Dynamics of phytoplankton communities around the Antarctic Peninsula and off the portuguese coast

Tese de doutoramento, Biologia (Ecologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012The study of phytoplankton dynamics is a fundamental tool in environmental assessment and monitoring, studies of trophic relationships and modeling ecosystems. The present study was a rare opportunity to study two different ecosystems, such as a polar zone, the Antarctic, and a temperate zone influenced by upwelling processes, the Portuguese coast. The main objective of this study was to understand the physical-chemical processes related to the phytoplankton communities’ distribution in these areas. Particularly, the Nazaré submarine canyon region (coast of Portugal) and around the tip of the Antarctic Peninsula, and characterize their communities through pigment analysis (HPLC) and identifying dominant species by microscopy. A great spatial variability in chlorophyll a (Chl a) was observed in the Antarctic Peninsula: highest levels in the vicinity of the James Ross Island (exceeding 7 mg m-3 in 2009), intermediate values (0.5 to 2 mg m-3) in the Bransfield Strait, and the lowest concentrations in the Weddell Sea and Drake Passage (below 0.5 mg m-3). On the other hand, in the region of Nazaré submarine canyon, a clear onshore-offshore gradient was visible: high Chl a concentrations were recorded in the canyon head, near the coast, where values greater than 4 mg m-3 were observed; in contrast, Chl a was relatively low in offshore regions, with values below 0.5 mg m-3. The use of taxonomic tools such as CHEMTAX software allowed efficient quantification of the contribution of different taxonomic groups present to total Chl a (biomass index). This study also showed that the spatial distribution of macronutrients is one of the key factors regulating the distribution of phytoplankton communities in the Nazaré Canyon region, while in the neighboring Antarctic Peninsula, other factors, such as light availability and/or iron distribution, mostly associated with the structure of the water column, determined the spatial composition of phytoplankton communities. The results presented are important to understand the oceanographic dynamics of these regions, and provide new insights for the overall knowledge of phytoplankton dynamics. Moreover, this work contributed with invaluable in situ data, which can be used in ecosystem modeling.O ambiente marinho contém comunidades biológicas muito diversas que estão interligadas em complexas cadeias tróficas. Na base dessas cadeias tróficas encontra-se o fitoplâncton (principal produtor primário dos oceanos), que embora representando menos de 1% da biomassa vegetal do planeta, é responsável por cerca de metade da produção primária na Terra. O estudo da dinâmica do fitoplâncton constitui uma ferramenta fundamental na monitorização e avaliação ambiental, nos estudos das relações tróficas e na modelação dos ecossistemas. A presente dissertação constituiu uma rara oportunidade de estudar dois ecossistemas tão distintos como uma zona polar, a Antártica, e uma zona temperada influenciada por processos de afloramento, a costa portuguesa. Apesar de o oceano Austral ser, usualmente, caracterizado como uma região de elevadas concentrações de nutrientes, mas com baixas concentrações de clorofila a (Chl a), existem determinadas zonas ao redor da Antártica onde se registam elevadas taxas de produtividade marinha, que servem de importantes áreas de alimentação para herbívoros e que são cruciais para captação de CO2 atmosférico em termos globais. Por sua vez, as regiões costeiras caracterizadas pelos processos de afloramento, como o caso da costa de Portugal, estão entre os ecossistemas marinhos mais produtivos dos oceanos e são conhecidas por sustentar algumas das regiões de pesca mais importantes do mundo. O principal objectivo deste estudo foi compreender os processos físico-químicos responsáveis pela distribuição das comunidades de fitoplâncton na região da Península Antártica e na região do canhão da Nazaré (costa de Portugal), caracterizando as respectivas comunidades através da análise Resumo 22 pigmentar por HPLC (high-performance liquid chromatography, que se poderá traduzir como cromatografia líquida de elevada precisão) e identificando as espécies dominantes por microscopia. A utilização de ferramentas químico-taxonómicas como o programa CHEMTAX permitiu uma eficiente quantificação da contribuição das diversas classes taxonómicas para o total de Chl a (índice de biomassa). O estudo ecológico efectuado na região da costa de Portugal encontra-se descrito e discutido no Capítulo II. Este trabalho baseou-se em uma campanha oceanográfica efectuada na região do canhão da Nazaré, numa altura do ano em que predominaram ventos favoráveis (quadrante norte) para a ocorrência de processos de afloramento costeiro. Esta situação foi evidenciada pelo surgimento de uma banda de águas mais frias, junto à costa, observada nas imagens de satélite da temperatura da superfície da água do mar. Nesta região da costa de Portugal foram observadas maiores concentrações de Chl a, relacionadas com a presença de diatomáceas e/ou dinoflagelados, nas regiões costeiras em associação com a presença de águas mais frias e ricas em nutrientes. Nas regiões mais afastadas da costa, fora da região de afloramento, observou-se um aumento da estratificação, menores concentrações de nutrientes e um total domínio de primnesiófitas, com um incremento na contribuição das cianobactérias nas estações mais oceânicas. Por outro lado, a presença do canhão submarino determinou um diferencial Norte-Sul na circulação dos nutrientes, que proporcionou uma injecção de maiores quantidades de nutrientes (bem visível na distribuição espacial do fosfato) para a região costeira a Sul do canhão, favorecendo o desenvolvimento de diatomáceas nesta área. Os dinoflagelados, por sua vez, competindo com as Resumo 23 diatomáceas por nutrientes e, provavelmente, melhor adaptados a regimes com menores concentrações de fosfato estabeleceram-se numa região a norte da cabeceira do canhão, onde este nutriente foi observado em concentrações muito baixas. Esta região de elevada biomassa (valores de Chl a superiores a 4 mg m-3) foi caracterizada por um forte florescimento de um dinoflagelado tóxico formador de cadeias longas – Alexandrium affine – em conjunto com outros dinoflagelados como Ceratium candelabrum, Ceratium furca, Ceratium fusus, Dinophysis acuta e Dinophysis caudata. O Capítulo III diz respeito ao estudo acerca da distribuição espacial das comunidades de fitoplâncton no entorno da Península Antártica, baseado nos resultados obtidos em dois cruzeiros oceanográficos realizados em dois anos consecutivos (2008 e 2009) no final do verão austral. As maiores biomassas registaram-se nas estações mais costeiras e próximas à Península, que apresentaram uma coluna de água mais homogénea e, possivelmente, uma maior disponibilidade em ferro devido aos processos de mistura. Estas zonas mais costeiras, em especial a região ao redor da ilha de James Ross (onde se registaram valores de Chl a superiores a 7 mg m-3), foram associadas com um predomínio de diatomáceas. Em zonas mais oceânicas (mar do Weddell e Passagem de Drake) verificou-se um aumento da estratificação, provavelmente restringindo os níveis de ferro na camada eufótica, o que limitou a biomassa e favoreceu o crescimento de organismos nanoplanctónicos, como as criptófitas e/ou Phaeocystis antarctica (primnesiófita). A utilização de índices pigmentares permitiu avaliar alguns processos fisiológicos das comunidades de fitoplâncton em resposta a determinadas condições ambientais (disponibilidade de ferro, luz e/ou herbivoria). Esta informação serviu para uma melhor compreensão dos Resumo 24 complexos processos responsáveis pela dinâmica do fitoplâncton ao redor da Península Antártica. A região do Estreito de Bransfield apresentou uma grande variabilidade espacial e temporal das suas características físico-químicas devido, em parte, a uma influência repartida de águas provenientes do mar de Weddell e do mar de Bellingshausen. Este facto reflectiu-se na grande variabilidade observada na distribuição da biomassa (concentrações de Chl a entre 0.5 e 2 mg m-3) e, consequentemente, das comunidades de fitoplâncton. Na sequência desta grande variabilidade observada para o Estreito de Bransfield e juntando uma terceira campanha oceanográfica realizada em 2010, na mesma época do ano (final do verão austral) e nas mesmas estações de amostragem realizadas em 2008 e 2009, efectuou-se um estudo específico para a região do Estreito de Bransfield, apresentado no Capítulo IV, sobre a variabilidade interanual das comunidades de fitoplâncton (variação na dominância dos principais grupos taxonómicos) em relação às condições físico-químicas e climáticas observadas. Foi ainda possível associar o início do degelo marinho, para a região do Estreito de Bransfield, com as variações observadas nas comunidades de fitoplâncton no final do verão austral (período em que se realizaram as amostragens). Tal como já observado por diversos autores para outras regiões ao redor da Península Antártica, uma alteração no início e/ou intensidade do degelo marinho causa um desfasamento (atraso ou antecipação) na natural sucessão fitoplanctónica da região. No ano de 2010, onde se verificaram temperaturas atipicamente frias durante o verão austral, o início/intensidade do degelo (gatilho fundamental para o desenvolvimento dos primeiros florescimentos de diatomáceas) foi de tal forma atrasado que resultou Resumo 25 em valores de biomassa bastante reduzidos durante todo o verão austral de 2010. Além disso, este processo resultou em um domínio de criptófitas em detrimento das diatomáceas, naquele ano, com presumíveis implicações para toda a cadeia trófica marinha da região.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, SFRH/BD/36336/2007) e projetos (PTDC/MAR/100348/2008), financiado pela FCT;(GOCE-CT-2005-511234), financiado pela Comissão Europeia; SOS-CLIMATE, financiado pelo CNPq (Brasil

Sonic calzaría Nike

Decenes Jornades de Foment de la Investigació de la FCHS (Any 2004-2005

Understanding the Shape-Memory Alloys Used in Orthodontics

Nickel-titanium (NiTi) shape-memory alloys (SMAs) have been used in the manufacture of orthodontic wires due to their shape memory properties, super-elasticity, high ductility, and resistance to corrosion. SMAs have greater strength and lower modulus of elasticity when compared with stainless steel alloys. The pseudoelastic behavior of NiTi wires means that on unloading they return to their original shape by delivering light continuous forces over a wider range of deformation which is claimed to allow dental displacements. The aim of this paper is to discuss the physical, metallurgical, and mechanical properties of NiTi used in Orthodontics in order to analyze the shape memory properties, super-elasticity, and thermomechanical characteristics of SMA

Temperature of denture base resin under different protocols of microwave irradiation

This in vitro study evaluated the temperature of dentures after different microwave irradiation protocols. Two complete dentures (one maxillary and one mandibular denture) were irradiated separately 4 times for each of the following 5 protocols: dentures immersed in water (G1- 6 min, G2- 3 min); dentures kept dry (G3- 6 min); dentures placed in the steam sterilizer (G4- 6 min, G5- 3 min). The final temperature of the dentures was gauged in a thin and in a thick area of each denture with an infrared thermometer. All groups presented an increase in the resin base temperature. The thin areas of the dentures underwent greater heating than the thick areas. There was no significant difference (p&gt;0.05) between the final mean temperatures of dentures immersed in water for 6 (G1) and 3 min (G2). However, the final mean temperatures recorded in G1 and G2 exceeded 71°C and were significantly higher (<0.001) than the final mean temperatures recorded in the other groups. It may be concluded that denture base resins subjected to microwave irradiation immersed in water may be exposed to deleterious temperatures.Este estudo in vitro avaliou a temperatura de próteses submetidas a diferentes protocolos de irradiação de microondas. Duas próteses totais (uma superior e outra inferior) foram irradiadas separadamente quatro vezes para cada um dos 5 protocolos que se seguem: prótese imersas em água (G1- 6 min, G2- 3 min); prótese a seco (G3-6 min); prótese no vapor (G4- 6 min, G5- 3 min). A temperatura final das próteses foi aferida em uma área fina e uma área espessa de cada prótese com um termômetro de infravermelho. Os resultados mostraram que todos os grupos sofreram aumento de temperatura. As áreas finas da prótese tiveram mais aumento da temperatura que as áreas espessas. Não houve uma diferença estatisticamente significante (p&gt;0,05) entre a média da temperatura final das próteses imersas em água por 6 (G1) e 3 min (G2). Entretanto, a temperatura final média observada no G1 e G2 excederam 71o C e foram significativamente maiores (p<0,001) que a temperatura final média dos outros grupos. Pode-se concluir que as bases de prótese submetidas à irradiação por microondas imersas em água podem estar expostas a temperaturas deletérias.Universidade de São Paulo USP - PIBI

Suggestion of Life Cycle Impact Assessment Methodology: Selection Criteria for Environmental Impact Categories

In life cycle assessment (LCA), environmental impacts are classified according to the methodology used. Several life cycle impact assessment (LCIA) methods are currently used, and the method selected and the particulars thereof may influence the results obtained. This study characterized the main LCIA methods used and the most relevant categories of environmental impact. In total, 87 articles were initially retrieved using relevant keywords. After screening, 11 articles were shown to address the topic of study and were reviewed. The results showed that CML is the most widely used method. The main environmental impact category was global warming potential followed by acidification. Studies using LCA depend on the confirmation of the efficacy of the methods in the effort to represent and assess impacts in different regions of the world

Spatiotemporal variability of dissolved inorganic macronutrients along the northern Antarctic Peninsula (1996–2019)

The northern Antarctic Peninsula is a key region of the Southern Ocean due to its complex ocean dynamics, distinct water mass sources, and the climate-driven changes taking place in the region. Despite the importance of macronutrients in supporting strong biological carbon uptake and storage, little is known about their spatiotemporal variability along the northern Antarctic Peninsula. Hence, we explored for the first time a 24-year time series (1996–2019) in this region to understand the processes involved in the spatial and interannual variability of macronutrients. We found high macronutrient concentrations, even in surface waters and during strong phytoplankton blooms. Minimum concentrations of dissolved inorganic nitrogen (DIN; 16 μmol kg−1), phosphate (0.7 μmol kg−1), and silicic acid (40 μmol kg−1) in surface waters are higher than those recorded in surrounding regions. The main source of macronutrients is the intrusions of Circumpolar Deep Water and its modified variety, while local sources (organic matter remineralization, water mass mixing, and mesoscale structures) can enhance their spatiotemporal variability. However, we identified a depletion in silicic acid due to the influence of Dense Shelf Water from the Weddell Sea. Macronutrient concentrations show substantial interannual variability driven by the balance between the intrusions of modified Circumpolar Deep Water and advection of Dense Shelf Water, which is largely modulated by the Southern Annular Mode (SAM) and to some extent by El Niño-Southern Oscillation (ENSO). These findings are critical to improving our understanding of the natural variability of this Southern Ocean ecosystem and how it is responding to climate changes

Previsão de geada em Santa Catarina

Frost is a weather event characterized by the formaton of ice on exposed objects and plants, being observed mainly from May to September in Southern Brazil. Climate study and frost forecast are important for the agricultural sectordue to crop damage and consequent economic losses. This paper proposes a probabilistc model for the forecast of frost in different intensites in the State of Santa Catarina, Southern Brazil. The methodology uses a generalized linear model to determine a frost index, corresponding to the relatonship between the occurrence of frosts in different intensites and the following variables of prognostc Weather Research and Forecastng (WRF) model: minimum daily air temperature (Tmin); relatve humidity and wind velocity, observed at the same tme as Tmin. The results obtained from the data analysis of a 3-yearperiod showed good performance of the model in predictng frost, especially in the separaton of the different intensites of the phenomenon.A geada é um evento meteorológico caracterizado pela formação de gelo sobre plantas e objetos expostos ao relento, sendo observada principalmente nos meses de maio a setembro na Região Sul do Brasil. O estudo climatológico e a previsão do fenômeno são importantes para o setor agropecuário em razão dos danos às culturas e consequentes prejuízos à economia. Este trabalho propõe um modelo probabilístco para previsão de geadas de diferentes intensidades no Estado deSanta Catarina. A metodologia utliza um modelo linear generalizado para determinar um índice de geada, correspondente à relação entre a ocorrência de geadas de diferentes intensidades e as seguintes variáveis prognóstcas do modelo meteorológico Weather Research and Forecastng (WRF): a temperatura mínima diária do ar (Tmin); a umidade relativa (UR) e a intensidade do vento (v) observadas no mesmo horário de Tmin. Os resultados obtidos a partr da análise de 3 anos de dados mostraram um bom desempenho do modelo na previsão de geada, principalmente na separação das diferentes intensidades do fenômeno

Sphingomyelin nanosystems decorated with TSP-1 derived peptide targeting senescent cells

Senescent cells accumulation can contribute to the development of several age-related diseases, including cancer. Targeting and eliminating senescence cells, would allow the development of new therapeutic approaches for the treatment of different diseases. The 4N1Ks peptide, a 10 amino acid peptide derived from TSP1 protein, combines both features by targeting the CD47 receptor present in the surface of senescent cells and demonstrating senolytic activity, thereby representing a new strategy to take into account. Nonetheless, peptide drugs are known for their biopharmaceutical issues, such as low short half-life and tendency to aggregate, which reduces their bioavailability and limits their therapeutic potential. In order to overcome this problem, herein we propose the use of biodegradable and biocompatible sphingomyelin nanosystems (SNs), decorated with this peptide for the targeting of senescent cells. In order to efficiently associate the 4N1Ks peptide to the nanosystems while exposing it on their surface for an effective targeting of senescent cells, the 4N1Ks peptide was chemically conjugated to a PEGylated hydrophobic chain. The resulting SNs-4N1Ks (SNs-Ks), were extensively characterized for their physicochemical properties, by dynamic light scattering, multiple-angle dynamic light scattering, nanoparticle tracking analysis and atomic force microscopy. The SNs-Ks demonstrated suitable features in terms of size (∼100 nm), association efficiency (87.2 ± 6.9%) and stability in different biorelevant media. Cell toxicity experiments in MCF7 cancer cells indicated an improved cytotoxic effect of SNs-Ks, decreasing cancer cells capacity to form colonies, with respect to free peptide, and an improved hemocompatibility. Lastly, senescence escape preliminary experiments demonstrated the improvement of SNs-Ks senolytic activity of in chemotherapy-induced senescence model of breast cancer cells. Therefore, these results demonstrate for the first time the potential of the combination of SNs with 4N1Ks peptide for the development of innovative senolytic therapies to battle cancerThis work was funded by Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) and European Regional Development Fund (FEDER) (PI18/00176), and by the Axencia Galega de Coñecemento en Saúde (GAIN), Xunta de Galicia (IN607B2021/14). NANOMAG group belongs to Galician Competitive Research Group (GRC) (ED431C-2021/16), co-funded by FEDER (EU). R.J. also acknowledges the European financial support in the frame of the NanoFar program, an Erasmus Mundus Joint Doctorate program in nanomedicine and pharmaceutical innovationS

Participatory democratic practices in the construction of social development agendas in municipalities in the southeast of Brazil

We present the results of a study that focused on local processes of implementation of social agendas - Agenda 21 and Healthy Cities - in the Southeast region of Brazil, relating the effort and its effects on the social determinants of health, especially those who may be understood by considering the relationship between social actors and system. There were 6 case studies to analyze the social experience to implement their agenda. Individual and collective interviews, survey documentation and direct observation of the experiences that produced the data were analyzed according to the previously defined research themes. Results show that values such as participation, collective construction of policies, sustainability and empowerment becomes part of the ideology and experience of those directly involved and is interfering so that positive actions have been adopted in the municipalities where they were developed, promoting health and quality of life of citizens living in these places.Se presentan los resultados de un estudio sobre los procesos locales de desarrollo de agendas sociales - Ciudades Saludables y Agenda 21 - en ciudades de la región sureste de Brasil, relacionando el esfuerzo empleado y sus efectos sobre los determinantes sociales de la salud, especialmente aquellos que se pueden comprender teniendo en cuenta la relación entre actores sociales y sistema. Se realizaron 6 estudios de caso para analizar la experiencia social de implementar las agendas. Entrevistas individuales y colectivas, reunión de documentación y observación directa produjeron los datos que se analizaron en términos de temas de investigación previamente definidos. Los resultados muestran que valores como participación, construcción colectiva de políticas, sostenibilidad y empoderamiento se convierten en parte de la ideología y experiencia de los directamente involucrados y que interfieren para la adopción de acciones positivas, promoviendo la salud y la calidad de vida de los ciudadanos que viven en estos lugares.Este artigo apresenta os resultados e a análise de um estudo que focalizou os processos locais de implantação das agendas sociais - Cidades Saudáveis e Agenda 21 - em municípios da região Sudeste do Brasil, relacionando o esforço realizado e seus efeitos sobre os determinantes sociais de saúde, especialmente os que podem ser apreendidos considerando-se a relação entre atores sociais e sistema. Realizaram-se estudos de caso em seis municípios para análise da experiência social de implementação da respectiva agenda. Entrevistas individuais e coletivas, levantamento de documentação e observação direta produziram os dados que foram analisados em função de temas de pesquisa previamente definidos. Resultados demonstram que valores como participação, construção coletiva de políticas, sustentabilidade e empoderamento, passam a integrar o ideário e a experiência dos atores diretamente envolvidos, além de interferirem ao ponto de ações positivas serem adotadas e implementadas, para promover a saúde e a qualidade de vida dos cidadãos que vivem nestes locais.Universidade de São Paulo Faculdade de Saúde PúblicaUniversidade Estadual de Campinas Faculdade de Ciências Médica Departamento de Saúde ColetivaUSP Faculdade de Saúde PúblicaUSP Faculdade de saúde PúblicaUniversidade de São Paulo e do Centro de Estudos Faculdade de Saúde Pública Departamento de Prática de Saúde PúblicaUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) CEPEDOCCentro de Estudos, Pesquisa e Documentação em Cidades SaudáveisMinistério da Saúde Fundação Oswaldo Cruz Centro de Pesquisas Aggeu MagalhãesUNIFESP, CEPEDOCSciEL