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

Body composition and blood parameters of newborn piglets from Alentejano and conventional (Large White × Landrace) genotype

This study aimed to compare the body composition and some blood parameters [(glucose, albumin and insulin-like growth factor 1 (IGF-1)] of newborn piglets farrowed by unselected Alentejano (AL) or conventional genotype [Large- White Landrace (LL)]. Carcasses (12 of each genotype) and blood samples were obtained from a total of 34 litters (18 AL, 16 LL). Gestation length was 4d shorter in AL sows compared with LL sows. When adjusted for birth weight, carcasses of AL piglets showed higher percentages of dry matter (P < 0.05) and crude protein (P < 0.01) and tended to have higher lipid content (P = 0.091) than carcasses of LL piglets. Relative to body weight, the AL piglets had heavier livers (P < 0.05) than LL piglets but glycogen content was similar in both genotypes. Longissimus dorsi muscle of AL piglets contained more protein (P < 0.01), but glycogen, DNA and RNA contents were similar in both genotypes. The blood from the AL piglets had higher levels of glucose (P < 0.01), albumin (when adjusted for birth weight) (P<0.05) and IGF-1 (P < 0.05) than blood from the LL piglets. On the bases of body composition and studied blood parameters, AL piglets seem to be more mature at birth than LL piglets despite a shorter gestation lenght

Healthcare as a Universal Human Right

This important book outlines how, despite varying levels of global socio-economic development, governments around the world can guarantee their citizens’ fundamental right to basic healthcare. Ground in the philosophical position that healthcare is an essential element to human dignity, the book moves beyond this theoretical principle to offer policy makers a basis for health policies based on public accountability and social responsiveness. Also emphasizing the importance of global co-operation, particularly in the area of health promotion and communication, it addresses, too, the issue of financial sustainability, suggesting robust mechanisms of economic and social regulation. New opportunities created by e-health, evidence-based data and artificial intelligence are all highlighted and discussed, as is the issue of patient rights. Students and researchers across bioethics, public health and medical sociology will find this book fascinating reading, as will policy makers in the field

Differential temporal beta‐diversity patterns of native and non‐native arthropod species in a fragmented native forest landscape

An important factor that hinders the management of non‐native species is a general lack of information regarding the biogeography of non‐natives, and, in particular, their rates of turnover. Here, we address this research gap by analysing differences in temporal beta‐diversity (using both pairwise and multiple‐time dissimilarity metrics) between native and non‐native species, using a novel time‐series dataset of arthropods sampled in native forest fragments in the Azores. We use a null model approach to determine whether temporal beta‐diversity was due to deterministic processes or stochastic colonisation and extinction events, and linear modelling selection to assess the factors driving variation in temporal beta‐diversity between plots. In accordance with our predictions, we found that the temporal beta‐diversity was much greater for non‐native species than for native species, and the null model analyses indicated that the turnover of non‐native species was due to stochastic events. No predictor variables were found to explain the turnover of native or non‐native species. We attribute the greater turnover of non‐native species to source‐sink processes and the close proximity of anthropogenic habitats to the fragmented native forest plots sampled in our study. Thus, our findings point to ways in which the study of turnover can be adapted for future applications in habitat island systems. The implications of this for biodiversity conservation and management are significant. The high rate of stochastic turnover of non‐native species indicates that attempts to simply reduce the populations of non‐native species in situ within native habitats may not be successful. A more efficient management strategy would be to interrupt source‐sink dynamics by improving the harsh boundaries between native and adjacent anthropogenic habitats.Portuguese FCT‐NETBIOME – ISLANDBIODIV grant 0003/2011.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Relação entre o regulamento de desempenho energético de edifícios de habitação com o conceito de edifício com necessidades quase nulas de energia

Este trabalho teve como objetivo principal relacionar a aplicação do Regulamento de desempenho energético dos edifícios de habitação com o conceito de habitação com necessidades quase nulas de energia. O trabalho começa por fazer uma comparação entre a metodologia geral do regulamento que vigora de momento e o seu predecessor de modo a perceber as alterações teóricas que estão subjacentes durante o processo de adaptação. É feito um estudo sobre os edifícios com necessidades quase nulas de energia e de várias estratégias passivas de serem utilizadas em edifícios capazes de conduzir à obtenção deste título. Por fim, realizou-se a aplicação do regulamento em vigor a um caso real e um estudo sobre efeito do aumento da área dos envidraçados tendo em conta a sua orientação, com o objetivo de aumentar a eficiência energética.This project has the aim to relate the application of the Regulamento de desempenho energético dos edifícios de habitação with the concept of Near zero energy building. The project begins making a comparison of the general methodology between both regulations in order to understand the theoretical alterations that are underlined during the adaptation process. In addition, a study about near zero energy buildings is made and various strategies capable of leading to the acquisition of this title in a residential building. Finally, it is made an application of the existing regulation to a real scenario and a study about the effect of the increase of the area glazed surface, taking into account their orientation, with the objective of energetic efficiency

Healthcare as a Universal Human Right

This important book outlines how, despite varying levels of global socio-economic development, governments around the world can guarantee their citizens’ fundamental right to basic healthcare. Ground in the philosophical position that healthcare is an essential element to human dignity, the book moves beyond this theoretical principle to offer policy makers a basis for health policies based on public accountability and social responsiveness. Also emphasizing the importance of global co-operation, particularly in the area of health promotion and communication, it addresses, too, the issue of financial sustainability, suggesting robust mechanisms of economic and social regulation. New opportunities created by e-health, evidence-based data and artificial intelligence are all highlighted and discussed, as is the issue of patient rights. Students and researchers across bioethics, public health and medical sociology will find this book fascinating reading, as will policy makers in the field

A multidimensional analysis of maternal separation impact: corticosteroids and oxytocin linkage

Dissertação de Mestrado em Psicologia ClínicaExposure to early life stress and emotional trauma appear to be critical for neurodevelopment, stress responsiveness, lifetime health, and behavioral programming. Importantly, the severity of these effects seems to be mediated by the glucocorticoid levels exposure and the specific development stage at which it occurs. Indeed, in the last decades elegant longitudinal research with humans informed about the impact of early life experiences on the adult general adaptation. However, the mechanisms underlying the stress programming are still unclear. Animal models have been developed to experimentally investigate the neural substracts of early chronic stress exposure. In the rat, maternal separation (MS) in early ages have been linked to endocrinal, neurochemical and behavioral disruptions in the rat. The present thesis aimed to investigate the long-term imprinting effects of early stress exposure into two developmental time windows (MS2-15, MS7-20), in terms of behavioral outcomes: spatial memory performance, anxiety behaviors, learn helplessness behavior and social behavior. Moreover, in order to clarify the cross-talk between corsticosteroid and oxytocinergic systems as possible mechanism underlying the proposed behavioral outcomes, we separately evaluated the long-term consequences of early life maternal separation in corticosteroid and oxytocinergic pathways. Independently of the temporal windows in which the stressor occurred, MS rats showed increased adrenal glands and body’s weight, which may reflect a disruption of the HPA axis, as corroborated by the higher levels of corticosteroids plasma found in the same animals. Behaviorally, MS2-15 rats presented depressive-like behaviors and, indepently of the brain maturity, both MS groups showed hyperanxious behavior in the elevated plus maze test. Finally, early adverse experiences showed to influence the mRNA OT-r expression in specific brain areas linked to HPA axis regulation and to several cognitive- and social-emotional processes. These findings could reflect the time-dependent imprinting effect of adverse experiences in childhood, since the impact of corticosteroids in the maturation of specific neuronal substract of behavior and neuroendocrine phenotypes were demonstrated.A exposição precoce a stress e a experiências traumáticas têm sido apontadas como críticas para o desenvolvimento neurocognitivo, da respostas ao stress, da saúde e da programação comportamental. Mais importante ainda, a severidade destes efeitos parece ser mediada pelos níveis de glucocorticóides e pelo período desenvolvimental em que as experiências ocorrem. De facto, nas últimas décadas estudos longitudinais realizados com humanos têm demonstrado o impacto das experiências precoces na adaptação global em idade adulta. No entanto, os mecanismos subjacentes à programação do stress ainda não estão totalmente clarificados. Neste sentido, têm-se desenvolvido modelos animais para identificar, experimentalmente, quais os substratos neurais subjacentes aos efeitos da exposição crónica ao stress. No rato, a separação materna (MS) em idades precoces tem sido associada a perturbações neurobioquímicas, neuroendócrinas e as perturbações de comportamento. A presente tese teve como objectivo avaliar, a nível comportamental, e em dois períodos sensitivos do desenvolvimento (MS2-15, MS7-20) os efeitos da programação a longo-prazo da exposição precoce a stress, nomeadamente: o desempenho da memória espacial, o comportamento ansioso, o comportamento depressivo e o comportamento social. Adicionalmente, e a fim de promover a compreensão sobre a relação entre os sistemas oxitocinérico e HPA como possível mecanismo subjacente aos outcomes comportamentais identificados, foram avaliadas separadamente as consequências a longo-prazo da separação maternal nas vias oxitocinérgica e na produção de corticoesteróides. Independentemente dos períodos temporais em que ocorreu o stress, os ratos sujeitos à separação materna apresentaram um aumento ao nível do peso corporal e das das glândulas adrenais, o que pode reflectir uma ruptura do eixo HPA, como corroborado pelos maiores níveis plasmáticos de corticosteróides encontrados nos mesmos animais. Ao nível comportamental, os ratos MS2-15 apresentaram comportamentos depressivos e, independente do nível de maturação cerebral, ambos os grupos experimentais apresentaram comportamentos ansiosos quando testados no Elevated Plus Maze. Finalmente, a experiência de stress em momentos precoces do desenvolvimento demonstrou influenciar a expressão do mRNA dos receptors de oxitocina em áreas específicas do cérebro associadas à regulação do eixo HPA e a vários processos cognitivos e sócio-emocionais. Os presentes resultados permitem demonstrar que o impacto de experiências adversas na infância está dependente do período desenvolvimental em que estas ocorrem, tendo sido demonstrado o impacto dos corticosteroides na maturação de redes neuronais especificamente associadas a determinados fenótipos comportamentais e neuroendócrinos

Genome-scale metabolic modelling of an extremophile microbial community

Dissertação de mestrado em BioinformaticsBiomining offers an ecological alternative to the standard mining practices by using ex tremophiles that can endure elevated temperatures and low pH values. Several studies have been performed using Acidithiobacillus caldus SM-1 and Acidimicrobium ferrooxidans DSM 10331, suggesting that these bacteria in a community offer several advantages in bioleaching environ ments. Genome-Scale Metabolic (GSM) models simulate the organisms’ metabolism through constraint based approaches. Therefore, the reconstruction of GSM models for A. caldus and A. ferroox idans and their integration into a community will offer, besides valuable insights into their metabolism, a unique perspective on the potential interaction mechanisms between the two organisms within the community. In this work, we developed manually curated GSM models for A. caldus with 416 genes, 846 reactions and 646 metabolites, and A. ferrooxidans with 408 genes, 817 reactions and 640 metabolites. Both models were reconstructed using the user-friendly software merlin. We performed the functional annotation of both organisms’ genomes to identify their metabolic characteristics, which allowed generating a draft of the metabolic network. Manual curation efforts through literature, genomic information, phylogenetically close organisms and biological databases allowed refining the metabolic network. Furthermore, the models were validated using Cobrapy and Mewpy which allowed analysing flux distribution and interactions in different environmental conditions, and the results were compared with the literature and experimental data. Lastly, the community model was built using the organisms’ validated GSM models. In silico phenotypic simulations of the community model revealed that A. caldus exchanged lipid-production related compounds whilst A. ferrooxidans donated hydrogen sulfide assisting the former with its more complex sulfur metabolism. Moreover, the results suggest a more significant influence of A. ferrooxidans in the community’s growth rate whilst A. caldus assists A. ferrooxidans in biomass production. These models can serve as a starting point to study and model the community’s behaviour in several bioleaching conditions.A biomineração oferece uma alternativa ecológica às práticas de mineração comuns através do uso de extremófilos que são capazes suportar elevadas temperaturas e baixos valores de pH. Vários estudos foram realizados usando os microrganismos Acidithiobacillus caldus SM-1 e Acidimicrobium ferrooxidans DSM 10331 em comunidade, sugerindo várias vantagens em ambientes de biolixiviação. Os modelos metabólicos à escala genómica permitem a modelação do metabolismo através de abordagens baseadas em restrições. Portanto, a construção de uma comunidade com contendo o modelo da A. caldus e outro da A. ferrooxidans poderá oferecer novas perspetivas sobre os seus respetivos metabolismos, assim como sobre os mecanismos de interação entre os dois organismos dentro da comunidade. Neste trabalho, foram reconstruídos dois modelos metabólicos à escala genómica com um elevado nível de curação manual utilizando a ferramenta merlin. O modelo da A. caldus conta com 416 genes e 846 reações enquanto que o da A. ferrooxidans possuí 408 genes e 817 reações. Os modelos foram funcionalmente anotados a fim de identificar as características metabólicas dos organismos, gerando um esboço da rede metabólica. Esta rede metabólica foi depois curada manualmente a fim de a refinar. Para isto foi usado informação presente na literatura, dados genómicos, organismos filogeneticamente próximos e bases de dados biológicas. Posteriormente, os modelos foram validados através de uma análise da distribuição de fluxo com diferentes condições ambientais e os resultados foram comparados com a literatura e dados experimentais. Por fim, o modelo da comunidade foi construído usando os modelos validados dos dois organismos. Simulações fenotípicas in silico do modelo da comunidade revelaram uma troca de compostos relacionados com produção de lípidios por parte da A. caldus, enquanto A. ferrooxidans doou sulfato de hidrogénio, auxiliando o primeiro no seu metabolismo de enxofre mais complexo. Por fim, os resultados sugerem uma maior influência de A. ferrooxidans na taxa de crescimento da comunidade enquanto que A. caldus auxilia o primeiro na produção de biomassa