2010 Tropical Coral Reefs (Appendix 10)

SUMMARY Coral reef ecosystems are global biodiversity hotspots that depend on the massive calcium carbonate structures mainly deposited by scleractinian (i.e., “hard”) corals. Scleractinian coral distribution is primarily limited by sea-surface temperature, light, depth, ocean pH, sea water salinity, nutrients and sediment loads. These ecosystems are currently threatened by localized stresses such as overfishing and destructive fishing practices, pollution, terrestrial nutrient and sediment run-off, but are increasing impacted by direct and indirect impacts of rising CO2 concentrations and climate change. Coral reefs provide a broad range of ecosystems services with high socio-economic value: tourism, fisheries (food and employment), nutrient cycling, climate regulation, protection of the shoreline and other ecosystems (e.g. mangroves), and constitute the habitat for a wide range of species. Rising atmospheric CO2 concentrations have already led to a slight acidification of ocean surface waters and are projected to lead to levels of acidification that will severely impede calcium carbonate accretion. Global warming associated with greenhouse gas emissions has resulted in increased sea-surface temperatures, leading to frequent coral bleaching. Acidification and the increased frequency of local and global disturbances are projected to seriously degrade coral reefs world-wide. If current trends continue coral reef ecosystems may undergo regime shifts from coral to sponge or algae dominated habitats. The tipping point for this phase shift is estimated to be a sea-surface temperature increase of 2°C and/or atmospheric CO2 concentrations above 480 ppm (estimated to occur by 2050). Shifts in dominance from corals to sponges or algae would have dramatic consequences for coral reef communities. The reduction of habitat complexity through erosion would reduce the niches for numerous species that rely on corals for shelter, food, substrate, settlement and nursery. In order to avoid this phase shift, urgent local and global action is necessary. Reducing local stresses, such as the reduction of terrestrial inputs of sediment, nutrients and pollutants, is paramount to promote a higher resistance to disturbance and ensure ecosystem resilience. Fisheries require the sustainable management of marine species and should aim to conserve key functional groups such as herbivores that control algae growth. Marine protected areas networks should be designed and implemented to provide refuges and serve as larval sources to replenish harvested areas outside reserves. Globally, urgent and ambitious action to reduce CO2 emissions is necessary to limit sea surface temperature increase and water acidification

Design of strategies to prevent synthesis of S. pneumoniae capsular polysaccharide at the bacteria division septum

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Molecular e Genética). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012Streptococcus pneumoniae is a common respiratory bacterial pathogen and a frequent cause of community-acquired pneumonia in developed countries. The genes encoding for the capsule polysaccharide (CPS), one of the most important virulence factors of these bacteria, are organized in an operon and in almost all the serotypes the two conserved Wzd and Wze proteins are expressed. Previous results suggest that if these two proteins cannot interact, forming a Wzd/Wze protein complex, pneumococcal bacteria will be prevented from producing capsule at the septum, which was shown to abolish the ability of these bacteria to cause bacteremia in mice after intranasal challenge. In this work, we aimed to find a method capable of screening and identifying small inhibitory (SI) peptides that prevent the interaction between Wzd and Wze. This could, consequently, represent a breakthrough in the development of strategies to replace vaccines against this important clinical pathogen. Initially, a derivative of the Escherichia coli bacterial two-hybrid assay was used. Here, T25- and T18-tagged proteins Wzd and Wze were expressed in the presence of a protein that should compete and interfere with their interaction. However, expression of this control protein, untagged and fully functional Wze, did not prevent the interaction between T25-Wzd and T18-Wze when expressed in a different plasmid. Afterwards we decided to screen for SI peptides directly in S. pneumoniae. For that purpose, we constructed a mutant strain that encodes in the chromosome both proteins, Wzd and Wze, functional and fused to different fluorescent proteins. Accordingly, we observed that Wzd and Wze were localized at the division septum of bacteria and that this localization was lost when a competitor was expressed from a replicative plasmid. We will now screen for SI peptides that can cause delocalization of Wzd and/or Wze and determine their effect on the synthesis of pneumococcal CPS.Streptococcus pneumoniae é um agente bacteriano patogénico que causa frequentemente pneumonia em paises desenvolvidos. Um dos factores de virulência mais importantes é a cápsula (CPS), um polissacarido que reveste as bactérias. Os genes que codificam para a síntese da cápsula encontram-se organizados num operão que contém os genes wzd e wze, conservados em quase todos os serotipos conhecidos. As proteínas Wzd e Wze interagem formando um complexo proteico que é recrutado para o septo, local de divisão da bactéria, induzindo e regulando a síntese da cápsula. Resultados anteriores sugerem que a inibição da ligação entre estas duas proteinas pode impedir a produção de CPS no septo. Por esta razão, a descoberta de pequenos péptidos, denominados de péptidos SI (pequenos péptidos inibitórios – small inibitory peptides), que inibam a interacção entre as proteínas Wzd e Wze, pode significar uma revolução na criação de estratégias alternativas para substituir as vacinas desenvolvidas contra este patogéneo. O objectivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de um método de identificação de péptidos SI. Começou-se por usar um derivado do sistema “bactérial twohybrid”, em Escherichia coli, em que ambas as proteínas Wzd e Wze, contendo os tags T25 e T18 respectivamente, são expressas na presença de uma proteína competidora capaz de inibir a interacção Wzd/Wze. Contudo, este método não se revelou o mais adequado. De seguida decidiu-se desenvolver um sistema alternativo que pudesse identificar péptidos SI directamente em pneumococos. Para isso, construiram-se mutantes que expressam no cromossoma os genes wzd e wze em fusão com sequências que codificam para diferentes proteínas fluorescentes CFP e Citrine, respectivamente. Esta ferramenta revelou-se capaz de identificar péptidos SI que inibam a interacção entre as proteínas Wzd e Wze. Posteriormente procuraremos outros péptidos SI capazes de deslocalizar as proteínas Wzd e/ou Wze e determinar o seu efeito na síntese de CPS de pneumococos

How to integrate sustainability in the restaurant business: a case study of the first zero-waste Portuguese restaurant

Sustainability is increasingly discussed in a business world that is now also focused on the social and environmental well-being, beyond merely seeking profits. Notwithstanding, the global ecosystem is based on a linear throughput flow of materials, leading to an increase in waste, generating social, environmental, and economic problems. Although the restaurant business has a big contribution to degradation of the environment and social issues, it can also be an important voice in raising consciousness about sustainability and a powerful motivator to the adoption of sustainable practices. However, this is easier said than done. This research aimed to investigate and better understand the integration of sustainability in a restaurant, having in consideration the various stakeholders of the business and their relationships, and bearing in mind the social, environmental, and economic dimensions. The results are based on a qualitative analysis of a case study - Kitchen Dates, the first zero-waste Portuguese restaurant - and interviews were conducted with its stakeholders. The findings reveal that to successfully incorporate sustainability in a restaurant, an integrated and holistic approach is required, that considers all dimensions of sustainability, including a multi-stakeholder perspective based on human relations in every activity of the business. Theoretically, this study introduces a holistic perspective of how to incorporate sustainability in a restaurant, based on the insights of different stakeholders; and from a practical perspective, it is hoped that this dissertation can provide restaurant managers and other industry stakeholders with some guidelines and inspiration for incorporating sustainability in the restaurant business.Cada vez mais se discute o termo Sustentabilidade nos negócios que já não procuram apenas o lucro, centrando-se também no bem-estar social e ambiental. O ecossistema global atual baseia-se num fluxo linear, aumentando o desperdício, gerando problemas sociais, ambientais e económicos. Embora a indústria da restauração contribua para a degradação do ambiente e para o desenvolvimento de problemas sociais, também pode ser uma voz importante na consciencialização em relação à Sustentabilidade. Mas, nem sempre é fácil fazê-lo. Este estudo pretende investigar a integração da sustentabilidade na área da restauração, tendo em consideração os vários intervenientes do negócio e as relações existentes entre si, não esquecendo as diferentes dimensões da Sustentabilidade: social, ambiental e económica. Os resultados baseiam-se numa análise qualitativa de um estudo de caso - Kitchen Dates, o primeiro restaurante português sem caixote do lixo - onde foram entrevistados os seus stakeholders. As respostas deste estudo revelam que, para incorporar com sucesso o tema da Sustentabilidade num restaurante, é necessária uma abordagem integrada e holística, onde todas as dimensões da Sustentabilidade sejam tidas em conta. O gestor do restaurante deve adotar uma perspetiva que tenha em consideração os seus diferentes stakeholders, tendo subjacente a importância das relações humanas em todas as atividades do negócio. Teoricamente, este estudo introduz uma perspetiva sobre como incorporar a Sustentabilidade num restaurante. A nível prático, espera-se que possa proporcionar linhas de orientação tanto aos gestores de restaurantes como a outros intervenientes da indústria, servindo também de inspiração para integrar a Sustentabilidade na área da restauraçã

Additive Negative Effects of Anthropogenic Sedimentation and Warming on the Survival of Coral Recruits

Corals worldwide are facing population declines due to global climate change and local anthropogenic impacts. Global climate change effects are hard to tackle but recent studies show that some coral species can better handle climate change stress when provided with additional energy resources. The local stressor that most undermines energy acquisition is sedimentation because it impedes coral heterotrophic feeding and their ability to photosynthesize. To investigate if reducing local sedimentation will enable corals to better endure ocean warming, we quantitatively assessed the combined effects of increased temperature and sedimentation (concentration and turbidity) on the survival of coral recruits of the species, Porites astreoides. We used sediment from a reef and a boat basin to mimic natural sediment (coarse) and anthropogenic (fine) sediment (common in dredging), respectively. Natural sediment did not negatively impact coral survival, but anthropogenic sediment did. We found that the capacity of coral recruits to survive under warmer temperatures is less compromised when anthropogenic sedimentation is maintained at the lowest level (30 mg.cm−2). Our study suggests that a reduction of US-EPA allowable turbidity from 29 Nephelometric Turbidity Units (NTU) above background to less than 7 NTU near coral reefs would facilitate coral recruit survival under current and higher temperatures

Ecosystem services in urban areas: evaluating the role of green spaces to improve air quality using ecological indicators

Tese de mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015O número de pessoas a viver em cidades tem vindo a aumentar, tornando cada vez mais importante a questão da poluição associada às áreas urbanas. Os espaços verdes citadinos constituem zonas de lazer e de redução do stress, estando associados a diversos serviços do ecossistema, nomeadamente, a diminuição da poluição do ar. A densidade de árvores e o tamanho do espaço verde são geralmente considerados como muito importantes para esta capacidade. No entanto, há ainda um número reduzido de estudos que abordem os espaços verdes urbanos, principalmente os de pequena dimensão. Este trabalho teve como objetivo analisar a importância dos espaços verdes na diminuição da poluição do ar em zonas urbanas. Com esse intuito construíram-se modelos de qualidade do ar para os espaços verdes utilizando indicadores ecológicos. Este trabalho foi desenvolvido em Lisboa, a maior cidade de Portugal, situada no centro do país. Este revelou-se um bom local de estudo devido à alta concentração de poluentes urbanos, ao elevado número de habitantes e à existência de uma grande diversidade de áreas verdes, principalmente nas áreas menos centrais. A quantificação da qualidade do ar nos espaços verdes desta cidade poderá contribuir para uma gestão mais eficaz e ponderada destes. A amostragem de espaços verdes foi feita de forma aleatória e estratificada à zona, à área e à densidade de tecido urbano envolvente, de forma a não subamostrar zonas com menos espaços verdes, espaços verdes de dimensões elevadas ou com tecido urbano pouco denso. A amostragem de líquenes foi realizada em 42 espaços de verdes. Em cada espaço verde a diversidade de líquenes epífitos foi analisada nas 4 árvores mais próximas do centróide possível. Foi registada a frequência das espécies encontradas, seguindo um protocolo europeu standard. Quando a identificação no local não foi possível, foram recolhidas amostras para posterior identificação em laboratório. Foi ainda registado o diâmetro à volta do peito de cada árvore amostrada. Foram tidas em conta várias métricas de biodiversidade: o valor de diversidade de líquenes (LDV), a riqueza, a riqueza funcional (FR). Foi calculada a área total de cada espaço verde e o NDVI (normalized diference vegetation index) do centróide de cada espaço verde e do conjunto do espaço verde com um buffer de 100 metros em redor. As áreas foram obtidas através da análise de fotografias aéreas e os valores de NDVI através de imagens do satélite Landsat 8. Com o objetivo de ter em consideração a poluição de fundo do tráfego automóvel, foram utilizados dados das concentrações de dióxido de azoto (NO2) existentes nas diferentes zonas da cidade, calculadas num trabalho anterior. As espécies de líquenes identificadas foram caracterizadas em diferentes grupos funcionais, de acordo com três atributos (traits): Tolerância à eutrofização, requisitos de humidade e forma de crescimento. Por fim, foram recolhidos dados relativos à população da cidade, tendo em conta a faixa etária das respetivas freguesias. Os dados respeitantes à população com menos de 14 anos e com mais de 65 anos foram posteriormente tidos em conta para a produção de mapas de risco, tendo em conta a maior suscetibilidade à poluição destas faixas etárias. O tratamento estatístico inicial dos dados envolveu a realização de coeficientes de correlação de spearman entre as variáveis ambientais e as métricas consideradas. Posteriormente foram elaborados modelos (GLM) tendo em conta apenas as variáveis com maiores associações. O modelo final foi selecionado tendo em conta o princípio da parcimónia e o maior valor de AIC. De seguida, o modelo, que tem como variáveis explicativas a área do espaço verde e a concentração de NO2, foi aplicado a 63 espaços verdes de Lisboa, para além dos realizados da amostragem inicial. A métrica de biodiversidade Riqueza foi a que apresentou maiores associações com as variáveis ambientais. Assim, esta métrica, fácil de aplicar e muito robusta, foi utilizada como indicadora da qualidade do ar nos espaços verdes de Lisboa. Os resultados obtidos sugerem que o NDVI do espaço verde e a área deste são fatores preponderantes para a qualidade do ar em espaços verdes urbanos. Também a poluição de fundo (provavelmente com origem automóvel) é de grande importância para a qualidade do ar nestes espaços. Estas foram as variáveis ambientais com maior correlação com as métricas consideradas. No total dos espaços amostrados foram identificadas 22 espécies, valores semelhantes aos apresentados na bibliografia para outras cidades europeias. Em relação a um estudo anterior nos anos 70, a qualidade do ar em Lisboa aparenta não ter sofrido grandes alterações, o que se poderá dever à diminuição dos poluentes emitidos por veículo, devido aos avanços tecnológicos, em simultâneo com o aumento do número de veículos em circulação desde os anos 70. No entanto, as diferenças no tipo de amostragem poderão ser relevantes e justificar estes valores. Relativamente aos grupos funcionais considerados, os líquenes xerófitos, oligotróficos e nitrófilos foram os obtidos em maior número, enquanto os fruticosos foram os menos abundantes. Foi ainda comparada a riqueza de líquenes, nos espaços verdes mais próximos das estações de qualidade do ar existentes em Lisboa, com as medições de PM10 no ano de 2013 em cada uma dessas estações. A riqueza de líquenes mostrou estar significativamente correlacionada com o número de períodos (20 dias consecutivos) de partículas acima dos 10ug/m2.Esta correlação linear permitiu-nos utilizar a riqueza de líquenes como um sorrugate da qualidade do ar dos espaços verdes. Analisando o modelo obtido neste trabalho foi ainda possível estimar a melhoria do ar nos espaços verdes de Lisboa. Assim, inferiu-se que o mesmo aumento de área em espaços verde de dimensões pequenas é mais eficaz na redução da poluição do ar que em espaços verdes de grandes dimensões. Por exemplo, com 10% de aumento de área, num espaço verde de 300m2 pode-se alcançar 14% de melhoria da qualidade do ar enquanto num espaço verde com 50000m2 a melhoria ronda os 1,5%. Também foi possível verificar que em zonas com mais poluição de fundo a melhoria é mais potenciada do que em zonas com menos poluição de fundo. Da análise da população das diferentes freguesias em Lisboa, concluiu-se que é na zona centro que existe as freguesias com maior percentagem de idosos e na periferia as freguesias com maior percentagem de crianças. De salientar, que a percentagem de idosos é bastante superior à de crianças e por isso estes devem ser tidos em conta mais atentamente. A zona central da cidade é também onde os espaços verdes possuem pior qualidade do ar, estimada pelo modelo criado neste trabalho. Assim, esta é uma zona que requer especial atenção por parte dos gestores dos espaços verdes. A criação de espaços verdes com maior tamanho e densidade de árvores ou a ampliação e readaptação de espaços verdes existentes são duas ações sugeridas. Em situações de elevada densidade urbana, os telhados e as paredes verdes são boas possibilidades. Tendo em conta a influência do trafego automóvel na poluição dos espaços verdes, é também sugerido medidas como, por exemplo, a diminuição de duas vias para uma só, substituindo a segunda por uma linha de árvores.Air pollution has substantial impacts in human health. The air quality policies implemented in Europe during the last decades led to an overall decrease in pollution originated from industry. However, in general in urban areas traffic intensity is still significant, exposing urban citizens to various air pollutants. In face of the expected increase in the number of people living in cities, from current 54% to 66% in 2050, management actions to improve air quality in urban areas are imperative. Urban green spaces are known to provide several ecosystem services, namely those associated to air purification. However, the quantification of this ecosystem service is still undone. Quantifying the role of green spaces in air purification requires information with high spatial and temporal resolution. Air quality monitoring stations in cities are scarce, due to their elevated costs, and the existent ones are far from providing an adequate spatial cover. The lack of air quality data with high spatial resolution and with consistent time-series matching the diversity of green space typologies, have been the main setback for this ecosystem service evaluation. Ecological indicators are good candidates for monitoring ecosystem services in urban areas. Lichens are within the most widely used ecological indicators to monitor air quality, including in urban areas, due to their direct dependence of atmospheric conditions. They can be sampled in a flexible way in urban areas, providing high spatial resolution data and integrating the time component. The aim of this study was to evaluate and model how green spaces can improve air quality in urban areas, using lichen as ecological indicators. The work was performed in Lisbon, a large city with multiple typologies of green spaces, and areas with variable atmospheric pollution levels. Lichen diversity was sampled following the standard European method in 42 green spaces stratified by size and location. Other environmental variables associated with green spaces and its surroundings were evaluated, such as vegetation density and surrounding urban density. Lichen species richness in green spaces was very significantly related with most variables associated to air quality. Thus, this simple and very robust metric was selected as ecological indicator of the effects of air quality in cities. Background pollution, likely from traffic, contributed to decreasing air quality. Conversely, high vegetation density in and around green spaces and large green spaces contributed positively to air quality in Lisbon green spaces. A model for air quality on Lisbon green spaces allowed us to determine that increasing their area or building small gardens greatly contributes for improving local air quality. Low air quality is an additional health risk for Lisbon population, particularly for the most vulnerable groups, such as elderly people (>65 years) and children (>14 years). Using the same model, we provided a health risk map for the most susceptible age groups of the population: elderly and children. Ultimately, this framework can be used as a tool for informed decisions in urban green spaces management aiming at air purification using ecosystem services