L'embryon de la Drosophila Melanogaster subit une série des mouvements cellulaires pendant son développement. La gastrulation est le processus qui décrit la différentiation des futurs tissus à l'intérieur de l'embryon. La gastrulation commence par la formation du sillon ventral, un processus connu sous le nom de “Ventral Furrow Invagination”. Pendant ce processus, les cellules de la blastoderme positionnées dans la région ventrale de l'embryon, aplatissent et contractent leur surface apicale jusqu'à ce qu'elles deviennent prismatiques. Ce changement de forme cellulaire aboutit à un enfoncement au niveau de la région ventrale, le sillon ventral, qui est ensuite totalement intériorisé. Nous focalisons notre étude sur les mécanismes qui conduisent à l'invagination. Les questions principales auxquelles ce travail de thèse essaie de répondre sont: “Quel est le rôle de la contraction apicale des cellules ventrales dans l'invagination?” et “Quel est le mécanisme qui conduit à la clôture ventrale, une fois les cellules ventrales intériorisées?”. Nous essayons de répondre à ces questions d'un point de vue biomécanique. Dans ce but, un maillage 3D de l'embryon de la Drosophila Melanogaster a été créé. Basés sur ce maillage, deux modèles biomécaniques “a minima” de l'embryon de la Drosophila ont été créés: un modèle physique discret et un modèle basé sur la Méthode des Eléments Finis. Les résultats des simulations des deux modèles montrent que la géométrie joue un rôle décisif dans l'intériorisation des cellules ventrales. Les deux modèles ont permis de simuler l'intériorisation des cellules ventrales mais se trouvent incapables de simuler la clôture ventrale. Notre hypothèse est que la clôture ventrale peut s'expliquer par l'intéraction des forces développées à l'intérieur de l'embryon, une fois que les cellules ventrales commencent à proliférer. Nous proposons une méthode pour diviser des éléments dans un maillage d'éléments finis et ensuite nous expliquons l'intégration de cette méthode dans le modèle des Eléments Finis pour l'embryon de la Drosophila Melanogaster. / The embryo of the Drosophila Melanogaster undergoes a series of cell movements during its early development. Gastrulation is the process describing the segregation of the future internal tissues into the interior of the developing embryo. Gastrulation starts with the formation of the ventral furrow, a process commonly known as the ventral furrow invagination. During this process, the most ventrally located blastoderm cells flatten and progressively constrict their apical sides until they are wedge shaped. As a result of these cell-shape changes, the blastoderm epithelium first forms an indentation, the ventral furrow, which is then completely internalized. We focus on the study of the mechanisms that drive the invagination. The main questions that gave birth to this thesis are: “What is the role of the apical constriction of the ventral cells in the invagination?” and “Once the ventral cells are internalized, what is the mechanism that drives the ventral closure?” We attempt to answer to these two questions from a biomechanical point of view. For this purpose, a 3D mesh of the embryo of the Drosophila Melanogaster has been created. Based on this mesh, two “a minima” biomechanical models of the Drosophila embryo have been created, a physically based discrete model and a model based on the Finite Element Method. The results of the simulations in both models show that the geometry of the embryo plays a crucial role in the internalization of the ventral cells. The two models efficiently simulate the internalization of the ventral cells but are incapable of reproducing the ventral closure. We hypothesize that the ventral closure can be explained by the interplay of forces developed in the embryo once the internalized ventral cells undergo cell division. We propose an approach to divide elements in a Finite Element Mesh and we integrate it to the Finite Element Model of the Drosophila Melanogaster.

Le but de cette thèse est l'utilisation d'une approche multidisciplinaire qui combine des techniques d'analyse pétrologique, de la géochimie et de la thermochronologie afin de reconstituer l'évolution des Alpes occidentales pendant l'Oligocène et le Miocène et d'en déduire les implications géodynamiques. Ces techniques permettent à la fois d'identifier le bassin de drainage des sédiments et les taux d'exhumation dans ce bassin de drainage. L'enregistrement de cette évolution est préservé dans les bassins d'avant pays de chaque côté des Alpes occidentales en France et en Italie. Les techniques d'analyse pétrologique utilisées ici sont l'observation macroscopique, l'observation en lames minces, l'analyse par spectromètre Raman et l'étude de minéraux lourds. De nombreuses études ont été réalisées afin d'analyser les minéraux lourds des bassins alpins. Celles-ci permettent de déterminer la provenance des minéraux. Lors de ce projet, nous avons réalisé des analyses Raman sur des serpentinites permettant de distinguer les différents types de serpentinites. Or les Alpes internes montrent une gradation du métamorphisme croissant vers l'est, qui implique une variation des types de serpentinites vers l'est (association lizardites et antigorites dans les zones de basse température, antigorites exclusivement dans les zones de haute température). L'analyse de l'arrivée des différents types de serpentinites de part et d'autre de la chaîne permet de définir la position des réseaux de drainage dans les Alpes internes et de positionner la ligne de partage des eaux. La géochimie sur les basaltes détritiques permet d'analyser le type de basaltes et donc d'identifier leurs sources. Des basaltes non métamorphiques ont été identifiés en quantité importante dans les bassins d'avant-pays côté français démontrant la répartition importante de matériels océaniques obduits sur les Alpes internes à l'Oligocène. Les âges de thermochronologie détritique comparés à l'âge de dépôt permettent de déterminer le lag-time et donc le taux d'exhumation maximum de la zone érodée. En effet, la modélisation des isothermes permet de déterminer un taux d'exhumation à partir du lag-time. L'analyse des taux d'exhumation le long de la colonne stratigraphique à Barrême montre un pulse d'exhumation à partir d'une période très brève dans le temps : 30±1 Ma à des taux d'exhumation compris entre 1,5 à 2 km/Ma, qui correspond à la mise en place des Alpes internes. Ces taux d'exhumation correspondent à des taux d'exhumation importants mais inférieurs à ce que l'on peut trouver dans l'Himalaya actuellement. Ils sont toutefois comparables à l'activité d'exhumation dans des montagnes jeunes. De récents travaux de modélisation montrent que le retrait de slab peut être consécutif à une rupture de slab profond. Notre équipe propose que dans les Alpes occidentales, la rupture et le retrait de slab a permis la mise en place du corps d'Ivrea comme un poinçon au dessus du slab. / The aim of this dissertation was to use a multidisciplinary approach, combining petrologic, geochemical and geo-thermochronologic analyses, to reconstruct the topographic and exhumational evolution of the Western Alps during Oligocene and Early Miocene times, in relation to regional geodynamic events. Because the sedimentary record of this evolution is preserved in the foreland basins on the both sides of the Western Alps in France and Italy, this approach allows identifying sediment provenance and exhumation rates in the drainage areas. Petrological analyses used here were macroscopic observations in the field (pebbles counts), thin section analyses, and Raman spectrometry on detrital serpentinite pebbles and serpentine sand grains. The different serpentine species (antigorite, lizardite etc.), can be traced back to specific source lithologies because the metamorphic grade of the rocks exposed in the Western Alps increases eastward, with antigorite (HT serpentine) bearing rocks in the eastern piedmont complex and mixed lizardite-antigorite (LT serpentine) in the western piedmont complex. Analysis of serpentine species in the foreland basin deposits on both sides of the Alps allows determining changes in the paleo-Durance and paleo-Dora Riparia drainage areas and the position of the drainage divide, which have not changed since the Early Miocene. Major and trace element analyses of non-metamorphic basalt pebbles from the Barrême basin hint at the Chenaillet (or equivalent) obducted ophiolite in the internal Western Alps as the most likely source. Fission-track (FT) analysis of detrital apatite and zircon were used to determine maximum and average exhumation rates during the Oligocene. A pulse of fast erosional exhumation at about 30±1 Ma had rates on the order of 1.5-2 km/Myr, while average rates were about 0.2-0.3 km/Myr. FT and U/Pb double dating of single zircons show that the signal of fast exhumation is not an artifact caused by volcanic contamination at around 30 Ma. The rapid creation of high relief and associated exhumation rates are related to isostatic surface uplift after slab break-off beneath the Western Alps at 35-30 Ma, followed by slab retreat which allowed emplacement of the Ivrea body vertical indenter that supports the high topography in the internal Western Alps.

Recentemente, estudos envolvendo o conhecimento das características morfogênicas e estruturais de plantas forrageiras adquiriram grande importância por auxiliarem na compreensão do que ocorre com estas nas pastagens, quando submetidas a estratégias de manejo do pastejo. Frequentemente a adubação nitrogenada é utilizada como forma de promover aumento do ritmo de crescimento das plantas que, por meio da renovação de perfilhos, pode resultar em modificações significativas da faixa etária de perfilhos que compõem o pasto, influenciando as respostas morfogênicas e estruturais da planta forrageira. O objetivo deste experimento foi avaliar a influência da idade dos perfilhos sobre as características morfogênicas e estruturais de pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm de altura por meio de lotação contínua e submetidos a ritmos morfogênicos contrastantes gerados por meio de adubação nitrogenada. Os tratamentos corresponderam à aplicação de três doses de nitrogênio (150, 300 e 450 kg/ha de N) mais o controle (sem adubação), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1.200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis-resposta durante o outono/inverno de 2007 e o verão de 2008: taxa de aparecimento de folhas (TApF), filocrono (dias), taxa de alongamento de folhas (TAlF) e de colmos (TAlC), duração de vida das folhas (DVF), taxa de senescência de folhas (TSeF), comprimento final das folhas expandidas (CFF), comprimento de colmo (CC), número de folhas em expansão (NFE), número de folhas senescentes (NFS), número de folhas vivas por perfilho (NFV) e a faixa etária dos perfilhos na população de plantas. De forma geral, ritmos morfogênicos mais acelerados (pastos adubados com 300 e 450 kg/ha de N) resultaram em população de perfil mais jovial que ritmos morfogênicos mais lentos (pastos não adubados e/ou adubados com 150 kg/ha de N). Perfilhos jovens apresentaram maiores valores de TApF e de TAlF e menores valores de filocrono e de DVF que perfilhos maduros e velhos. Essas variações em respostas morfogênicas resultaram em maior CFF e NFV para perfilhos maduros, menor NFE para perfilhos velhos e menor CC e NFS para perfilhos jovens no outono/inverno. Já no verão, resultaram em menor CFF e NFV para perfilhos velhos, e menor CC para perfilhos jovens. Ritmos morfogênicos mais acelerados determinam uma população com um perfil mais jovial, caracterizada por aparecimento e alongamento de folhas mais rápido que perfilhos maduros e velhos, indicando que estratégias de manejo do pastejo e/ou práticas agronômicas que permitissem maior renovação da população de perfilhos poderiam resultar em aumentos de produção de forragem, contribuindo para aumentos de produtividade animal. / Recently, studies focusing on morphogenetic and structural characteristics have become increasingly important since they facilitate the understanding of forage plants when subjected to grazing. Quite often nitrogen fertilisation is used as a means of increasing growth rhythm of plants that, because of the turnover in tiller population, may result in significant modifications in the age profile of tillers comprising the pasture and interfere with their morphogenetic and structural responses. The objective of this experiment was to evaluate the influence of tiller age on morphogenetic and structural responses of continuously stocked marandu palisadegrass swards maintained at 30 cm and subjected to contrasting morphogenetic rhythms created by nitrogen fertilisation use. Treatments corresponded to three nitrogen application rates (150, 300 e 450 kg/ha de N) plus the control (no fertilisation) and were assigned to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design, with four replications. The following response variables were measured during autum/winter 2007 and summer 2008: leaf appearance rate (LAR), phyllochron (days), leaf (LER) and stem (SER) elongation rate, leaf life span (LLS), leaf senescence rate (LSR), final leaf length of fully expanded leaves (FLL), stem length (SL), number of expanding (NEL), senescing (NSL) and live (NLL) leaves per tiller, and tiller age categories comprising sward tiller population. In general, faster morphogenetic rhythms (swards fertilised with 300 and 450 kg/ha of N) resulted in a younger tiller population than slower morphogenetic rhythms (no fertilised swards or fertilised with 150 kg/ha of N). Young tillers had higher LAR and LER and lower phyllochron and LLS than mature and old tillers. These variations in morphogenetic responses resulted in larger FLL and NLL on mature tillers, lower NEL on old tillers and lower SL and NSL on young tillers in autumn/winter. During summer, they resulted in lower FLL and NLL on old tillers, and lower SL on young tiller. Faster morphogenetic rhythms result in a younger tiller population characterised by higher LAP and LER than mature and old tillers, indicating that management practices that allow fast turnover in tiller population could result in increased herbage accumulation, favouring increases in animal productivity.

A produtividade passível de ser obtida em sistemas de produção baseados em pastagens depende de estratégias de manejo do pastejo compatíveis com o ritmo de desenvolvimento das plantas. Para tanto, é necessário o conhecimento das respostas de plantas individuais às práticas agronômicas adotadas e seus reflexos sobre a estrutura do dossel. O objetivo deste experimento foi avaliar a morfogênese e a estrutura do dossel, assim como seus padrões de variação ao longo do ano, em pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm de altura por meio de lotação contínua e submetidos a ritmos morfogênicos contrastantes criados por meio do uso de adubação nitrogenada. Os tratamentos corresponderam ritmos morfogênicos contrastantes criados por meio da aplicação de três doses de nitrogênio (150, 300 e 450 kg/ha de N) mais o controle (sem adubação), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis-resposta de janeiro de 2007 a abril de 2008: densidade volumétrica total (DVT) e dos componentes morfológicos do pasto, distribuição espacial da densidade volumétrica e estrutura do dossel, taxa de aparecimento (TApF) e alongamento de folhas (TAlF), taxa de alongamento de colmos (TAlC), duração de vida das folhas (DVF), comprimento final das folhas expandidas (CFF) e dos colmos (CC), densidade populacional de perfilhos basais (DPPb) e aéreos (DPPa). A aceleração do ritmo morfogênico dos pastos resultou em aumentos de DVT, particularmente na densidade volumétrica de folhas e de colmos. Essas respostas foram mediadas pela aceleração da renovação de tecidos em perfilhos individuais, representadas por aumentos em TApF e TAlF, e pela aceleração na dinâmica de renovação de perfilhos no pasto, resultando em maiores valores de DPPa e DPPb. Essas respostas se refletiram de forma marcante sobre o fluxo de crescimento relativamente ao fluxo de senescência. Isso indica a possibilidade de aumentar a eficiência de utilização dos pastos por meio do uso racional de práticas agronômicas que acelerem o ritmo morfogênico das plantas, já que as respostas demonstraram uma natureza compensatória como forma de manter as características estruturais dos perfilhos e do dossel relativamente estáveis, sendo as diferenças função apenas das variações estacionais em condições climáticas. / Productivity of pastoral systems of animal production depends on the use of grazing management strategies that are compatible with the growth rhythm of plants. In that context, knowledge regarding the response of individual plants to management practices used and their consequences to sward structure is necessary. The objective of this experiment was to evaluate the morphogenetic responses and sward structure, as well as their patterns of change throughout the year, of continuously stocked marandu palisadegrass swards maintained at 30 cm and subjected to contrasting morphogenetic rhythms created by nitrogen fertilisation use. Treatments corresponded to three nitrogen application rates (150, 300 e 450 kg/ha de N) plus the control (no fertilisation) and were assigned to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design, with four replications. The following response variables were measured from January 2007 to April 2008: total herbage (HBD), leaf (LBD), stem (SBD) and dead material (DBD) bulk density, vertical distribution of herbage components and sward structure, leaf appearance (LAR) and elongation (LER) rates, stem elongation rate (SER), leaf life span (LLS), final leaf length of fully expanded leaves (FLL), stem length (SL), population density of basal (TPDb) and aerial (TPDa) tillers. Faster morphogenetic rhythms (swards fertilised with 300 and 450 kg/ha of N) resulted in increased HBD, particularly related to leaf and stem components. Such changes were caused by increases in tissue turnover on individual tillers characterised by higher LAR and LER, and in the turnover of tillers in tiller population, which resulted in larger TPDb and TPDa than those recorded under slower morphogenetic rhythms (no fertilised swards and/or fertilised with 150 kg/ha of N). These responses were more pronounced on sward growth relative to senescence fluxes. This indicates the possibility of increasing herbage utilisation efficiency with wise use of management practices that accelerate the morphogenetic rhythm of plants, since responses showed a compensatory behaviour as a means of maintaining tiller structural characteristics and sward structure relatively stable, with differences being mainly a function of seasonal variations in climatic conditions

É inegável que o Brasil possui condições únicas no que diz respeito à produção animal baseada em pastagens. No entanto, os avanços têm sido homeopáticos e revelam uma inércia muito grande por parte do setor produtivo e uma fragilidade conceitual na interpretação dos resultados obtidos pela pesquisa, de tal forma que o caráter dinâmico e sistêmico de ecossistemas de pastagens devem ser sempre considerados. Dentro desse contexto, o objetivo deste experimento foi estudar aspectos morfogênicos, características de perfilhos individuais e a dinâmica do perfilhamento e do acúmulo de forragem em pastos de capim-Marandu pastejados por bovinos em regime de lotação contínua e taxa de lotação variável. O experimento foi realizado em área do Departamento de Zootecnia da USP/ESALQ, em Piracicaba, SP, entre 21 de novembro de 2001 e 21 de dezembro de 2002. Os tratamentos corresponderam a quatro alturas de dossel (10, 20, 30 e 40 cm), mantidas em steady state, e foram alocados às unidades experimentais conforme um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Características morfogênicas e de dinâmica do acúmulo de forragem foram avaliados em 30 perfilhos marcados por unidade experimental. Os intervalos entre as avaliações foram de 3 ou 4 dias durante o verão e com um máximo de 10 dias durante o inverno e início da primavera. As características individuais das unidades de desenvolvimento vegetativo foram avaliadas em 60 perfilhos colhidos em locais dos piquetes representativos da condição do dossel no momento da amostragem. As variáveis analisadas incluíram: massa, volume, área foliar média, relação folha: has te e razão área foliar: volume por perfilho. A dinâmica do perfilhamento foi avaliada em anéis de PVC de 30 cm de diâmetro fixados ao solo por grampos de metal. Mensalmente foram avaliadas as taxas de aparecimento, sobrevivência e mortalidade de perfilhos e relações entre elas derivadas. Os maiores valores de filocrono foram observados em pastos mantidos a 40 cm e os menores naqueles mantidos a 10 cm. Além disso, houve um efeito sazonal, onde os maiores valores foram registrados durante o início da primavera e os menores no final da primavera e verão. Pastos mais baixos apresentaram maiores densidades populacionais de perfilhos pequenos e vice-versa, evidenciando o mecanismo de compensação tamanho/densidade populacional de perfilhos. No entanto, análises de estabilidade dos pastos indicaram que a densidade populacional per se não deve ser utilizada como um índice isolado de persistência ou produtividade. Os coeficientes angulares da relação Log x Log entre densidade populacional de perfilhos e massa média por perfilho revelou que praticamente não houve vantagens em se manter os pastos de capim-Marandu acima de 30 cm. Adicionalmente, o acúmulo líquido de forragem foi maximizado entre as alturas de 20-30 cm no período de verão e entre 10-20 cm nos períodos mais frios e secos do ano, indicando que o capim-Marandu possui exigências sazonais de manejo do pastejo. / Brazil is a unique environment for developing efficient and sustainable pastoral systems of animal production. Advances in this area have been modest however, resulting in slow progress and revealing deficiencies of the current conceptual basis used for interpreting results from research, particularly those related to the dynamic and systemic characteristic of plant and animal responses to management in pastoral ecosystems. Against that background, the objective of this experiment was to study the morphogenesis, characteristics of individual tillers and tillering and herbage accumulation dynamics in Marandu grass swards continuously stocked by cattle. The experiment was carried out at Departamento de Zootecnia, USP/ESALQ, Piracicaba, SP, from November 2001 to December 2002. Treatments corresponded to four steady state sward conditions (10, 20, 30 and 40 cm sward surface height) and were allocated to experimental units according to a complete randomized block design with four replications. Morphogenetic traits and herbage accumulation dynamics were evaluated on 30 marked tillers per experimental unit. Measurements were performed every 3 or 4 days during the summer and at intervals no longer than 10 days during the winter and early spring. Characteristics of individual tillers were monitored on 60 tillers harvested in areas representative of the sward condition at the time of sampling. The following variables were recorded: tiller weight, volume, leaf area, leaf: stem ratio and leaf area: volume ratio. Tillering dynamics was evaluated within 30-cm diameter PVC rings anchored to the soil. Every 30 days, rates of tiller appearance, survival and death were determined and associations between them derived. The highest and the lowest phyllochron values were recorded for the 40 and 10 cm swards, respectively. There was a seasonal effect characterized by highest values during early spring and lowest values during late spring and summer. Short swards showed higher tiller population densities of small tillers than tall swards and vice-versa, indicating the existence of a tiller size/population density compensation mechanism. Tiller population stability analysis indicated that population density alone cannot be used as an index for characterizing pasture persistence and productivity. Linear coefficients of the Log x Log regression between tiller population density and mean tiller weight revealed no advantages for keeping Marandu grass pastures taller than 30 cm. Additionally, net herbage accumulation was maximized between 20-30 cm during the summer and 10-20 cm during periods of low rainfall and mild temperatures, indicating that Marandu grass has seasonal grazing management requirements.

The establishment and germination in vitro can supply a high amount of explants to develop morphogenesis protocols necessary for flowering induction in vitro, haploid and double-haploid plant production, clonal propagation, somatic embryogenesis among other applications. The objective was to develop protocols for the establishment and germination in vitro of bottle gourd (Lagenaria siceraria (Mol.) Standl.) and squash (Cucurbita pepo L.) species to effort morphogenesis studies. Seed disinfection treatments were done with ethanol 70% and NaOCl. Seed germination in vitro was evaluated changing medium-osmotic pressure, light availability, tegument and auxin presence, imbibition s time and scarification methods. Cotyledonary explants were used to induce direct organogenesis. Apical and nodal segments were grown in MS medium without growth regulators. Bottle gourd seeds did not germinate in culture medium, but it occurred on four layers of germitest paper and distilled water in the proportion of 1:7.5 (w/w). Light is not necessary for bottle gourd seed germination. Osmotic pressure reduction did not increase bottle gourd and squash germination. Bottle gourd apical and nodal segments regenerate in culture medium without growth regulators. Cotyledonary explants of bottle gourd and squash induce aerial growth, but in a low proliferation rate / O estabelecimento e a germinação in vitro suprem explantes em grande quantidade para a organização de experimentos em morfogênese, a qual apresenta muitas aplicações, tais como a indução de flores in vitro, a obtenção de plantas haplóides e duplo-haplóides, a propagação clonal em massa, a embriogênese somática, entre tantas outras. O objetivo deste trabalho foi desenvolver protocolos que permitam o estabelecimento e a germinação in vitro das espécies de porongo (Lagenaria siceraria (Mol.) Standl.) e mogango (Cucurbita pepo L.) para subsidiar pesquisas em morfogênese. Foram realizados testes com álcool 70% e NaOCl (Hipoclorito de sódio) para a desinfestação de sementes e investigados vários fatores envolvidos na germinação in vitro, tais como pressão osmótica, fotoblastismo, presença do tegumento, adição de auxinas, tempo de embebição e escarificação. Explantes cotiledonares foram utilizados para a indução de organogênese direta. Ápices caulinares e segmentos nodais foram cultivados em meio MS sem a adição de reguladores de crescimento. Nenhum dos tratamentos utilizados foi eficiente para permitir a germinação de sementes inteiras de porongo em meio de cultura, porém houve germinação em papel germitest umidecido com 7,5 vezes a massa do papel. Não foi verificado fotoblastismo para o porongo. A redução da pressão osmótica não aumentou o percentual de germinação de porongo e mogango. Ápices caulinares e segmentos nodais de porongo regeneram sem a adição de reguladores de crescimento. Explantes cotiledonares podem ser utilizados para a indução de brotações adventícias, em porongo e mogango, porém a taxa de proliferação é baixa

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:54:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1035278 bytes, checksum: cd0b4ec2584b32a8c251f36a35369a30 (MD5) Previous issue date: 2008-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The trail was conducted with the aim to evaluate the nitrogen and plant density influence on the morphogenetic and structural characteristics of established tanzaniagrass (Panicum maximum Jacq.) plots. The experiment was conducted in the Forage Sector of Animal Science Department of Universidade Federal de Viçosa, from November 2007 to March 2008. The used design was in complete randomized blocks with two replications in a factorial arrangement with four nitrogen supplies (0, 80, 160, 320 kg.ha-1 N) and three plant densities (9, 25 e 49 plant.m-2). The plots were cut at 25 cm from soil level when the canopy reached 95 % of light interception. The response variables evaluated were the leaf appearance rate, phyllochron, leaf elongation rate, stem elongation rate, senescence rate, number of live leafs, leaf life duration and number of total, basilar and aerial tillers per clump. In the tillering dynamics, were evaluated the appearance and mortality rates of total, basilar and aerial tillers. The leaf appearance and stem elongation rate were influenced linear and positively by the nitrogen levels, while the phyllochron and life leaf duration varied linear and negatively. The leaf elongation rate showed exponential response to nitrogen fertilization and quadratic response to plant densities, with bigger rates being observed in the 320 kg.ha-1 N dose and 49 plant.m-2 density. The senescense rate and number of live leafs were not influenced by the factors evaluated, presenting 4.7 leafs.tiller-1 and 0.56 cm.day-1, respectively. The number of total, basilar and aerial tillers per clump showed exponential response to the nitrogen dose and quadratic response to plants density. The nitrogen increased the number in all tiller classes, while the plant density influenced negatively, with less tillers in the 25 and 49 plants.m-2 densities. The tillering dynamics were influenced quadratically by nitrogen, plant density, and by the interaction between these factors. The total and basilar tiller appearance were influenced quadratically by nitrogen dose, with bigger values had been observed on the 160 and 320 kg.ha-1 N doses. The plant density influenced quadratically the total tiller appearance, which was higher in the 25 plant.m-2 density. On the other hand, the aerial tiller appearance rate was not influenced by the nitrogen doses and plant densities. The total tiller mortality rate was influenced quadratically by the nitrogen doses and plant densities, in a way that it was estimated less mortality in 32 plant.m-2 density and highest mortality in 212 kg.ha-1 N dose. In addition, the basilar tiller mortality rate was influenced quadratically by the plant densities, with less mortality observed in 32 plant.m-2 density. The aerial tiller mortality rate was influenced linearly by the nitrogen doses, with highest mortality in the 320 kg.ha-1dose. The nitrogen fertilization increases, in this way, leafs and tiller production in established tanzaniagrass cut on the 95 % canopy light interception. Nevertheless, the density influence on the morphogenetic characteristics is little outstanding, with its main effects on the number of tillers per clump, which decreases under high densities. Either the plant density or the nitrogen supply influence the tiller dynamics of tanzaniagrass. The appearance and mortality rates are increased under high nitrogen levels. The tiller appearance rate is bigger in intermediary densities, while the mortality rate decreases under high plant densities. Thus, pastures established under low and intermediary densities show more intense tiller renovation. / Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da adubação nitrogenada e da densidade de plantas nas características morfogênicas e estruturais do capim-tanzânia (Panicum maximum Jacq.) estabelecido. O experimento foi conduzido em área pertencente ao Setor Forragicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa no período de novembro de 2007 a março de 2008. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos completos casualizados, com 12 tratamentos e duas repetições em esquema fatorial 4 × 3, com quatro doses de nitrogênio (ausência de aplicação, 80, 160 e 320 kg.ha-1.ano) e três densidades de plantas (9, 25 e 49 plantas.m-2). O corte das plantas foi realizado a 25 cm do solo quando o dossel interceptava 95% da luz incidente. Foram avaliados a taxa de aparecimento foliar, o filocrono, a taxa de alongamento foliar, a taxa de alongamento de pseudocolmo, a taxa de senescência foliar, o número de folhas vivas, a duração da vida das folhas e o número de perfilhos totais, basilares e aéreos por touceira. Na dinâmica de perfilhamento, foram avaliadas as taxas de aparecimento e mortalidade dos perfilhos totais, basilares e aéreos. As taxas de aparecimento foliar e alongamento de pseudocolmos foram influenciadas linear e positivamente pela adubação com nitrogênio, enquanto o filocrono e a duração da vida das folhas foram influenciados de forma linear negativa. A taxa de alongamento foliar apresentou resposta exponencial à adubação nitrogenada e resposta quadrática às densidades de planta, com maiores taxas sendo observadas na dose de 320 kg.ha-1 e na densidade de 49 plantas.m-2. A taxa de senescência foliar e o número de folhas vivas não foram influenciados pelos fatores avaliados e apresentaram valores médios de 4,7 folhas.perfilho-1 e 0,56 cm.dia-1, respectivamente. Os números de perfilhos totais, basilares e aéreos por touceira foram influenciados de forma exponencial pelas doses de nitrogênio e de forma quadrática pelas densidades de planta. O nitrogênio promoveu aumento no número de perfilhos de todas classes, enquanto a densidade influenciou negativamente essa variável, de modo que os menores números de perfilhos totais, basilares e aéreos foram observados nas densidades de 25 e 49 plantas.m-2. As doses de nitrogênio, a densidade de plantas e a interação entre esses fatores tiveram efeito sobre a dinâmica de perfilhamento. As taxas de aparecimento de perfilhos totais e basilares foram influenciadas quadraticamente pelas doses de nitrogênio, de modo que os maiores valores foram obtidos nas doses de 160 e 320 kg.ha-1. A densidade influenciou de forma quadrática o aparecimento de perfilhos totais, que foi maior na densidade de 25 plantas.m-2. A taxa de aparecimento de perfilhos aéreos, no entanto, não foi influenciada pelas doses de nitrogênio nem pelas densidades de plantas. A taxa de mortalidade de perfilhos totais foi influenciada de forma quadrática pelas doses de nitrogênio e pelas densidades de plantas e foi menor na densidade de 32 plantas.m-2 e maior na dose de 212 kg.ha-1 de nitrogênio. A taxa de mortalidade de perfilhos basilares, por sua vez, foi influenciada de forma quadrática pelas densidades de plantas, e foi menor na densidade de 32 plantas.m-2. As doses de nitrogênio tiveram efeito linear na taxa de mortalidade de perfilhos aéreos, que foi maior na dose de 320 kg.ha-1. A adubação nitrogenada aumenta a produção de folhas e perfilhos em capim-tanzânia submetido ao corte aos 95% de interceptação de luz, todavia, a influência da densidade de plantas sobre as características morfogênicas é pouco acentuada, pois os maiores efeitos foram observados somente sobre o número de perfilhos por touceira, que é reduzido sob altas densidades. Tanto a densidade de plantas como a adubação nitrogenada influenciam a dinâmica de perfilhamento do capim-tanzânia, uma vez que as taxas de aparecimento e mortalidade são estimuladas em altas doses desse nutriente. O aparecimento de perfilhos totais é favorecido em densidades intermediárias, enquanto a mortalidade reduz nas maiores densidades de plantas, assim, pastos implantados em densidades baixas e intermediárias apresentam padrão mais intenso de renovação de perfilhos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 434531 bytes, checksum: 005a62782c657aa2c90bdd5aa16c64eb (MD5) Previous issue date: 2007-03-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The experiment was conducted in an area of the Animal Science Department, at the Federal University of Viçosa - UFV, MG, from 17/12/2004 to 08/04/2005, with the objective of evaluating morpho-structural characteristics and forage accumulation of Panicum maximum cv. Tanzania under different cutting intensities and frequencies. Two heights (25 and 50 cm) and three intervals between cuttings (corresponding to time interval necessary for the emergence of two, three and four leaves per tiller). The treatments consisted of a combination of levels of these two factors, arranged in a 2x3 factorial, complete randomized block design, with three replications. The following response variables were evaluated: canopy height, morpho-structural characteristics of tillers, tiller demography and emergence rates, tiller mortality and survival, tiller weight, dry matter accumulation and morphological composition of the accumulated forage. Leaf emergence rate (TApF) decreased with the reduction of defoliation frequency, whereas the phyllochron (FIL) increased. Overall, the final leaf length (CFF) was shorter for the cutting height of 25 cm than for 50 cm. This is because lower cuttings resulted in decreased leaf sheath length, a probable consequence of the reduction in the phase of cell multiplication, leading to a shorter final leaf length (CFF). There was a tendency towards higher rates of stem elongation (TAlC) for the cutting height of 50 cm compared to 25 cm, and this increase might have been responsible for the difference found in pre-defoliation height between the evaluated cutting heights. There was a tendency towards lower TAlC for the cutting frequency of two emerged leaves per tiller, although no differences were found among the tested frequencies, which is a consequence of the high variability associated with this type of measurement. The balance between leaf elongation rate (TAlF) and TAlC causes changes in the leaf blade-stem ratio (RLC). The choice of the appropriate combination of intensity and defoliation frequency should also seek to maintain a high RLC. The leaf senescence rate (TSF) and TAlC showed tendency towards increase when the frequency varied from two to three emerged leaves per tiller. It can be said, then, that the plants could be cut between two and three emerged leaves per tiller, in which case the dry matter accumulation seems to have been changed, leading to a greater accumulation of stems and dead material. There was an inverse relationship between TApF and TSF, maintaining a certain balance in the number of live leaves per tiller (NFV). NFV is affected by TApF and by the leaf life span (DVF). DVF was shorter for the cutting height of 25 cm than for 50 cm, suggesting higher tissue turnover in conditions of more severe cuttings. Leaf elongation rate (TAlF) decreased with the reduction in cutting frequency. The effect of defoliation on TAlF seems to be more related to the interaction of cutting intensity with the availability of organic compounds for leaf area recovery. Corroborating what was already reported by some authors that the IL of 95% for the canopy occurs with height about 70 cm, which in this experiment, this height, corresponded to the emergence of two leaves per tiller, when occurred the biggest positive balance between leaf elongation and senescence, associated to a shorter stem elongation. In general way, the weight of the tillers (PP) cut on parcels of 25 cm was shorter than those cut on 50 cm. The tillers increased its weight according to the prolongation of the resprout period, except for the combination of two leaves appeared per tiller and 25 cm of cutting height, which resulted in weight relatively uniform of the tillers. Such fact was due to emergence and leaf elongation that presented an increase of leaf blade accumulation. This combination of higher frequency and higher cutting intensity can control the stem elongation and accumulation, resulting in stability in the PP. The values of tiller population density (DPP) increased from the beginning of the experimental period until certain point, when they started to decrease. At the beginning of the resprout period, the interior of the canopy receives greater amount and quality of light, which makes the DPP increase. However, with the increase of the resprout period and the beginning of the competition for light in the canopy, occurs an increase in the TSF and the TAlC, and a decrease in the TApF and the tiller emergence rate (TApP), leading to a decrease in the DPP. The only treatment that did not hold in this way was the cutting height of 50 cm and four leaves appeared per tiller, presenting even an increase in DPP at the end of the experimental period due to the increase of the aerial tiller emergence rate (TApPA) and, consequently, the increase of the weight and the number of the aerial tillers. There was no difference between the cutting heights of 25 and 50 cm in relation to the DPP. An increase of the tiller mortality rate (TMoP) was observed throughout the period of evaluation. The high TMoP and TApP characterized an intense standard of the tiller population renewal (turnover). The TApP and the basal tiller emergence rate (TApPB) decreased throughout the experimental period, but the TApPA increased. The TApF was high at the beginning of the experimental period, when the growth conditions were adjusted, however it reduced after some time with the accomplishment of the experiment. A similar behavior was observed for TApP. In relation to the tiller survival rate (TSoP) the same behavior as in TMoP was observed, however in an opposite way. The pre-defoliation height decreased with the increase of cutting frequency and the total dry matter also tended to be higher in the shorter cutting frequencies. The stem accumulation only varied between the cutting heights in cut II and, for the cutting frequencies, was shorter for two leaves in comparison to three and four leaves appeared per tiller, also in the same cut. The data suggest that the cutting intervals for the Tanzania grass must not exceed the necessary time for the appearance of two to three leaves per tiller. / Este experimento foi conduzido em área do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Viçosa, MG, e teve início no dia 17.12.2004, estendendo-se até 08.04.2005. O objetivo foi avaliar as características morfogênicas e estruturais e o acúmulo de forragem do capim Panicum maximum cv. Tanzânia submetido a intensidades e freqüências de corte. Avaliaram-se duas alturas (25 e 50 cm) e três intervalos entre cortes (correspondentes ao período de tempo necessário para o surgimento de duas, três e quatro folhas por perfilho). Os tratamentos corresponderam à combinação entre os níveis desses dois fatores, os quais foram alocados às unidades experimentais (parcelas) segundo um arranjo fatorial 2 x 3 e um delineamento de blocos completos casualizados com três repetições. As seguintes variáveis-resposta foram avaliadas: altura do dossel, características morfogênicas e estruturais de perfilhos, demografia do perfilhamento e taxas de aparecimento, mortalidade e sobrevivência de perfilhos, peso de perfilhos, acúmulo de matéria seca e composição morfológica da forragem acumulada. A taxa de aparecimento de folhas (TApF) diminuiu com a redução da freqüência de desfolhação, e o filocrono (FIL) aumentou. De forma geral, o comprimento final da folha (CFF) foi menor na altura de corte de 25 cm que na de 50 cm. Isso porque cortes mais baixos resultaram em diminuição do comprimento da bainha foliar, provavelmente em conseqüência de redução na fase de multiplicação celular, acarretando em menor comprimento final da folha (CFF). Foi observada uma tendência de maiores valores da taxa de alongamento de colmos (TAlC) na altura de corte de 50 cm em relação à de 25 cm, e esse aumento pode ter sido responsável pela diferença observada em altura de pré-desfolhação entre as alturas de corte avaliadas. Houve tendência de menor TAlC para a freqüência de cortes de duas folhas surgidas por perfilho, apesar de não terem sido registradas diferenças entre as freqüências avaliadas, conseqüência da alta variabilidade associada a esse tipo de medição. O balanço entre taxa de alongamento de folhas (TAlF) e TAlC gera alterações na relação lâmina-colmo (RLC). A escolha da combinação adequada de intensidade e freqüência de desfolhação deve visar também manter uma RLC alta. A taxa de senescência de folhas (TSF) e a TAlC apresentaram tendência de aumento quando a freqüência variou de duas para três folhas surgidas por perfilho. Pode-se dizer, então, que o corte poderia ser feito entre duas e três folhas surgidas por perfilho, situação em que o acúmulo de matéria seca parece ter sido modificado, passando para um maior acúmulo de colmos e de material morto. Houve uma relação inversa entre a TApF e a TSF, mantendo certo equilíbrio no número de folhas vivas por perfilho (NFV). O NFV é influenciado pela TApF e pela duração de vida das folhas (DVF). A DVF foi menor na altura de corte de 25 cm que na de 50 cm, sugerindo maior renovação de tecidos sob condições de cortes mais severos. A taxa de alongamento de folhas (TAlF) diminuiu com a redução na freqüência de cortes. O efeito da desfolhação sobre a TAlF parece estar mais relacionado à interação da intensidade de corte com a disponibilidade de compostos orgânicos para recomposição da área foliar. Corroborando o que já foi reportado por alguns autores de que a IL de 95% pelo dossel ocorre com altura próxima de 70 cm, o que neste experimento, nessa altura, correspondeu ao surgimento de duas folhas por perfilho, quando houve o maior balanço positivo entre alongamento de folhas e senescência, associado a um menor alongamento de colmos. De forma geral, o peso dos perfilhos (PP) das parcelas cortadas a 25 cm foi menor que aqueles das cortadas a 50 cm. Os perfilhos aumentaram de peso à medida que o período de rebrotação se prolongou, exceto na combinação de duas folhas surgidas por perfilho e 25 cm de altura de corte, que resultou em peso relativamente uniforme dos perfilhos. Tal fato foi decorrente do aparecimento e alongamento de folhas, o que apresentou aumento no acúmulo de lâminas foliares. Essa combinação de maior freqüência e maior intensidade de corte pode controlar o alongamento e acúmulo de colmos, resultando em estabilidade no PP. Os valores de densidade populacional de perfilhos (DPP) aumentaram do início do período experimental até certo ponto, quando começaram a diminuir. No início do período de rebrotação, o interior do dossel recebe maior quantidade e qualidade de luz, o que faz que a DPP aumente. Mas, com o aumento do período de rebrotação e início da competição por luz no dossel, ocorrem elevação na TSF e na TAlC e diminuição na TApF e na taxa de aparecimento de perfilhos (TApP), levando a um queda na DPP. O único tratamento que não se comportou dessa maneira foi o da altura de corte de 50 cm e quatro folhas surgidas por perfilho, apresentando aumento em DPP ao final do período experimental, devido ao aumento na taxa de aparecimento de perfilhos aéreos (TApPA) e, conseqüentemente, do peso e do número dos perfilhos aéreos. Não houve diferença entre as alturas de corte de 25 e 50 cm quanto à DPP. Foi observado aumento na taxa de mortalidade de perfilhos (TMoP) ao longo do período de avaliação. As altas TMoP e TApP caracterizaram um padrão intenso de renovação (turnover) da população de perfilhos. A TApP e a taxa de aparecimento de perfilhos basilares (TApPB) diminuíram ao longo do período experimental, já a TApPA aumentou. A TApF foi elevada no início do período experimental, quando as condições de crescimento eram adequadas, sendo reduzida com o passar do tempo com a realização do experimento. Comportamento semelhante foi observado na TApP. Quanto à taxa de sobrevivência de perfilhos (TSoP), observou-se o mesmo comportamento da TMoP, entretanto de forma inversa. A altura de pré-desfolhação diminuiu com o aumento na freqüência de corte, e a matéria seca total também teve tendência de ser maior nas menores freqüências de corte. O acúmulo de colmos só variou entre as alturas de corte no corte II e, nas freqüências de corte, foi menor nas duas folhas, em comparação com três e quatro folhas surgidas por perfilho, também no mesmo corte. Os dados indicam que o intervalo de cortes do capim-tanzânia não deve exceder o tempo necessário para o aparecimento de duas a três folhas por perfilho.

Esta tese de doutorado descreve um novo modelo para o acoplamento de difusão química contínua e eventos celulares discretos dentro de um ambiente de simulação biologicamente inspirado. Nosso objetivo é definir e explorar um conjunto minimalista de recursos que também são expressivos, permitindo a criação de padrões 2D complexos usando apenas poucas regras. Por não nos restringirmos a uma grade estática ou regular, mostramos que muitos fenômenos diferentes podem ser simulados, como sistemas tradicionais de reação-difusão, autômatos celulares e padrões de pigmentação de seres vivos. Em particular, demonstramos que a adição de saturação química aumenta significativamente a gama de padrões simulados usando reação-difusão, incluindo padrões que não eram possíveis anteriormente. Nossos resultados sugerem um possível modelo universal que pode integrar abordagens de formação de padrões anteriores, fornecendo nova base para experimentação e texturas de aparência realista para uso geral em Computação Gráfica. / This doctoral thesis describes a novel model for coupling continuous chemical diffusion and discrete cellular events inside a biologically inspired simulation environment. Our goal is to define and explore a minimalist set of features that are also expressive, enabling the creation of complex 2D patterns using just a few rules. By not being constrained into a static or regular grid, we show that many different phenomena can be simulated, such as traditional reaction-diffusion systems, cellular automata, and pigmentation patterns from living beings. In particular, we demonstrate that adding chemical saturation increases significantly the range of simulated patterns using reaction-diffusion, including patterns not possible before. Our results suggest a possible universal model that can integrate previous pattern formation approaches, providing new ground for experimentation and realistic-looking textures for general use in Computer Graphics.

A espécie em estudo (Brycon orbignyanus) vem apresentando um declínio populacional importante nos últimos anos em função de interferências antrópicas. Por este motivo, populações naturais na bacia do rio Uruguai são praticamente inexistentes, e os estoques mantidos em cativeiro apresentam razões sexuais desproporcionais e perdas importantes de variabilidade genética, o que prejudica o uso desta espécie em programas de conservação. Esta tese tem como objetivo principal avaliar parâmetros populacionais e reprodutivos de Brycon orbignyanus sob condições de cativeiro visando a aplicabilidade deste conhecimento em programas de conservação. Com isso, objetivou-se no primeiro experimento avaliar as flutuações na razão sexual ao longo do desenvolvimento ontogenético e os diferentes padrões morfológicos de crescimento entre os sexos. Quinhentos exemplares foram amostrados de uma piscicultura comercial e os dados biométricos foram registrados para a realização de uma regressão linear entre peso e comprimento. A partir do teste Qui-Quadrado (χ²) foi possível observar que a razão sexual apresentou desproporções nas classes de comprimento superiores. Os machos e fêmeas apresentaram crescimento alométrico positivo (b=3,35 e b=3,44), enquanto indivíduos sexualmente indiferenciados apresentaram alometria negativa (b=2,96) O objetivo do segundo estudo foi descrever os processos de diferenciação sexual, afim de definir o período termossensível. Após eutanásia dos animais, as gônadas foram coletadas e fixadas em solução formaldeído tamponado 4%. Os cortes seriados (3μm) foram corados com Azul de Toluidina e analisados por microscopia de luz. Os primeiros sinais de diferenciação sexual foram observados apenas aos 323 dias após a fertilização (DAF) e, aos 730 DAF todos os indivíduos já estavam diferenciados sexualmente. O objetivo do terceiro estudo foi descrever o ciclo reprodutivo de machos de B. orbignyanus, a fim de se estabelecer uma escala de maturação para machos desta espécie. Para isto, exemplares da espécie foram coletados periodicamente em uma estação de piscicultura comercial. Assim como no experimento anterior, as gônadas foram coletadas e fixadas para análise histológica. As análises das imagens foram obtidas através de microscópio óptico e a descrição das fases reprodutivas seguiu recomendações de Brown-Peterson et al. (2011). Foram estabelecidas 5 fases reprodutivas de acordo com as características macroscópicas dos testículos, presença e distribuição das células espermatogênicas e variações no índice gonadossomático. Os primeiros indivíduos aptos à reprodução foram observados aos 435 DAF. / The species under study (Brycon orbignyanus) has undergone a important population decline in the last years due to anthropic interferences. For this reason, natural populations in the Uruguay River basin are practically non-existent, and stocks kept in captivity suffer from disproportionate sex ratios, and significant losses of genetic variability, impairing the use of this species in conservation programs. The main objective of this thesis is to evaluate the population and reproductive parameters of Brycon orbignyanus under captive conditions aiming the applicability of this knowledge in conservation programs. Thus, the objective of the first experiment was to evaluate the fluctuations in sexual ratio along the ontogenetic development and the different morphological patterns of growth between the sexes. Five hundred specimens were sampled from commercial fish farming and biometric data were recorded for a linear regression between weight and length. From the chi-square test (χ²) it was possible to observe that the sex ratio showed disproportions in the upper length classes. Males and females showed positive allometric growth (b = 3.35 and b = 3.44), while sexually undifferentiated individuals showed negative allometry (b = 2.96). The objective of the second experiment was describe the processes of sexual differentiation, in order to define the thermosensitive period After euthanasia of the animals, the gonads were collected and fixed in 4% buffered formaldehyde solution. Serial sections (3 μm) were stained with Toluidine Blue and analyzed by light microscopy. The first signs of sexual differentiation were observed only at 323 days after fertilization (DAF), and at 730 DAF all individuals were already sexually differentiated. The objective of the third experiment was to describe the reproductive cycle of B. orbignyanus males, in order to establish a maturation scale for males of this species. For this, specimens were collected periodically in a commercial fish farm. As in the previous experiment, the gonads were collected and fixed for histological analysis. The images were obtained through an optical microscope and analyzed according to the description of the reproductive phases suggested by Brown-Peterson et al. (2011). Five reproductive phases were established according to macroscopic characteristics of the testes, presence and distribution of spermatogenic cells and variations in the gonadosomatic index. The first individuals able to reproduce were observed at 435 DAF.