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Assessment of the marine biodegradation and suitability of textile carrier substrates for Zostera marina transplantation
Seagrass meadows provide essential eco-system services for humankind but have been
declining over the past and still ongoing, mainly attributed to anthropogenic
disturbances. The development of cost-effective and large-scale strategies for seagrass
restoration has been challenging. In this study fundamental knowledge was generated
to identify textile fabrics from natural derivatives to serve as carrier substrate for
transplantation purposes. In a series of experiments the biodegradation behavior of
textiles was assessed, differing in material and design. Specimen were buried in the
intertidal of the Ria Formosa Lagoon and retrieved after set intervals. Weight, tensile
strength and oxygen consumption rate were used as descriptors for biodegradation. The
least degraded fabric was composed from coir, followed by the jute and sisal layouts,
which performed similarly. The response of Zostera marina shoots towards the textiles
was analyzed by placing shoots, incorporated into the fabrics, into mesocosms. Survival
rates along with the development of new leaves was higher in shoots growing on sisal
layouts than in controls and shoots in coir nets. This study demonstrated that the
fixation of the plants onto a dense mesh as the sisal one offers significant support for
shoots to grow on, resulting in superior health compared to single lose shoots.
Additionally, earlier induced biodegradation in sisal layouts possibly fostered shoots
with plant-growth-supporting substrates, according to the health state of these shoots.
Hence, time of biodegradation was found to be vital for seagrass transplantation. Rapid
degradation, leaving no carrier substrate as in controls and fertilized shoots, was proven
to reduce survival chances. Retarded degradation like in coir fabrics, decelerates the
supply of growth supporting substrates. Concluding, the dense sisal mesh was found to
be the most successful fabric for transplantation of Zostera marina due to its
biodegradation rate, high tensile strength, facilitating handling, along with sufficient
fixation of the shoots.A sociedade actualmente enfrenta um grande número de desafios ambientais que
precisam de ser enfrentados e resolvidos. O ambiente marinho é essencial para o bemestar
humano e proporciona vários serviços ecossistêmicos, como zonas favoráveis á
práctica de pesca, rotas de transporte de mercadorias e pessoas, serviços recreativos e
muito mais. Com o aumento da influência antropogênica adversa neste ambiente, os
serviços do ecossistema tornam-se mais escassos, dando origem a uma variedade de
problemas para a população humana. As ervas marinhas desempenham um papel
fundamental na boa continuação de vários desses serviços ecossistêmicos, servindo
como habitat de berçário para diferentes espécies, protegendo as costas da erosão e
sequestrando o carbono atmosférico. No entanto, os prados de ervas marinhas têm
diminuído nas últimas décadas, em grande parte devido a distúrbios antropogénicos. O
foco principal deste trabalho é o restabelecimento dos prados de ervas marinhas.
O desenvolvimento de estratégias econômicas e em grande escala para a
restauração de ervas marinhas tem sido um desafio. A falta de recursos, dificuldades de
logística, baixa eficiência e eventos ambientais adversos, como tempestades, foram os
principais contribuintes para o fracasso de muitos programas de restauração. Neste
estudo, conhecimentos fundamentais foram gerados para identificar uma nova
abordagem de restauração de ervas marinhas em que tecidos de derivados naturais
serviram como substrato de transporte para fins de transplante. Formulando e
colocando em práctica um conjunto de experiências, o comportamento de
biodegradação de tecidos no ambiente marinho foi avaliado, uma vez que, até ao
momento, só há informações disponíveis sobre a degradação terrestre. Os tecidos
diferenciam-se em material (fibra de coco, sisal, juta) e design (malha, tapete não
tecido). Os tecidos foram combinados em uma chamada “estructura de sanduíche” na
qual uma esteira não tecida foi colocada entre duas malhas do mesmo tipo, gerando
assim um composto estabilizador (malha) e base de enraizamento (esteira) para os
brotos de Zostera marina. Os espécimes foram enterrados na zona entre-marés do
estuário da Ria Formosa e avaliados semanalmente durante o primeiro mês, e
posteriormente, mensalmente durante mais dois meses. A perda de peso e a perda de
resistência à tracção foram usadas como descrictores físicos, e a taxa de consumo de
oxigênio como descrictor biológico para a taxa de biodegradação. O tecido com menor
taxa de degradação foi o composto de fibra de coco, seguido pelos layouts de juta e sisal, que tiveram desempenho semelhante. No entanto, as telas de sisal possuem a maior
resistência observada à tração inicial e final, sendo a melhor escolha de material.
A resposta dos rebentos da Zostera marina aos têxteis foi analisada através da
incorporação dos mesmos nos têxteis, que posteriormente foram colocados em
mesocosmos. Os mesocosmos foram dotados de um fluxo de ar coerente e afluência de
água do mar do estuário da Ria Formosa. Parâmetros físicos como temperatura,
salinidade, intensidade da luz e oxigênio dissolvido foram monitorizados durante todo
o período da experiência. A saúde dos brotos diminuiu em todos os tanques e
tratamentos após um período de sete semanas, conforme demonstrado na diminuição
das taxas de sobrevivência. Os brotos que cresceram em layouts de sisal mostraram
maior resistência ao stress do que os controles e os brotos incorporados às redes de
coco. Isso foi revelado pela menor mortalidade de brotos que crescem em tecidos de
sisal, juntamente com um aumento do desenvolvimento de novas folhas. Além disso, o
rendimento quântico efectivo - um proxy para a atividade fotossintética - foi maior
nesses brotos. Desse modo, este estudo demonstrou que a fixação das plantas em uma
malha densa como a do sisal oferece um suporte significativo para o crescimento de
brotos, resultando em saúde superior quando comparado com brotos isolados. Além
disso, a biodegradação induzida mais cedo em layouts de sisal (comprovada pelos testes
de biodegradação), possivelmente promoveu brotos com substractos de suporte de
crescimento de plantas, melhorando a sua integridade e capacidade de produzir novas
folhas. Portanto, o tempo de biodegradação foi considerado vital para o transplante de
ervas marinhas. A rápida degradação, sem deixar substracto portador como nos brotos
de controle e fertilizados, demonstrou reduzir as chances de sobrevivência. Em
contraste, a degradação retardada, como em tecidos de coco, desacelera o
fornecimento de substratos de suporte de crescimento. A integridade dos brotos
fertilizados estava mais intacta do que a dos brotos incorporados à malha de fibra de
coco, apoiando a suposição de que a nutrição é crucial para a saúde das ervas marinhas.
A nutrição saudável pode até superar o efeito positivo derivado de um substracto de
suporte a longo termo. Portanto, um dispositivo de ancoragem como o tecido de sisal
com um efeito secundário de fertilização parece ser a solução ideal.
A distinção entre as esteiras não-tecidas - que eram compostas de fibra de coco,
mas diferiam em sua densidade e espessura - não poderia ser feita porque estas comportaram-se de forma contrária durante as experiências do mesocosmo. A esteira
mais densa apresentou melhor desempenho embebida na malha de sisal, porém
comportou-se inferiormente na malha de coco. Assim, uma investigação mais
aprofundada deve ser realizada para examinar o efeito do enraizamento, testando
diferentes materiais por um período mais longo, uma vez que nenhum enraizamento foi
observado durante as sete semanas da experiência.
Concluindo, a malha densa de sisal mostrou-se o tecido de maior sucesso para
transplante de Zostera marina em condições controladas com base em sua taxa de
biodegradação e alta resistência à tracção, que facilita o manuseio para o transporte,
além de proporcionar fixação suficiente para os brotos. No entanto, os testes foram
realizados em escala de laboratório por um curto período de tempo e não foram
submetidos a forças hidrodinâmicas. É possível que a rápida biodegradação da malha de
sisal seja muito pronunciada a longo prazo, não dando aos brotos o tempo adequado
para se enraizarem no solo de sedimentos. Mais pesquisas na tradução destas
descobertas para o ambiente “selvagem” devem ser realizadas
Cryptic speciation and chromosomal repatterning in the South African climbing mice Dendromus (Rodentia, Nesomyidae)
We evaluate the intra- and interspecific diversity in the four South African rodent species of the genus Dendromus. The molecular phylogenetic analysis on twenty-three individuals have been conducted on a combined dataset of nuclear and mitochondrial markers. Moreover, the extent and processes underlying chromosomal variation, have been investigated on three species by mean of G-, C-bands, NORs and Zoo-FISH analysis. The molecular analysis shows the presence of six monophyletic lineages corresponding to D. mesomelas, D. mystacalis and four lineages within D. cfr. melanotis with high divergence values (ranges: 10.6% – 18.3%) that raises the question of the possible presence of cryptic species. The first description of the karyotype for D. mesomelas and D. mystacalis and C- and G- banding for one lineage of D. cfr. melanotis are reported highlighting an extended karyotype reorganization in the genus. Furthermore, the G-banding and Zoo-FISH evidenced an autosome-sex chromosome translocation characterizing all the species and our timing estimates this mutation date back 7.4 mya (Late Miocene). Finally, the molecular clock suggests that cladogenesis took place since the end of Miocene to Plio-Pleistocene, probably due to ecological factors, isolation in refugia followed by differential adaptation to the mesic or dry habitat
On the maximum number of minimum total dominating sets in forests
We propose the conjecture that every tree with order at least and
total domination number has at most
minimum total dominating sets. As a relaxation of this conjecture, we show that
every forest with order , no isolated vertex, and total domination
number has at most minimum total dominating sets
Comparison of configurations for high-recovery inland desalination systems
Desalination of brackish groundwater (BW) is an effective approach to augment water supply, especially for inland regions that are far from seawater resources. Brackish water reverse osmosis (BWRO) desalination is still subject to intensive energy consumption compared to the theoretical minimum energy demand. Here, we review some of the BWRO plants with various system arrangements. We look at how to minimize energy demands, as these contribute considerably to the cost of desalinated water. Different configurations of BWRO system have been compared from the view point of normalized specific energy consumption (SEC). Analysis is made at theoretical limits. The SEC reduction of BWRO can be achieved by (i) increasing number of stages, (ii) using an energy recovery device (ERD), or (iii) operating the BWRO in batch mode or closed circuit mode. Application of more stages not only reduces SEC but also improves water recovery. However, this improvement is less pronounced when the number of stages exceeds four. Alternatively and more favourably, the BWRO system can be operated in Closed Circuit Desalination (CCD) mode and gives a comparative SEC to that of the 3-stage system with a recovery ratio of 80%. A further reduction of about 30% in SEC can be achieved through batch-RO operation. Moreover, the costly ERDs and booster pumps are avoided with both CCD and batch-RO, thus furthering the effectiveness of lowering the costs of these innovative approaches
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