which they have become capable of escaping from the adversities of the environment. The present work had as main objective to analyze the virulence factors and resistance genes of Klebsiella sp. And its participation in the maintenance of resistant bacterial populations in points in Tramandaí Lagoon. Samplings were carried out in August 2014 and January 2015 at four different points with different degrees of environmental impact. A total of 272 bacterial isolates from the Tramandaí lagoon water samples were analyzed. These isolates were submitted to biochemical and microbiological tests for identification and 37 isolates of Klebsiella sp. These isolates were submitted to antimicrobial susceptibility tests by disc-diffusion, phenotypic analysis of virulence factors and and resistance gene (blaCTX-M, blaSHV, blaTEM) search by PCR and similarity through ERIC-PCR. Through the use of MALDI-TOF, the 37 isolates were identified as four of K. oxytoca, six of K. pneumoniae and 27 of K. variicola. All the isolates were suscetible to imipenem, ertapenem, piperacilin/tazobactam e polimixin B Ampicillin and amoxicillin were the most resistant antimicrobials, the blaSHV gene was the most found among the genes studied. All isolates presented a polysaccharide capsule, 56.7% of the isolates had type 1 fimbriae, 56.7% were able to produce biofilms, 78.4% were able to inactivate serum bactericidal factors and 81.1% synthesized siderophores. Analysis by ERIC-PCR and MALDI-TOF generated dendrograms with high diversity and low similarity indexes, indicating that different populations of Klebsiella are remaining in that environment. It was evidenced in this study, through the isolates found and their genetic and phenotypic characteristics of bacterial resistance that they may be contributing to the maintenance and dissemination of antimicrobial resistance.

O polo aquático (PA) é um esporte coletivo e de invasão praticado no meio líquido. Dentre as técnicas utilizadas pelos jogadores de PA, destaca-se o eggbeater (EB), movimento propulsivo de membros inferiores que permite ao jogador a permanência na posição vertical e deslocamentos. Devido às especificidades do gesto de EB e à falta de informações a respeito das características fisiológicas de jogadores de PA, o objetivo deste estudo foi comparar e verificar a concordância de resultados obtidos de testes de esforço máximo realizados dentro (com EB) e fora da água (em cicloergômetro). Para tal, doze jogadores de PA (30,5 ± 7,7 anos de idade; 79,2 ± 7,2 kg de massa corporal; 179,1 ± 5,9 cm de estatura) foram avaliados em duas etapas: (1) em laboratório com teste máximo em ciclo-ergômetro e (2) em piscina com teste máximo em EB. Em ambas as etapas foram obtidos: consumo máximo de oxigênio (VO2max), taxa de troca gasosa (RER), frequência cardíaca máxima (FCmax) e esforço percebido (EP). Entre os dados obtidos de ambos os testes foram realizadas análises descritivas, análises de comparação, correlação intra-classe e concordância. Não foram encontradas diferenças entre os valores máximos obtidos nos dois testes (ciclo-ergômetro: VO2max = 40,2 ± 2,7 ml.kg-1.min-1, RER = 1,17 ± 0,08, FCmax = 181,4 ± 11,7 bpm; EP = 20; eggbeater: VO2max = 38,4 ± 5,7 ml.kg- 1.min-1, RER = 1,19 ± ,12, FCmax = 179 ± 11,7 bpm; EP = 20). De modo geral, os valores encontrados no teste em EB apresentaram maior variabilidade, porém análises de Bland-Altmann indicam limites de concordância aceitáveis para VO2max, RER e FCmax obtidos de diferentes métodos (dentro e fora da água) entre jogadores de PA. / Water polo (PA) is a team and invasion sport performed in water. Among the techniques used by the players, the eggbeater kick (EB) is a propulsive movement of the lower limbs, which allows the player to remain in the upright position and to displace. Due to the specifics of the EB and the lack of information about the physiological characteristics of PA players, the aim of this study was to compare and to verify the agreement of maximal exercise tests in (EB) and out (cycling) water. Twelve PA players (30.5 ± 7.7 years, 79.2 ± 7.2 kg body mass; 179.1 ± 5.9 cm height) were evaluated in two steps: (1) in laboratory with maximal test on a cycle ergometer and (2) in pool with maximum test in EB. In both phases, maximal oxygen uptake (VO2max), gas exchange ratio (RER), maximal heart rate (HRmax) and perceived exertion (EP) were obtained. The descriptive analysis, comparison analysis, intra-class correlation and level of agreement were performed. No differences were found between the maximum values obtained in the two tests (cycle ergometer: VO2max = 40.2 ± 2.7 ml.kg-1.min-1, RER = 1.17 ± 0.08, FCmax = 181.4 ± 11.7 bpm; EP = 20; eggbeater: VO2max = 38.4 ± 5.7 ml.kg-1.min-1, RER = 1.19 ± 12 water, FCmax = 179 ± 11.7 bpm; EP = 20). In general, the values in EB test showed greater variability than in cycle ergometer, but the Bland-Altmann analyzes indicate acceptable limits of agreement for VO2max, RER and HRmax obtained from different methods (in and out water) in PA players.

Bactérias Gram-negativas não fermentadoras são frequentemente encontradas em águas superficiais, sendo muitas vezes carregadoras de múltipla resistência. O presente trabalho teve como objetivo principal analisar a participação de Pseudomonas sp. e Acinetobacter sp. na manutenção da resistência a antimicrobianos em quatro pontos na laguna de Tramandaí e se a presença deles poderia contribuir para a sua permanência. As amostras de água superficial foram coletadas em quatro pontos de coleta na laguna e submetidas a tratamento com os antimicrobianos: ácido nalidíxico, ceftazidima, imipenem e tetraciclina na concentração de 20mg/L. Em cada ponto de coleta uma das alíquotas não foi suplementada com os mesmos sendo utilizada como controle. Os isolados de Pseudomonas sp. foram identificados por provas bioquímicas e MALDI-TOF MS, enquanto que os isolados de Acinetobacter sp. somente por provas bioquímicas. O perfil de suscetibilidade de ambos foi avaliado pela técnica de disco-difusão e a produção de ESBL pela técnica de disco combinado. Os pontos 3 e 4 foram os que exibiram maior número de isolados resistentes. Os maiores percentuais de resistência estiveram associados às amostras submetidas ao tratamento com antimicrobianos. Em todos os pontos de coleta foram encontrados isolados de P. aeruginosa e Acinetobacter sp. multirresistentes. Ambas amostras (com e sem tratamento) exibiram diferentes padrões de resistência nos diferentes pontos de coleta e tanto isolados de P. aeruginosa como de Acinetobacter sp. exibiram isolados produtores de ESBL. A presença de P. aeruginosa e Acinetobacter sp. multirresistentes na Laguna de Tramandaí atenta para o risco de disseminação de resistência neste ambiente e que o mesmo pode estar atuando como reservatório de resistência. / Non-fermenting Gram-negative bacteria are often found in surface water, and are often carriers of multiple resistance to antimicrobials. The present work had as main objective to analyze the role of Pseudomonas sp. and Acinetobacter sp. in maintaining antimicrobial resistance at four points in the Tramandaí lagoon. The surface water samples were collected at four sampling points in the lagoon and treated with the antimicrobials: nalidixic acid, ceftazidime, imipenem and tetracycline at a concentration of 20mg/L. At each collection point, one of the aliquots was not supplemented with the antimicrobial and were used as the control for the treatment. The isolates of Pseudomonas sp. were identified by biochemical tests and MALDITOF MS, whereas the isolates of Acinetobacter sp. were identified only by biochemical tests. The susceptibility profile of both was evaluated by the disc diffusion method and the ESBL production by the combined disk method. Sampling points 3 and 4 showed the highest number of resistant isolates. The highest percentages of resistance were associated with the samples that were submitted to antimicrobial treatment. In all sampling points, multiresistant P. aeruginosa and Acinetobacter were isolated. Both samples (with and without treatment) showed different resistance patterns within the sampling points. P. aeruginosa and Acinetobacter sp. isolates exhibited ESBL producers. The presence of multiresistant P. aeruginosa and Acinetobacter sp. in the Tramandaí Lagoon attempted to the risk of spreading resistance in the aquatic environment, since it can act as a reservoir of resistance.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 297132.pdf: 1912112 bytes, checksum: c691c9e2fe55b7ead5cc910e948355ab (MD5) / Nas últimas décadas os pesquisadores têm voltado sua atenção para os efeitos da crescente incidência da radiação ultravioleta (UV) nos ecossistemas. A radiação UV pode causar efeitos diferenciados nos organismos, sendo conhecido o papel da radiação ultravioleta-A (UV-A) no processo de fotorreativação celular, recuperando danos causados pela radiação ultravioleta-B (UV-B). O objetivo do presente trabalho foi caracterizar o efeito das radiações UV-A e UVB sobre os embriões do camarão de água doce Macrobrachium olfersi em três idades ao longo do desenvolvimento: idade 1 (E1-E6), idade 2 (E7-E9) e idade 3 (E10-E14). As fêmeas ovígeras foram submetidas aos seguintes procedimentos de irradiação: (1) exposição à radiação UV-A por 60 min.; (2) exposição à radiação UV-B por 30 min.; (3) exposição à radiação UV-B por 30 min., seguida de exposição à radiação UV-A por 60 min. Fêmeas ovígeras não irradiadas foram utilizadas como controle. Após os procedimentos de irradiação, as fêmeas foram mantidas por 4 dias no escuro, para então serem realizadas as analises macro e microscópicas. Nossos resultados mostram um aumento no volume dos ovos e atraso no ritmo do desenvolvimento dos embriões da idade 1 expostos à radiação UV-A, UV-B e UV-B+UV-A. Alterações morfológicas externas foram observadas nos embriões das idades 2 e 3, submetidos a todos os procedimentos de radiação. As análises por imuno-histoquímica mostraram que a expressão das proteínas envolvidas nas vias apoptóticas, como caspase 8, caspase 3, Bak e Bcl2, assim como as proteínas induzidas pelo estresse celular p53 e Hsp70, foram alteradas pela radiação UV-A e UV-B. A expressão da proteína p53 foi aumentada somente nos embriões expostos à radiação UV-A na idade 1. A expressão da caspase 8 foi maior em todas as idades nos embriões irradiados com UV-A e UV-B, contudo 10 nos embriões irradiados com UV-B+UV-A foi observado aumento da expressão de caspase 8 somente na idade 3. Embriões expostos à radiação UV-B+UV-A apresentaram uma diminuição da expressão da Bcl2, p53 e Hsp70 nas idades 2 e 3. As análises por imunohistoquímica mostraram ainda que houve pouca variação na proliferação celular, identificada pela expressão da proteína fosfohistona H3. Em síntese, nossos resultados mostram que (1) os embriões de M. olfersi irradiados nas idades 1, 2 e 3 apresentaram alterações na morfologia externa e na expressão das proteínas analisadas; (2) os embriões expostos às radiações UV-A ou UV-B separamente apresentam importantes alterações morfológicas e comprometimentos na expressão das proteínas p53 e Hsp70; (3) os embriões expostos à radiação UV-B seguida pela radiação UV-A apresentam efeitos mais atenuados, quando comparados aos embriões iradiados com UV-A ou UV-B separadamente. / In recent decades, researchers have been focused their attention in the effects of increasing incidence of ultraviolet (UV) radiation on ecosystems. The UV radiation can cause diverse effects on organisms, being recognized the roles of the ultraviolet-A (UV-A) radiation on the cellular photorreactivation, recovering the damages caused by ultraviolet-B (UV-B). The aim of this study was to characterize the effects of UV-A and UV-B radiation on embryos of the freshwater prawn Macrobrachium olfersi in three ages throughout development: age 1 (from E1 to E6), age 2 (E7-E9) and age 3 (E10-E14). Ovigerous females were submitted to the irradiation procedures: (1) exposure to UV-A radiation for 60 min.; (2) exposure to UV-B radiation for 30 min.; (3) exposure to UV-B radiation for 30 min. followed by the exposure to UV-A radiation for 60 min. Non-irradiated ovigerous females were used as control. After irradiation procedures, ovigerous females were kept for 4 days in the dark, and then were realized the macro- and microscopic analyses. Our results showed an increase in the egg volume and delay in the developmental rythm of the embryos at age 1 which were exposed to UV-A, UV-B and UV-B followed by UV-A. External morphological alterations were observed in embryos of ages 2 and 3, which were submitted to all radiation procedures. Immunohistochemistry analyses showed that the expression of proteins involved on apoptotic pathways, as caspase 8, caspase 3, Bak, as well as, the proteins induced by cellular stress, p53 and Hsp70, were altered by UV-A and UV-B radiation. In embryos irradiated with UV-A on age 3, was observed an increase on expression of every studied protein. The expression of p53 protein was increased only on embryos exposed to UV-A radiation on age 1. The expression of caspase 8 was higher in all ages of the embryos exposed to UV-A and UV-B radiation, however, in embryos exposed to UV-B followed UV-A high expression of caspase 8 occurred only at age 3. Embryos exposed to UV-B followed UV-A radiation showed a decrease of expression of Bcl2, p53 and Hsp70 at ages 2 and 3. Immunohistochemistry analysis also showed slight variation on cell proliferation, identified by the expression of phosphohistone H3 protein. In general, was verified that embryos exposed to UV-B followed UV-A showed few variation on expression of analyzed proteins when compared to embryos exposed to UV-A or UV-B separately. In summary, our results showed that (1) the embryos of M. olfersi exposed at ages 1, 2 and 3 exhibited alterations on external morphology and on expression of the analyzed proteins; (2) the embryos exposed to UV-A and UV-B separately, showed important morphological alterations and impairments on the expression of p53 and Hsp70; (3) embryos exposed to UV-B followed UV-A radiation showed more attenuated effects when compares to embryos irradiated with UV-A or UV-B separately.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335691.pdf: 871073 bytes, checksum: f7a7025a1ac9f2456c7adfce343240f9 (MD5) Previous issue date: 2015 / As relações sociais entre os indivíduos de uma população são parte essencial da vida de animais extremamente sociais como os golfinhos. Recentemente, muita atenção tem sido dada às forças formadoras da estrutura social em animais. No entanto, o quadro geral ainda não é claro, e longe de ser trivial. Os sistemas sociais são complexos, amarrados a uma história evolutiva e moldado por várias forças ecológicas e de variação individual. No presente trabalho, foram investigados os padrões sociais da maior população conhecida do boto-cinza (Sotalia guianensis), que reside na Baía de Sepetiba, Rio de Janeiro, Brasil. Foram analisados dados de foto-identificação coletados ao longo de um período de seis anos (2005-2011). Os padrões sociais foram descritos utilizando uma gama de análises. Em primeiro lugar, foi descrito o padrão social geral explorando a estrutura da rede social. Em segundo lugar, foi testada se as associações entre indivíduos foram diferentes do esperado ao acaso. Terceiro, foi avaliado como estas associações mudaram ao longo do tempo. Quarto, foi avaliado se o comportamento e uso do espaço varia entre os indivíduos, mediante densidades de Kernel. Finalmente, o uso do espaço foi comparado com a estrutura em larga escala da rede, através do cálculo da sobreposição espacial dos módulos sociais usando um índice generalizado para a distribuição de utilização. Foram identificados 647 indivíduos da população durante o período de pesquisa. Analisamos a rede social formada por 67 indivíduos, todos avistados mais que 5 vezes, divididos em quatro módulos sociais distintos (Q = 0.13, 95% CI = 0.06-0.08). Estes módulos foram compostos por indivíduos densamente associados aos outros presentes dentro do mesmo módulo, mas menos ligado ao resto da população (HWI médio observado = 0.211, aleatório = 0.204, p = 0.020; CV observado HWI = 1.159, aleatório = 1.117, p = 0.043). Foram encontradas evidências de associações de longo prazo na população (SLAR= null > 1000 dias), com associações entre pares durando em média, alguns dias (dyadic LAR = 10,63). Foi encontrado o uso do espaço altamente sobreposto para os indivíduos de todos os módulos para kernel 95% (PHR = 0.72-099) e pouco sobreposto para kernel 50% (PHR = 0.19-0.76). Esta sobreposição espacial sugere que há uma preferência por áreas da Baía de Sepetiba, sendo comum para a maior parte da população, mas que cada módulo apresenta um uso de áreas nucleares diferenciado. Foi encontrada para a população de Sotalia guianensis da Baía de Sepetiba uma estrutura social com módulossociais distintos que sofrem pouca influência do espaço e de mudanças demográficas temporais. A população apresentou um claro padrão de fissão-fusão com associações duradouras e outras rápidas, semelhante ao encontrado em outras populações de delfinídeos, residentes, próximos da costa. O presente trabalho colabora com o entendimento das estruturas sociais de golfinhos e principalmente nas relações sociais dos botos-cinza.<br> / Abstract : Social relationships among individuals of a population are an essential part of the lives of extremely social animals such as dolphins. Recently, much attention has been given to the drivers of social structure in animals. However, the overall picture is still not clear, and far from trivial. Social systems are complex, tied to an evolutionary history and shaped by several ecological forces and individual variation. In this study, social patterns have been investigated for the largest known population of Guiana dolphin (Sotalia guianensis), resident of Sepetiba Bay, Rio de Janeiro, Brazil. Photo-identification data was collected over a period of six years (2005-2011). The social patterns were described using a range of analyzes. First, the overall social pattern was described by exploring the structure of the social network. Second, it was tested whether the association between individuals were different than would be expected by chance. Third, it was evaluated how social associations may change over time. Fourth, the ranging behavior and space use were estimated using Kernel densities. Finally, space use was compared with the large-scale structure of the network, by calculating the spatial overlap of social modules using a generalized index for the distribution operation. 647 individuals were identified in the population during the studied period. The social network formed by the best-known 67 individuals (observed more than 5 times) was divided into four distinct social modules (Q = 0.13, 95% CI = 0.06 - 0.08). These modules were composed of densely connected individuals, which were themselves less connected to the rest of the population (mean HWI: observed = 0.211, random = 0.204, p = 0.020; CV HWI: observed = 1.159, random = 1.117, p = 0.043). Long-term associations were found in the population, with associations between pairs lasting on average a few days (dyadic LAR = 10.63d). Highly overlapped space use was found for individuals of all modules for Kernel 95% (PHR = 0.72-099) and little overlapping for Kernel 50% (PHR = 0.19-0.76). This pattern suggests there are some preferred areas in Sepetiba Bay, which are commonly used by most of the population, but also that each module has slightly more discrete core areas. The social structure found for the population of Sotalia guianensis in Sepetiba Bay has distinct social modules, with little influence of space and demographic changes. The population showed a pattern of fission-fusion with both short and lasting associations, similar to that found in other coastal populations of Delphinidae. This studycontributes to the understanding of forces acting on the societies of dolphins and especially in social relations of the Guiana dolphin.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328651.pdf: 3974382 bytes, checksum: bfb7bd8797ae99923d3c35c17fcdab1c (MD5) Previous issue date: 2014 / O consumo de ostras pode ser responsável pela veiculação de doenças para humanos, pois estes animais podem acumular substâncias tóxicas e microrganismos patogênicos em seus tecidos. Vírus entéricos humanos podem apresentar padrões distintos de acumulação nas ostras, dificultando que sejam removidos durante a depuração. Estudos da cinética de decaimento de contaminantes microbiológicos e químicos nas ostras, durante a depuração, são escassos. O objetivo desse trabalho foi estudar a dinâmica de aquisição e eliminação de contaminantes químicos e microbiológicos, no meio ambiente e durante os processos de depuração. Esta pesquisa abrangeu duas etapas distintas, envolvendo a alocação de ostras por 14 dias em quatro locais na baía de Florianópolis-SC: dois liberados ao cultivo (RIB-Ribeirão da Ilha e SAL-Santo Antônio de Lisboa) e dois impróprios (TAP-Tapera e BUC-estuário do rio Bücheler). Na primeira etapa (capítulo I) foi medida a contaminação ambiental destes locais e na segunda (capítulo II), realizada a contaminação (diferentes níveis) das ostras, para que fossem submetidas aos testes de depuração, com diferentes tratamentos (7 dias). No capítulo I foram analisadas: ostras, água e sedimento marinhos dos locais, sendo que as amostras procedentes diretamente do laboratório fornecedor das ostras (Laboratório de Cultivo de Moluscos Marinhos/UFSC-LCMM) funcionaram como o tempo zero da contaminação (T0 dia). Foram detectados: (1) Bactérias: E. coli na água do mar (acima de 43 UFC/100 mL em TAP e BUC) e Salmonella sp. nas ostras (em BUC), por cultura bacteriana; (2) Protozoários: Cryptosporidium nas ostras (TAP) e Giardia na água do mar (BUC), pela Imunoseparação Magnética e Imunofluorescência tendo esta última sido sequenciada para a confirmação da espécie (G.duodenalis); (3) Vírus entéricos: Adenovírus Humano/HADV (nos quatro locais), Vírus da Hepatite A nas ostras (BUC), Norovírus Humano (NoV) GI nas ostras (TAP e BUC) e GII na água do mar (BUC), Poliomavírus-JC nas ostras (LCMM), todos por (RT) qPCR. Também se verificou a ausência de HAdV infecciosos nas ostras, por teste de Placa de Lise. (4) Pesticidas Organoclorados; Hidrocarbonetos Alifáticos/HAs e Policíclicos Aromáticos/HPAs; Alquibenzenos Lineares/LABs foram detectados em vários locais, por Cromatografia Gasosa, nas ostras e sedimentos. No capítulo II, somente ostras foram analisadas, antes e durante a depuração. Foram utilizadas lâmpadas UV (18 e 36 W) na descontaminação das águas de depuração e comparadas as cinéticas de decaimento dos contaminantes nos tecidos das ostras. Parte dos animais de cada local, foi artificialmente contaminada com HAdV2 e Norovírus Murino/MNV-1, funcionando como controles positivos de contaminação viral durante as depurações. Não houve eliminação dos HAdV e protozoários das ostras durante a depuração. MNV-1 foi eliminado após quatro dias de depuração. Também foram detectados HAs, HPAs e LABs, antes e após as depurações. Concluídos os testes, depuradoras com UV 36 W foram disponibilizadas em quatro restaurantes em Florianópolis e realizadas análises virais das ostras depuradas por quatro dias (43 amostras). Somente HAdV foi detectado (uma amostra) e não estava infeccioso. Laudos das análises foram entregues aos comerciantes. As contaminações detectadas ameaçam a produção de ostras em Florianópolis, sendo necessário o aumento na fiscalização nas regiões de cultivo. Embora a depuração tenha removido o MNV-1 (vírus com genoma de RNA, como a maioria dos vírus entéricos humanos veiculados pelas ostras), não eliminou outros patógenos e compostos orgânicos investigados. Além dos ensaios descritos na tese, também foram realizadas outras pesquisas (Apêndice A), referentes à bioacumulação diferencial das espécies de NoV GI e Sapovírus em ostras e inativação termal de Rotavírus em mexilhões durante o cozimento. Estas pesquisas adicionais foram realizadas durante estágio doutoral, 11 meses, no Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), na França.<br> / Abstract: The consumption of oysters may be responsible for transmission of diseases to humans because these animals can accumulate toxic substances and pathogenic microorganisms in their tissues. Human enteric viruses may exhibit distinct patterns of accumulation in oysters, making it difficult to be removed during depuration. Studies of the decay kinetics of microbiological and chemical contaminants in oysters, during depuration, are scarce. The aim of this work was to study the dynamics of acquisition and disposal of chemical and microbiological contaminants in the environment and during the process of depuration. This research comprised two stages, involving the allocation of oysters for 14 days in four locations in the Bay of Florianópolis-SC: two released for cultivation (RIB-Ribeirão da Ilha and SAL-Santo Antonio de Lisboa) and two improper (TAP-Tapera and BUC-Bücheler river estuary). In the first step (Chapter I), environmental contamination of these sites was measured and in the second (Chapter II), held contamination (different levels) of oysters, that were submitted to the depuration tests with different treatments (7 days). In the Chapter I, were analyzed: oyster, seawater and marine sediments. All samples obtained from the oyster supplier (Laboratory of Cultivation of Marine Mollusks/UFSC-LCMM) were considered time zero of contamination (T0 day). Were detected: (1) Bacteria: E. coli in seawater (above 43 CFU/100 mL in TAP and BUC) and Salmonella sp. in oysters (in BUC) by bacterial culture; (2) Protozoa: Cryptosporidium in oysters (TAP) and Giardia in seawater (BUC), by Immunomagnetic Separation and Immunofluorescence, and this was also been sequenced to confirm the species (G. duodenalis); (3) Enteric Viruses: Human Adenovirus / HAdV (in four locations), Hepatitis A virus in oysters (BUC), Human Norovirus GI (NoV GI) in oysters (TAP and BUC) and GII in seawater (BUC), Polyomavirus-JC in oysters (LCMM), all by (RT) qPCR. It was also verified the absence of infectious HAdV oysters by the Plaque Assay. (4) Organochlorine Pesticides; Aliphatic/AHs and Polycyclic Aromatic/PAHs Hydrocarbons; Linear alkylbenzenes/LABs were detected in several locations, by Gas Chromatography, in oysters and sediments. In Chapter II, only oysters were examined before and during depuration. UV lamps (18 and 36 W) were used in the decontamination of water and the kinetics of decay of contaminants was compared, in the oyster tissues. Part of the animals from each sitewas artificially contaminated with HAdV2 and Norovirus Murino/MNV-1, acting as positive controls of viral contamination during the depurations. There was no elimination of HAdV and protozoa from oysters during depuration. MNV-1 was eliminated after four days of depuration. AHs, LABs and PAHs were detected before and after the depurations. After the end of the laboratory tests, the depuration tanks with UV 36 W were allocated in four restaurants, in Florianopolis and viral analyzes of oysters depurated during four days (43 samples) were performed. Only HAdV was detected (one sample) and was not infectious. Reports of analyzes were delivered to traders. The contamination pointed hazards for oyster consumption and showed the importance for continuous surveillance in mollusks growing areas. Although depuration removed the MNV-1 (viruses with RNA genomes, such as most human enteric viruses transmitted by oysters) it did not eliminate other pathogens and organic compounds investigated. In addition to the tests described in the thesis, other research (Appendix A) related to differential bioaccumulation of NoV GI and Sapovirus species in oysters and the thermal inactivation of Rotavirus in mussels during cooking were performed. These additional studies were conducted during the doctoral stage during 11 months, at the Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), France.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 1072.pdf: 1111916 bytes, checksum: b42b72161bb90a65bdac8b4e0988fe8e (MD5) Previous issue date: 2008 / A Baía de Guanabara (BG), segunda maior baía do litoral brasileiro possuíextensão que engloba praticamente toda a Região Metropolitana do Estado do Riode Janeiro. Esta baía se destaca por ser um estuário, sendo, desta forma, umambiente particularmente fértil que abriga uma imensa variedade de formasmarinhas que se alimentam, crescem e se reproduzem neste local. Entretanto, esta Baía, é um ecossistema eutrofizado e sujeito a contaminação química de diversas origens, como por Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) oriundos principalmente das atividades petrolíferas intensas existentes nesta Baía. Estescompostos têm potencial mutagênico e genotóxico, além de representar umaameaça ao ecossistema aquático como um todo em exposições prolongadas. Desta forma, a utilização de biomarcadores em peixes tem se mostrado bastante eficaz naavaliação dos efeitos da contaminação por esta classe de compostos. Diante disso, o objetivo principal deste estudo foi avaliar o potencial do uso de meólitos de HPAs em biles de peixes como biomarcador da contaminação por esta classe de compostos. Para tanto, foram utilizadas duas espécies de peixes: Chilomycterus spinosus spinosus (Baiacu-de-espinho) e Micropogonias Furnieri (Corvina). Estas espécies foram coletadas na Baía de Guanabara e Itaipu (região controle). O método para esta avaliação baseou-se na fluorescência destes compostos. Nas biles dos peixes coletados foram analisados os meólitos de Naftaleno, Pireno,Benzo(a)pireno através do método de Fluorescência Fixa (FF) e o 1 Hidroxipireno por Fluorescência Sincronizada (SFS). Além disso, foi avaliada a influência de parâmetros biológicos e biométricos, como sexo e comprimento dos peixes, na determinação destes meólitos. Avaliou-se ainda o Fator de Condiçãopara Baiacu e Corvina de ambas as regiões. / Da mesma forma, pretendeu-seobservar se havia alteração da variabilidade dos dados de determinação dos meólitos através de sua normalização pelas proteínas biliares totais. A partir da determinação de HPAs em Corvina foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre a Baía de Guanabara e Itaipu para os meólitos de Pireno e Benzo(a) pireno e para o 1-Hidroxipireno. Na avaliação realizada em Baiacu observou-se diferença significativa entre BG e Itaipu apenas para os meólitos de Naftaleno. Entretanto, após a normalização destes dados pelas proteínas biliares, observou-se para Corvina, diferenças significativas para todos os meólitos de HPA em estudo; para Baiacu não foi mais observada diferença significativa para as regiões estudadas. No que se refere aos parâmetros biológicos e biométricos, tanto o sexo quanto o comprimento, não mostraram ter influência sobre a determinação dos meólitos de HPAs. Foi ainda observada diferença significativa entre BG e Itaipu, tanto para Baiacu como para Corvina, no que se refere à avaliação do Fator de Condição. De forma geral, observou-se que a determinação dos meólitos deHPAs em biles de peixes pode ser uma ferramenta útil no monitoramento dacontaminação ambiental por esta classe de contaminantes mostrando-se apropriada para este tipo de avaliação.