https://hdl.handle.net/ripcmb/30136 2026-04-22T23:58:51Z 2026-04-22T23:58:51Z Paro, Alexandre Douglas https://hdl.handle.net/20.500.14867/848038 2025-12-15T18:11:00Z 2025-01-01T00:00:00Z

Título: Detecção e classificação de sinais bioacústicos de cetáceos odontocetos de cetáceos odontocetos na Bacia de Santos Autor(es): Paro, Alexandre Douglas Abstract: Passive Acoustic Monitoring (PAM) has proven to be an effective tool for studying the ecology of marine environments. Biological sounds play a vital role in processes such as survival and reproduction of marine organisms. Among vertebrates, marine mammals are particularly notable for their rich and diverse acoustic repertoires. Advances in technology over recent decades have enabled the deployment of a wide array of equipment and platforms capable of collecting bioacoustic data on broad spatial and temporal scales, supporting the implementation of PAM as a tool for environmental management. This approach offers numerous advantages; however, certain challenges remain, particularly regarding the need for more comprehensive knowledge of species-specific acoustic repertoires and the development of robust classification models. In this study, classifiers were developed for different vocalizations of cetaceans (odontocetes) in the Santos Basin, using a reference dataset collected by the Santos Basin Cetacean Monitoring Project/Petrobras. A set of machine learning-based classifiers were trained and validated using whistle data from seven dolphin species (Odontoceti: Delphinidae), achieving an overall balanced accuracy of 80%. Despite these encouraging results, interspecific variability suggests that behavioral factors may influence acoustic patterns. Using the same methodological framework, a classifier was also developed for echolocation clicks. This classifier exhibited lower performance compared to whistle-based models, suggesting that whistles may encode more species-specific information. Nevertheless, the click classifier remains relevant, as it enables the inclusion of species with limited whistle recordings. It included nine dolphin species in total, among which two were not represented in the whistle dataset and still demonstrated good performance. Combined models integrating results from both whistles and clicks were also tested, achieving a balanced overall accuracy of 76%. This approach demonstrated to be a robust alternative for species identification, even in situations where only clicks or whistles are available, thus broadening the practical applicability of the proposed methodology. A multi-model classification system was also proposed, integrating the weighted probabilities from six base classifiers (whistles, clicks, and combined models) to support the classification of novel acoustic data. Furthermore, automatic click detectors and classifiers were tested for other odontocete species found in the Santos Basin, including members of Physeteridae (sperm whale), Kogiidae (pygmy sperm whale), Ziphiidae (beaked whales), and Pontoporiidae (franciscana). The acoustic features of their clicks were analyzed and compared with existing literature and known geographic distributions to support taxonomic identification at the finest possible resolution. The identification of biological sounds is an important contribution to scientific research, with valuable applications in the monitoring and conservation of marine biodiversity. The acoustic classifier developed in this study represents a significant advancement in this context, offering practical applications for the passive acoustic monitoring of marine mammals. Descrição: O Monitoramento Acústico Passivo (MAP) tem se mostrado uma ferramenta eficaz para o estudo da ecologia dos ambientes marinhos. Os sons biológicos têm papel importante em processos vitais de organismos marinhos, tal como a sobrevivência e a reprodução. Entre os vertebrados, os mamíferos marinhos se destacam por seus repertórios acústicos ricos e diversificados. Nas últimas décadas os avanços tecnológicos possibilitaram o uso de uma ampla variedade de equipamentos e plataformas capazes de coletar dados bioacústicos em grandes escalas espaciais e temporais, viabilizando a utilização do MAP como uma ferramenta de gestão ambiental. Essa abordagem oferece inúmeras vantagens; no entanto, ainda existem lacunas a serem superadas para sua plena aplicação, como o aprofundamento do conhecimento sobre o repertório acústico das espécies e o desenvolvimento de classificadores robustos. Neste estudo, foram desenvolvidos classificadores para diferentes vocalizações de cetáceos (odontocetos) na Bacia de Santos, utilizando um banco de dados de referência coletado pelo Projeto de Monitoramento de Cetáceos da Bacia de Santos/Petrobras. Um conjunto de classificadores baseados em aprendizado de máquina foi treinado e validado com dados de assovios de sete espécies de golfinhos (Odontoceti: Delphinidae), alcançando uma acurácia global balanceada de 80%. Apesar dos resultados promissores, a variação intraespecífica impediu um bom desempenho para algumas espécies. Utilizando a mesma abordagem, foi desenvolvido um classificador de cliques de ecolocalização, com desempenho inferior ao dos assovios, sugerindo que os assovios carregam mais informações espécie-específicas. Ainda assim, o classificador de cliques se mostrou relevante, pois permite a inclusão de espécies com poucos registros de assovios. No total, foram incluídas nove espécies de golfinhos, entre as quais duas não estavam representadas no conjunto de dados de assovios, mas ainda assim demonstraram bom desempenho. Modelos combinados, integrando os resultados dos assovios e dos cliques, também foram testados, alcançando uma acurácia global balanceada de 76%. Essa abordagem demonstrou ser uma alternativa robusta para a identificação de espécies, mesmo em situações em que apenas cliques ou assovios estejam disponíveis, ampliando, assim, a aplicabilidade prática da metodologia proposta. Foi proposto um sistema de classificação baseado em múltiplos modelos por meio da agregação ponderada das probabilidades de seis classificadores base (assovios, cliques e modelos combinados) para a predição de novos dados. Além disso, foram testados detectores e classificadores automáticos de cliques de outras espécies de odontocetos encontrados na Bacia de Santos, incluindo membros das famílias Physeteridae (cachalote), Kogiidae (cachalote-anão), Ziphiidae (baleias-bicudas) e Pontoporiidae (toninha). As características acústicas dos cliques foram analisadas e comparadas com as descrições da literatura, levando em conta a distribuição geográfica conhecida de espécies no Atlântico Sul Ocidental, a fim de classificar os cliques no menor nível taxonômico possível. A identificação de sons biológicos é uma contribuição importante para a pesquisa científica, com aplicações no monitoramento e na conservação da biodiversidade marinha. O classificador acústico desenvolvido neste estudo representa um avanço significativo nesse contexto, oferecendo aplicações práticas para o monitoramento acústico passivo de mamíferos marinhos. Tipo: doctoralThesis

2025-01-01T00:00:00Z Gomes, Danielle da Silva Fraga https://hdl.handle.net/ripcmb/847990 2025-08-27T18:43:33Z 2025-01-01T00:00:00Z

Título: Alcaloide marinho do extrato de tubastraea spp. como estratégia terapêutica em tumor cerebral Autor(es): Gomes, Danielle da Silva Fraga Abstract: Corals of the Tubastraea genus, known as sun coral, are a genus of coral with several known species that arrived in Brazil in the 1980s. This non- native coral is native to the Pacific and competes with native species, easily establishing itself in other habitats. It can currently be easily found along the coast of Brazil. Although sun coral is associated with invasion and environmental damage, its extract has been investigated for molecules present in its composition. Investigation of metabolites present in its extract, such as alkaloids, has pointed to bioactives associated with pharmacological activities, including antitumor activity. Glioblastoma (GBM) is the most aggressive tumor of the central nervous system, and currently the gold standard therapeutic strategy prolongs survival by only 3 to 6 months. In accordance with the need to develop new therapies, an alkaloid present in the sun coral extract, known as 6-bromoindole-3-carboxaldehyde, was tested for its antitumor potential in vitro. The marine alkaloid was investigated using in silico tools, presenting characteristics suitable for its use in the pharmaceutical area, in addition to demonstrating significant cytotoxic effect in an in vitro model of GBM cells, in 2D and 3D models, via production of reactive oxygen species. In order to verify possible toxicity of the alkaloid, it was shown to be safe in the lower concentrations tested, causing coagulation of zebrafish embryos only in the highest concentrations and in early stages, absent in late stages of their development. According to the results obtained in this study, the alkaloid tested may be a future candidate to compose a bioactive drug or have the function of complementing the therapeutic strategy of GBM. Descrição: Os corais do gênero Tubastraea, conhecidos como coral-sol, correspondem a um gênero de coral com várias espécies já conhecidas, que chegaram ao Brasil na década de 1980. Esse coral não-nativo, é original do pacífico e compete com espécies nativas se estabelecendo com facilidade em outros habitats. Atualmente pode ser facilmente encontrado ao longo da costa do Brasil. Embora o coral-sol esteja relacionado a invasão e prejuízos ambientais, seu extrato tem sido investigado quanto a moléculas presentes em sua composição. A investigação de metabólitos presentes no seu extrato, como alcaloides, tem apontado para bioativos associados a atividades farmacológicas, inclusive atividade antitumoral. O Glioblastoma (GBM) é o tumor mais agressivo do sistema nervoso central, e atualmente a estratégia terapêutica padrão ouro prolonga a sobrevida entre 3 a 6 meses apenas. De acordo com a necessidade de desenvolver novas terapias, testaou-se um alcaloide presente no extrato do coral-sol, conhecido como 6- bromoindol-3-carboxaldeído quanto ao seu potencial antitumoral in vitro. O alcaloide marinho foi investigado através de ferramentas in silico apresentando características adequadas ao seu uso na área farmacêutica, além de demonstrar efeito citotóxico significativo em modelo in vitro de células de GBM, em modelo 2D e 3D, via produção de espécies reativas de oxigênio. Afim de verificar possível toxicidade do alcaloide, este mostrou-se seguro nas concentrações menores testadas, causando a coagulação dos embriões de peixe zebra apenas nas maiores concentrações e em estágios iniciais, ausente em estágios tardios de seu desenvolvimento. De acordo com os resultados obtidos nesse estudo o alcalóide testado pode ser um futuro candidato a compor um bioativo de fármaco ou ter a função de complementar a estratégia terapêutica do GBM. Tipo: doctoralThesis

2025-01-01T00:00:00Z Reis, Carolina Siqueira dos https://hdl.handle.net/ripcmb/847985 2025-08-22T12:51:37Z 2025-01-01T00:00:00Z

Título: Estudo da distribuição do plâncton em fina escala na área norte da plataforma sudeste brasileira Autor(es): Reis, Carolina Siqueira dos Abstract: For many years, our knowledge about plankton has been obtained through trawl sampling. Although this method has advantages, it can be time-consuming to analyze plancton diversity. To overcome the specific limitations of trawl sampling, in situ cameras have been used since the early 1990s to detect, measure, and identify plankton and marine particles. These tools demonstrate the efficiency of high-resolution and high-speed sampling, allowing for distribution studies on precise scales across different geographic regions and depths. Given the innovation of the imaging system, this thesis is composed of two chapters, in which we use images obtained in situ with the Lightframe On-sight Key Species Investigation (LOKI) system in order to expand knowledge of the distribution of plankton in the northern of South Brazilian Shelf. In the first chapter, we study different data management tools, focused on developing a framework that enables intercomparison between different formats. Our results highlight the importance of using data harmonization systems predefined by international initiatives and expanded by the FAIR principles. In the second chapter, we use the database standardized in the first chapter to study the relationship between ocean stratification and planning distribution. Our results show that by combining imaging and modeling systems, we have the potential to predict the three-dimensional distribution of different organisms at surprisingly small scales. Through these two chapters, we demonstrate how the intercomparison of different information can be used to better understand ecological patterns at different spatial scales. Descrição: Durante muitos anos, nosso conhecimento sobre organismos do plâncton foi obtido através de amostragens utilizando redes de arrasto. Embora tenha seus benefícios, analisar a diversidade de organismos coletados através desse método pode demandar um longo tempo de processamento. Para superar as limitações, inerentes às amostragens com rede, desde o início da década de 1990, câmeras in situ têm sido utilizadas para detectar, medir e identificar partículas marinhas do plâncton. Essas ferramentas comprovam a eficiência de uma amostragem em alta resolução, veloz e que permite estudos em escalas precisas da distribuição dos organismos planctônicos ao longo de diferentes coordenadas geográficas e profundidades. Visto a inovação do sistema de imageamento, esta tese é composta por dois capítulos, nos quais utilizamos imagens obtidas in situ com o sistema Lightframe On-sight Key species Investigation (LOKI), a fim de ampliar o conhecimento da distribuição do plâncton no norte da plataforma sudeste brasileira. No primeiro capítulo, estudamos diferentes ferramentas de gerenciamento de dados, focada no desenvolvimento de uma estrutura de trabalho que viabilize a inter-comparação entre diferentes formatos. Nossos resultados destacaram a importância da utilização de sistemas de harmonização de dados pré-definidos por iniciativas internacionais e amparados pelos princípios FAIR. No segundo capítulo, utilizamos o banco de dados padronizado no primeiro capítulo, para estudar a relação da estratificação dos oceanos com a distribuição vertical e horizontal do plâncton. Nossos resultados mostraram que a partir da combinação de sistemas de imagens e modelagem, temos potencial para prever a distribuição tridimensional de diferentes organismos, em escala surpreendentemente detalhada. Através desses dois capítulos demonstramos como a inter-comparação de diferentes informações pode ser utilizada para melhor compreender padrões ecológicos de diferentes escalas espaciais. Tipo: doctoralThesis

2025-01-01T00:00:00Z Bueno, Júlia da Luz https://hdl.handle.net/ripcmb/847487 2026-02-25T18:26:01Z 2023-01-01T00:00:00Z

Título: From nano to macro: (e)DNA for marine biotechnology in an upwelling zone of the South Atlantic Ocean Autor(es): Bueno, Júlia da Luz Abstract: Environmental DNA, or eDNA, is the genetic material obtained directly from environ- mental samples. The taxonomic information encrypted in eDNA, an efficient tool for biodiversity assessments, has revealed important ecological information in marine ecosystems. However, utilizing eDNA in a conservation context requires explicit unders- tanding of its determinants in marine ecosystem. The presence of eDNA are influenced by biology, physics and chemistry regulating the entrance, integrity, and permanence in marine environments. Despite the increasing research using marine eDNA, such factors are often overlooked, hindering data interpretation and comparison between studies. Understanding the determinants of eDNA in marine environments will allow for monitoring marine ecosystems, distinguishing between localized and widespread populations of marine organisms, identifying the presence of invasive or endangered species, and optimizing sampling and ecological interpretations of eDNA detection. Th- rough an unprecedented literature review, we present a comprehensive overview of the factors affecting the eDNA dynamics in marine environments, identify knowledge gaps, suggest future research directions, and offer a framework for developing standardized protocols and integrated studies in the field. Descrição: Environmental DNA, or eDNA, is the genetic material obtained directly from environ- mental samples. The taxonomic information encrypted in eDNA, an efficient tool for biodiversity assessments, has revealed important ecological information in marine ecosystems. However, utilizing eDNA in a conservation context requires explicit unders- tanding of its determinants in marine ecosystem. The presence of eDNA are influenced by biology, physics and chemistry regulating the entrance, integrity, and permanence in marine environments. Despite the increasing research using marine eDNA, such factors are often overlooked, hindering data interpretation and comparison between studies. Understanding the determinants of eDNA in marine environments will allow for monitoring marine ecosystems, distinguishing between localized and widespread populations of marine organisms, identifying the presence of invasive or endangered species, and optimizing sampling and ecological interpretations of eDNA detection. Th- rough an unprecedented literature review, we present a comprehensive overview of the factors affecting the eDNA dynamics in marine environments, identify knowledge gaps, suggest future research directions, and offer a framework for developing standardized protocols and integrated studies in the field. Tipo: doctoralThesis

2023-01-01T00:00:00Z