Whole Azorean arthropod diversity : understanding the trophic relations and functional diversity at a plot scale

Tese de Doutoramento, Gestão Interdisciplinar da Paisagem, 14 de novembro de 2018, Universidade dos Açores.Os ecossistemas insulares albergam uma diversidade faunística e florística únicas e muito elevada proporcionalmente quando comparada com zonas continentais. No entanto, é também nas ilhas onde se encontram alguns dos habitats e espécies mais vulneráveis do planeta. Estas comunidades insulares são em muitos casos extremamente vulneráveis a perturbações antropogénicas e à destruição dos habitats, bem como à introdução de espécies exóticas. A maioria da biodiversidade insular terrestre é composta por artrópodes, mas existem ainda diversas lacunas no conhecimento sobre os processos que estruturam essas comunidades. Assim, de modo a poder preservar o que ainda resta destes biotas insulares únicos, o nosso conhecimento acerca destas espécies, das comunidades e dos habitats, bem como dos processos de recuperação após perturbações têm que ser expandidos e novas alternativas para a conservação devem também ser avaliadas. Tomando partido das características únicas da amostragem por fumigação com insecticida das copas, esta tese propõe-se a investigar pela primeira vez nos Açores o impacto da defaunação e a recuperação das comunidades de artrópodes das copas. Entre 2014 e 2015 foram amostradas através de fumigação térmica com insecticidas um total de 24 árvores nativas das espécies Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica e Laurus azorica, num fragmento de floresta nativa da Terceira. Em 2014 foram amostradas 16, das quais 15 voltaram a ser amostradas em 2015, em conjunto com outras oito árvores, fumigadas pela primeira vez, como controlo. Entre 2015 e 2016 o mesmo protocolo de amostragem foi aplicado a cinco exemplares de Cedro do mato (Juniperus brevifolia), isolado numa pastagem semi-natural. Três arvores foram fumigadas pela primeira vez em 2015, tendo voltado a ser amostradas em 2016, em conjunto com mais duas árvores controlo. No que diz respeito à defaunação e processos de recuperação das comunidades, alterações a nível da diversidade taxonómica (DT) e funcional (DF) foram investigadas para as comunidades iniciais, para as comunidades das árvores controlo e para as comunidades das árvores recolonizadas (as árvores fumigadas pela segunda vez, no ano seguinte). Foram também criados modelos nulos, de forma a tentar perceber como estas comunidades diferem de comunidades estabelecidas ao acaso. Os principais objectivos desta tese são então: 1) tomar partido das características da técnica de fumigação das copas para fazer um estudo quantitativo e qualitativo exaustivo das comunidades de artrópodes presentes nas copas de três espécies de árvores nativas dos Açores (Juniperus brevifolia, Ilex perado subs azorica, Laurus azorica); 2) estudar os processos de recuperação destas comunidades após a defaunação das copas; 3) estudar as comunidades de artrópodes presentes nas copas de árvores nativas isoladas em pastagens, e simultaneamente avaliar o papel/potencial destas árvores como repositórios de espécies indígenas de artrópodes e como elemento de interligação entre os fragmentos existentes de floresta nativa. [...].ABSTRACT: Island ecosystems are home to a disproportionate amount of unique floristic and faunistic diversity, but conversely, islands also host some of the most imperilled habitats and species on Earth. These island communities are in many cases extremely vulnerable to anthropogenic habitat disturbance and destruction, and to the introduction of exotic species. Most of the island terrestrial biodiversity is composed by arthropods, but the processes that structure their communities are still poorly understood. In order to preserve what is left of these unique insular biotas, our current knowledge regarding species, communities and habitats, and recovery processes under disturbance must be expanded, and new possibilities for conservation must be also evaluated. Taking advantage of the unique characteristics of the canopy fogging (pyrethrum knockdown) sampling protocols, this thesis investigates for the first time in the Azores archipelago the impact of defaunation on the reassembly of canopy arthropod communities. A total of 24 native trees were sampled with insecticidal knockdown in 2014 and 2015, in a native forest patch on Terceira Island. Between 2015 and 2016 this same protocol was applied to five isolated Azorean cedar trees on a semi-natural pasture. Regarding the defaunation and recovery processes, changes in taxonomic (TD) and functional diversity (FD) for the initial communities for the control trees and for those of the recolonised trees were also investigated and null models created, to ascertain how these communities differed from randomly assembled ones. The main objectives of this thesis were: 1) take advantage of the canopy fogging technique to do an exhaustive quantitative and qualitative study of the arthropod communities present in the canopies of three native Azorean tree species (Juniperus brevifolia, Ilex peradosubs azorica, Laurus azorica); 2) to study the recovery processes of these communities after the defaunation of the canopies; 3) to study the arthropod communities present in the canopies of the isolated pasture trees, evaluating their role as repositories of indigenous fauna and as an element in the interconnection between extant native forest patches. [...].This work was funded by Fundo Regional para a Ciência – Programa de Bolsas de Investigação Under the Grant: M3.1.2/F/035/2011

Investigation of the effects of weight loss on Ovis aries muscle: a proteomic study on three breeds with different levels of adaptation to nutritional stress

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011Nos trópicos, a produção animal em regime extensivo enfrenta grandes obstáculos, talvez o maior dos quais é a perda de peso sazonal, devida à época seca existente nos países tropicais com uma pluviosidade muito baixa ou até mesmo inexistente. Em muitos países tropicais, a produção animal foca-se sobretudo na ovelha e, principalmente nos sistemas tradicionais, recorre ao uso de espécies nativas pois estas, duma forma geral, apresentam maior resistência às condições ambientais comparativamente com as espécies seleccionadas. Factores importantes para a escolha das espécies nativas sobre as seleccionadas são a tolerância a longos períodos sem alimento nem água, às altas temperaturas e a insectos causadores de doenças, como por exemplo a miíase – designação geral para doença parasitária causada pela larva de moscas ou outros dípteros. A escassez de alimento leva a que o animal perca peso, podendo atingir uma diminuição de peso na ordem de 40% em ovelhas. É evidente a necessidade para desenvolvimentos nas áreas da produção animal para evitar as quebras na produção e rendimento. Na Austrália, uma medida para reduzir essa diminuição de produção passa pelo progressivo abandono das raças e sistemas de produção tradicionais e pela adopção de raças ‘alternativas’. Um típico exemplo é a passagem de sistemas de produção de lã para sistemas de produção de carne. Os sistemas de produção de lã, normalmente com apenas a raça Merino, estão numa tendência de abandono, devido principalmente aos custos elevados de manutenção e mão-de-obra bem como à diminuição do valor da lã nos mercados internacionais. Sistemas de produção de lã baseados em Merino passam a ser sistemas de produção de carne com raças de pêlo, como por exemplo as raças Dorper e Damara, as raças ‘alternativas’ mais importantes na Austrália. Estas três raças apresentam diferenças ao nível da tolerância à escassez de alimento: a Merino, sendo uma raça oriunda de selecção, apresenta o nível mais baixo de tolerância; a Dorper apresenta o nível de tolerância intermédio; a Damara é a raça mais tolerante, das três, à escassez de alimento. Dado que a escassez de alimento conduzirá eventualmente à perda de peso, a perda de peso deve-se essencialmente pela utilização das reservas energéticas do corpo do animal: primeiro há consumo do tecido adiposo com reduzido consumo proteico, seguindo-se um aumento da degradação das proteínas, é de esperar que haja diferenças na expressão das proteínas entre um animal bem alimentado e outro em perda de peso (subalimentado). Assim, este trabalho pretende identificar essas proteínas cuja expressão varia entre condições de favoráveis e desfavoráveis ao ganho de peso. Para tal recorreu-se à técnica de Electroforese Bidimensional usando 6 grupos experimentais, grupo de controlo e grupo com subnutrição para cada uma das três raças, com quatro réplicas biológicas, amostras de quatro animais diferentes por grupo experimental. Obtiveram-se assim 24 géis, com um total de 1228 spots, dos quais apenas 22 eram estatisticamente significativos (p<0.05) e tinham um poder de pelo menos 0,8. Todos os 22 spots foram seleccionados para identificação, em que 16 foram identificados com sucesso. Estas 16 proteínas distribuem-se, de acordo com a sua função, por proteínas do metabolismo (23%), proteínas estruturais (18%) e proteínas do aparelho contráctil (32%).In tropical countries, extensive ruminant production faces several constraints, of which the most important is seasonal weight loss, which is caused by a dry season with very low rain levels or no rain at all. In the majority of these countries, the animal most used for production is sheep, namely indigenous breeds, as these breeds can, generally speaking, endure harsher environment conditions than selected breeds. Being able to better tolerate lack of food and water is a very important feature an animal should have regarding extensive production systems. In Australia, currently, the sheep industry is mainly focused on the Merino breed. This breed, introduced in Australia by the Europeans and a derivative from the European breed, i.e. a selected breed, is wool breed and as such is mainly used for wool production, with very few animals being used for meat. This, however, creates a problem for these industries: with the decrease in price of wool and the increase of labour costs, it is becoming less and less economically viable to produce Merino for wool. Because of this, increasing number of producers are looking for alternative breeds that can better withstand the lack of food and tolerate some diseases that affect greatly Merino sheep. Two breeds are standing out due to their ability to withstand prolonged undernutrition: the Damara and the Dorper. These two breeds have high and intermediate tolerance to undernutrition, respectively, while the Merino have very low tolerance to undernutrition. If the undernutrition, and the associated weight loss, is long enough, there will be protein break down in response to the need for energy to maintain the animal’s metabolism. In regard to the interested in selecting traits like weight loss resistance for increased animal production rates, this work aims at providing information about protein markers which may be used to access tolerance to undernutrition and be used as a tool to better select the desired traits in the animals. A proteomic approach of Two-Dimensional Gel Electrophoresis was used to compare gastrocnemius muscle protein expression patterns between six experimental groups: three sheep breeds (Damara, Dorper and Australian Merino) grouped in a control (not feed restricted) and a feed restricted group; samples from four animals for each group were used. A total of 24 gels was obtained. After staining and analysis, 22 spots were detected as significantly (p<0.05) different and with a power of at least 0.8. All spots were selected for identification, 16 were successfully identified, with the identified proteins ranging from structural, metabolic and contractile apparatus roles

Learning Depth from Monocular Videos using Direct Methods

The ability to predict depth from a single image - using recent advances in CNNs - is of increasing interest to the vision community. Unsupervised strategies to learning are particularly appealing as they can utilize much larger and varied monocular video datasets during learning without the need for ground truth depth or stereo. In previous works, separate pose and depth CNN predictors had to be determined such that their joint outputs minimized the photometric error. Inspired by recent advances in direct visual odometry (DVO), we argue that the depth CNN predictor can be learned without a pose CNN predictor. Further, we demonstrate empirically that incorporation of a differentiable implementation of DVO, along with a novel depth normalization strategy - substantially improves performance over state of the art that use monocular videos for training

Improving durability through probabilistic design

In order to obtain a more controlled durability and long-term performance of concrete structures in chloride containing environment special care is needed in the design phase of reinforced concrete structures. The recent development of probability-based procedures has proven to give a more realistic basis for both durability design and condition assessment of reinforced concrete structures. Although there is still a lack of relevant data, this approach has been successfully applied to several new concrete structures, where requirements to a more controlled durability and service life have been specified. Since parameters both for concrete durability and environmental exposure typically show a high scatter, a probability-based approach has shown to give a very powerful basis for durability analysis. This approach is primarily being applied for obtaining a more controlled durability and long-term performance of new concrete structures, but it also provides a very valuable basis for condition assessment of existing concrete structures in chloride containing environment. In the present paper, the probability-based durability analysis is briefly described and used in order to demonstrate the importance and sensitivity of the various parameters affecting and controlling the durability of concrete structures in chloride containing environment. The results show that this procedure provides valuable information concerning the design options, making the decision process more reliable.(undefined

Implementing a reference backscatter calibration technique on a multi-sector multibeam echosounder

Increasingly, national hydrographic agencies are committing to routine acquisition of seabed backscatter strength estimates from multibeam echosounders (MBES) as part of national programs for seabed characterization. As part of their bathymetric survey mandate, these agencies have a long history of sounding quality control utilizing absolute and relative calibration (reference surfaces and crossover comparisons). Equivalent quality control is, however, not yet in place for managing seabed backscatter strength measurements, as the majority of the collected data is not absolutely referenced.Herein, a new technique for cross-calibrating a MBES with a reference calibrated split beam echosounder (SBES) was implemented. Broadband reference bottom backscatter strength (45-450 kHz) from areas with different seafloor types, derived from data obtained with Simrad EK80 SBES, is used to adjust the received acoustic intensities acquired from the same areas with several multi-sector MBES (Kongsberg Maritime EM2040P, EM710 and EM712), thereby enabling the routine collection of absolutely referenced bottom backscatter strength measurements. Previous efforts to implement a similar cross-calibration only considered a simplified vertically referenced ensonification geometry, ignoring the dynamic variations due to vessel rotations and active stabilization. As a result, neither the rotation of the beam pattern with respect to the vertical reference nor the compensation due to active beam stabilization were accounted for. Furthermore, this method properly accounts for modern MBES which have multiple transmit sectors over multiple swaths with the associated changes in frequency and signal modulation. The main output of this research is a set of two-dimensional arrays of correctors, derived for each transmit sector - the correction heatmap - providing estimates of the necessary calibration, as a function of across- and along-track sonar referenced angles. To test the repeatability of the proposed technique, correction heatmaps derived for the same system (using the same settings), but with data from different reference areas, were compared, resulting in differences generally within ± ~2 dB. Finally, a pre-calibrated MBES was used to survey a different location and establish a reference area, enabling the subsequent calibration of sonars that use the same frequencies

Indicadores de ordenamento do território : uma proposta metodológica

Tese de mestrado em Geografia apresentada à Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa, 2008O Ordenamento do Território, ao longo dos tempos, tem-se revelado um verdadeiro quebra-cabeças para aqueles que, directamente e indirectamente, trabalham com o espaço e as diversas actividades humanas a ele associadas. É em torno desta questão que esta dissertação se desenvolve, procurando apresentar uma proposta metodológica para um quadro de indicadores de Ordenamento do Território (OT) para Portugal Continental. Para além deste objectivo, é igualmente pretensão estruturar, compreender e auxiliar o esclarecimento do conceito de OT, dos vários conhecimentos relacionados com o seu estabelecimento no contexto nacional e da Comunitário, bem como realizar uma súmula legislativa directamente relacionada com a matéria. Para tal, este trabalho encontra-se estruturada em duas (2) partes, cinco (5) capítulos e oito (8) subcapítulos. A primeira parte tem como objectivo, proceder ao levantamento do estado da arte, apresentar considerandos, distinguir políticas, comunitárias e nacionais, com incidência territorial e descrever o sistema de gestão territorial português, apresentado o estado em que o mesmo se encontra. A segunda parte tem como intuito, descrever a necessidade da utilização do indicador no âmbito do OT e apresentar alguns exemplos de trabalhos realizados sobre este tipo de matéria. Esta finaliza com a apresentação de uma proposta metodológica de um quadro de indicadores e procede ao respectivo teste.Spatial planning has been one real challenge among the geographic information (GI) technicians since the beginning of the modern Era. One reason for this has been the complexity involved in the task of establishing a correct and meaningful spatial planning concept. This is the starting point for this work, which intends to make a proposal of a methodological framework for spatial planning indicators. Besides this general purpose, we begin by drawing an outline and to figure out a spatial planning concept for national and community policy and finish with a brief spatial planning law abstract. This thesis is organised in two different parts, five chapters and eight subchapters. The purpose of the first part is to review the state of the art in spatial planning, present some different concepts about it and describe the Portuguese spatial planning management system, up to this date. The second part has the purpose to describe the need to apply spatial planning indicators and describe some different examples. After the presentation of a proposal of a methodological framework for spatial planning indicators, this thesis ends with their test