The potential of Ulva diversity in southern Portugal for a sustainable food and feed Industry

The food and feed industry surpass their sustainable boundaries and global food security is one of society's biggest challenges today. Macroalgae of the genus Ulva have been identified as a suitable candidate for cultivation, with various applications within the food and feed industry. This work discusses the sustainability performance of Ulva cultivation and identifies the potential of Ulva species in southern Portugal for their use in the food and feed industry. It was tested, which species are available in different coastal and lagoon habitats and whether species identity or environmental conditions have a stronger effect on the seaweed’s protein content and fatty acid profile, to find out, whether the selection of one Ulva species is favorable over another for cultivation. Ulva species were collected at coastal and lagoon locations in southern Portugal and genetically identified, using the tufA gene sequences. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis and Ulva compressa were identified as potential cultivation candidates. U. australis has not previously been reported in southern Portugal. Protein content in U. rigida sampled in coastal locations was higher (p < 0.01) compared to lagoon locations, but not different among species within the Ria Formosa (p = 0.363). Fatty acid profiles were not different across locations (p = 0.739). However, U. compressa had a higher PUFA content than U. rigida and U. fasciata within the Ria Formosa (p = 0.0245). Results suggest that U. compressa might be more a more suitable Ulva candidate for PUFA production and that protein content in seaweeds may be more susceptible to environmental conditions. In southern Portugal, Ulva is still an underexploited resource but has the potential to be part of the solution to overcome food security challenges in the future.A indústria de alimentos e rações supera os seus limites sustentáveis e, a segurança alimentar global, é um dos maiores desafios da sociedade hoje. Os sistemas de produção alimentar necessitam de novas soluções e de uma abordagem mais orientada para a sustentabilidade, garantindo produção de alimentos suficiente para as gerações futuras. Neste trabalho, o cultivo de algas é discutido como uma solução para os desafios enfrentados pelo atual sistema de produção alimentar e deverá ser inserido no contexto da sustentabilidade e no debate sobre as mudanças climáticas. O primeiro capítulo introdutório fornecerá uma visão geral da composição bioquímica de algas marinhas e do uso de biomassa das mesmas na indústria de alimentos para animais, com foco no mercado europeu e no género Ulva. Ulva contém vários compostos benéficos, como aminoácidos essenciais (EAA), fibras alimentares, ácidos gordos polinsaturados (PUFAs), minerais e vitaminas. As altas taxas de crescimento das algas, a distribuição omnipresente, a sua alta capacidade de absorção de nutrientes, a composição da dieta e a tolerância a diferentes condições ambientais tornam estas algas em potenciais candidatas ao cultivo, atraente para a indústria de alimentos e rações. Atualmente, a produção de algas marinhas ocorre principalmente em países asiáticos e na Europa. Portugal não está listado entre os principais países produtores de algas, com pouca tradição de consumo de algas comestíveis (EUMOFA 2017; Soares et al. 2017). Em Portugal continental, a indústria da aquicultura costeira baseia-se principalmente no centro e na costa sul do país e é dominada pela produção de moluscos (50%), dourada, robalo e pregado (Ramalho & Dinis 2011). Diferentes parâmetros de cultivo afetam a taxa de crescimento e a composição química bruta de Ulva, portanto a seleção do ambiente de cultivo afeta o rendimento dos compostos-alvo. A literatura sugere que a composição bioquímica das algas marinhas não depende apenas do ambiente de cultivo, mas que as espécies podem mostrar alguma estabilidade no seu perfil nutricional, mesmo entre ambientes (Angell et al. 2015; Gosh et al. 2012). O segundo capítulo revelou que o cultivo de algas marinhas se destaca das técnicas atuais de produção de alimentos em termos de desempenho e sustentabilidade. O facto de não haver necessidade de terra arável ou utilização de água doce para produção torna-se cada vez mais relevante, considerando a expectável escassez de água terrestre devido à sobrepopulação e ao aquecimento global. Os benefícios ecológicos do cultivo de algas marinhas são maiores em sistemas de cultivo aberto ou quando combinados com a produção de outras espécies em uma cultura multi-trófica integrada (IMTA), onde as preocupações ambientais associadas à aquacultura podem ser reduzidas. Considerando que, a pesca global está no seu limite sustentável e a produção de alimentos para animais é discutida de forma controversa, Ulva pode então ser considerada uma valiosa fonte de proteínas e PUFAs tonando-se um substituto sustentável da produção agrícola atual. As condições de cultivo para Ulva podem ser otimizadas para obter rendimentos máximos de compostos-alvo para várias aplicações na indústria alimentar e de rações. O objetivo deste trabalho foca-se na identificação do potencial das espécies de Ulva no sul de Portugal, quer no seu uso na indústria alimentar, quer como um recurso mais sustentável em comparação com a produção alimentar existente atualmente. Para isso, testou-se se diferentes espécies ou condições ambientais têm um efeito mais pronunciado no conteúdo de proteínas e perfil de ácidos gordos nas algas marinhas, para descobrir se a seleção de uma espécie de Ulva é favorável em relação à outra para fins alimentares ou para produção de rações. Diferentes espécies de Ulva foram recolhidas em locais costeiros e lagunares no sul de Portugal e identificadas geneticamente, usando o gene tufA. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis e Ulva compressa foram as cinco espécies de Ulva identificadas. U. australis não foi relatada anteriormente na costa sul portuguesa. As amostras foram analisadas quanto ao seu teor total de proteínas por combustão térmica. A quantidade de proteína total entre as espécies variou de 2.2% a 9.46% do peso seco (DW), com uma média de 4.35% para todas as espécies nos locais de amostragem costeiros e lagunares. Os números estão dentro, mas na extremidade inferior, do que foi relatado para as espécies de Ulva. Observou-se uma quantidade significativamente maior de proteína total em U. rigida amostrada em locais costeiros (p < 0,01) comparativamente aos locais de amostragem em lagoas, embora não existam diferenças significativas de proteína total entre as diferentes espécies da Ria Formosa (p = 0.336), suportando a hipótese de que o ambiente de cultivo tenha um efeito mais forte no perfil nutricional das algas do que na própria espécie. Os perfis de ácidos gordos foram analisados por cromatografia gasosa - espectrometria de massa. O ácido palmítico (C16:0) foi o ácido gordo mais abundante em todas as espécies de Ulva, variando de 36.8% a 85.29% do total de ácidos gordos. Os ácidos gordos polinsaturados (PUFAs) mais abundantes foram o ácido linoleico (C18: 2n-6) e o ácido α-linoleico (C18:3n-3). Os ácidos gordos saturados (AGS) compuseram a maior proporção de ácidos gordos, seguidos por PUFA e MUFA. No entanto, ao comparar a quantidade de PUFA dentro de U. rigida nos locais de amostragem costeira e de lagoa, a diferença não foi significativa (p = 0.739), enquanto U. compressa apresentou um conteúdo de PUFA significativamente maior que U. rigida e U. fasciata na Ria Formosa (p = 0.0245). Não foram encontradas diferenças significativas entre os perfis de ácidos gordos entre os locais da U. rigida (p = 0.6713) nem entre as espécies da Ria Formosa (p = 0.1064). Os resultados sugerem que U. compressa pode ser a espécie mais adequada para produção de PUFA e que o teor de proteínas nas algas pode ser maioritariamente suscetível às condições ambientais, comparativamente à composição de ácidos gordos. Neste trabalho, as espécies Ulva U. rigida, U. compressa, U.fasciata e U. flexuosa foram todas identificadas como um recurso promissor para o cultivo, diversificando e suplementando a atual produção alimentar de forma sustentável no sul de Portugal. Principalmente tendo em conta o cultivo em sistemas de aquacultura multi-trófica integrada (IMTA), uma abordagem de cultivo através da qual a produção de algas marinhas se torna mais económica, podendo acrescentar benefícios ambientais à indústria aquícola nesta região de Portugal. Os serviços de ecossistemas fornecidos através do cultivo em sistema aberto podem ajudar a manter ecossistemas saudáveis no sul de Portugal

Frenchmen in Dante’s Shoes: Sentimental Journeys through Italy in Early 19th Century Literature

Nel corso del Diciannovesimo secolo l’atteggiamento dei Francesi nei confronti dell’Italia è alquanto ambiguo, compreso tra una posa di superiorità ‘coloniale’ esercitata su un paese (ancora) disgregato e arretrato e la venerazione per geni letterari come Dante e Tasso. Dante soprattutto, affascina l’universo artistico e letterario francese durante tutto il secolo. Scrittori quali Lamartine o Hugo, così come pittori e musicisti, sono attratti sia dalla sua personalità, sia dal suo Inferno, la cantica indiscutibilmente più letta del poema dantesco. L’ambiguità risulta particolarmente ovvia nei viaggi sulle orme di Dante compiuti in Italia dagli scrittori francesi del Diciannovesimo secolo, che enfatizzano particolarmente il processo di identificazione emotiva. Si pensi qui a Chateaubriand, che nel 1828 viaggia attraverso l’Italia assumendo la posa di nuovo Alighieri, sebbene la sua conoscenza dell’opera di quest’ultimo sia piuttosto approssimativa. La sua identificazione con Dante, tuttavia, non sembra oltrepassare la semplice imitazione delle vicissitudini del Poeta e punta principalmente a forgiare un’immagine letteraria della sua persona. In maniera analoga, Jean-Jacques Ampère, nel suo Voyage dantesque (1839), predilige un approccio basato anch’esso sulle emozioni, ma le vaste conoscenze di storia della letteratura di Ampère consentono a quest’ultimo di sviluppare un atteggiamento critico più raffinato. Pertanto, la sua capacità di immedesimazione non consiste in una semplice imitazione, bensì in una comprensione più profonda dell’opera dantesca, che conduce Ampère non solamente a elogiare l’Italia rinascimentale, ma, addirittura, ad arrivare a mettere in discussione alcuni aspetti della cultura francese. Si delinea quindi un processo che, similmente a ciò che Dilthey chiamerà, in seguito, Einfuehlung, apporta un cambiamento profondo nella percezione dell’‘altro’ culturale, aprendo alla possibilità di un’ermeneutica interculturale tra la Francia e l’Italia

A BAYESIAN ANALYSIS OF THE AGES OF FOUR OPEN CLUSTERS

In this paper we apply a Bayesian technique to determine the best fit of stellar evolution models to find the main sequence turn off age and other cluster parameters of four intermediate-age open clusters: NGC 2360, NGC 2477, NGC 2660, and NGC 3960. Our algorithm utilizes a Markov chain Monte Carlo technique to fit these various parameters, objectively finding the best fit isochrone for each cluster. The result is a high precision isochrone fit. We compare these results with the those of traditional “by eye” isochrone fitting methods. By applying this Bayesian technique to NGC 2360, NGC 2477, NGC 2660, and NGC 3960 we determine the ages of these clusters to be 1.35 ± 0.05, 1.02 ± 0.02, 1.64 ± 0.04, and 0.860 ± 0.04 Gyr, respectively. The results of this paper continue our effort to determine cluster ages to higher precision than that offered by these traditional methods of isochrone fitting

Tibiofemoral and patellofemoral joint 3D-kinematics in patients with posterior cruciate ligament deficiency compared to healthy volunteers

Background: The posterior cruciate ligament (PCL) plays an important role in maintaining physiological kinematics and function of the knee joint. To date mainly in-vitro models or combined magnetic resonance and fluoroscopic systems have been used for quantifying the importance of the PCL. We hypothesized, that both tibiofemoral and patellofemoral kinematic patterns are changed in PCL-deficient knees, which is increased by isometric muscle flexion. Therefore the aim of this study was to simultaneously investigate tibiofemoral and patellofemoral 3D kinematics in patients suffering from PCL deficiency during different knee flexion angles and under neuromuscular activation. Methods: We enrolled 12 patients with isolated PCL-insufficiency as well as 20 healthy volunteers. Sagittal MR-images of the knee joint were acquired in different positions of the knee joint (0[degree sign], 30[degree sign], 90[degree sign] flexion, with and without flexing isometric muscle activity) on a 0.2 Tesla open MR-scanner. After segmentation of the patella, femur and tibia local coordinate systems were established to define the spatial position of these structures in relation to each other. Results: At full extension and 30[degree sign] flexion no significant difference was observed in PCL-deficient knee joints neither for tibiofemoral nor for patellofemoral kinematics. At 90[degree sign] flexion the femur of PCL-deficient patients was positioned significantly more anteriorly in relation to the tibia and both, the patellar tilt and the patellar shift to the lateral side, significantly increased compared to healthy knee joints. While no significant effect of isometric flexing muscle activity was observed in healthy individuals, in PCL-deficient knee joints an increased paradoxical anterior translation of the femur was observed at 90[degree sign] flexion compared to the status of muscle relaxation. Conclusions: Significant changes in tibiofemoral and patellofemoral joint kinematics occur in patients with isolated PCL-insufficiency above 30 degrees of flexion compared to healthy volunteers. Since this could be one reasonable mechanism in the development of OA our results might help to understand the long-term development of tibiofemoral and/or patellofemoral osteoarthritis in PCL-insufficient knee joints

BAYESIAN ANALYSIS OF TWO STELLAR POPULATIONS IN GALACTIC GLOBULAR CLUSTERS I: STATISTICAL AND COMPUTATIONAL METHODS

We develop a Bayesian model for globular clusters composed of multiple stellar populations, extending earlier statistical models for open clusters composed of simple (single) stellar populations (e.g., van Dyk et al. 2009; Stein et al. 2013). Specifically, we model globular clusters with two populations that differ in helium abundance. Our model assumes a hierarchical structuring of the parameters in which physical properties—age, metallicity, helium abundance, distance, absorption, and initial mass—are common to (i) the cluster as a whole or to (ii) individual populations within a cluster, or are unique to (iii) individual stars. An adaptive Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithm is devised for model fitting that greatly improves convergence relative to its precursor non-adaptive MCMC algorithm. Our model and computational tools are incorporated into an open-source software suite known as BASE-9. We use numerical studies to demonstrate that our method can recover parameters of two-population clusters, and also show model misspecification can potentially be identified. As a proof of concept, we analyze the two stellar populations of globular cluster NGC 5272 using our model and methods. (BASE-9 is available from GitHub: https://github.com/argiopetech/base/releases)

Fracture Resistance of Zirconia Oral Implants In Vitro: A Systematic Review and Meta-Analysis

Various protocols are available to preclinically assess the fracture resistance of zirconia oral implants. The objective of the present review was to determine the impact of different treatments (dynamic loading, hydrothermal aging) and implant features (e.g., material, design or manufacturing) on the fracture resistance of zirconia implants. An electronic screening of two databases (MEDLINE/Pubmed, Embase) was performed. Investigations including > 5 screw-shaped implants providing information to calculate the bending moment at the time point of static loading to fracture were considered. Data was extracted and meta-analyses were conducted using multilevel mixed-effects generalized linear models (GLMs). The Šidák method was used to correct for multiple testing. The initial search resulted in 1864 articles, and finally 19 investigations loading 731 zirconia implants to fracture were analyzed. In general, fracture resistance was affected by the implant design (1-piece > 2-piece, p = 0.004), material (alumina-toughened zirconia/ATZ > yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal/Y-TZP, p = 0.002) and abutment preparation (untouched > modified/grinded, p < 0.001). In case of 2-piece implants, the amount of dynamic loading cycles prior to static loading (p < 0.001) or anatomical crown supply (p < 0.001) negatively affected the outcome. No impact was found for hydrothermal aging. Heterogeneous findings of the present review highlight the importance of thoroughly and individually evaluating the fracture resistance of every zirconia implant system prior to market release

Emergence of Synchronous Oscillations in Neural Networks Excited by Noise

The presence of noise in non linear dynamical systems can play a constructive role, increasing the degree of order and coherence or evoking improvements in the performance of the system. An example of this positive influence in a biological system is the impulse transmission in neurons and the synchronization of a neural network. Integrating numerically the Fokker-Planck equation we show a self-induced synchronized oscillation. Such an oscillatory state appears in a neural network coupled with a feedback term, when this system is excited by noise and the noise strength is within a certain range.Comment: 12 pages, 18 figure