• Aplicação dos isótopos estáveis em aqüicultura Aqüicultura

    Ducatti, Carlos

    Abstract in Portuguese:

    O produto mais importante do conhecimento é a ignorância. A situação sugere a imagem de alguém que vive numa ilha de conhecimento cercado por um mar de ignorância. Quando a área dessa ilha aumenta pelo progresso da ciência, também aumenta o litoral, - a fronteira com o desconhecido. Esta expansão é o fruto mais valioso do conhecimento (David Gross, Nobel em Física, 2004). O uso dos isótopos estáveis dos bioelementos (CHON'S) presentes na Atmosfera, Hidrosfera, Litosfera e Biosfera enquadra-se neste contexto, surgindo como ferramenta de alto potencial em pesquisas nas diversas áreas das Ciências da Vida. Com organismos aquáticos, a aplicação dos isótopos estáveis do carbono (δ 13C) e do nitrogênio (δ 15N) tem ocorrido em diversas áreas. Em larvas de pacu Piaractus mesopotamicus, a técnica evidenciou a escolha voluntária entre organismos vivos e dieta seca pelos animais, desde as primeiras alimentações até o final da larvicultura. Na carcinicultura, o crescimento do Penaeus vannamei resultou do aproveitamento dos alimentos oferecidos e da produtividade primária do lago (biota). Por meio do balanço de massa e isotópico foi possível determinar a contribuição da biota, da ordem de 44 a 86% do carbono assimilado pelos animais durante o crescimento. Outro exemplo é com o caranguejo de mangue Sesarma rectum, em que sua preferência alimentar por Spartina alterniflora (C4) versus Rhizophora mangle (C3) ou Hibiscus tiliaceus (C3) foi evidenciada pelo modelo isotópico de duas fontes alimentares e os isótopos estáveis do carbono (δ13C). A técnica dos isótopos estáveis associada ao conhecimento dos conceitos básicos da variabilidade isotópica natural e ao uso criterioso das razões 13C/12C; ²H/¹H; 18O/16O; 15N/14N e 36S/34S revela-se como um avanço na fronteira dos conhecimentos, nas diversas reentrâncias do litoral da aqüicultura.

    Abstract in English:

    "The most important collateral effect of knowledge is ignorance. Just imagine someone else living in the knowledge island circulated by a sea of ignorance. When the surface of the island grows through the progress of science, also grows its border, its perimeter length, the frontier with the unknown". (David Gross, 2004 Nobel laureate) The use of stable isotopes of bioelements (CHONS) are present in atmosphere, hydrosphere, lithosphere and biosphere, emerging as high potential tools for researches within different areas of Life Science. With aquatic organisms, the application of stable isotope of carbon (δ 13C) and of nitrogen (δ 15N) has occurred in different areas. In pacu Piaractus mesopotamicus larvae, the technique showed the free choice of the animals between live organisms and dry diet, during the whole larvae life since the first feeding. In shrimp culture, the growth of Paneus vannamei resulted from the metabolism of food provided and the lake primary productivity (biota). Through the mass and isotopic balance it was possible to measure the biota contribution, around 44% to 86% of carbon assimilated by the animals during its growth. Another example is related with the mangue crab Sesarma rectum, whose preference nutrition among Spartina alterniflora (C4), Rhizophora mangle (C3) and Hibiscus tiliaceus (C3) was evidenced by the isotopic model of two food sources using stable isotope of carbon (δ 13C). The technique of stable isotopes associated with the knowledge of basic concepts of natural isotopic variability and with the careful use of ratios 13C/12C, ²H/¹H, 18O/16O, 15N/14N and 36S/34S reveals itself as an advance for the knowledge island, in aquaculture area.
  • Fluxos de nutrientes em larvas de peixes: aplicação de técnicas com marcadores isotópicos e de modelação Aqüicultura

    Conceição, Luís; Morais, Sofia; Aragão, Cláudia

    Abstract in Portuguese:

    Um modelo mecanístico que simule o crescimento durante a fase larvar de peixes deverá contribuir para um melhor conhecimento do processo de crescimento e respectivo metabolismo, com a intenção de elucidar as suas necessidades alimentares e desenvolver estratégias de alimentação adequadas. O modelo desenvolvido simula o crescimento e a evolução da composição bioquímica das larvas ao longo do tempo. O modelo depende essencialmente do consumo de alimento, sendo os nutrientes absorvidos usados para a produção de energia ou em processos de biossíntese e é baseado na estequiometria do metabolismo intermediário. Simulações utilizando este modelo sugerem que se deve prestar mais atenção a possíveis desequilíbrios no perfil de aminoácidos (AA) e a eventuais excessos de lípidos no alimento usado em cultivo larvares, de forma a optimizar o crescimento. Estudos usando marcadores isotópicos têm sido utilizados para estudar o metabolismo de AA e de lípidos em larvas de peixes e técnicas de modelação foram aplicadas de forma a permitir uma melhor compreensão dos resultados obtidos nestes estudos. A capacidade digestiva, bem como a utilização energética de diferentes AA, ácidos gordos e classes de lípidos, tem sido estudada utilizando a administração de nutrientes marcados (normalmente com 14C) directamente no tubo digestivo, através de um microcapilar. Este método permite a quantificação do nutriente marcado presente nas fezes, retido nos tecidos da larva e catabolizado. Um outro método, combinando a utilização de alimento vivo cujas proteínas estão marcadas com um isótopo estável com uma técnica espectroscópica/espectrométrica, permite a determinação do enriquecimento isotópico de AA individuais e pode ser usado para estimar o perfil ideal de AA indispensáveis na dieta. Em conjunto, estes dois tipos de técnicas de análise de fluxos de nutrientes têm permitido avanços importantes na compreensão da fisiologia da nutrição e crescimento de larvas de peixes.

    Abstract in English:

    A mechanistic simulation model of fish larval growth should contribute to a better understanding of growth and metabolism of fish larvae. It should also assist in studying the nutritional requirements and developing feeding strategies. A model was developed that simulates growth and biochemical composition in time. The model is driven by feed intake, with absorbed nutrients being used for energy production and biosynthesis, based on the stoicheometry of intermediary metabolism. Model simulations suggest that imbalanced dietary amino acid (AA) profiles and dietary lipid excess may lead to suboptimal growth in fish larvae culture. Tracer studies have therefore been used to study AA and lipid metabolism in fish larvae. In addition, modeling techniques have been also used in these studies, to better interpret results obtained. Digestive capacity, as well as utilization of different AA, fatty acids and lipid classes, has been studied using radiolabeled nutrients (normally with 14C) using a tube-feeding technique. This method allows quantification of the tracer that is present in faeces, retained in tissues and catabolised. Another method, combining the use of live food in which proteins are labeled with a stable isotope and a spectroscopic/spectrometric technique that allows determination of the isotopic enrichment in individual AA, can be used to estimate ideal dietary indispensable AA profiles. Together these two types of techniques that allow the study of nutrient fluxes have lead to important advances in the understanding of fish larvae nutritional physiology and growth.
  • Mecanismos celulares e moleculares que controlam o desenvolvimento e o crescimento muscular Aqüicultura

    Silva, Maeli Dal Pai; Carvalho, Robson Francisco

    Abstract in Portuguese:

    O músculo estriado esquelético é formado pela associação de fibras musculares com a matriz extracelular. Esse tecido possui alta plasticidade e o conhecimento das características morfológicas, da miogênese, e da dinâmica do crescimento é importante para o entendimento da morfofisiologia bem como para a seleção de animais visando a melhoria na produção de carne. A maioria dos músculos estriados originam-se de células precursoras do mesoderma a partir dos somitos do embrião e o controle da diferenciação ocorre pela ação de fatores indutores ou inibidores. Um grupo de fatores transcricionais, pertencentes à família MyoD tem um papel central na diferenciação muscular. Coletivamente chamados de Fatores de Regulação Miogênica (MRFs), são conhecidos quatro tipos: MyoD, myf-5, miogenina e MRF4. Esses fatores ligam-se à seqüências de DNA conhecidas como Ebox (CANNTG) na região promotora de vários genes músculo-específicos, levando à expressão dos mesmos. As células embrionárias com potencial para diferenciação em células musculares (células precursoras miogênicas) expressam MyoD e Myf-5 e são denominadas de mioblastos. Essas células proliferam, saem do ciclo celular, expressam miogenina e MRF4, que regulam a fusão e a diferenciação da fibra muscular. Uma população de mioblastos que se diferencia mais tardiamente, as células miossatélites, são responsáveis pelo crescimento muscular no período pós natal, que pode ocorrer por hiperplasia e hipertrofia das fibras. As células satélites quiescentes não expressam os MRFs, porém, sob a ação de estímulos como fatores de crescimento ou citocinas, ocorre a ativação desse tipo celular que prolifera e expressa os MRFs de maneira similar ao que ocorre com as células precursoras miogênicas durante a miogênese. Os mecanismos de crescimento muscular são regulados pela expressão temporal dos (MRFs), que controlam a expressão dos genes relacionados com o crescimento muscular.

    Abstract in English:

    Skeletal muscle consists predominantly of muscle fibers surrounded by a connective tissue layer. This tissue has a great plasticity, and the knowledge of the morphological characteristics, myogenesis, and growth dynamics is important to the understanding of its physiology and to the farm animal selection for meat production. Most skeletal muscles are derived from mesodermal precursor cells originated from the somites. During embryonic development, specification of mesodermal precursor cells to the myogenic lineage is regulated by positive and negative signals from surrounding tissues. Specification to the myogenic lineage requires the up-regulation of four muscle-specific transcriptional factors (MyoD, Myf5, myogenin, and MRF4), called myogenic regulatory factors (MRFs), which have a well-defined role in skeletal muscle development and differentiation. The MRFs belong to the basic helix-loop-helix (bHLH) super family of transcription factors, that forms heterodimers and bind to the E-box (CANNTG) DNA sequence motif found in the promoters of many muscle specific genes. Specification to the myogenic lineage requires the up-regulation of the MRFs MyoD and Myf5. Proliferative MyoD and/or Myf5 positive myogenic cells are termed myoblasts. Proliferating myoblasts withdraw from the cell cycle to become terminally differentiated myocytes that express the "late" MRFs, myogenin and MRF4. Specialized populations of myogenic stem cells, termed satellite cells, arise during the late stages of embryogenesis are highly active during the postnatal muscle growth, which may occur by muscle fiber hyperplasia or hypertrophy. Quiescent satellite cells do not express detectable levels of MRF; however, during muscle growth, in response to several growth factors, activated satellite cells proliferate and express the MRFs in a similar manner to muscle precursor cells during skeletal muscle development. Muscle growth mechanisms are controlled by the temporally expression of muscle growth related genes induced by the MRFs.
  • Métodos de estudos de sustentabilidade aplicados a aquicultura Aqüicultura

    Eler, Márcia Noélia; Millani, Thiago José

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste artigo é introduzir reflexões sobre as estratégias de interconexão da aqüicultura no contexto sócio-ambiental, conclamando os atores comprometidos com o setor a pesquisar e utilizar métodos de viabilidade em conformidade com o princípio da sustentabilidade. Sendo que o conceito de desenvolvimento sustentável defendido é aquele que tem como paradigma a inclusão da dimensão social e ambiental desde o estágio de planejamento até a operação. Para tanto, a metodologia da avaliação do ciclo de vida do produto, critérios de avaliação de impacto ambiental, assim como, a adoção da bacia hidrográfica como unidade de gestão participativa, são instrumentos apresentados tendo a piscicultura de água doce como exemplo. A Legislação ambiental brasileira é apresentada como critério norteador e determinante na busca do desenvolvimento sustentável.

    Abstract in English:

    The objective of this article is to introduce the reader to a reflection about the strategies of interconnection of the aquaculture in the human-environmental context, shouting the committed actors with the sector it research and utilize approaches of feasibility in conformity with the beginning of the sustainability. Sustainability is a complex idea and an abstract concept that provides a framework for interdisciplinary dialogue, interaction and research. The Principle of Sustainable Development as it was endorsed in the Rio-Declaration of 1992, interpreted as comprising the inter-relation of natural and technological aspects on the one hand, with socio-economic and value-based considerations on the other. This study applies a consequential approach to system delimitation and includes future scenarios. The latter are used to predict the impact potential over a longer time span. Also, the methodology for life cycle impact assessment (LCA), environmental impact evaluation criteria, as well as, the adoption of the basin as unit of management participatory. Interconnecting each aquaculture process, Brazilian environmental Legislation is as a criteria determinant in the search of the sustainable development.
  • Aplicação dos sistemas de informação geográfica para definição de estratégias de manejo de bovinos nas pastagens Ecologia Animal e Etologia

    Páscoa, Adriano Gomes; Costa, Mateus J.R. Paranhos da

    Abstract in Portuguese:

    O estudo de grandes áreas de pastejo, principalmente no que diz respeito ao seu uso pelos animais, é difícil, tanto na forma de amostragem, quanto na maneira de analisar os dados obtidos. Nesse contexto o Sistema de Informação Geográfica (SIG) surge como ferramenta útil, capaz de viabilizar estudos ecológicos e comportamentais associados ao uso do espaço e dos recursos nele alocados. Dentre as ferramentas principais de um SIG com importância para o estudo de ecologia de pastagens, podemos citar a determinação de áreas de uso e trilhas, além das sobreposições, regressões e multi-regressões de mapas (compondo por exemplo: áreas de pastejo e malhadouros, características do solo, concentrações espaciais de nutrientes nas forragens, etc.). Por ser uma ferramenta de modelagem espacial computadorizada nos permite compreender e analisar de maneira mais adequada, os fenômenos de distribuição geográfica muitas vezes imperceptível nas coletas de dados convencionais. A distribuição dos animais em uma área qualquer resulta de ações combinadas de forças internas ao grupo social (por exemplo, hierarquia de dominância, liderança e formação de subgrupos) e externas a ele, como por exemplo, o posicionamento de bebedouros, sombras e cercas, que podem atuar como condicionadores de pastejo. Assim, com o entendimento do complexo arranjo do ambiente de pastagem com o uso do SIG, incluindo os fatores bióticos (tipos de vegetação, por exemplo) e abióticos (relevo), é possível desenvolver estratégias de manejo de forma a modular o comportamento dos animais, reduzindo os problemas que podem causar degradação nos recursos deste ambiente. Porém, a escolha do melhor conjunto de técnicas de análise dentro do SIG e de suas possibilidades de uso ainda está por vir, principalmente no que diz respeito às suas aplicações às condições e necessidades brasileiras.

    Abstract in English:

    The study of great grazing areas, mainly so that concerns the use for the animals, it is difficult, so much in the sampling form, as in the way to analyze the obtained data. In that context the Geographical Information System (GIS) it appears as useful tool, capable to make possible ecological and behavior studies associated to the use of the space and of the resources in him allocated. Among the main tools of a GIS with importance for the study of ecology of pastures, we can quote the determination of use areas, trails and overlay, regressions and multi-regressions of maps (for instance: grazing areas, soil stains, resting places, space concentrations of nutrients in the forages, etc.). For being a tool of computerized spatial modeling, allows us to understand and to analyze in a more appropriate way, the phenomena of geographical distribution many times imperceptible in the collections of conventional data. The distribution of the animals in any area results from combined actions of internal forces to the social group (for instance, dominantly hierarchy, leadership and subgroups formation) and external to him, as for instance, the water bunker positioning, shadows and fences, that can act as conditioning of grazing. Like this, with the understanding of the compound arrangement of the pasture atmosphere with the use of GIS, including the biotic (vegetation types, for instance) and non- biotic factors(relief), it is possible to develop strategies of form handling to modulate the behavior of the animals, reducing the problems that can cause degradation in the resources of this adapts. However, the choice of the best group of analysis techniques inside of GIS and the possibilities of use it is still for coming, mainly in that concerns their applications to the Brazilian conditions and needs.
  • Considerações metodológicas sobre os testes de preferência na avaliação do bem-estar em peixes Ecologia Animal e Etologia

    Volpato, Gilson Luiz

    Abstract in Portuguese:

    Em uma revisão recente sobre o conceito de bem-estar em peixes, defendo que a preocupação sobre o bem-estar desses animais é definitivamente uma questão genuína, sendo nosso desafio a busca de métodos válidos para avaliação desse estado nesses animais. Nesse mesmo texto, defendo que devemos aumentar a ênfase nos estudos sobre a preferência dos animais, ao invés das tentativas frustradas de demonstrações empíricas do estado de senciência nos animais não-humanos. Partindo desse substrato teórico, no presente texto examino mais detalhadamente os testes de preferência, indicando condições e restrições importantes para que se minimize distorções que poderiam afetar interpretações sobre o estado de bem-estar dos peixes. Inicialmente, apresento condições dos peixes que devem ser consideradas para se interpretar os testes de preferência. São elas: filogenia, ritmos biológicos, condições ecológicas, ontogenia, condição social e experiência individual. Posteriormente, eu discuto condições e abordagens metodológicas para se executar e interpretar testes de preferência, numa tentativa de melhorar o entendimento sobre o que os peixes têm a nos dizer sobre seus estados internos de bem-estar.

    Abstract in English:

    In a recent review on the concept of fish welfare, I argue that concern on fish welfare is definitively a genuine matter, and the main challenge is to find valid methodologies to evaluate this internal state in these animals. I also argue in that review that studies on fish preference should be emphasized, instead of frustrated attempts to empirically demonstrate sentience in the non-human animals. From this theoretical background, in the present text I examine more detailed the preference tests, indicating important conditions and restrictions to minimize misunderstanding that could affect interpretation about the state of fish welfare. First, I indicate fish conditions that should be considered to analyze results of preference tests. They are: phylogeny, biological rhythms, ecological conditions, ontogeny, social condition, and individual experience. Then, I discuss methodological conditions and approaches to perform and interpret preference tests, an attempt to improve understanding on what the fish has to tell us about their internal states of welfare.
  • The integration of GPS, vegetation mapping and GIS in ecological and behavioural studies Animal Ecology and Behaviour

    Rutter, Steven Mark

    Abstract in English:

    Global Positioning System (GPS) satellite navigation receivers are increasingly being used in ecological and behavioural studies to track the movements of animals in relation to the environments in which they live and forage. Concurrent recording of the animal's foraging behaviour (e.g. from jaw movement recording) allows foraging locations to be determined. By combining the animal GPS movement and foraging data with habitat and vegetation maps using a Geographical Information System (GIS) it is possible to relate animal movement and foraging location to landscape and habitat features and vegetation types. This powerful approach is opening up new opportunities to study the spatial aspects of animal behaviour, especially foraging behaviour, with far greater precision and objectivity than before. Advances in GPS technology now mean that sub-metre precision systems can be used to track animals, extending the range of application of this technology from landscape and habitat scale to paddock and patch scale studies. As well as allowing ecological hypotheses to be empirically tested at the patch scale, the improvements in precision are also leading to the approach being increasing extended from large scale ecological studies to smaller (paddock) scale agricultural studies. The use of sub-metre systems brings both new scientific opportunities and new technological challenges. For example, fitting all of the animals in a group with sub-metre precision GPS receivers allows their relative inter-individual distances to be precisely calculated, and their relative orientations can be derived from data from a digital compass fitted to each receiver. These data, analyzed using GIS, could give new insights into the social behaviour of animals. However, the improvements in precision with which the animals are being tracked also needs equivalent improvements in the precision with which habitat and vegetation are mapped. This needs some degree of automation, as vegetation mapping at a fine spatial scale using the traditional manual approach is far too time consuming. This paper explores these issues, discussing new applications as well as approaches to overcoming some of the associated problems.
  • Métodos não-invasivos para análises hormonais aplicadas aos estudos de ecologia e etologia Ecologia Animal e Etologia

    Pereira, Ricardo José Garcia

    Abstract in Portuguese:

    O monitoramento endócrino pela mensuração de metabólitos urinários e fecais de hormônios esteróides tem se mostrado uma alternativa viável na investigação da fisiologia reprodutiva e do estresse em uma grande variedade de aves e mamíferos, domésticos e selvagens. Esta abordagem tem contribuído para uma maior integração da endocrinologia com estudos comportamentais e ecológicos, gerando informações mais detalhadas em diversas áreas tais como bem-estar animal, comportamento social, reprodução, biologia da conservação, biomedicina, entre outros. Todavia, o emprego desta metodologia no Brasil tem sido limitado principalmente à pesquisa de parâmetros reprodutivos e de estresse em espécies selvagens, não havendo até o momento trabalhos publicados utilizando a quantificação urinária ou fecal de glucocorticóides ou esteróides sexuais em animais domésticos. Desta forma, esta palestra tem como objetivo ilustrar alguns exemplos de estudos conduzidos no país envolvendo técnicas de monitoramento endócrino não-invasivo, assim como expor possíveis áreas de aplicação desta ferramenta em pesquisas com espécies domesticas.

    Abstract in English:

    The endocrine monitoring through urinary and fecal steroid analysis has been proven a feasible alternative in the investigation of reproductive and stress physiology in a great variety of birds and mammals (domestic and wild species). This approach has contributed to enhance integration between endocrinology and behavioral/ ecological studies originating detailed information towards different areas, such as animal welfare, social behavior, reproduction, conservation biology, biomedicine, among others. In Brazil, however, its application has been limited mainly to the determination of reproductive and stress parameters in wild species, with no published articles employing measurement of urinary or fecal glucocorticoids or sexual steroids in domestic animals. Thus, the aim of this lecture is first show examples of Brazilian researches involving non-invasive endocrine monitoring, and secondly illustrate possible applications of this technology in studies involving domestic animals.
  • Sobre a aplicação do conceito de bem-estar a peixes teleósteos e implicações para a piscicultura Ecologia Animal e Etologia

    Oliveira, Rui F.; Galhardo, Leonor

    Abstract in Portuguese:

    A produção de peixes teleósteos em piscicultura tem vindo a aumentar nas últimas décadas. Embora exista legislação reguladora do bem-estar animal em contextos de produção animal que tende a abranger todos os vertebrados, e por consequência também as espécies piscícolas, o conhecimento acerca do bem-estar dos peixes é ainda reduzido. Noutras classes de vertebrados (i.e. mamíferos e aves), tradicionalmente utilizados em produção animal, o estudo do bem-estar animal permitiu no passado recente um conhecimento aprofundado do estado em que os animais se encontram e dos recursos mínimos de que necessitam nas explorações pecuárias, o que veio modelar normas de boas práticas, linhas de orientação e legislação acerca de como devem ser tratados em cativeiro. Estes estudos identificaram três dimensões centrais no conceito de bem-estar animal: (a) o funcionamento orgânico e a saúde dos animais; (b) o funcionamento mental e o sofrimento dos animais; e (c) a natureza dos animais e a capacidade destes poderem expressar em cativeiro o repertório comportamental típico da espécie. Relativamente aos peixes, os estudos disponíveis incidem sobretudo sobre aspectos de saúde orgânica e de respostas de estresse, pelo que dos três pilares do conceito de bem-estar animal apenas o primeiro tem sido considerado, faltando ainda integrar as três dimensões do bem-estar em estudos futuros. A presente comunicação tem como objectivo evidenciar como o bem-estar animal é um conceito legitimamente extensível aos peixes, com base em dados recentes sobre a nocicepção, cognição e estresse social em peixes, que sugerem que estes são animais sencientes, e de como o conceito de bem- estar deve ser tido em conta em actividades tão expressivas como a piscicultura.

    Abstract in English:

    Fish farming has been increasing in the last decades. Although the current legislation on animal welfare of animals in production systems is applicable to all vertebrate species, including teleost fish, the knowledge on fish welfare is still very poor. In recent years, the study of animal welfare in other farmed vertebrates (i.e. mammals and birds) allowed a solid knowledge of the state of the animals and the minimal resources they need in production systems, which led to the implementation of good practice codes, guidelines and specific legislation on their maintenance in captivity. These studies have identified three core dimensions to the concept of animal welfare: (a) the health and biological functioning of animals; (b) suffering and the mental functioning of animals; (c) the nature of animals and the possibility for them to express in captivity the species-specific behavioural repertoire. Regarding fish the available studies mainly address biological health issues and the stress response, hence from the three pillars of the concept of animal welfare only the first one has been extensively studied, and an integration of the three dimensions is still lacking. The goal of this talk is to demonstrate that the concept of animal welfare is applicable to teleost fish, since recent data on nociception, cognition and social stress in fish suggest that they are sentient animals, and that fish welfare should be considered in human activities related to fish such as fish farming.
  • Non-invasive endocrine monitoring using fecal steroid analysis: opportunities and challenges Animal Ecology and Behaviour

    Schwarzenberger, Franz

    Abstract in English:

    During the past two decades, techniques for the non-invasive analysis of fecal steroid metabolites (estrogen, androgen, progestagen and glucocorticoid metabolites) have been developed. These techniques have been used for research with mammals, birds, reptiles, and to a lesser extent in fish; species studied included domestic and laboratory animals, as well as captive and free-ranging wildlife. The techniques now are widely accepted, and in many studies in which either blood sampling on a regular basis was difficult or not possible, i.e. in research on wildlife, very stress prone species or animals of small size, it has become a substitute for analyzing steroid hormones in serum/plasma.
  • Non invasive methods for genetic analysis applied to ecological and behavioral studies in Latino-America Animal Ecology and Behaviour

    González, Susana; Duarte, José Mauricio Barbanti

    Abstract in English:

    Documenting the presence and abundance of the neotropical mammals is the first step for understanding their population ecology, behavior and genetic dynamics in designing conservation plans. The combination of field research with molecular genetics techniques are new tools that provide valuable biological information avoiding the disturbance in the ecosystems, trying to minimize the human impact in the process to gather biological information. The objective of this paper is to review the available non invasive sampling techniques that have been used in Neotropical mammal studies to apply to determine the presence and abundance, population structure, sex ratio, taxonomic diagnostic using mitochondrial markers, and assessing genetic variability using nuclear markers. There are a wide range of non invasive sampling techniques used to determine the species identification that inhabit an area such as searching for tracks, feces, and carcasses. Other useful equipment is the camera traps that can generate an image bank that can be valuable to assess species presence and abundance by morphology. With recent advances in molecular biology, it is now possible to use the trace amounts of DNA in feces and amplify it to analyze the species diversity in an area, and the genetic variability at intraspecific level. This is particularly helpful in cases of sympatric and cryptic species in which morphology failed to diagnose the taxonomic status of several species of brocket deer of the genus Mazama.
  • Research priorities for grassland science: the need of long term integrated experiments networks Forage Crops

    Lemaire, G.

    Abstract in English:

    Grasslands have to be considered not only as a mean for providing foods for domestic herbivore but also as an important biome of terrestrial biosphere. This function of grasslands as an active component of our environment requires specific studies on the role and impact of this ecosystem on soil erosion and soil quality, quality and quantity of water resources, atmosphere composition and greenhouse gas emission or sequestration, biodiversity dynamics at different scales from field plot to landscape. All these functions have to be evaluated in conjunction with the function of providing animal products for increasing human population. So multifunctionality of grasslands become a new paradigm for grassland science. Environmental and biodiversity outputs require long term studies, being the long term retro-active processes within soil, vegetation and micro-organism communities in relation to changes in management programme. So grassland science needs to carry on long term integrated experimentation for studying all the environmental outputs and ecological services associated to grassland management systems.
  • Avanços metodológicos na avaliação da qualidade da forragem conservada Forragicultura

    Jobim, Clóves Cabreira; Nussio, Luiz Gustavo; Reis, Ricardo Andrade; Schmidt, Patrick

    Abstract in Portuguese:

    A avaliação correta do valor nutricional da forragem passa obrigatoriamente por emprego de metodologias adequadas. A qualidade da forragem depende dos produtos da fermentação, no caso da silagem, ou da magnitude das perdas de compostos solúveis e atuação de microrganismos no caso do feno. A abordagem do tema: Avanços metodológicos na avaliação da qualidade da forragem conservada, na 44ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Zootecnia, tem como objetivo destacar as principais metodologias empregadas na avaliação específica de forragens conservadas, adicionais às avaliações tradicionais de composição químico-bromatológica desses volumosos, e colocar em discussão a necessidade de padronização de procedimentos analíticos. Assim, a revisão prioriza a descrição e sistematização de métodos físicos e químicos importantes para serem implementados na avaliação de forragens conservadas, na tentativa de homogeneizar tais procedimentos. Os recursos metodológicos disponíveis atualmente permitem não somente quantificar, mas também qualificar perdas ocorridas no processo de conservação, exposição aeróbia e oferta dos volumosos aos animais. Esse fato sugere que a adoção de estratégias de manejo dessas forragens deverá, preferencialmente, ser acompanhada de avaliação de perdas integradas no processo.

    Abstract in English:

    The suitable evaluation of nutritional value of forages depends on the adoption of appropriate methodologies. Forage quality is highly dependent of fermentation products, in case of silage, and the losses of soluble compounds and microorganisms activity in the case of hay. The theme "Methodological advances in evaluation of preserved forage quality" at the 44th Annual Meeting of Brazilian Society of Animal Science has as main goals to highlight the more useful and particular methodological procedures for conserved forages and additional to the standard chemical analysis.. Analytical procedures for preserved forage should suffer a standardization to permit comparisons of results obtained by the world wide laboratories. This review brings to discussion the description and systematization of important physical and chemical methods to be implemented in preserved forage evaluation. The methodological procedures available permit not only quantify, but also permit qualify the losses occurred during preservation process and across the aerobic exposition of the roughage source during feed out. It suggests that the adoption of any management strategies for conserved forages may depend on an evaluation accordingly fit to the losses observed in the overall process.
  • Avanços na pesquisa com plantas forrageiras tropicais em pastagens: características morfofisiológicas e manejo do pastejo Forragicultura

    Silva, Sila Carneiro da; Nascimento Júnior, Domicio do

    Abstract in Portuguese:

    O manejo do pastejo tem sido uma preocupação constante da pesquisa com plantas forrageiras no Brasil há muitos anos. No entanto, foi durante a última década que ocorreram grandes mudanças e um avanço significativo na compreensão de fatos e processos determinantes da correta utilização das plantas forrageiras tropicais em pastagens. O presente texto tem por objetivo traçar um breve histórico da pesquisa com plantas forrageiras e pastagens no país, apontando sua evolução, tendências, resultados e épocas de transição. Isso colocará o conhecimento disponível em perspectiva e servirá de base para a discussão da importância e relevância dos estudos envolvendo avaliações das características morfofisiológicas das plantas forrageiras para fins de planejamento e definição de estratégias de manejo do pastejo. As informações são apresentadas de maneira sistematizada, favorecendo uma visão integrada das diferentes tendências e concepções filosóficas da pesquisa com plantas forrageiras no país, apontando, de maneira crítica, a necessidade de revisão e mudança de paradigmas como forma de promover a melhoria, aperfeiçoamento e o crescimento do conhecimento acerca da produção animal em pastagens.

    Abstract in English:

    Grazing management has been the focus of the research with forage plants in Brazil for many years. However, it was during the last decade that significant changes and advance occurred regarding the understanding of important factors and processes that determine adequate use of tropical forage plants in pastures. The objective of this text is to provide a brief history of the research on forage plants and grasslands in Brazil, highlighting its evolution, trends, results and transition phases. That will help to put things into perspective and provide the basis for discussing the importance and relevance of studies involving evaluations of morphophysiological traits and responses of forage plants towards planning and definition of sound and efficient grazing management practices. The information is presented in a systematic manner, favouring an integrated view of the different trends and research philosophies used, indicating, critically, the need for revising and changing paradigms as a means of improving and consolidating the knowledge on animal production from pastures.
  • Environmental impacts and nutrient recycling on pastures grazed by cattle Forage Crops

    Vendramini, J.M.B.; Silveira, M.L.A.; Dubeux Jr., J.C.B.; Sollenberger, L.E.

    Abstract in English:

    Grasslands are being replaced by urbanization and more profitable agricultural activities around the world. Producers may be faced with land constraints and need to consider intensification of the remaining grasslands as a means of maintaining overall production on a decreasing land resource. However, intensification of the grazing system is usually associated with greater nutrient inputs, including those from commercial fertilizers and supplement fed to animals. Excessive loading of nutrients in intensive grazing systems via fertilizer and animal wastes can cause nutrient buildup in the soil and subsequent water quality problems. Surface runoff and leaching of nutrients are the two major process affecting water quality. Nitrogen and P represent major nutrient concerns as related to water quality. Increased nitrate concentrations render groundwater unsuitable for drinking and can cause serious health issues for humans. Excessive N and P concentrations may contribute to eutrophication of streams and lakes. Maximizing efficiency of nutrient recycling through the soil-forage-animal system minimizes off-site nutrient transport and decreases production costs by reducing the quantity of commercial fertilizer needed. Management strategies to reduce soil and water contamination include refining the balance of nutrient inputs from feeds and fertilizers as well as accounting for the nutrients recycled through the decomposition of plant litter and animal wastes. Current interest in the development and adoption of efficient and sustainable agriculture systems has led forage researchers to amplify the scope of grasslands research by increasing multidisciplinary efforts. There is an increased interest in quantifying the impacts of forage-animal management strategies on the environment, with the goal of developing economically viable best management practices that result in optimum forage production and profitability, while protecting the environment. Furthermore, these best management practices will supply reliable information for future environmental policies that may be adopted by governmental agencies.
  • Avanços metodológicos na determinação do consumo de ruminantes em pastejo Forragicultura

    Carvalho, Paulo César de Faccio; Kozloski, Gilberto Vilmar; Ribeiro Filho, Henrique Mendonça Nunes; Reffatti, Mônica Vizzotto; Genro, Teresa Cristina Moraes; Euclides, Valéria Pacheco Batista

    Abstract in Portuguese:

    Avanços metodológicos são, usualmente, conseqüência direta de avanços conceituais e tecnológicos. No caso da estimativa do consumo em pastejo, os recentes avanços conceituais relativos ao processo de busca e apreensão da forragem pelo ruminante evidenciaram a importância da unidade básica do consumo o bocado -, e dos fatores limitantes ao consumo que ocorrem antes da ingestão da forragem pelo animal em pastejo. A abordagem reducionista do processo de pastejo, aliada à sua hierarquização espaço-temporal, trouxeram uma nova concepção de como o animal obtém o seu alimento do pasto. Destes modelos conceituais emergiram novas variáveis que requerem novos procedimentos experimentais e analíticos. Neste contexto, importantes avanços têm ocorrido. Este artigo apresenta e discute os novos procedimentos que permitem estimar o consumo no curto prazo, assim como aqueles mais utilizados pela comunidade científica nacional para estimar o consumo no longo prazo. Adicionalmente, são feitas também considerações sobre o uso de animais ou de piquetes como unidades experimentais em experimentos de pastejo. Conclui-se que, apesar de ainda existir importantes barreiras metodológicas, os recentes avanços conceituais sobre o processo de pastejo, assim como dos procedimentos analíticos, geram fortes expectativas de avanço em curto e médio prazo na obtenção de estimativas qualificadas de consumo por animais em pastejo.

    Abstract in English:

    Methodological advances are usually a direct consequence of conceptual and technical advances. In the case of animal intake on pasture, recent conceptual advances regarding the process of searching and apprehension of the forage by the ruminant provide insight regarding the importance of the basic unit of intake, the bite, and the importance of processes limiting intake that occur before the forage reaches the rumen. Applying a reductionist approach to the grazing process, along with its spatial-temporal hierarchy, brought a new conceptualization of how an animal obtains feed from pasture. From the conceptual models emerged new variables that required new experimental and analytical procedures. Within this context, important advances have occurred. This article describes the new procedures that allow to estimate the consumption on the short-term, as well as that most utilized by the national scientific community for estimating the consumption on the long-term. Procedure for estimating fecal production and digestibility are discussed, as well as the use of n-alkanes and other emerging techniques. Consideration is given to the use of animals or paddocks as experimental units in grazing experiments. The conclusions presented in this article do not differ from those of preceding articles regarding this subject. In a grazing condition, continuous intake is the "black box" to be revealed, complex by nature with regard to the animal as well as the pasture, and there are important methodological barriers toward is determination. Nevertheless, recent advances in conceptualizing the grazind process, as well as in the analytical procedures, have been considerable and generate ambitious expectations over the short and long term.
  • Mixture models in quantitative genetics and applications to animal breeding Breeding, Genetic and Reproduction

    Gianola, Daniel; Boettcher, Paul J.; Ødegård, Jørgen; Heringstad, Bjørg

    Abstract in English:

    Finite mixture models are helpful for uncovering heterogeneity due to hidden structure; for example, unknown major genes. The first part of this article gives examples and reviews quantitative genetics issues of continuous characters having a finite mixture of Gaussian components. The partition of variance in a mixture, the covariance between relatives under the supposition of an additive genetic model and the offspring-parent regression are derived. Formulae for assessing the effect of mass selection operating on a mixture are given. Expressions for the genetic correlation between a mixture and a Gaussian trait are presented. If there is heterogeneity in a population at the genetic or environmental levels, then genetic parameters based on theory treating distributions as homogeneous can lead to misleading interpretations. Subsequently, methods for parameter estimation (e.g., maximum likelihood) are reviewed, and the Bayesian approach is illustrated via an application to somatic cell scores in dairy cattle.
  • Estudos de expressão gênica utilizando-se microarrays: delineamento, análise, e aplicações na pesquisa zootécnica Melhoramento, Genética e Reprodução

    Rosa, Guilherme Jordão de Magalhães; Rocha, Leonardo Bernardes da; Furlan, Luiz Roberto

    Abstract in Portuguese:

    A tecnologia de microarrays, ou microarranjos de DNA, possibilita a avaliação simultânea da expressão de milhares de genes em diferentes tecidos em determinado organismo, em diferentes estágios de desenvolvimento ou condições ambientais. Microarrays são bastante utilizados em experimentos de genômica funcional com diversas espécies animais e vegetais, e têm sido gradativamente incorporados em diferentes áreas da pesquisa zootécnica, como crescimento e metabolismo, resposta imune a doenças, reprodução e resposta a fatores de estresse não-infecciosos (restrição alimentar, exposição a elementos tóxicos e outras condições ambientais desfavoráveis), bem como melhoramento genético animal. Tais experimentos, entretanto, são ainda consideravelmente caros, como consequência, geralmente são conduzidos com tamanhos amostrais relativamente pequenos. Por outro lado, a realização dos experimentos com microarrays, desde a coleta das amostras, até a obtenção das imagens para análise, envolve uma série de procedimentos laboratoriais de alta complexidade, que frequentemente introduzem variações adicionais aos resultados obtidos. Desta maneira, a condução de ensaios com microarrays requer cuidadoso delineamento experimental e análise estatística dos dados. Nesta apresentação são discutidos princípios básicos do planejamento de ensaios com microarrays, bem como as ferramentas estatísticas e computacionais mais comuns para a análise dos mesmos. São também discutidos alguns exemplos de aplicação de experimentos com microarrays em zootecnia e, numa última seção, são traçadas algumas considerações finais envolvendo os tópicos gerais abordados.

    Abstract in English:

    Microarray technology allows monitoring thousands of genes simultaneously in a specific tissue of an organism, in different developmental stages or environmental conditions. Microarrays are very common in functional genomics experiments with both animals and plant species, and they have been increasingly used also in different areas of livestock research, such as growth and metabolism, reproduction, immune response to diseases and parasites, response to non-infectious stress factors (such as dietary restriction, exposure to toxic elements and other unfavorable environmental conditions) as well as animal breeding. Such experiments, however, are still considerably expensive and time consuming and, consequently, they are performed with relatively small sample sizes. Nonetheless, microarray experiments are extremely complex, as they involve a number of laboratorial procedures such as sample collection, RNA extraction, reverse transcription and labeling, and the final hybridization. Hence, microarray assays require careful experimental planning and statistical data analysis. In this manuscript, basic principles of experimental design for microarray studies are reviewed, as well as the most common statistical and computational tools used for their analysis. In addition, some examples of application of microarray technology in animal science are discussed, and some concluding remarks are presented afterward.
  • Delineamento de experimentos em genética genômica Melhoramento, Genética e Reprodução

    Rosa, Guilherme Jordão de Magalhães

    Abstract in Portuguese:

    Genética genômica é um termo utilizado para representar o estudo de processos genéticos controladores de caracteres fenotípicos de herança complexa, a partir da análise conjunta de informação relativa a fenótipos, estruturas de parentesco, marcadores moleculares e expressão gênica. Estudos de genética genômica são utilizados, por exemplo, para a estimação da herdabilidade de níveis de transcrição, para o mapeamento de locos controladores da expressao gênica (eQTL, do inglês expression Quantitative Trait Loci), e para o estudo de redes regulatórias. Genética genômica geralmente envolve experimentos com microarrays, os quais são ainda bastante caros e trabalhosos, limitando o tamanho amostral e conseqüentemente o poder estatístico de tais estudos. Desta maneira, é essencial que tais experimentos sejam otimizados do ponto de vista do delineamento, a partir de criteriosa escolha das amostras (indivíduos) a serem utilizadas, e do controle rigoroso dos vários fatores que podem afetar as variáveis-resposta de interesse. Outro ponto fundamental na condução de tais experimentos refere-se à marcação das amostras de mRNA com os fluoróforos e ao pareamento das mesmas em cada lâmina de microarray, os quais devem ser cuidadosamente planejados para que não haja confundimento entre estes efeitos e os fatores biológicos de interesse. Nesta apresentação serão discutidas algumas estratégias para o planejamento de estudos de genética genômica, incluindo a seleção de indivíduos objetivando-se a maximização da dissimilaridade genética ou do número de eventos de recombinação, bem como a condução eficiente dos ensaios com microarrays para diferentes objetivos experimentais.

    Abstract in English:

    Genetical genomics experiments combine information on phenotypic traits, molecular markers and gene expression to study the genetic mechanisms governing variation in complex traits. Such studies can be used, for example, to estimate heritabilities of mRNA transcript abundances, to map expression quantitative trait loci (eQTL), and to infer regulatory gene networks. Microarray experiments, however, can be extremely costly and time consuming, which may limit sample sizes and statistical power. Thus it is crucial to optimize experimental designs by carefully choosing the subjects to be assayed, and by cautiously controlling systematic factors affecting the system. Also, a rigorous strategy should be used for allocating mRNA samples across slides and dye labeling, so that effects of interest are not confounded with nuisance factors. In this presentation, we review some designs strategies for genetical genomics studies, including the selection of individuals for increased genetic dissimilarity and for a higher number of recombination events, as well as efficient microarray experiment layouts for various experimental goals.
  • Avanços metodológicos na seleção do sexo de espermatozóides bovinos para utilização no melhoramento genético e na produção animal Melhoramento, Genética e Reprodução

    Lima, Vera Fernanda Martins Hossepian de

    Abstract in Portuguese:

    O mercado demanda, desde final da década de 20, uma tecnologia para a sexagem de espermatozóides que possa ser inserida na indústria de produção de sêmen congelado e que tenha as seguintes características: a) não altere a viabilidade espermática; b) seja compatível com a congelação do espermatozóide sexado; c) permita a sexagem de espermatozóides previamente congelados e descongelados; d) permita a produção de várias doses de sêmen sexado congelado por dia, com custo compatível ao mercado. A importância dessa tecnologia para maximizar a produção animal a um custo baixo tem sido um desafio da pesquisa a vários anos. A possibilidade de produzir, em escala comercial, doses de sêmen enriquecidas com espermatozóides X ou Y aumentará os benefícios do uso da inseminação artificial no seu papel de maximizar o progresso genético entre gerações de acordo com os requerimentos de cada programa de melhoramento animal. Diferentes rotas tecnológicas são percorridas na tentativa de selecionar-se o sexo em mamíferos, tanto nas espécies de interesse zootécnico quanto em espécies ameaçadas de extinção, animais de companhia. Neste sentido, existem duas alternativas: a separação de espermatozóides portadores do cromossomo X, daqueles portadores do cromossomo Y; ou a sexagem de embriões pré-implantados. A viabilidade da sexagem de espermatozóides em bovinos é esperada por muitos anos e os desenvolvimentos recentes tornaram essa tecnologia de aplicação commercial. Entretanto, muitas limitações ainda existem, principalmente, referente à taxa de gestação em condições de campo. Isso restringe a utilização dessa tecnologia no melhoramento genético e produção animal. Nessa palestra abordaremos os potenciais sistemas de criação e produção que poderão beneficiar-se com a sexagem de espermatozóides, quando essas limitações forem solucionadas.

    Abstract in English:

    The market demands, since the end of the 1920s the market demands a technology for spermatozoa sexing that can be inserted in the industry to production of frozen semen and that has the following features: a) does not change sperm viability; b) it be compatible with freezing of spermatozoa after treatment for sexing; c) it allows the spermatozoa sexing after their thawing; d) it allows the production of various doses of sexed frozen semen per day at a compatible cost for the market. The importance of this technology to maximize animal production at lower cost is a challenge of the research and it has been studied for many years. The possibility to produce, in commercial scale, semen doses enriched with X or Y spermatozoa will increase the benefits of the use of artificial insemination (AI) for its decisive role to maximize the genetic progress between generations, according to the requirements of each genetic improvement program and livestock capacity. Different technological routes are taken in the attempt to select gender in mammals, both for zootechnical interest species and for endangered species and pet animals. There are two alternatives for that: to separate X-chromosome-bearing spermatozoa from those Y- chromosome-bearing spermatozoa; or to sex pre-implanted embryos.The availability of sexed semen in cattle has been eagerly anticipated for many years, and recent developments have brought this technology to the brink of commercial application. Limitations still exist, namely conception rates in field. This limits the willingness of producers to pay a premium price for the product. The focus of this paper is to discuss potential breeding schemes that can lead to widespread usage of sexed semen, in spite of its aforementioned limitations.
  • Avanços metodológicos na produção in vitro de embriões Melhoramento, Genética e Reprodução

    Rumpf, Rodolfo

    Abstract in Portuguese:

    O desenvolvimento da metodologia de produção in vitro de embriões (PIV) para maximizar o ganho genético e a produção animal a um custo baixo é um desafio de pesquisa científica há vários anos. A possibilidade de produzir, em escala comercial, embriões a partir de oócitos puncionados dos folículos ovarianos pode aumentar os benefícios do uso da inseminação artificial devido ao seu decisivo papel no aumento do progresso genético entre gerações de acordo com as necessidades de cada programa de melhoramento genético ou produção animal. Diferentes rotas tecnológicas foram desenvolvidas a partir da PIV em espécies de interesse zootécnico ou espécies ameaçadas de extinção.

    Abstract in English:

    The development of in vitro embryo production (IVP) methodology to maximize genetic gain and animal production at lower cost is a challenge of the research and it has been studied for many years. The possibility to produce, in commercial scale, embryos from ovum pick up methodology may increase the benefits of the use of artificial insemination (AI) for its decisive role to maximize the genetic progress between generations, according to the requirements of each genetic improvement program and livestock capacity. Different technological routes are associated to IVP, both for zootechnical interest species and for endangered species.
  • Métodos para estudo das respostas metabólicas de cães e gatos a diferentes alimentos Nutrição de Não Ruminantes

    Carciofi, Aulus Cavalieri

    Abstract in Portuguese:

    Durante o processo de assimilação e uso dos alimentos, diferentes respostas metabólicas podem ser desenvolvidas pelo organismo dos animais. Estas respostas são fruto da integração de mecanismos complexos, que envolvem os sistemas neuro-endócrino e o funcionamento dos órgãos, sendo influenciadas pela dieta, espécie animal, idade, condição fisiológica e composição corporal. Este trabalho enfoca a importância fisiológica e os métodos de estudo das respostas pós-prandiais aos carboidratos, bem como as alterações fisiológicas conseqüentes ao balanço eletrolítico da dieta. A quantidade, estrutura química e processamento industrial do amido determinam boa parte da resposta pós-prandial de glicose e insulina de cães. Em gatos, outros mecanismos parecem ser mais importantes, como a ingestão de aminoácidos. A fibra alimentar também altera a resposta pós-prandial ao alimento, devendo ser consideradas sua quantidade, solubilidade e fermentabilidade no desenvolvimento das dietas. Os métodos de estudo destas respostas incluem avaliação das respostas glicêmica e insulínca pós-prandiais, teste endovenoso de tolerância à glicose e à arginina. O clâmp euglicêmico apresenta-se também como ferramenta de estudo, no entanto revela informações mais relacionadas ao animal do que à dieta. A compreensão do conjunto de alterações metabólicas aos carboidratos é importante no estudo do controle da saciedade, composição corporal e inúmeras doenças degenerativas e endócrinas. A concentração e relação entre os macro-elementos da dieta (Na, Cl, K, P, Ca, Mg e S) e dos aminoácidos sulfurados (metionina, cistina e taurina) interferem em inúmeras funções orgânicas, como a cardiovascular, neuromuscular, metabolismo ósseo, renal e pulmonar, refletindo-se no equilíbrio hidro-eletrolítico e ácido-básico orgânicos. De importância prática para cães e gatos encontram-se a relação destes nutrientes com cardiopatias, nefropatias, osteodistrofias e urolitíases. A relação entre os macro-elementos é estabelecida em mmol/kg de matéria seca da dieta, calculando-se seu balanço cátion-ânion (excesso de bases ou ânions dietéticos não determinados). Suas repostas orgânicas são medidas, dentre outros métodos, pela hemogasimetria, balanço hídrico, mensuração do volume dos espaços extracelular e vascular, supersaturação e pH urinários.

    Abstract in English:

    During the assimilation and use of food process, the animals' organism can develop different metabolic responses. These responses results of complex integration mechanisms, involving the neuro-endocrine systems and organs activity, were being influenced, besides the diet, for the animal species, age, physiologic condition and corporal composition. In this paper will be discussed the physiologic importance and study methods of carbohydrates post-prandial responses, as well as the physiologic alterations induced by diet electrolytic balance. Amount, chemical composition and industrial processing of starch determine treat part of post-prandial glucose and insulin responses in dogs. In cats other mechanisms seem to be more important, including the ingestion of aminoacids. Besides of starch, the dietary fiber also alters the post-prandial response to food. For fiber, it should be considered its amount, solubility and fermentability in development of the diets. Study methods of these responses include glycemic and insulinic meal response test, and intra-venous glucose and arginine tolerance teste. Euglycemic clamp comes, also, as a study tool, however this information says more about the animal than the diet. The understanding of carbohydrates metabolic alterations is important in the study of satiation control, corporal composition and in several degenerative and endocrine diseases. The concentration and relationship among the macro-elements of diet (Na, Cl, K, P, Ca, Mg and S) and of sulfurated aminoacids (metionine, cistine and taurine) interfere in many organic functions, as cardiovascular, neuromuscular, bone, renal and lung metabolism, being reflected in organic hydro-electrolyte and acid-base balance. Of practical importance for dogs and cats are the relationship of these nutrients with heart diseases, kidney diseases, osteodystrophy and urolithiasis. The relationship among these macro-elements is established in mmol/kg of diet dry matter, being calculated its cation-anion balance (undetermined anion value). The organic responses is measured, among other methods, by the blood gas analysis, water balance, mensuration of extracelular and vascular spaces volumes, urine supersaturation and urinary pH.
  • Experimental approaches to study the nutritional value of food ingredients for dogs and cats Non-Ruminants Nutrition

    Harmon, David L.

    Abstract in English:

    This review covers methods that have been applied to study the nutrient value or quality of specific ingredients fed to dogs, cats and comparable species (i.e. foxes, minks, rats, etc.). Typically, the nutritional value or utilization of a specific ingredient is measured by total tract digestibility and has been expanded through the measurement of total nutrient balance (i.e. nitrogen or energy). However, to better understand digestion it is necessary to obtain a more accurate measurement of nutrients entering and leaving the small intestine. Accurate measurement of small intestinal digestion is crucial in dogs and cats because nutrient digestion and absorption occurs primarily in the small intestine. Measuring small intestinal digestibility requires access to digesta leaving the small intestine and can be obtained by placing a cannula at the terminal ileum. This approach also necessitates the use of markers (e.g. chromic oxide) to monitor flow of digesta. Specifically, this approach has been used for the direct measurement of intestinal digestion of carbohydrates and amino acids. It also permits a separate measurement of large intestinal digestion which is particularly useful for the study of fiber fermentation. Passage of foods through the gastrointestinal tract is also an important component of utilization and these methods are reviewed.
  • Methodologies for modelling energy and amino acid responses in poultry Non-Ruminants Nutrition

    Gous, Robert Mervyn

    Abstract in English:

    The objective of this paper is to present some of the issues faced by those whose interest is to predict responses in poultry, concentrating mainly on those related to the prediction of voluntary food intake, as this should be the basis of models designed to optimise both performance and feeding programmes. The value of models designed to predict growth or reproductive performance has been improved inestimably by making food intake an output from, as opposed to an input to, such models. Predicting voluntary food intake requires the potential of the bird to be known, be this the growth of body protein or lipid, the growth of feather protein, or the rate at which yolk and albumen may be deposited daily in the form of an egg, and some of the issues relating to the description of potentials are discussed. This potential defines the nutrients that would be required by the bird on the day, which can be converted to a desired food intake by dividing each requirement by the content of that nutrient in the feed. There will be occasions when the bird will be unable to consume what is required, and predicting the magnitude of these constraints on intake and performance provides the greatest challenge for modellers. This paper concentrates on some issues raised in defining the nutrient requirements of an individual, on constraints such as high temperatures and the social and infectious environment on voluntary food intake, on some recent differences in the response to dietary protein that have been observed between the major broiler strains, and on the methodologies used to deal with populations of birds, and finally with broiler breeder hens, whose food intake is constrained by management, not by the environment. These issues suggest that there are still challenges that lie ahead for those wishing to predict responses to nutrients in poultry. It is imperative, however, that the methods used to measure the numbers that make theories work, and that the theories themselves, are robust and unambiguous such that the resultant models can be used to assist the poultry Industry to become more efficient especially when designing feeds and feeding programmes.
  • Net energy evaluation of feeds and determination of net energy requirements for pigs Non-Ruminants Nutrition

    Noblet, Jean

    Abstract in English:

    Feeds for pigs can be attributed different energy values according to, first, the step considered in energy utilization (DE: digestible energy, ME: metabolizable energy and NE: net energy) and, second, the method used for estimation at each step. Reference methods for evaluating DE content are based on in vivo digestibility measurements; indirect estimates of DE values are obtained from in vitro methods or prediction equations based on chemical characteristics. Methods have also been proposed for estimating urinary energy (and gas energy to a smaller extent) in order to calculate ME content from DE value. The NE values originate from energy balance studies (slaughter methods or, more commonly, indirect calorimetry measurements in respiration chambers) and their compilation allows the calculation of NE prediction equations based on digestible nutrient contents or DE or ME contents. Such equations are applicable to both ingredients and compound feeds. They may differ between origins according to the fractionation method of organic matter or assumptions such as the NE requirement for maintenance (or fasting heat production). These measurements represent the bases for establishment of energy values in feeding tables. Results indicate that energy digestibility of feeds is negatively affected by dietary fibre content but this negative effect is attenuated with body weight increase, which suggests that feeds should be attributed DE values according to pig BW; in practice, at least two different DE values, one for growing-finishing pigs and one for mature pigs (reproductive sows), are recommended. The energy digestibility of pig feeds can also be affected by feed processing (pelletting, extrusion, etc.). Efficiency of ME utilization for NE averages 74-75% for conventional pig diets but it is directly dependent on diet chemical composition with efficiencies higher for ME from fat (90%) or starch (82%) than from protein or dietary fibre (60%). The hierarchy between feeds and results of least-cost formulation are then dependent on the energy system with overestimation of protein rich feeds and underestimation of starch and/or fat rich feeds in the DE or ME systems. The NE system provides an energy value which is the closest estimate of the "true" energy value of a feed; it predicts more accurately the performance of the pigs and allows implementing new feeding approaches such as the use of low protein and/or high fat diets. Energy requirements expressed as DE or ME can be transformed to NE requirements if we assume that the average efficiencies of DE or ME for NE are 71 and 74%, respectively. More sophisticated methods including modeling techniques can also be used for evaluating energy requirements.
  • Meta-análise em pesquisas científicas: enfoque em metodologias Nutrição de Não Ruminantes

    Lovatto, P.A.; Lehnen, C.R.; Andretta, I.; Carvalho, A.D.; Hauschild, L.

    Abstract in Portuguese:

    Este texto descreve os princípios básicos de sistematização com enfoque em meta-análise. É apresentado o estado da arte da meta-análise, recuperando informações de sua evolução e metodologias básicas para sua realização. São descritos seus antecedentes históricos, os limites das abordagens clássicas de revisão de literatura, as bases conceituais, os objetivos e justificativas. É indicada uma metodologia geral para realização da meta-análise. São apresentados os critérios para a definição dos objetivos. São descritos os procedimentos de sistematização das informações e gestão de base bibliográfica de dados destinada aos estudos meta-analíticos (seleção, codificação, filtragem de dados). São apresentadas as análises mais comuns (gráfica, ponderações), a escolha do modelo estatístico (um fator explicativo qualitativo, um efeito qualitativo ou quantitativo), os fatores de interferência, os procedimentos pós-analíticos (variações residuais, heterogeneidade entre resultados). Em síntese, este texto mostra que a meta-análise é superior às formas tradicionais de revisão de literatura por estimar com maior precisão os efeitos dos tratamentos, ajustando-os para a heterogeneidade experimental. No entanto, a meta-análise exige os efeitos na sistematização e análise dos resultados da pesquisa.

    Abstract in English:

    This text describes a basic approach of systematization with focus on meta-analysis. It is presented the art state of the meta-analysis, recovering information of its evolution and basic methodologies for its accomplishment. In this text are described the historical antecedents of meta-analysis, the limits of the classic approaches of literature review, the conceptual bases and the objectives. It is indicated a general methodology for meta-analysis procedures. The criteria for the definition of the objectives are presented. The procedures of the systematization and management of bibliographical data base selected to meta-analytic studies are described (selection, code, data filtration). The most common analysis (graph, adjustments) are presented, the choice of the statistical model (a qualitative explanatory factor, a qualitative or quantitative effect), the interference factors and the post-analytic procedures (residual variations, heterogeneity among results). In conclusion, this text shows that meta-analysis is better than traditional methods of literature review for esteeming with more precision the treatments effects adjusting it's for the experimental heterogeneity. However, the meta-analysis requires discipline in the systematization and analysis of the research results.
  • Avanços metodológicos na avaliação de alimentos e de exigências nutricionais para aves e suínos Nutrição de Não Ruminantes

    Rostagno, Horacio S.; Bünzen, Silvano; Sakomura, Nilva K.; Albino, Luiz F.T.

    Abstract in Portuguese:

    A produção industrial de aves e suínos mostrou enormes avanços nos últimos anos, principalmente devido ao aumento dos conhecimentos na área de genética e de nutrição. Na área de avaliação dos alimentos e das exigências nutricionais de animais monogástricos, as melhoras se dão a passos largos, devido á seriedade com que os profissionais encaram a responsabilidade de fazer pesquisa de qualidade dentro e fora do país. Neste trabalho serão abordadas as metodologias que permitem melhorar a utilização dos alimentos de maneira mais eficiente e econômica. Serão citados alguns cuidados e procedimentos essenciais para executar adequadamente experimentos de desempenho com aves e suínos. Na atualidade, para a realização de experimentos com monogástricos, é necessário: definir claramente os objetivos, utilizar animais com peso inicial uniforme, usar número adequado de repetições e de animais por unidade experimental. Testes de médias devem ser usados para as variáveis qualitativas e quando a variável independente for quantitativa aplicar análise de regressão. O nível de significância utilizado (5, 7, 10%) pode variar conforme a importância econômica da característica estudada. A adequada condução dos ensaios, sejam de crescimento ou de digestibilidade, é fundamental para que as ferramentas apresentadas possam ter efetividade, resultando na melhora da produtividade e na redução dos custos e da excreção de nutrientes.

    Abstract in English:

    Swine and Poultry production showed enormous progress in the last few years, mainly due to the increased knowledge in genetics and nutrition. In the area of feedstuffs evaluation and nutritional requirements the improvement also was big due to the seriousness of the professionals to make high quality research in Brazil and abroad. This paper shows methodologies that can improve feedstuffs utilization more efficiently with lower costs. Procedures are described for adequate execution of growth experiments with poultry and swine. Actually, to run experiments with monogastric animals it is important to: define clearly the objectives, utilize animals with uniform starting weight, to use adequate number of replicates and animals per experimental unit. Mean test comparation should be used for qualitative variable and regression analysis when the independent variable is quantitative. The level of significance applied may vary (5, 7, 10%) depending upon the economic importance of the parameter evaluated. Adequate execution of growth or digestibility trials is of fundamental importance for the recommendations made in this paper to be effective and result in increased productivity and reduction of costs and nutrient excretion.
  • Modelagem por compartimentos para integrar e comunicar conhecimento em nutrição Nutrição de Não Ruminantes

    Oviedo-Rondón, Edgar O.

    Abstract in Portuguese:

    Esta palestra tem o objetivo de apresentar e discutir metodologias utilizadas para modelar e integrar o conhecimento clássico em nutrição animal, e o produzido por novas ciências moleculares como nutrigenoma, proteoma e metaboloma. Estas ciências e a bioinformática estão ajudando a expandir rapidamente o conhecimento dos sistemas biológicos de interesse em nutrição animal. Na palestra discutirei como é importante dedicar parte de nosso tempo a integrar o conhecimento existente para esclarecer os problemas em pesquisa, utilizando as ferramentas mais adequadas para evitar duplicação de pesquisas, que causam desperdício de recursos humanos, econômicos, e de tempo. A modelagem matemática por compartimentos utilizando programas de computador pode ser a melhor maneira de acumular estas informações, integrar diferentes descobertas, e comunicar o conhecimento atual dos sistemas, e do metabolismo de nutrientes às novas gerações, e avançar na determinação mais adequada das exigências nutricionais.

    Abstract in English:

    This presentation aims to present and discuss methodologies used to model and integrate classical knowledge in animal nutrition, and new discoveries produced by new molecular sciences like nutrigenomics, proteomics and metabolomics. These sciences and bioinformatics are helping to expand >very quickly the knowledge of the biological systems of interest in animal nutrition. I will discuss the importance of dedicating part of our efforts to integrate current knowledge to prioritize research problems using the most adequate tools. This will help to avoid research duplication that causes waste of valuable resources. Compartmental mathematical modeling using computer software could be one of the best ways to accumulate this information. It can help to integrate new discoveries, communicate the knowledge about animal systems and nutrient metabolism to a new generation of scientists, and advance to more accurate determination of nutrient requirements.
  • Avanços metodológicos da microscopia na avaliação de alimentos Nutrição de Ruminantes

    Lempp, Beatriz

    Abstract in Portuguese:

    O aperfeiçoamento nos últimos anos das lentes de aumento e dos microscópios, bem como o desenvolvimento de técnicas de preparação de amostras, disponibilizou excelentes ferramentas para pesquisas nas diversas áreas da ciência. As avaliações ao microscópio, eletrônico ou óptico, de alimentos utilizados para ruminantes, têm auxiliado na compreensão da relação causa/efeito no desempenho animal. Destacam-se os avanços obtidos no conhecimento do modo de ação dos microrganismos do rúmen nos substratos, principalmente das bactérias partículo-associadas. Avanços também foram obtidos no entendimento dos fatores que afetam a degradabilidade da matéria seca de forrageiras, especialmente das espécies C3, mas estes avanços também contribuem para o conhecimento das C4. Os resultados destes estudos permitiram o estabelecimento de várias linhas de pesquisa, possibilitando discriminar-se nas fases iniciais de seleção de gramíneas e leguminosas, aquelas que apresentam maior potencial qualitativo. Destacam-se também os estudos que estão sendo realizados para elevação da degradabilidade do colmo de milho e do caule da alfafa, bem como, aqueles para identificar-se como o tratamento de subprodutos agrícolas pode elevar sua qualidade, e se verificar o efeito de inoculantes, tais como enzimas exógenas, na taxa de degradação da matéria seca. Além de se verificar o efeito do tanino, especialmente em leguminosas, na digestibilidade, o que pode no futuro possibilitar a utilização de aditivos que minimizem ou anulem seus efeitos deletérios no consumo de forragem. Com relação aos grãos de cereais, pode-se verificar a influência do genótipo na degradação. Os resultados obtidos até então, fornecem a base para a manipulação genética de alimentos utilizados por ruminantes, o que provavelmente será objeto de pesquisa nas próximas décadas.

    Abstract in English:

    The perfecting in the last years of augmentation lenses and that of the microscopes, as well as the development of samples preparation techniques, provided excellent tools in the several science areas. The evaluations at the microscope, electron or optical, of edible products utilized for ruminants, has helped in the cause/effect relationship understanding in animal performance. Of paramount importance are the advances obtained in the action mode of rumen microorganisms in the substrates knowledge, mainly of the particle-associated bacteria. Advances were also achieved in the knowledge of factors that affect the forage dry matter degradability, especially of the C3 species, but these advances also contribute to the knowledge of the C4. These studies results allowed the establishment of several research lines, creating the possibility of discrimination in the early stages of grasses and legumes selection, those which present the greatest qualitative potential. There is especial merit also in the studies to increase the corn and alfalfa stalk degradability, as well as those to identify how the agricultural byproducts treatment can increase its quality, and to verify the effect of inoculants, such as exogenous enzymes, in the dry matter degradability rate. Besides the verification of the tannin effect, especially in legumes, into the digestibility, which may in the future to foster the utilization of additives that can minimize or prevent their harmful effects on forage consumption. With relation to cereal grains, it may be verified the genotype influence on degradability. The results achieved up to now, give the base for the genetic manipulation of feed stuff utilized by ruminants, which probably will be object of research in the next decades.
  • A genômica funcional no âmbito da produção animal: estado da arte e perspectivas Nutrição de Ruminantes

    Furlan, Luiz Roberto; Ferraz, André Luiz Julien; Bortolossi, Julio César

    Abstract in Portuguese:

    Os últimos vinte anos caracterizaram-se pela proliferação de tecnologias que tornaram possível decifrar o genoma das espécies, localizar e identificar particularidades na sua seqüência, elucidar as suas funções dentro dos sistemas biológicos e, sobretudo, começar a entender os mecanismos que controlam as interações entre os genótipos e os estímulos ambientais, que são responsáveis pela diversidade fenotípica. Estes estudos sobre as bases moleculares da variabilidade fenotípica abriram uma nova abordagem científica, caracterizada pela multiplicidade das questões envolvidas, que resultou no surgimento de novas áreas de pesquisa, cujos conhecimentos estão sendo aplicados em diversos campos da biologia, inclusive na zootecnia. Tendo em vista o grande impacto que tais conhecimentos estão tendo sobre a compreensão dos fenômenos biológicos, parece ser oportuno fazer uma avaliação das potencialidades de aplicação das abordagens de Genômica Funcional em pesquisas de nutrição e alimentação de ruminantes. Nesse contexto, este artigo está focado na descrição das principais "ferramentas genômicas" disponíveis e na discussão sobre a viabilidade de se utilizar as informações por elas geradas em benefício da produção animal.

    Abstract in English:

    The last twenty years have been characterized by some remarkable technological advances in the field of genomics which were essential to unveil the genome of varies species. Furthermore, these genomic advances contributed to pinpoint particularities in genome sequences which might be associated with phenotypic variations, therefore, it became possible to study functions associated with specific sequences in a more holistic context within biological systems. More importantly, the blossoming in genomics contributed to a better understanding on the mechanisms that control the interactions between genotype and environmental factors which are responsible for phenotypic variability. Genomic advances also promoted innovative and multi-dimensional scientific perspectives in research fields of biology, such as in animal science. Having in mind the remarkable impacts of genomics on the understanding of biological phenomena, it becomes clear that an assessment of the potential applications of functional genomics in the field ruminant nutrition should be performed. For this reason, this paper reviews several important genomic tools, and discusses the feasibility of using these tools towards an enhancement of animal production.
  • Meta-analyses of experimental data in the animal sciences Nutrition of Ruminants

    St-Pierre, Normand Roger

    Abstract in English:

    In certain areas of animal research, such as nutrition, quantitative summarizations of literature data are periodically needed. In such instances, statistical methods dealing with the analysis of summary data (generally from the literature) must be used. These methods are known as meta-analyses. The implementation of a meta-analysis is done in several phases. The first phase defines the study objectives and identifies the criteria for selecting prior publications to be used in the construction of the database. Publications must be scrupulously evaluated for their quality before being entered into the database. During this phase, it is important to carefully encode each record with pertinent descriptive attributes (experiments, treatments, etc.) to serve as important reference points later on. Statistically, databases from literature data are inherently unbalanced, leading to considerable analytical and interpretation difficulties. Missing data are frequent, and data are not the outcomes of a classical experimental system. A graphical examination of the data is useful in getting a global view of the system as well as to hypothesize specific relationships to be investigated. This phase is followed by a statistical study of the meta-system using the database previously assembled. The statistical model used must follow the data structure. Variance decomposition must account for inter-and intra-study sources; dependent and independent variables must be identified either as discrete (qualitative) or continuous (quantitative). Effects must be defined as either fixed or random. Often observations must be weighed to account for differences in the precision of the reported means. Once model parameters are estimated, extensive analyses of residual variations must be performed. The roles of the different treatments and studies in the results obtained must be identified. Often, this requires returning to an earlier step in the process. Thus, meta-analyses have inherent heuristic qualities that can guide in the design of future experiments as well as aggregating prior knowledge into a quantitative prediction system.
  • Methodological challenges in carbohydrate analyses Nutrition of Ruminants

    Hall, Mary Beth

    Abstract in English:

    Carbohydrates can provide up to 80% of the dry matter in animal diets, yet their specific evaluation for research and diet formulation is only now becoming a focus in the animal sciences. Partitioning of dietary carbohydrates for nutritional purposes should reflect differences in digestion and fermentation characteristics and effects on animal performance. Key challenges to designating nutritionally important carbohydrate fractions include classifying the carbohydrates in terms of nutritional characteristics, and selecting analytical methods that describe the desired fraction. The relative lack of information on digestion characteristics of various carbohydrates and their interactions with other fractions in diets means that fractions will not soon be perfectly established. Developing a system of carbohydrate analysis that could be used across animal species could enhance the utility of analyses and amount of data we can obtain on dietary effects of carbohydrates. Based on quantities present in diets and apparent effects on animal performance, some nutritionally important classes of carbohydrates that may be valuable to measure include sugars, starch, fructans, insoluble fiber, and soluble fiber. Essential to selection of methods for these fractions is agreement on precisely what carbohydrates should be included in each. Each of these fractions has analyses that could potentially be used to measure them, but most of the available methods have weaknesses that must be evaluated to see if they are fatal and the assay is unusable, or if the assay still may be made workable. Factors we must consider as we seek to analyze carbohydrates to describe diets: Does the assay accurately measure the desired fraction? Is the assay for research, regulatory, or field use (affects considerations of acceptable costs and throughput)? What are acceptable accuracy and variability of measures? Is the assay robust (enhances accuracy of values)? For some carbohydrates, we may have to accept that there are currently no acceptable, widely applicable analyses that meet these criteria, and seek to fill this analytical gap. Overall, there are good possibilities for accomplishing the nutritional partitioning of carbohydrates. But to ensure that this is done well, as a discipline, we need to continue our discussions on the basis for partitioning, on what fractions are actually significant, and rigorously evaluate proposed analyses to verify that they are analytically sound.
  • Evolução das bolsas de produtividade em pesquisa e dos editais universais do CNPq no Programa Básico de Zootecnia: 2002 a 2006 Outros

    Neves, Maria Auxiliadora da Silveira e Pereira; Antunes, Roberto Camargos; Ribeiro Júnior, Emerson Silva; Gorgati, Cláudia Queiroz
  • Desconstruindo um artigo científico Outros

    Ferreira, Aloízio Soares; Abreu, Márvio Lobão Teixeira de
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