Calcification depth of deep-dwelling planktonic foraminifera from the eastern North Atlantic constrained by stable oxygen isotope ratios of shells from stratified plankton tows

Stable oxygen isotopes (delta O-18) of planktonic foraminifera are one of the most used tools to reconstruct environmental conditions of the water column. Since different species live and calcify at different depths in the water column, the delta O-18 of sedimentary foraminifera reflects to a large degree the vertical habitat and interspecies delta O-18 differences and can thus potentially provide information on the vertical structure of the water column. However, to fully unlock the potential of foraminifera as recorders of past surface water properties, it is necessary to understand how and under what conditions the environmental signal is incorporated into the calcite shells of individual species. Deep-dwelling species play a particularly important role in this context since their calcification depth reaches below the surface mixed layer. Here we report delta O-18 measurements made on four deep-dwelling Globorotalia species collected with stratified plankton tows in the eastern North Atlantic. Size and crust effects on the delta O-18 signal were evaluated showing that a larger size increases the delta O-18 of G. inflata and G. hirsuta, and a crust effect is reflected in a higher delta O-18 signal in G. truncatulinoides. The great majority of the delta O-18 values can be explained without invoking disequilibrium calcification. When interpreted in this way the data imply depth-integrated calcification with progressive addition of calcite with depth to about 300m for G. inflata and to about 500m for G. hirsuta. In G. scitula, despite a strong subsurface maximum in abundance, the vertical delta O-18 profile is flat and appears dominated by a surface layer signal. In G. truncatulinoides, the delta O-18 profile follows equilibrium for each depth, implying a constant habitat during growth at each depth layer. The delta O-18 values are more consistent with the predictions of the Shackleton (1974) palaeotemperature equation, except in G. scitula which shows values more consistent with the Kim and O'Neil (1997) prediction. In all cases, we observe a difference between the level where most of the specimens were present and the depth where most of their shell appears to calcify.Agência financiadora Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT): SFRH/BD/78016/2011; UID/Multi/04326/2019 European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013): 228344-EUROFLEETS German Research Foundation (DFG): WA2175/2-1; WA2175/4-1 German Climate Modelling consortium PalMod - German Federal Ministry of Education and Research (BMBF)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Mediterranean Outflow and surface water variability off southern Portugal during the early Pleistocene: A snapshot at Marine Isotope Stages 29 to 34 (1020-1135 ka)

Centennial-to-millennial scale records from IODP Site U1387, drilled during IODP Expedition 339 into the Faro Drift at 558 m water depth, now allow evaluating the climatic history of the upper core of the Mediterranean Outflow (MOW) and of the surface waters in the northern Gulf of Cadiz during the early Pleistocene. This study focuses on the period from Marine Isotope Stages (MIS) 29 to 34, i.e. the interval surrounding extreme interglacial MIS 31. Conditions in the upper MOW reflect obliquity, precession and millennial-scale variations. The benthic delta O-18 signal follows obliquity with the exception of an additional, smaller delta O-18 peak that marks the MIS 32/31 transition. Insolation maxima (precession minima) led to poor ventilation and a sluggish upper MOW core, whereas insolation minima were associated with enhanced ventilation and often also increased bottom current velocity. Millennial-scale periods of colder sea-surface temperatures (SST) were associated with short-term maxima in flow velocity and better ventilation, reminiscent of conditions known from MIS 3.A prominent contourite layer, coinciding with insolation cycle 100, was formed during MIS 31 and represents one of the few contourites developing within an interglacial period. MIS 31 surface water conditions were characterized by an extended period (1065-1091 ka) of warm SST, but SST were not much warmer than during MIS 33. Interglacial to glacial transitions experienced 2 to 3 stadial/interstadial cycles, just like their mid-to-late Pleistocene counterparts. Glacial MIS 30 and 32 recorded periods of extremely cold (<12 degrees C) SST that in their climatic impact were comparable with the Heinrich events of the mid and late Pleistocene. Glacial MIS 34, on the other hand, was a relative warm glacial period off southern Portugal. Overall, surface water and MOW conditions at Site U1387 show a strong congruence with Mediterranean climate, whereas millennial-scale variations are closely linked to North Atlantic circulation changes. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT; Portugal) through MOWCADYN project [PTDC/MAR-PRO/3761/2012]; FCT [SFRH/BPD/66025/2009]; Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) [BA 3809/4, RO 1113/6]; MARUM Research Center; Spanish Ministry of Science and Innovation [CTM 2011-24079]; European Union [228344-EUROFLEETS]info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Factors controlling the depth habitat of planktonic foraminifera in the subtropical eastern North Atlantic

Planktonic foraminifera preserved in marine sediments archive the physical and chemical conditions under which they built their shells. To interpret the paleoceano-graphic information contained in fossil foraminifera, the recorded proxy signals have to be attributed to the habitat and life cycle characteristics of individual species. Much of our knowledge on habitat depth is based on indirect methods, which reconstruct the depth at which the largest portion of the shell has been calcified. However, habitat depth can be best studied by direct observations in stratified plankton nets. Here we present a synthesis of living planktonic foraminifera abundance data in vertically resolved plankton net hauls taken in the eastern North Atlantic during 12 oceanographic campaigns between 1995 and 2012. Live (cytoplasm-bearing) specimens were counted for each depth interval and the vertical habitat at each station was expressed as average living depth (ALD). This allows us to differentiate species showing an ALD consistently in the upper 100m (e.g., Globigerinoides ruber white and pink), indicating a shallow habitat; species occurring from the surface to the subsurface (e.g., Globigerina bulloides, Globorotalia inflata, Globorotalia truncatulinoides); and species inhabiting the subsurface (e.g., Globorotalia scitula and Globorotalia hirsuta). For 17 species with variable ALD, we assessed whether their depth habitat at a given station could be predicted by mixed layer (ML) depth, temperature in the ML and chlorophyll a concentration in the ML. The influence of seasonal and lunar cycle on the depth habitat was also tested using periodic regression. In 11 out of the 17 tested species, ALD variation appears to have a predictable component. All of the tested parameters were significant in at least one case, with both seasonal and lunar cyclicity as well as the environmental parameters explaining up to >50% of the variance. Thus, G. truncatulinoides, G. hirsuta and G. scitula appear to descend in the water column towards the summer, whereas populations of Trilobatus sacculifer appear to descend in the water column towards the new moon. In all other species, properties of the mixed layer explained more of the observed variance than the periodic models. Chlorophyll a concentration seems least important for ALD, whilst shoaling of the habitat with deepening of the ML is observed most frequently. We observe both shoaling and deepening of species habitat with increasing temperature. Further, we observe that temperature and seawater density at the depth of the ALD were not equally variable among the studied species, and their variability showed no consistent relationship with depth habitat. According to our results, depth habitat of individual species changes in response to different environmental and ontogenetic factors and consequently planktonic foraminifera exhibit not only species-specific mean habitat depths but also species-specific changes in habitat depth.Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) [SFRH/BD/78016/2011]; MARUM - Center for Marine Environmental Sciences; European Union [228344-EUROFLEETS]; DFG (German Research Foundation) [WA2175/2-1, WA2175/4-1]; German Climate Modeling consortium PalMod - German Federal Ministry of Education and Research (BMBF); CANIGO project (EU) [MAS-CT96-0060]; DFGinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Community-based aquaculture: using local ingredients for tilapia diets

The United Nations’ Sustainable Development Goal (SDG) 2 was developed in an endeavour to end world hunger as well as to achieve food security and improved nutrition by 2030. In developing countries, especially in Sub-Saharan Africa, food insecurity is probably still the biggest threat that comes with poverty. Aquaculture has been proposed to undermine this problem, as it has the potential to provide animal protein to low-income communities, without the need to further explore natural resources. The concept of community-based aquaculture is especially interesting as it involves local communities in the animal production process, creating not only a source of food but also a source of income, improving the livelihoods of those involved. Tilapia (Oreochromis spp.), referred by the International Development Agencies as “aquatic chicken”, is a great candidate species to be used in this context as it is an extremely robust fish, adaptable to a wide range of culture conditions. For community-based aquaculture to be sustainable, it is important that the ingredients used in diet formulation are readily accessible to farmers and have also low environmental impact. Therefore, the aim of this study was to formulate a diet mainly based on local ingredients commonly found in Mozambican household and agricultural waste. This diet was used in Nile tilapia juveniles and its effect on growth performance, feed utilization and nutrient balances was evaluated and compared to those obtained using a typical commercial formulation. The results show that inclusion of local ingredients does not significantly impair growth neither feed utilization in Nile tilapia juveniles. Moreover, higher retention values of phosphorous and nitrogen obtained from this diet, suggest that this formulation is more environmental friendly than the commercial formulations.Em 2015, a Organização das Nações Unidas definiu um conjunto de objetivos de forma a promover o desenvolvimento sustentável. De entre estes, destaca-se o objetivo 2, que pretende terminar com a fome, a insegurança alimentar e a malnutrição até 2030. Em muitas áreas do mundo, de entre as quais se salienta a África subsaariana, a insegurança alimentar é ainda uma das mais sérias ameaças que vem com a fome, e com o ano 2030 a aproximar-se a um ritmo galopante, é imperativo que se desenvolvam soluções que sejam viáveis a longo prazo e que perdurem mesmo após o término dos projetos de promoção ao desenvolvimento das comunidades menos afortunadas. Sendo a aquacultura a indústria de produção animal com um maior crescimento nos últimos anos, esta tem sido sistematicamente sugerida como uma possível fonte de proteína animal suplementar, de modo a garantir a subsistência destas populações. Contudo, a sustentabilidade, quer económica quer ambiental, deverá ser priorizada aquando da implementação da aquacultura nos países menos desenvolvidos. Para tal, a formulação das dietas é de maior importância, de forma a garantir o crescimento dos indivíduos bem como minimizar as perdas de fósforo e compostos azotados para o ambiente, minorando assim o impacto ambiental. A aquacultura praticada em comunidade tem também o potencial de desenvolver a economia das mesmas, criando postos de trabalho e gerando rendimento suplementar que pode subsequentemente ser usado para adquirir outros géneros alimentares e não só, promovendo assim uma melhoria na qualidade de vida. A aquacultura desenvolvida em contexto comunitário recorre ao uso de tanques de terra e de recursos como restos alimentares e das atividades agrícola e pecuária, que são utilizados para alimentar os peixes e consequentemente como fertilizante, para promover a produtividade primária do tanque, reduzindo assim a necessidade de inputs alimentares externos. A tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) tem alto potencial para ser utilizada neste contexto de produção, uma vez que é uma espécie muito resiliente e que se encontra num nível baixo da cadeia trófica. A sua fácil manutenção em cativeiro, valeu à espécie a designação de “galinha aquática”, vulgarmente empregue pelas agências de desenvolvimento. Apesar do seu indubitável potencial, a aquacultura em comunidade tem ficado aquém das suas promessas, principalmente em zonas como a África subsaariana. Isto deve-se, em grande parte, a iniciativas levadas a cabo por organizações, governamentais ou não, com o objetivo de promover e estabelecer a aquacultura como um setor económico próspero nas mesmas áreas. Contudo, estas iniciativas têm-se baseado maioritariamente em incentivos monetários, desacreditando a formação contínua dos aquacultores, que uma vez findas as campanhas de promoção ao desenvolvimento se sentem incapazes de fazer face às despesas e às dificuldades que encontram, acabando assim por abandonar o seu ofício em detrimento de outro mais lucrativo. Muitas das vezes os aquacultores dependem de rações comerciais que podem constituir mais de 60% do total de custos operacionais. A eliminação ou minimização dos conteúdos de farinha e óleo de peixe nas dietas são de maior importância para reduzir os custos de produção, mas também para assegurar uma maior sustentabilidade das dietas. Muitas alternativas têm sido testadas, com resultados promissores, desde fontes alternativas de proteína vegetal, resíduos de produção da pecuária e aquacultura e também ingredientes alternativos como a farinha de inseto, os subprodutos da produção de bebidas alcoólicas e da pecuária, entre outros. O objetivo deste estudo foi, desta forma, formular uma dieta à base de alimentos locais de Moçambique, como a mandioca, o milho, o amendoim, e feijões. Esta dieta experimental continha um teor mínimo de farinha de peixe, para garantir a aceitação do alimento. Esta dieta foi testada em juvenis de tilápia do Nilo, durante um período de 57 dias. Os parâmetros utilizados para avaliar o potencial da dieta foram a performance de crescimento, a utilização do alimento, bem como os balanços de fósforo e azoto. Para tal determinaram-se parâmetros como o aumento de peso, o índice de ingestão voluntária, o índice de conversão alimentar, o índice de eficiência proteica, os índices hepatossomático e viscerossomático, bem como o fator de condição. A composição corporal dos indivíduos foi determinada para obter os teores de matéria seca e cinzas, bem como os teores brutos de proteína, lípidos, energia e fósforo. A retenção de energia, proteína, lípidos e fósforo foram calculadas como a percentagem de ingestão de cada componente. Por último foram também calculados os balanços de fósforo e azoto com base na ingestão, ganho e perda dos mesmos. Os resultados foram comparados com os obtidos em indivíduos mantidos durante o mesmo período de tempo e em condições análogas, mas alimentados com uma dieta seguindo uma típica formulação comercial. As diferenças estatísticas entre os resultados foram calculadas através de um teste t, utilizando o software SPSS. Os resultados mostram um menor crescimento dos indivíduos alimentados com a dieta experimental, o que pode estar relacionado com o menor teor de proteína presente nesta dieta. Relativamente à utilização do alimento, não foram encontradas diferenças na taxa de alimentação voluntária, o que sugere que a palatabilidade da dieta é adequada. Já a taxa de conversão de alimento foi superior para os indivíduos do grupo experimental, revelando uma menor eficiência na utilização do mesmo. Contudo, os valores registados neste estudo estão dentro da faixa de valores referidos na literatura para a tilápia do Nilo. A dieta experimental promoveu uma maior deposição de gordura na carcaça, o que pode ser devido à presença de ingredientes com alto teor energético como o amendoim e o milho. Por último, a dieta experimental promoveu a retenção de fósforo e compostos azotados, minorando a perda dos mesmos. Num contexto de cultivo em tanques de terra, esta é uma característica muito importante, pois permite evitar a eutrofização dos corpos de água que para além de comportarem a produção de peixe irrigam também os solos agrícolas circundantes. O baixo impacto ambiental da dieta experimental aliado à sua relação custo-benefício, fazem desta uma alternativa ideal para promover a aquacultura de espécies de baixo nível na cadeia trófica, como a tilápia do Nilo

Momentos críticos no futebol. Estudo das sequências ofensivas prévias à obtenção do golo

Mestrado em Treino de Alto RendimentoA marcação de um golo pode alterar o curso de um jogo, tornando-se crítico para o seu desenrolar. Variáveis situacionais como o Resultado Corrente e o Tempo influenciam as estratégias e a posse de bola durante um jogo de futebol. O objectivo deste estudo foi verificar o efeito do resultado corrente e do tempo nos padrões ofensivos antes da marcação de golo das três equipas portuguesas de elite. Foram observados 189 golos das três maiores equipas da Liga Portuguesa de Futebol Profissional das épocas 2006-2009. O instrumento utilizado foi adaptado do SOF-5. Os jogos foram divididos em episódios de acordo com o resultado corrente e divididos em períodos de 15 minutos. Os resultados mostraram que quer o Resultado Corrente quer o Tempo tiveram um efeito reduzido sobre as estratégias ofensivas e a posse de bola. Os resultados são corroborados por estudos que demonstram que as equipas de elite não alteram o seu estilo de jogo de acordo com o resultado corrente ou com o tempo

Ecology and stable isotope geochemistry of modern planktonic foraminifera in the Northeast Atlantic

The understanding of the relationship between planktonic foraminifera and their surrounding environment, as well as each individual speciesa habitat and calcification behaviour are of fundamental importance to improve their use as a paleoceanographic tool. To this end, vertically stratified plankton tow hauls were used to study the vertical and horizontal distribution and stable isotope geochemistry of planktonic foraminifera in the eastern North Atlantic, a region that plays an important role in monitoring changes in the North Atlantic circulation and where the environmental conditions are particularly diverse. This work provides new insights into the vertical and horizontal distribution of individual species of planktonic foraminifera and the respective factors (temperature, chlorophyll, mixed layer depth, lunar/seasonal cycle) potentially controlling their distribution. New findings concerning the stable isotope signal recorded in the shells of four deep dwelling planktonic foraminifera species are also reported. The vertical distribution of planktonic foraminifera varied among species, allowing us to identify different groups of species, such as species living typically above 100 m, species occurring commonly between the surface (50 m) and intermediate waters (100 m) and species living mostly below 100 m. In most cases, the vertical habitat also varied within species, but the variation was found to be predictable by a combination of environmental factors and ontogenetic migration. Horizontally, species distribution is linked to the surrounding environmental conditions, resulting in specific regional and seasonal faunal associations. Unlike the composition of sedimentary assemblages, plankton assemblages are predicted by multiple environmental parameters, indicating that the strong temperature signal in fossil assemblages is the result of seasonal and interannual accumulation and averaging. The stable isotopic analysis of four deep-dwelling species confirmed that either larger size or presence of a secondary crust cause heavier isotopic signal. In three out of the four studied species, the oxygen isotopic signal could be better predicted by the Shackleton paleotemperature, whereas Globorotalia scitula signal is better described by the Kim and Oa Neil paleotemperature equation. Finally, we found inconsistencies between the living depth and the calcification depth of each species, revealing that the calcification depth does not correspond entirely to the habitat depth of a species