Asteroids Deep Ocean Impact and the Short­Term Consequences to the Portuguese Territory and Population

The impact of asteroids is an established global threat. Every location on Earth has a similar, a priori likelihood of an asteroid impact, which is limited by the current humankind’s knowledge. As Earth’s surface is mostly water, a water asteroid impact is twice as likely as a ground impact. Ocean impacts are naturally more distant from populated areas but can still pose a significant threat. Impact events have a low probability but high consequences making them a hard concept to the public as such happenings do not occur in the day­to­day life. Even though asteroid impacts have been proven to be lethal in the past, increasing public awareness to this hazard is still needed. The potential global devastation obliges mitigation measures that would come naturally with the awareness. In this dissertation, an ocean asteroid impact was assumed and the immediate impact effects were assessed for the Portuguese municipalities. The impact location was set in a midpoint between mainland Portugal, Azores and Madeira islands. All asteroids were assumed to impact the Earth at a 45 degrees angle. The study covers seismic shaking, overpressure, ejecta deposit, thermal radiation and tsunami waves; as well as the possible global implications on Earth, in terms of orbit disturbance, change in rotation period, axis tilt variation, and lost mass. The vulnerabilities and casualties for each individual municipality and each impact effect were also estimated. In an asteroid ocean impact far from coastal regions, the ejecta deposit and seismic shaking are the less significant effects and can be disregarded. The thermal radiation has a small reach and can be disregarded for minor asteroids. The shock wave is experienced for all three impacts, but its damage is mostly structural. The tsunami is by far the biggest threat in an asteroid impact on the ocean.O impacto de asteroides é uma ameaça global estabelecida. Cada local na Terra tem uma probabilidade de impacto de asteroides, à partida semelhante, que é limitada pelo conhecimento atual da humanidade. Como a superfície da Terra é maioritariamente água, um impacto de asteroides na água é duas vezes mais provável do que um impacto no solo. Os impactos no oceano estão naturalmente mais distantes das áreas povoadas, mas podem ainda representar uma ameaça significativa. Os impactos têm probabilidades baixas, mas consequências elevadas, tornando­os um conceito difícil para o público, uma vez que tais acontecimentos não acontecem no dia a dia. Embora os impactos de asteroides tenham provado ser letais no passado, ainda é necessário aumentar a consciência pública para este perigo. A potencial devastação global obriga a medidas de mitigação que viriam naturalmente com a consciencialização. Nesta dissertação, foi assumido um impacto de asteroides no oceano e os efeitos imediatos do impacto foram avaliados para os municípios portugueses. A localização do impacto foi fixa num ponto médio entre Portugal Continental, e as ilhas dos Açores e da Madeira. Foi assumido que todos os asteroides impactariam a Terra com um ângulo de 45 graus. O estudo abrange abalos sísmicos, ondas de pressão, depósito de ejeta, radiação térmica e ondas de tsunami; bem como as possíveis implicações globais na Terra, a perturbação da órbita, mudança no período de rotação, variação da inclinação do eixo, e perda de massa. Foram também estimadas as vulnerabilidades e fatalidades para cada município e cada efeito de impacto. Num impacto de asteroides no oceano, longe das regiões costeiras, o depósito de ejeta e o abalo sísmico são os efeitos menos significativos e podem ser ignorados. A radiação térmica tem um curto alcance e pode ser desconsiderada para os asteroides menores. A onda de pressão é experienciada para os três impactos, mas os seus danos são, na sua maioria, estruturais. O tsunami é de longe a maior ameaça dum impacto de asteroides no oceano

The productivity of coral reef fishes

Renato Morais developed a method to quantify the productivity of coral reef fishes. He used this method to evaluate the effects of fishing and climate change on the amount of fish that coral reefs produce. This method can be used to improve assessments of critically important, but increasingly threatened, tropical fisheries that sustain millions of people

Evolution of genotypes of Group A streptococci from colonization and infection

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em BiologiaStreptococcus pyogenes is one pathogenic bacterium of humans and is associated with a wide variety of infections and disease states, ranging from uncomplicated but highly prevalent pharyngitis to extremely severe infections, such as necrotizing fasciitis and streptococcal toxic shock syndrome. This work aimed to study important and unexplored aspects of the epidemiology, transmission and evolution of S. pyogenes causing colonization and a wide range of diseases. Our sample included 1,629 nonduplicated S. pyogenes isolates associated with colonization and infections. Out of the 1,629 isolates, 1,026 were recovered from 10,578 throat swabs of asymptomatic populations (children and adults) during 2000-2007 and 603 isolates were from patients diagnosed with clinical infections: 487 with tonsillitis/pharyngitis in 2000-2006, 72 with skin/soft tissue infections in 1999-2005, and 44 with invasive diseases in 1999-2005. This study demonstrated that a very heterogeneous population of S. pyogenes colonized healthy carriers. The mean carrier rate was higher among pre-school children (0-6 years) than among school-aged children (7-16 years) and colonization frequency was higher during Winter periods, which suggests that the crowding of children in day-care centers may possibly increase the carrier rate in healthy pre-school children. Moreover, it was also found that a high diversity of S. pyogenes strains was associated with long-term colonization, and it was detected co-colonization of the oropharynx by multiple S. pyogenes strains. In this work, it was reported the long term persistence among carriers of the low-level bacitracin-resistant emm28/ST52 lineage, which is prevalent in Europe. It was also reported for the first time a high-level bacitracin-resistant isolate of the emm74/ST120 lineage, which was not previously known to include bacitracin-resistant isolates. In this study were also reported for the first time temporal inversions of macrolide resistance phenotypes among colonization isolates, reinforcing the importance of surveillance of carriers, as they may be indicators of the pool of isolates circulating in the community that may cause infections. The high prevalence (>20%) of virulence genes speC, prtF1 and ssa was probably caused either by clonal dissemination (speC), or to horizontal gene transfer events (prtF1 and ssa). In this work it was observed that ciprofloxacin-nonsusceptibility rate was slightly lower among colonization isolates (4.3%) than among the clinical isolates (6.0%). All but one ciprofloxacin-nonsusceptible isolates had parC-QRDR mutations generating the aminoacid substitutions S79A (n=63) and D83G (n=2); the ParC-D83G substitution was found for the first time in this study and emm1 association with fluoroquinolone-nonsusceptibility was also first detected in this work. It was observed a higher frequency of virulence genes among isolates from disease, such as tonsillitis/pharyngitis, skin/soft tissue infections or invasive disease, than among colonization. In particular, this study contributed to a better knowledge of S. pyogenes virulence factors that circulate in this country. Among the 1,629 isolates, novel genotypes were discovered, such as emm-subtypes 6.63, 28.9, 53.10, st4040.0 and stMrp6.0, as well as sequence types ST380, ST397, ST398, ST401, ST402, ST427, ST428, ST429, ST430, ST431 and ST581. In conclusion, the results from this dissertation extend our knowledge about the carrier state, the susceptibility to antimicrobial agents, molecular epidemiology and virulence of S. pyogenes isolates from oropharyngeal colonization and symptomatic infections.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)- (SFRH/BD/32374/2006

On the fate of dead coral colonies

Carbonate budgets dynamically balance production and loss of calcium carbonate (CaCO3) on coral reefs. To sustain or expand the coral reef framework, CaCO3 production by calcifying organisms must be higher than erosion. However, global climate change has been negatively impacting carbonate production, with bleaching events causing widespread coral mortality. Although bleaching and coral mortality are well documented, the fate of coral colonies after their death, including their erosion rates, are still poorly known. We followed the fate of 143 recently dead individual coral colonies with complex growth forms (arborescent, caespitose, corymbose, digitate and tabular), whose mortality was triggered by two consecutive bleaching events. These colonies, spread over 16 km2 of the Lizard Island reef complex, were tracked for up to 5 years, allowing detailed examination of erosion rates and post-mortality structural persistence. We also tested how variables that are commonly used in coral reef erosion studies relate to spatial and temporal variability in the erosion rates of dead coral colonies. We revealed rapid erosion of dead coral colonies, with an average of 79.7% of dead colonies completely disintegrating within 60 months. The predicted half-life of a dead coral colony was 40 months, with limited variation among wave exposure levels. Remarkably, we found no effect of estimated parrotfish bioerosion, wave exposure, nor coral growth form, on observed erosion rates. Our results suggest that our understanding of the erosion of dead corals may be more limited than previously thought. The rapid loss of coral colonies on our study sites calls for a re-evaluation of the role of corals with complex growth forms in reef growth and of parrotfishes in reef erosion

O efeito do reforçamento diferencial e questionamento reflexivo sobre o tema do compotamento verbal

O presente estudo teve por objetivo investigar o efeito da Escuta Diferencial e do Questionamento Reflexivo sobre a frequência de comportamentos verbais acerca de determinado tema. O estudo justifica-se na importância da avaliação da eficácia do Questionamento Reflexivo e Reforçamento Diferencial sobre o controle da frequência do comportamento verbal. O método constituiu-se em comparar a frequência do comportamento verbal dos entrevistados sobre comportamentos verbais acerca de assuntos preestabelecidos pelo participante. Os resultados apontam valores que confirmam a eficácia do Reforçamento diferencial sob o controle do tema das respostas verbais dos participantes. Os dados obtidos nesta pesquisa não foram conclusivos acerca da eficácia do Questionamento Reflexivo no controle de respostas verbais por problemas metodológicos

Dynamics of a gyrostat satellite with the vector of gyrostatic moment tangent to the orbital plane

In this paper, a gyrostat satellite in a circular orbit with its gyrostatic moment tangent to the orbital plane and collinear with the orbital speed is studied regarding its equilibria, bifurcation of equilibria, and asymptotic stability conditions. In the general case, where any gyrostat angular momentum is aligned with any of the orbital coordinate frames, interesting results arose regarding its equilibria bifurcation regarding conditions near to the ones presented in this paper, namely equilibria regions outside their main regions near to the orbital plane tangent. For equilibria and bifurcation of equilibria, a symbolic-numerical method is used to obtain the polynomial equations in function of non-dimensional parameters whose roots are equivalent to the number of equilibria positions. For the asymptotic stability, the results are tested using the Lyapunov stability theory scheme

Fatores preditores da variação espacial na biomassa de peixes recifais ao longo da província brasileira

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2014.Atividades humanas vem alterando a topologia dos ecossistemas recifais, sendo que a atividade pesqueira é responsável pela retirada de vastas quantidades de biomassa de peixes a nível global. Avaliações dos padrões da biomassa de peixes recifais em escala regional tem ajudado a identificar lugares que ainda mantem características pristinas e a dimensionar a influência da pesca em largas escalas espaciais. A Província Brasileira se estende por mais de 4000 km de linha de costa e inclui quatro ilhas oceânicas, contudo ainda é menos ecologicamente conhecida do que outras regiões tropicais. Este trabalho apresenta dados da biomassa de peixes recifais ao longo de toda a Província Brasileira e testa a capacidade de três modelos, os modelos ambiental, de influência humana e o modelo completo em explicá-los. A biomassa disponível (standing biomass) variou em uma escala de 100 vezes entre os sítios de todas as localidades, a maior amplitude de variação já reportada até hoje por um único estudo. Sítios tenderam a se agrupar independentemente da região geográfica em grupos com alta e baixa biomassa tanto por uma perspectiva funcional quanto por uma perspectiva taxonômica. Localidades isoladas ou protegidas, como Alcatrazes, Trindade, Parcel de Manuel Luís e Recifes a Norte de Natal tiveram a maior parte dos sítios com alta biomassa, ao passo que localidades costeiras e acessíveis como Arraial do Cabo, Baía de Todos os Santos, Ilha Grande e a Costa dos Corais tiveram a maior parte dos sítios com baixa biomassa. Abrolhos e Fernando de Noronha, apesar de relativamente isolados e de terem sítios teoricamente protegidos, tiveram baixa biomassa total de de predadores, mostrando limitada efetividade com relação à proteção de espécies alvo da pesca. Em termos funcionais, sítios com alta biomassa tenderam a possuir também alta biomassa de macrocarnívoros, grandes herbívoros e detritívoros e carnívoros de pequeno porte. Esses grupos incluem a maioria dos peixes recifais de grande porte, alto nível trófico e/ou formadores de grandes cardumes e são os alvos preferencias das atividades pesqueiras. Onívoros apresentaram maior biomassa em ilhas oceânicas e em recifes do sul-sudeste e zooplanctívoros nas ilhas oceânicas e em alguns recifes submersos do norte-nordeste. Taxonomicamente, sítios com alta biomassa tenderam também a possuir alta biomassa de Kyphosidae, Labridae e Epinephelidae. Haemulidae esteve associado com a maioria dos sítios costeiros, Pomacanthidae com sítios costeiros do sul-sudeste, Balistidae com ilhas oceânicas e Pomacentridae esteve largamente distribuída. Esses padrões de variação na biomassa disponível foram melhor aproximados pelos modeloscompleto e de influência humana, ao passo que o modelo ambiental não obteve suporte. Distância da costa enquanto medida de isolamento foi a variável mais influente na biomassa de uma forma geral, estando inversamente correlacionada com a intensidade pesqueira. A pesca é provavelmente a influência humana mais destrutiva em assembleias de peixes e os resultados deste trabalho indicam que em comparação a seus efeitos intensos e de larga-escala, variáveis ambientais tiveram limitada influência no contexto deste trabalho sobre peixes de grande porte responsáveis pela maior parte da biomassa disponível. Enquanto membro signatário da COP-10, o Brasil concordou em conservar de maneira efetiva 10% de sua área marinha até 2020. Considerando o ano de 2014, ainda nos encontramos muito longe da meta proposta uma vez que menos de 0.2% de nossa área marinha possui proteção teórica e parte desta é inefetiva na conservação de aspectos do funcionamento ecossistêmico como a biomassa disponível de peixes. De maneira adicional, o presente trabalho discrimina áreas que ainda carregam assembleias de peixes com características conservadas e funcionais, que são ameaçadas pela atividade pesqueira de larga escala e não regulada e não possuem nenhum tipo de proteção oficial.Abstract : Human activities have altered the topology of reef ecosystems with fishing largely withdrawing fish biomass globally. Assessing patterns of reef fish biomass over regional scales has helped to identify places that still maintain pristine characteristics and to dimension large spatial scale influence of fishing. The Brazilian Province stretches for more than 4000 km of coastline and includes four oceanic islands, but is still less ecologically known than other tropical regions. This work presents data of reef fish standing biomass from all over Brazilian Province and tests the capacity of three models, an environmental, a human-influence and the full model in explaining it. Standing biomass varied 100-fold between sites from all localities, the largest range reported to date by a single study. Sites tended to group irrespective of geographic region in low-biomass or high-biomass groups both from a functional and taxonomic point of view. Isolated or protected localities such as Alcatrazes, Trindade, Manuel Luís Reefs and Northern Natal reefs had most of high biomass sites, while accessible and coastal places such as Arraial do Cabo, Todos os Santos Bay, Ilha Grande and Coral Coast had most of the low biomass ones. Abrolhos and Fernando de Noronha, despite being relatively isolated and having sites theoretically protected, had low total and predator biomass, showing limited effectivity for the protection of target species. Functionally, high-biomass sites tended to have also high biomass of macrocarnivores, large herbivores and detritivores and lower-level carnivores. These include most large-bodied, high trophic level and/or large shoaling reef fishes, the ones preferentially targeted by fisheries. Omnivores presented more biomass in oceanic islands and south-southeastern reefs and zooplanktivores in oceanic islands and some submerged north-northeastern reefs. Taxonomicaly, high-biomass sites tended also to have high biomass of Kyphosidae, Labridae and Epinephelidae. Haemulidae was associated with most coastal sites, Pomacanthidae with coastal southeastern sites, Balistidae with oceanic islands and Pomacentridae was widely distributed. These variation patterns in standing biomass were better approached by both the full and the human-influence models with no support for environmental model at all. Distance from the coast as a measure of isolation was the most influential variable on overall biomass, and correlates inversely with fishing intensity. Fishing is probably the most destructive human influence on fish assemblages and results indicate that, comparing to its intense and large-scale effects, environmental variables have limited influence on large-bodied fishesresponsible for most of standing biomass in the context of this study. As a signatory member of the COP-10, Brazil agreed to effectively conserve 10% of its marine environment by 2020. As of 2014 we are still very far from the proposed target, since we have less than 0.2% of area with theoretical protection and some of it is clearly ineffective in conserving ecosystem functioning aspects such as fish standing biomass. Moreover, this work points out other areas that still carry functional fish assemblages with conserved characteristics that are threatenned by large-scale unregulated fishing and have no official protection

Diversidade e estrutura da ictiofauna de Rios da Serra da Bodoquena, Mato Grosso do Sul

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Biologia.Conhecer a diversidade de espécies de uma região e como estas se estruturam é fundamental para a conservação de ecossistemas. A Serra da Bodoquena, no Mato Grosso do Sul é considerada uma região prioritária para a conservação biológica. Rios que nascem ali possuem águas cristalinas adequadas ao mergulho, oferecendo a possibilidade de realização de pesquisas ictiológicas através da observação visual. Este trabalho visou caracterizar a estrutura física e biológica de quatro rios da Serra da Bodoquena, bem como entender como está estruturada sua ictiofauna em duas escalas espaciais: entre rios, e entre os diferentes ambientes em cada rio. Utilizou-se a metodologia de censos visuais subaquáticos através de mergulho livre, realizados em diferentes ambientes dos Córregos Salobrinha e Azul (município de Bodoquena), Rio Sucuri (Bonito) e rio Olho d´Água (Jardim). Estruturalmente foram divididos entre aqueles que correm por entre vales e elevações, apresentam o curso sombreado e não possuem vegetação aquática (Salobrinha e Azul); e aqueles que correm em planícies sem elevações, com curso recebendo intensa radiação luminosa e com abundância de macrófitas aquáticas (Rios Sucuri e Olho d´Água). Rios diferentes apresentaram ictiofauna estruturada diferentemente. Não houve padrões claros de distribuição das espécies entre os rios, com algumas espécies apresentando dominância parecida nos quatro rios, outras sendo mais importantes em um ou alguns rios do que em outros, e diversas espécies não-ocorrendo em determinados rios. Barreiras biogeográficas podem ser responsáveis por algumas dessas distribuições ao passo que outras podem ser devidas a fatores relacionados ao nicho. Dentro de um mesmo rio as espécies diferiram em sua dominância entre os hábitats. A riqueza média (número de espécies por unidade de área) não mostrou padrão consistente entre hábitats e nem com relação à complexidade estrutural. Caracídeos de pequeno porte dominaram a abundância em todos os rios, ao passo que espécies de grade porte dominaram a biomassa, e estas espécies tenderam a se segregar em hábitats distintos. De forma geral espécies de grande porte associaram-se aos ambientes de Poço, pastadores v bentônicos associaram-se a ambientes rochosos e alguns caracídeos e ciclídeos a ambientes com vegetação. O Rio Olho d´Água aparentemente foi mais rico, e tal padrão foi discutido como um resultado de seu menor isolamento biogeográfico, e também pela grande abundância de algumas espécies (efeito de amostragem). Este rio também possuiu maior abundância. A biomassa, por sua vez, não diferiu significativamente entre rios. Também a estruturação trófica foi similar entre rios, variando de acordo com o descritor analisado. Herbívoros/detritívoros, onívoros e invertívoros apresentaram representatividade semelhante com relação à riqueza, ao passo que os onívoros dominaram a abundância (especialmente lambaris, com pequeno tamanho corporal) e os herbívoros/detritívoros dominaram a biomassa (especialmente aqueles de grande tamanho corporal, como a piraputanga, Brycon hilarii, e o curimbatá, Prochilodus lineatus). É proposto que perifíton e frutos da mata ripária devem representar as principais fontes energéticas para a ictiofauna dos rios estudados

The role of nocturnal fishes on coral reefs: A quantitative functional evaluation

The ecological functions of nocturnal coral reef fishes are poorly known. Yet, nocturnal resources for coral reef consumers are theoretically as abundant and productive, if not more so, than their diurnal counterparts. In this study, we quantify and contrast the energetic dynamics of nocturnal and diurnal fishes in a model coral reef ecosystem, evaluating whether they attain similar levels of biomass production. We integrated a detailed dataset of coral reef fish counts, comprising diurnal and nocturnal species, in sites sheltered and exposed to wave action. We combined somatic growth and mortality models to estimate rates of consumer biomass production, a key ecosystem function. We found that diurnal fish assemblages have a higher biomass than nocturnal fishes: 104% more in sheltered sites and 271% more in exposed sites. Differences in productivity were even more pronounced, with diurnal fishes contributing 163% more productivity in sheltered locations, and 558% more in exposed locations. Apogonidae dominated biomass production within the nocturnal fish assemblage, comprising 54% of total nocturnal fish productivity, which is proportionally more than any diurnal fish family. The substantially lower contributions of nocturnal fishes to biomass and biomass production likely indicate constraints on resource accessibility. Taxa that overcome these constraints may thrive, as evidenced by apogonids. This study highlights the importance of nocturnal fishes in underpinning the flow of energy and nutrients from nocturnal resources to reef communities; a process driven mainly by small, cryptic fishes

Small coral reef fishes with large ecological footprints

Seascape connectivity can facilitate key ecosystem functions in complex ecosystems like coral reefs. Many reef fishes move across the seascape, bridging different ecosystems. However, their role in shaping important functions, such as biomass production and nutrient cycling, is still poorly understood. This study, therefore, assesses the extent of natural movements of cardinalfishes (Apogonidae), one of the major contributors to nocturnal fish biomass production with the potential for a major role in transferring energy and nutrients between sandy ecosystems and adjacent coral reefs. Consistent with previous work, showing their ability to move distances of 100 s to 1000 s of metres when displaced, we reveal that these small fishes undergo major voluntary nocturnal foraging forays extending up to at least 145 m from reef structures. Their estimated daily movement distances are at least 430 times greater than expected based solely on body size-home range expectations. Given their large travel distances and strong homing abilities, apogonids may provide a major conduit for material transfer between lagoonal soft sediment habitats and adjacent coral reefs. These results highlight the potential importance of apogonids in the cross-system or cross-habitat transport of energy and nutrients on coral reefs