I analyze the importance of parts in the style of biological theorizing that I call compositional biology. I do this by investigating various aspects, including partitioning frames and explanatory accounts, of the theoretical perspectives that fall under and are guided by compositional biology. I ground this general examination in a comparative analysis of three different disciplines with their associated compositional theoretical perspectives: comparative morphology, functional morphology, and developmental biology. I glean data for this analysis (...) from canonical textbooks and defend the use of such texts for the philosophy of science. I end with a discussion of the importance of recognizing formal and compositional biology as two genuinely different ways of doing biology – the differences arising more from their distinct methodologies than from scientific discipline included or natural domain studied. Ultimately, developing a translation manual between the two styles would be desirable as they currently are, at times, in conflict. (shrink)

There are two fundamentally distinct kinds of biological theorizing. "Formal biology" focuses on the relations, captured in formal laws, among mathematically abstracted properties of abstract objects. Population genetics and theoretical mathematical ecology, which are cases of formal biology, thus share methods and goals with theoretical physics. "Compositional biology," on the other hand, is concerned with articulating the concrete structure, mechanisms, and function, through developmental and evolutionary time, of material parts and wholes. Molecular genetics, biochemistry, developmental (...) class='Hi'>biology, and physiology, which are examples of compositional biology, are in serious need of philosophical attention. For example, the very concept of a "part" is understudied in both philosophy of biology and philosophy of science. ;My dissertation is an attempt to clarify the distinction between formal biology and compositional biology and, in so doing, provide a clear philosophical analysis, with case studies, of compositional biology. Given the social, economic, and medical importance of compositional biology, understanding it is urgent. For my investigation, I draw on the philosophical fields of metaphysics and epistemology, as well as philosophy of biology and philosophy of science. I suggest new ways of thinking about some classic philosophy of science issues, such as modeling, laws of nature, abstraction, explanation, and confirmation. I hint at the relevance of my study of two kinds of biological theorizing to debates concerning the disunity of science. (shrink)

I motivate the concept of styles of scientific investigation, and differentiate two styles, formal and compositional. Styles are ways of doing scientific research. Radically different styles exist. I explore the possibility of the unification of biology and social science, as well as the possibility of unifying the two styles I identify. Recent attempts at unifying biology and social science have been premised almost exclusively on the formal style. Through the use of a historical example of defenders of (...) compositional biological social science, the Ecology Group at the University of Chicago from, roughly, the 1930s to the 1950s, I attempt to show the coherence and possibility, if not utility, of employing the compositional style to effect the synthesis of biology and social science. I also relate the efforts of the Ecology Group to those of investigators in the Sociology Department of the University of Chicago. In my conclusion, I discuss the usefulness both of employing the category of styles of scientific investigation in historical and philosophical studies of science, as well as the concept of compositionality in scientific studies. I end the paper with some tentative suggestions regarding the importance of compositionality for an analysis of human society. (shrink)

An essentialist claim often made about organisms is that they could not have originated in different gametes. The thesis of gametic essentialism (GE) is usually understood either as a particular case of material origin essentialism, or as genetic essentialism. This paper argues that it should instead be understood in terms of the numerical identity of the gametes. Since gametes are living cells, their identity conditions should be the same as those of other living beings, and therefore involve neither specific material (...) composition, nor specific genes, but continuity of the same life. Understood in this way, GE is a particular case of biological antecedents essentialism (BAE), a kind of origin essentialism that is better justified in the light of the metaphysical nature of organisms as objects that inherit life from previously existing living organisms. BAE overcomes many objections facing other origin essentialist accounts, and it recognises the importance of the gametes in transmitting not just genes, but actively functioning physical structures necessary for life. If we wish to maintain an origin essentialism principle for organisms, we should prefer BAE. (shrink)

This paper argues for two claims. (1) In his biological views, Kenelm Digby tries to reconcile aspects of an Aristotelian theory of composite substance with early modern corpuscularianism. (2) From a methodological point of view, he uses the Stoic-Epicurean epistemology of common notions in order to show the adequacy of his conciliatory approach. The first claim is substantiated by an analysis of Digby’s views on the role of mixture and homogeneity in the process of animal generation. The second claim is (...) substantiated by an analysis of Digby’s views on the role of the concept of quantity in the evaluation of scientific hypotheses. Both arguments make use of the context of Digby’s philosophy: the first argument draws on his background in the work of early modern corpuscularian Aristotelians such as Daniel Sennert; the second argument draws on his background in the epistemology of Pierre Gassendi. (shrink)

The concept of downward causation is frequently used in an explanatory capacity in biology to account for certain regularities and processes. Some philosophers, however, argue that downward causation is metaphysically incoherent, providing three main objections. Underlying these objections is the assumption that entities are connected by compositional hierarchies of levels of organization. In this paper, I introduce the notions of weak and strong compositional relations using examples from evolutionary developmental biology. I argue that downward causation becomes (...) unproblematic if we use features of interventionist theories of causation to explain the causal relations between levels. I show that an interventionist account of downward causation successfully responds to the three central objections to downward causation in the philosophical literature and I clarify the explanatory usefulness of the concept in biology. As such, this paper provides an epistemic solution to demystify downward causation in the context of scientific practice. The solution proposed is compatible with how biologists seem to use a concept of downward causation fruitfully in their work. (shrink)

The biological sciences have always proven a fertile ground for philosophical analysis, one from which has grown a rich tradition stemming from Aristotle and flowering with Darwin. And although contemporary philosophy is increasingly becoming conceptually entwined with the study of the empirical sciences with the data of the latter now being regularly utilised in the establishment and defence of the frameworks of the former, a practice especially prominent in the philosophy of physics, the development of that tradition hasn’t received the (...) wider attention it so thoroughly deserves. This review will briefly introduce some recent significant topics of debate within the philosophy of biology, focusing on those whose metaphysical themes (in everything from composition to causation) are likely to be of wide-reaching, cross-disciplinary interest. (shrink)

Homology is a biological sameness relation that is purported to hold in the face of changes in form, composition, and function. In spite of the centrality and importance of homology, there is no consensus on how we should understand this concept. The two leading views of homology, the genealogical and developmental accounts, have significant shortcomings. We propose a new account, the hierarchical-dependency account of homology, which avoids these shortcomings. Furthermore, our account provides for continuity between special, general, and serial homology.

What are the conditions under which one biological object is a part of another biological object? This paper answers this question by developing a general, systematic account of biological parthood. I specify two criteria for biological parthood. Substantial Spatial Inclusionrequires biological parts to be spatially located inside or in the region that the natural boundary of t he biological whole occupies. Compositional Relevance captures the fact that a biological part engages in a biological process that must make a necessary (...) contribution to a condition that is minimally sufficient to one or more of the characteristic behaviors of the biological whole. Instead of emphasizing the diversity of part-whole relations in the biological world, this paper asks what biological part-whole relations have in common and what constrains their existence, in general. After presenting the two criteria for biological parthood I discuss in how far my account can cope with hard cases (e.g., redundant parts) and I reveal the merits and limits of monism. (shrink)

Many biologists and philosophers have worried that importing models of reasoning from the physical sciences obscures our understanding of reasoning in the life sciences. In this paper we discuss one example that partially validates this concern: part-whole reductive explanations. Biology and physics tend to incorporate different models of temporality in part-whole reductive explanations. This results from differential emphases on compositional and causal facets of reductive explanations, which have not been distinguished reliably in prior philosophical analyses. Keeping these two (...) facets distinct facilitates the identifi cation of two further aspects of reductive explanation: intrinsicality and fundamentality. Our account provides resources for discriminating between different types of reductive explanation and suggests a new approach to comprehending similarities and differences in the explanatory reasoning found in biology and physics. (shrink)

Polger and Shapiro argue that their official recipe, a criterion for judging when the phenomenon of multiple realization exists, renders MR less widespread than its proponents have assumed. I argue that, although Polger and Shapiro’s criterion is a useful contribution, they arrive at their conclusion too hastily. Contrary to Polger and Shapiro, I claim that the phenomenon of multiple realization in the biological world, judged by their criterion, is not as scarce as they suggest. To show this, an updated official (...) recipe, namely a multiple mechanistic realization thesis, integrating Polger and Shapiro’s criterion with a compositional conception of realization, is developed. Then, three examples of varied kinds are examined, showing that cases of MR are not so hard to find in the biological world. (shrink)

There are many different interpretations of what the family should be – its desired member composition, its primary purpose, and its cultural significance – and many different examples of what families actually look like across the globe. I examine the most paradigmatic conceptions of the family that are based upon the supposed primary purpose that the family serves for its members and for the state. I then suggest that we ought to reconceptualize how we understand and define the family in (...) an effort to move away from these paradigmatic conceptions. This approach requires that we examine the way(s) in which the family has been defined descriptively – that is, how families have been defined historically – in an effort to determine what a normative theory of the family might look like. The goal of this inquiry is to define a family in terms of what it ought to be – a goal that moves our understanding of the family to a new conceptual landscape. I then present my own account of familial relations that aims to capture a normative understanding of the unique primary purpose that the family serves for its members. (shrink)

Reduction and reductionism have been central philosophical topics in analytic philosophy of science for more than six decades. Together they encompass a diversity of issues from metaphysics and epistemology. This article provides an introduction to the topic that illuminates how contemporary epistemological discussions took their shape historically and limns the contours of concrete cases of reduction in specific natural sciences. The unity of science and the impulse to accomplish compositional reduction in accord with a layer-cake vision of the sciences, (...) the seminal contributions of Ernest Nagel on theory reduction and how they strongly conditioned subsequent philosophical discussions, and the detailed issues pertaining to different accounts of reduction that arise in both physical and biological science (e.g., limit-case and part-whole reduction in physics, the difference-making principle in genetics, and mechanisms in molecular biology) are explored. The conclusion argues that the epistemological heterogeneity and patchwork organization of the natural sciences encourages a pluralist stance about reduction. (shrink)

Much of the current research in regenerative medicine concentrates on stem-cell therapy that exploits the regenerative capacities of stem cells when injected into different types of human tissues. Although new therapeutic paths have been opened up by induced pluripotent cells and human mesenchymal cells, the rate of success is still low and mainly due to the difficulties of managing cell proliferation and differentiation, giving rise to non-controlled stem cell differentiation that ultimately leads to cancer. Despite being still far from becoming (...) a reality, these studies highlight the role of physical and biological constraints (e.g., cues and morphogenetic fields) placed by tissue microenvironment on stem cell fate. This asks for a clarification of the coupling of stem cells and microenvironmental factors in regenerative medicine. We argue that extracellular matrix and stem cells have a causal reciprocal and asymmetric relationship in that the 3D organization and composition of the extracellular matrix establish a spatial, temporal, and mechanical control over the fate of stem cells, which enable them to interact and control (as well as be controlled by) the cellular components and soluble factors of microenvironment. Such an account clarifies the notions of stemness and stem cell regeneration consistently with that of microenvironment. (shrink)

Most molecular biological concepts derive from physical chemical assumptions about the genetic code that are basically more than 40 years old. Additionally, systems biology, another quantitative approach, investigates the sum of interrelations to obtain a more holistic picture of nucleotide sequence order. Recent empirical data on genetic code compositions and rearrangements by mobile genetic elements and non-coding RNAs, together with results of virus research and their role in evolution, does not really fit into these concepts and compel a re-examination. (...) In this review we try to find an alternate hypothesis. It seems plausible now that if we look at the abundance of regulatory RNAs and persistent viruses in host genomes, we will find more and more evidence that the key players that edit the genetic codes of host genomes are consortia of RNA agents and viruses that drive evolutionary novelty and regulation of cellular processes in all steps of development. This agent-based approach may lead to a qualitative RNA sociology that investigates and identifies relevant behavioural motifs of cooperative RNA consortia. In addition to molecular biological perspectives this may lead to a better understanding of genetic code evolution and dynamics. (shrink)

Mental representations remain the central posits of psychology after many decades of scrutiny. However, there is no consensus about the representational format(s) of biological cognition. This paper provides a survey of evidence from computational cognitive psychology, perceptual psychology, developmental psychology, comparative psychology, and social psychology, and concludes that one type of format that routinely crops up is the language-of-thought (LoT). We outline six core properties of LoTs: (i) discrete constituents; (ii) role-filler independence; (iii) predicate–argument structure; (iv) logical operators; (v) inferential (...) promiscuity; and (vi) abstract content. These properties cluster together throughout cognitive science. Bayesian computational modeling, compositional features of object perception, complex infant and animal reasoning, and automatic, intuitive cognition in adults all implicate LoT-like structures. Instead of regarding LoT as a relic of the previous century, researchers in cognitive science and philosophy-of-mind must take seriously the explanatory breadth of LoT-based architectures. We grant that the mind may harbor many formats and architectures, including iconic and associative structures as well as deep-neural-network-like architectures. However, as computational/representational approaches to the mind continue to advance, classical compositional symbolic structures – that is, LoTs – only prove more flexible and well-supported over time. (shrink)

The idea of levels of organization plays a central role in the philosophy of the life sciences. In this article, I first examine the explanatory goals that have motivated accounts of levels of organization. I then show that the most state-of-the-art and scientifically plausible account of levels of organization, the account of levels of mechanism proposed by Bechtel and Craver, is fundamentally problematic. Finally, I argue that the explanatory goals can be reached by adopting a deflationary approach, where levels of (...) organization give way to more well-defined and fundamental notions, such as scale and composition. (shrink)

Following Kripke and Putnam, the received view of chemical kinds has been a microstructuralist one. To be a microstructuralist about chemical kinds is to think that membership in said kinds is conferred by microstructural properties. Recently, the received microstructuralist view has been elaborated and defended, but it has also been attacked on the basis of complexities, both chemical and ontological. Here, I look at which complexities really challenge the microstructuralist view; at how the view itself might be made more complicated (...) in order to accommodate such challenges; and finally, at what this increasingly complicated picture implies for our standard assessment of chemical kindhood—primarily, for the widespread assumption that chemical kinds in general are more neat and tidy than those messy biological ones. _1_ The Received View _2_ A Taxonomy of Chemical Kinds _3_ Atomic Number _4_ H2O, H3O+, OH−, and More _5_ Complicating the Microstructuralist Picture _6_ Concrete and Other Mixtures _7_ Macromolecules, Especially Proteins _8_ Abandoning Sameness of Elemental Composition _9_ Not So Different after All. (shrink)

Natural basis of the Sophistic conception of man — an outline. Following the tradition of the philosophy of nature, influenced by hippocratic medicine, Sophists claim that human-being is a biological creature, a part of the world of nature, subject to its rules and rights. Convinced that human-being is a composition of physical and spiritual elements and interested in the relation between the two, the Sophists examine the impact of psychological and physical stimuli on human behaviour. They take under scrutiny various (...) human states (pathe) such as sleep, wakefulness, sickness, madness, love, hatred. They emphasize the uniqueness and "private" character of individual perceptions and states which are dependent on the particular situation of a given subject. For these reasons, as they maintain, the nature of human cognition must be "private", fragmentary and limited. (shrink)

This book is an introduction to The Metaphysicist, the second Information Philosopher website, a work in progress on some classical questions in philosophy that 20th-century logical positivists and analytic language philosophers dis-solved as pseudo-problems. -/- The Metaphysicist analyzes the information content in twenty classic problems in metaphysics - Abstract Entities, Being and Becoming, Causality, Chance, Change, Coinciding Objects, Composition (Parts and Wholes), Constitution, Free Will or Determinism, God and Immortality, Identity, Individuation, Mind-Body Problem, Modality, Necessity or Contingency, Persistence, Possibility and (...) Actuality, Space and Time, Truth, Universals, Vagueness, and the 20th-century problem of WaveParticle Duality. -/- The Metaphysicist also includes pages on the classic paradoxes and puzzles used for millennia to wrestle with these metaphysical problems The Debtor’s Paradox, Dion and Theon, The Growing Argument, The Infinite Regress, The Problem of the Many, The Ship of Theseus, The Sorites Puzzle, The Statue and the Clay, and Tibbles, the Cat. -/- Information philosophy is a new philosophical methodology that goes “beyond logic and language” to the underlying information structures in the cosmos, in the world, in biological systems, and in the human mind - structures without which logic, language, and science would be impossible. (shrink)

Although they are continually compositionally reconstituted and reconfigured, organisms nonetheless persist as ontologically unified beings over time – but in virtue of what? A common answer is: in virtue of their continued possession of the capacity for morphological invariance which persists through, and in spite of, their mereological alteration. While we acknowledge that organisms‟ capacity for the “stability of form” – homeostasis - is an important aspect of their diachronic unity, we argue that this capacity is derived from, and grounded (...) in a more primitive one – namely, the homeodynamic capacity for the “specified variation of form”. In introducing a novel type of causal power – a „structural power‟ – we claim that it is the persistence of their dynamic potential to produce a specified series of structurally adaptive morphologies which grounds organisms‟ privileged status as metaphysically “one over many” over time. (shrink)

RESUMO A alimentação é o fator que mais onera um sistema de produção animal. Assim, a utilização de diferentes estratégias de alimentação dos animais ainda é o grande desafio da nutrição animal, principalmente, levando em consideração as exigências nutricionais de diferentes categorias de ruminantes, em especial bovinos em regiões tropicais, haja vista que a sazonalidade na produção de forragens afeta diretamente a produção bovina, promovendo inadequação no atendimento das exigências nutricionais dos animais principalmente em minerais e vitaminas. Uma alimentação que (...) não atenda as exigências nutricionais dos ruminantes gera prejuízos no sistema de produção, além de, em casos mais graves, ocasionar a perda do animal. Estudos que abordam o efeito e a importância de vitaminas e minerais na nutrição bovina são escassos e necessários. Recentemente a National Research Council (NRC) apresentou novos registros das exigências nutricionais das vitaminas e minerais. Essas alterações proporcionam um impacto econômico significativo em relação à nutrição animal. Nesse sentido, objetivou-se com esta revisão trazer informações acerca de vitaminas e minerais na nutrição de bovinos em pastejo. -/- Palavras-chave: Alimentação animal; forragem; pastagem; requerimentos nutricionais; ruminantes; vitaminas lipossolúveis (Source: AGROVOC). -/- ABSTRACT Animal feed is the factor that most burdens a production system. Thus, the use of different animal feeding strategies is still the great challenge of animal nutrition, taking into account the nutritional requirements of different categories of ruminants, especially cattle in tropical regions, given that seasonality in forage production directly affects cattle production, promoting inadequacy in meeting the nutritional requirements of animals, mainly in minerals and vitamins. A diet that does not meet the nutritional requirements of ruminants generates losses in the production system, in addition to, in more serious cases, causing the loss of the animal. Studies that address the effect and importance of vitamins and minerals in bovine nutrition are scarce and necessary. Recently the National Research Council (NRC) presented new records of the nutritional requirements of vitamins and minerals. These changes provide a significant economic impact on animal nutrition. In this sense, the objective of this review was to bring information about vitamins and minerals in the nutrition of grazing cattle. -/- Keywords: Animal feeding; fat soluble vitamins; forage; nutritional requirements; pasture feeding; ruminants (Source: AGROVOC). -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- 1. Cavalcanti CPL, Silva e Macedo TJ, Gois GC, Menezes VG, Monte APO, Silva AD, Silva DJM, Silva EO, Araújo GGL, Rodrigues RTS, Wischral A, Matos MHT, Queiroz MAA. 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Whitehead’s cosmology centers on the self-creation of actual occasions that perish as they come to be, but somehow do combine to constitute societies that are persistent agents and/or patients. “Instance Ontology” developed by D.W. Mertz concerns unification of relata into facts of relatedness by specific intensions. These two conceptual systems are similar in that they both avoid the substance-property distinction: they differ in their understanding of how basic units combine to constitute complex unities. “Process Structural Realism” (PSR) draws from both (...) of these approaches in developing an account of how combinations of processes may produce ontologically significant coherences. When a group of processes achieves such closure that a set of states recurs continually, the effects of that coherence differ from what would occur in the absence of that closure. Such altered effectiveness is an attribute of the system as a whole, and would have consequences. This indicates that the network of processes, as a unit, has ontological significance. The closed network of processes, together with the conditions that prevail, constitute the form of definiteness of the coherence. That form continues to obtain as long as the coherence persists. Constituents contribute to, rather than share, that characteristic. Aspects of some recent research in systems biology, microeconomics, and social psychology illustrate the application of PSR. (shrink)

Both physiological and evolutionary criteria of biological individuality are underpinned by the idea that an individual is a functionally integrated whole. However, a precise account of functional integration has not been provided so far, and current notions are not developed in the details, especially in the case of composite systems. To address this issue, this paper focuses on the organisational dimension of two representative associations of prokaryotes: biofilms and the endosymbiosis between prokaryotes. Some critical voices have been raised against the (...) thesis that biofilms are biological individuals. Nevertheless, it has not been investigated which structural and functional obstacles may prevent them from being fully integrated physiological or evolutionary units. By contrast, the endosymbiotic association of different species of prokaryotes has the potential for achieving a different type of physiological integration based on a common boundary and interlocked functions. This type of association had made it possible, under specific conditions, to evolve endosymbionts into fully integrated organelles. This paper therefore has three aims: first, to analyse the organisational conditions and the physiological mechanisms that enable integration in prokaryotic associations; second, to discuss the organisational differences between biofilms and prokaryotic endosymbiosis and the types of integration they achieve; finally, to provide a more precise account of functional integration based on these case studies. (shrink)

In the Philosophy of Nature, Hegel describes at length and in detail the particular workings of animal digestion and excretion, referring to the empirical research of his day (Berzelius, Spallanzani, Traviranus). By becoming engaged in the scientific disputes and insights of the time—regarding, for example, the mechanical versus chemical nature of digestion, immediate digestive assimilation and the chemical composition of feces—Hegel arrives at the novel idea that what the animal excretes as superfluous is its own particular entanglement with inorganic otherness. (...) The animal’s subsequent feeling of triumph and satisfaction constitutes the affirmation of individual purposiveness, a form of immediate ideality that Hegel presents as animal subjectivity. (shrink)

Is the being in an irreversible persistent vegetative state as the result of a horrible accident numerically identical to the human person, Lindsay, who existed before the accident? Many proponents of Thomistic metaphysics have argued that Aquinas’s answer to this question must be “yes.” In particular, it seems that Aquinas’s commitment to both Aristotelian hylomorphism and the unity of substantial form (viz., that each body/soul composite possesses one and only one substantial form) entails the position that the human person remains (...) alive as long as biological life persists. I argue, however, that although Aquinas does possess a deeply integrated account of human nature and is indeed committed to the claim that the person, Lindsay, exists as long as Lindsay’s body lives, there is good reason to suppose that he also holds that the body in the PVS is not Lindsay’s body in anything more than an equivocal sense. (shrink)

According to contemporary ‘process ontology’, organisms are best conceptualised as spatio-temporally extended entities whose mereological composition is fundamentally contingent and whose essence consists in changeability. In contrast to the Aristotelian precepts of classical ‘substance ontology’, from the four-dimensional perspective of this framework, the identity of an organism is grounded not in certain collections of privileged properties, or features which it could not fail to possess, but in the succession of diachronic relations by which it persists, or ‘perdures’ as one entity (...) over time. In this paper, I offer a novel defence of substance ontology by arguing that the coherency and plausibility of the radical reconceptualisation of organisms proffered by process ontology ultimately depends upon its making use of the ‘substantial’ principles it purports to replace. (shrink)

ABSTRACT This article studies the theory of animal seeds as purely material entities in the early seventeenth-century medical writings of Antonio Ponce Santacruz, royal physician to the Spanish king Philipp IV. Santacruz adopts the theory of the eduction of substantial forms from the potentiality of matter, according to which new kinds of causal powers can arise out of material composites of a certain complexity. Santacruz stands out among the late Aristotelian defenders of eduction theory because he applies the concept of (...) an instrument of direction developed by the medieval Avicenna commentator Gentile da Foligno and gives a novel turn to this concept by interpreting animal seeds as separate instruments. The article situates Santacruz's theory in the context of early modern debates about the concept of the eduction of forms, as well as in the context of early modern debates about the concept of separate instruments. Particular attention is paid to Santacruz's responses to the biological views of Julius Caesar Scaliger and Thomas Feyens. Santacruz's response to Scaliger turns out to be central for his explication of the eduction relation, and Santacruz's response to Feyens turns out to be central for his explication of the nature of instrumental causation. (shrink)

Vaccine research, as well as the development, testing, clinical trials, and commercial uses of vaccines involve complex processes with various biological data that include gene and protein expression, analysis of molecular and cellular interactions, study of tissue and whole body responses, and extensive epidemiological modeling. Although many data resources are available to meet different aspects of vaccine needs, it remains a challenge how we are to standardize vaccine annotation, integrate data about varied vaccine types and resources, and support advanced vaccine (...) data analysis and inference. To address these problems, the community-based Vaccine Ontology (VO) has been developed through collaboration with vaccine researchers and many national and international centers and programs, including the National Center for Biomedical Ontology (NCBO), the Infectious Disease Ontology (IDO) Initiative, and the Ontology for Biomedical Investigations (OBI). VO utilizes the Basic Formal Ontology (BFO) as the top ontology and the Relation Ontology (RO) for definition of term relationships. VO is represented in the Web Ontology Language (OWL) and edited using the Protégé-OWL. Currently VO contains more than 2000 terms and relationships. VO emphasizes on classification of vaccines and vaccine components, vaccine quality and phenotypes, and host immune response to vaccines. These reflect different aspects of vaccine composition and biology and can thus be used to model individual vaccines. More than 200 licensed vaccines and many vaccine candidates in research or clinical trials have been modeled in VO. VO is being used for vaccine literature mining through collaboration with the National Center for Integrative Biomedical Informatics (NCIBI). Multiple VO applications will be presented. (shrink)

The present work is focussed on the completeness of physics, or what is here called the Completeness Thesis: the claim that the domain of the physical is causally closed. Two major questions are tackled: How best is the Completeness Thesis to be formulated? What can be said in defence of the Completeness Thesis? My principal conclusions are that the Completeness Thesis can be coherently formulated, and that the evidence in favour if it significantly outweighs that against it. In opposition to (...) those who argue that formulation is impossible because no account of what is to count as physical can be provided, I argue that as long as the purpose of the argument in which the account is to be used are borne in mind there are no significant difficulties. The account of the physical which I develop holds as physical whatever is needed to fix the likelihood of pre-theoretically given physical effects, and hypothesises in addition that no chemical, biological or psychological factors will be needed in this way. The thus formulated Completeness Thesis is coherent, and has significant empirical content. In opposition to those who defend the doctrine of emergentism by means of philosophical arguments I contend that those arguments are flawed, setting up misleading dichotomies between needlessly attenuated alternatives and assuming the truth of what is to be proved. Against those who defend emergentism by appeal to the evidence, I argue that the history of science since the nineteenth century shows clearly that the empirical credentials of the view that the world is causally closed at the level of a small number of purely physical forces and types of energy is stronger than ever, and the credentials of emergentism correspondingly weaker. In opposition to those who argue that difficulties with reductionism point to the implausibility of the Completeness Thesis I argue that completeness in no way entails the kinds of reductionism which give rise to the difficulties in question. I argue further that the truth of the Completeness Thesis is in fact compatible with a great deal of taxonomic disorder and the impossibility of any general reduction of non-fundamental descriptions to fundamental ones. In opposition to those who argue that the epistemological credentials of fundamental physical laws are poor, and that those laws should in fact be seen as false, I contend that truth preserving accounts of fundamental laws can be developed. Developing such an account, I test it by considering cases of the composition of forces and causes, where what takes place is different to what is predicted by reference to any single law, and argue that viewing laws as tendencies allows their truth to be preserved, and sense to be made of both the experimental discovery of laws, and the fact that composition enables accurate prediction in at least some cases. (shrink)

The study area was a small lowland river valley within a range of 4750 m length and approx. 150 m width (about 62 ha), situated in the south-east of Poland, in the middle of Sandomierz Basin (Fig. 1). Flora and the chosen most valuable plant communities of the river bed with adjacent ecotone zone were investigated in 2007. During the study 291 species of vascular plants were found. Among them 10 are protected: Batrachium peltatum, Convallaria majalis, Dactylorhiza majalis, Daphne mezereum, (...) Frangula alnus, Hedera helix, Lycopodium annotium, Nuphar lutea, Utricularia vulgaris, and Viburnum opulus. Other species were considered to be value-raising, e.g. Achillea ptarmica, Batrachium circinatum, Calla palustris, Crepis paludosa, Hottonia palustris, Hypochoeris glabra, Senecio ovatus or Valeriana dioica. The number of antropophytes with the amount of 10% is relatively low. Most valuable plant communities represent 3 types of Nature 2000 habitats: natural eutrophic lakes with Magnopotamion or Hydrocharition – code 3150, transition and quaking bogs – code 7140-1, and alluvial forests with Alnus glutinosa and Fraxinus excelsior – code 91E0-3. Human activities brought about the emergence of 3 different areas within the valley: channeled river site (K), natural river bed site (N) and agricultural field site (P). Those areas differ significantly in terms of the composition of flora, vegetation and biological diversity. Most valuable is (P) and the least is (K). The greatest potential source of danger for biodiversity is the wrong forester’s management, especially interference in the natural processes (the planned building of the extra pond) and preventing wooden biomass accumulation. (shrink)

This paper details the content and structure of the folk concept of life, and discusses its relevance for scientific research on life. In four empirical studies, we investigate which features of life are considered salient, universal, central, and necessary. Functionings, such as nutrition and reproduction, but not material composition, turn out to be salient features commonly associated with living beings (Study 1). By contrast, being made of cells is considered a universal feature of living species (Study 2), a central aspect (...) of life (Study 3), and our best candidate for being necessary for life (Study 4). These results are best explained by the hypothesis that people take life to be a natural kind subject to scientific scrutiny. (shrink)

The paper advances a new comprehensive complex approach to the investigation of the civilizational aspects in the development of regional associations of countries. The research starts with the overview of historical dimensions of the civilizational approach and the contribution of the founding scholars to its development. It continues with the analysis of the scientific and methodological input of the followers and the critics of this approach. The authors suggest their theoretical approach to the identification of the modern local civilizations according (...) to six parameters: natural, biological, technical, economic, social, and governing. The civilizational affiliation of countries and the civilizational structure of major 17 regional associations of countries are identified. The results demonstrate that some regional groups have been more homogeneous in terms of civilizational composition, others – less homogeneous, which does not interfere with their dynamic development. However, the logic of the historical dynamics of human development indicates the inevitability of changing the current situation through prolonged civilizational conflicts resulting in significant changes in the global social dynamics and the civilizational structure of the world and of regional associations of countries. The identification of the civilization structure of countries and regional associations contributes to the rational decision-making in the areas of international economic relations and to the formation of the integration/disintegration policies on the national and regional levels. It is predicted that from 2030 global social dynamics will undergo a fundamental breakthrough that will radically change the civilizational structure of the world and regional unions of countries. Methods. The research is based on the application of the systemic and historical approach, combined with the methods of analysis, synthesis, analogy, abstraction, generalization and method of individual expert assessment. Novelty of the research. The authors have identified the civilizational structure of countries using statistically available criteria for the six groups of factors, which allows to determine the homogeneity level of the major regional groups of countries. Practical significance. Identification of civilization structure of countries and regional associations creates the opportunity for adjusting national and subregional integration and disintegration policies. The aim of the study is to determine the civilizational structure of the regional associations of countries. To achieve this goal the following tasks are set and solved: –to analyze and optimize the existing approaches to the identification of local civilizations; –to identify the current state of the countries’ belonging to this or that civilization, their civilizational structure; –to reveal the civilizational structure of the major regional blocs. (shrink)

The main idea of this thesis is multi-descriptional physicalism. According to it, only physical entities are elements of our ontology, and there are different ways to describe them. Higher-level vocabularies (e.g., mental, neurological, biological) truly describe reality. Sentences about higher-level entities are made true by physical entities. Every chapter will develop multi-descriptional physicalism or defend it from objections. In chapter 1, I will propose a new conceptual reductive account that conceptually reduces higher-level entities to physical entities. This conceptual reductive account (...) combines resources from Heil’s truthmaker theory and either a priori physicalism or a posteriori physicalism. In chapter 2, I apply this conceptual reductive account to various debates. Physicalism, the multiple-realisability argument, the prototype theory of concepts, and truthmaker explanations will be discussed. In chapter 3, I will argue that a major aim of metaphysics should be to discover which entities are fundamental and explain why they suffice for the existence of derivative entities. In chapter 4, I will propose a new way to explain why sentences apparently about composite objects are true even though there are no composite objects. It combines resources from Cameron’s truthmaker theory and van Inwagen’s paraphrase strategy. In chapter 5, I will argue that the intuition that the mind and the body are very different does not show that the mind is distinct from the body. This intuition can be explained away by mentioning our dispositions to give non-physical explanations when we are ignorant of physical facts. In chapter 6, I will examine two arguments for the existence of a metaphysically independent level, and I will argue that only a modified version of one of them succeeds. I will argue that methodological principles support the view that there is a metaphysically independent level. (shrink)

Developing a definition of group selection, and applying that definition to the dispute in the social sciences between methodological holists and methodological individualists, are the two goals of this paper. The definition proposed distinguishes between changes in groups that are due to group selection and changes in groups that are artefacts of selection processes occurring at lower levels of organization. It also explains why the existence of group selection is not implied by the mere fact that fitness values of organisms (...) are sensitive to the composition of groups. And, lastly, the definition explains why group selection need not involve selection for altruism. Group selection is thereby seen as an evolutionary force which is objectively distinct from other evolutionary forces. Applying the distinction between group and individual selection to the holism/individualism dispute has the desirable result that the dispute is not decidable a priori. This way of looking at the dispute yields a conception of individualism which is untainted by atomism and a conception of holism which is unspoiled by hypostatis. (shrink)

GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. 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Integration sustainability outcomes give attention to construction ecology in the design review of urban environments to comply with Earth’s System that is composed of integral parts of the (i.e., physical, chemical and biological components). Naturally, exchange patterns of industrial ecology have consistent and periodic cycles to preserve energy flows and materials in Earth’s System. When engineering topology is affecting internal and external processes in system networks, it postulated the valence of the first-level spatial outcome (i.e., project compatibility success). These instrumentalities (...) are dependent on relating the second-level outcome (i.e., participant security satisfaction). The construction ecology-based topology (i.e., as feedback energy system) flows from biotic and abiotic resources in the entire Earth’s ecosystems. These spatial outcomes are providing an innovation, as entails a wide range of interactions to state, regulate and feedback “topology” to flow as “interdisciplinary equilibrium” of ecosystems. The interrelation dynamics of ecosystems are performing a process in a certain location within an appropriate time for characterizing their unique structure in “equilibrium patterns”, such as biosphere and collecting a composite structure of many distributed feedback flows. These interdisciplinary systems regulate their dynamics within complex structures. These dynamic mechanisms of the ecosystem regulate physical and chemical properties to enable a gradual and prolonged incremental pattern to develop a stable structure. The engineering topology of construction ecology for integration sustainability outcomes offers an interesting tool for ecologists and engineers in the simulation paradigm as an initial form of development structure within compatible computer software. This approach argues from ecology, resource savings, static load design, financial other pragmatic reasons, while an artistic/architectural perspective, these are not decisive. The paper described an attempt to unify analytic and analogical spatial modeling in developing urban environments as a relational setting, using optimization software and applied as an example of integrated industrial ecology where the construction process is based on a topology optimization approach. (shrink)

The rigor and precision of Leibniz's "possible world" evolved into the concept of Turing machine, and with the birth of the first computer and the physical realization of Turing machine, human cognitive and intelligent activities were optimistically considered by cognitive scientists to be convertible into computational programs for simulation by machines. Cognitive science then formed the research agenda of "cognitive computationalism", and our Chinese scholars have responded to this general view that "the essence of cognition is computation" and that the (...) human brain and computers are merely formal systems for manipulating and processing symbols in their respective fields. Professor Hong Dingguo used the concepts of "manifest order" and "hidden order", Professor Jin Gulun used the philosophical categories of "constitutive theory" and "generative theory", and Liu Yuesheng used the concept of "cognition". Professor Hong Dingguo reinterpreted the relationship between the "real world" and the "possible world" by using the concepts of "manifest sequence" and "hidden sequence", Professor Jin Wulun used the philosophical categories of "composition theory" and "generation theory", and Professor Liu Yuesheng used the generalized information paradigm of "structural information" and "exchange information". "This provides a profound elucidation of the nature of cognitive logic and the process of human cognitive activities becoming symbols through coding and puts forward theoretical limits. The current theoretical dilemma and practical difficulty of cognitive science lies in the fact that it has developed algorithmic concepts in the Turing sense that can only model the explicitly sequential part of cognitive and intellectual activity, forming a constitutive atomic abstraction, or in our terms, classical "structural information", which cannot fully explain the inner mechanisms of human mental activity and its embodied flexibility, selectivity and self-emergence. Wu Xuemou's pan-system theory does not simply rely on logic and Turing machine algorithms, but models human intelligence by treating structural information as a complex large system composed of a collection of elements and a collection of relations (exchange information: five mutual eight chips), in order to break through the narrow path of seeking only the local consistency of the system as currently done; while Wang Dekui's exploration of the three-spin biological and physical path and Huang Zhanji's abandonment of the artificial means of logic to seek the large logical natural mechanisms and Mr. Zhou Liquan's proposal of a schema for successful communication using natural language on the basis of concepts such as context and implicit connotation ("Logic — A Theory of Correct Thinking and Successful Communication"), all reflect the milestones of Chinese scholars who seek to address the deeper issues of cognitive science. We believe that along this series of explorations, combined with new results in recent years in the fields of artificial life and evolutionary computation, a new research agenda in cognitive science will emerge. (shrink)

The conceptual model of United Nations reform - "UN 3.0" includes the General Program of Action on UN Reform, consisting of two stages. The first stage for 2020-2025 envisages the transformation of the main organs of the UN - the General Assembly and the Security Council with measures to improve the effectiveness of the management system, address the "veto problem", problem of financing, improve staff work and administrative and financial control, strengthen UN media, improvement of work with the global civil (...) society. The General Assembly is converted into the General All-Parliamentary Assembly of the UN. In the structure of the Assembly, the Council for Law is being established, which coordinates the activities of UN structures in the field of law. To coordinate the activities of the UN in the field of human rights and civil society, ethical issues, the General all-parliamentary Assembly creates the Council on ethics, human rights and civil society and transforms the Committee on information into the Council on public information and communication with civil society. The structure of the Council includes all UN media. The reform of the UN Security Council is carried out in three sub-stages. At the 1st sub-stage (2020-2021) the Security Council is transformed into the Council of Existential Security (CES). The membership of the CES is increased to 25 member countries, of which five countries have the right of the unconditional (absolute, eternal) veto: Great Britain, France, China, Russian Federation, USA. The General All-Parliamentary Assembly elects 15 new permanent members of the Council of Existential Security with the right of the conditional (limited) veto: Argentina, Australia, Brazil, Canada, Egypt, Germany, India, Indonesia, Italy, Mexico, South Africa, Nigeria, Pakistan , Turkey, Japan (if they fulfill the mandatory restrictive conditions). At this sub-stage, the CES elects also five non-permanent members with the right of a conditional (limited) veto when they meet the mandatory restrictive conditions, with a rotation period of 2 years from geographical regions (or regional unions): Africa, Latin America and the Caribbean, Asia and the Pacific Ocean (2 places), Eastern Europe. On the second sub-stage (2022-2023), subject to the effective activity of the CES of the enlarged composition and compliance with mandatory restrictive conditions, new permanent members of the "Existential Security Council" are elected with the right of a conditional (limited) veto: Iran, Spain, Poland, Saudi Arabia. Members of the CES may be regional unions, whose member countries are not represented in the CES, but still have one vote with the right of a conditional (limited) veto. -/- Two essential levels of the veto: 1. Unconditional (absolute, eternal) veto is the historical right of veto of the five permanent members of the Council of Existential Security - Great Britain, China, Russia, USA, France; 2. Сonditional (limited) veto is the veto of other permanent and non-permanent members of the Council of Existential Security. The right of veto is a unique international school for the achievement of consensus, a school of high democracy for Humanity, a reliable guarantee of the viability of the UN structure. The Council for Existential Security centralises the management of the UN subsidiary bodies with the expansion of their security functions: the Military Staff Committee, the Counter-Terrorism Committee, the Committee for the Prevention of the Spread of Nuclear, Chemical and Biological Weapons, the Sanctions Committees and other committees. On the basis of the decision of the Council of Existential Security, the General All-Parliamentary Assembly creates permanent contingents of UN peacekeeping and counter-terrorism forces. In addition, two Centers are being created in the structure of the Council for Existential Security: the World Center for the Elimination of the Effects of Technogenic and Natural Disasters with branches on all continents and the World Center for the Analysis of Existential Risks and the Overall Security Strategy. The Center is developing the Programs of research and monitoring of global existential threats and risks. In order to increase the level of legitimacy and authority of the Secretary General of the United Nations, the Rules of procedure for elections to this post are changing. Each member country of the Council for Existential Security represents one of the most authoritative candidates for election to the post of Secretary General at the session of the General All-Parliamentary Assembly, with the possibility of nominating candidates from other countries, including those not members of the Council for Existential Security. Elections are held in two rounds during one day of the session of the Assembly. The Legal Committee of the UN General Assembly is developing a Program for the Reform of the Judicial System of the United Nations, which takes into account the proposals of the previous international discussion and determines the scope and terms of the reform of the courts. In accordance with the Program of Action on UN Reform for 2020-2025, reforms are under way in the structure of the Economic and Social Council. The central task of the reform is to strengthen the coordinating role of ECOSOC in the entire system of UN-related specialized agencies, funds and programs related to the Council. The key task of the UN reform is the solution of the financing problem. A unified "UN Open Budget "Solidarity XXI" is being created, including the financing of peacekeeping operations and other expenses. Each country, a member of the United Nations, lists in an established period, once a year, an Existential contribution - the Earth Tax. The Earth Tax for each UN member state is established on the basis of four scales of calculation: Scale I - for 5 permanent members of the Council of Existential Security, who have the right of absolute (absolute) veto; Scale II - for the permanent members of the SEB, who have the right to a conditional (limited) veto; Scale III - for non-permanent members of the SEB, who have the right to a conditional (limited) veto; Scale IV - for all other UN member countries. The program of action on UN reform includes a set of measures to ensure transparent work of the International Civil Service Commission with the involvement of the UN media. To strengthen control functions in the sphere of personnel policy, administrative and financial management, the General All-Parliamentary Assembly of the United Nations establishes the Permanent Commission on Ethics and Administrative and Financial Control. All members of the Commission, members of the Committees and auditors are independent in their activities from the leadership of the United Nations, its funds and programs. The General All-Parliamentary Assembly completes the first stage of the Program of Action on UN Reform in 2025 and, following an open discussion, introduces a single language of international communication - Esperanto and approves it as the official language of the United Nations. With a view to more effective work of the central UN governing bodies in the face of increasing existential threats and risks, reducing the current expenses for the maintenance of the central bodies of the UN, the Council for Existential Security and the General All-Parliamentary Assembly decide on the relocation of the UN headquarters to Iceland. The UN building complex in New York is transferred to preferential use of non-governmental organizations, which contribute to the implementation of the goals of the United Nations. At the second stage of the UN reform in the period 2026-2028, additional necessary transformations are being made in the UN system. At the end of the first stage of the reform, taking into account the reforms carried out by the main organs of the United Nations and the internal improvement of the work of all its structures, the United Nations Program of Action for the years 2026-2028 is being developed. (shrink)

Over the last two decades, there was an upsurge of research and innovation in biotechnology and related fields, leading to exciting new discoveries in areas such as the engineering of biological processes, gene editing, stem cell research, CRISPR-Cas9 technology, Synthetic Biology, recombinant DNA, LMOs and GMOs, to mention only a few. At the same time, these advances generated concerns about biosafety, biosecurity and adverse impacts on biodiversity and the environment, leading to the establishment of Research Ethics Committees (RECs) at (...) Higher Education and Research Institutions dedicated to reviewing research with implications for biosafety and the environment. -/- These Biosafety and Environment Research Ethics Committees, referred to as EBRECs, are in the early stages of their establishment and formalisation, and there is much uncertainty about their composition, scope, procedures of decision-making and the principles that should guide their deliberations and assessments. In many respects, EBRECs are venturing into uncharted territory, facing a very wide range of complex research fields, far-reaching research practices and deep concerns new to Review Boards, raising the question to what extent EBRECs can fall back on the fairly well-established principles and procedures of RECs focusing on Human, Health or Animal research, and to what extent they need new or adapted principles and procedures. -/- Against this background, I set out to answer the following three main research questions in this thesis: 1. What is the current state of ethical principles for ethics reviews in the field of environmental and biosafety research ethics? Which principles are currently used in this context, and how? 2. What are the shortcomings of the current principles used by EBRECs and how can they be overcome? 3. What ethical principles must be adopted by environmental and biosafety research ethics committees and guide them in their decision-making? -/- In order to prepare the ground and set the scene for my discussion of these questions, I also formulated four supporting research questions: i. What is environmental research ethics in action? ii. What is biosafety research ethics in action? iii. How are environmental and biosafety ethics related to one another? iv. How should the guidelines and ethical principles related to these two overlapping fields be implemented in the ethics review process? Following my introduction and problem statement in Chapter 1, I devoted Chapters 2 and 3 to an overview of my supporting questions to set the scene for Environmental and Biosafety Research Ethics. In Chapter 4, I turned to my main research question with a discussion of national and international declarations, frameworks and legislation and an investigation of principles in the different research areas to get a picture of applicable principles that can guide EBRECs. -/- The main finding of my thesis is that due to the complexity of EBR, different categories of principles could be the solution for EBRECs. I elaborate on this in Chapter 5, my concluding chapter, in which I also propose a list of core principles that can serve as an accessible and easy-to-use guide for EBRECs in their decision-making. In this proposal, I cluster different kinds of principles in terms of four categories: 1. Principles as a Moral Concept 2. Principles as a Social Concept 3. Principles as a Legal Concept 4. Principles as a Safety Concept . (shrink)

Pierre Pellegrin has devoted his scholarly life to the understanding of Aristotle the political philosopher, Aristotle the life-scientist, and—perhaps most importantly—Aristotle the analyst of life-science who is also a political philosopher. Like D. M. Balme, Allan Gotthelf, and James Lennox—Pellegrin is one of the foremost scholars who has sought to understand Aristotle’s biological writings in a philosophically and philologically sophisticated fashion. Pellegrin is also one of the foremost scholars who has sought to understand the intersection between Aristotle’s biological studies and (...) his other works, especially the ethical/political writings, like current scholars such as Sophia Connell, Mariska Leunissen, and Adriel M. Trott. The volume under-review, Anthony Preus’ translation of Pellegrin’s L'Excellence menacée: Sur la philosophie politique d'Aristote (Paris: Classiques Garnier, 2017, reviewed by J.J. Mulhern for BMCR) is especially welcome because it brings together in one volume—ably rendered into English by Preus—analytical threads that Pellegrin has pursued in a number of independent essays on topics such as natural teleology and the Politics, slavery, the composition of the Politics, the nature of political friendship, and the structure and diversity of Aristotelian constitutions. (shrink)

A holobiont is a composite organism consisting of a host together with its microbiome, such as a coral with its zooxanthellae. To explain the often intimate integration between hosts and their microbiomes, some investigators contend that selection operates on holobionts as a unit and view the microbiome’s genes as extending the host’s nuclear genome to jointly comprise a hologenome. Because vertical transmission of microbiomes is uncommon, other investigators contend that holobiont selection cannot be effective because a holobiont’s microbiome is an (...) acquired condition rather than an inherited trait. This disagreement invites a simple mathematical model to see how holobiont selection might operate and to assess its plausibility as an evolutionary force. This paper presents two variants of such a model. In one variant, juvenile hosts obtain microbiomes from their parents (vertical transmission). In the other variant, microbiomes of juvenile hosts are assembled from source pools containing the combined microbiomes of all parents (horizontal transmission). According to both variants, holobiont selection indeed causes evolutionary change in holobiont traits. Therefore, holobiont selection is plausibly an effective evolutionary force with either mode of microbiome transmission. The modeling employs two distinct concepts of inheritance, depending on the mode of microbiome transmission: collective inheritance whereby juveniles inherit a sample of the collected genomes from all parents, as contrasted with lineal inheritance whereby juveniles inherit the genomes from only their own parents. A distinction between collective and lineal inheritance also features in theories of multilevel selection. (shrink)

In this article, we explore various arguments against the traditional distinction between episodic and semantic memory based on the metaphysical phenomenon of transitional gradation. Transitional gradation occurs when two candidate kinds A and B grade into one another along a continuum according to their characteristic properties. We review two kinds of arguments—from the gradual semanticization of episodic memories as they are consolidated, and from the composition of episodic memories during storage and recall from semantic memories—that predict the proliferation of such (...) transitional forms. We further explain why the distinction cannot be saved from the challenges of transitional gradation by appealing to distinct underlying memory structures and applying our perspective to the impasse over research into ‘episodic-like’ memory in non-human animals. On the whole, we recommend replacing the distinction with a dynamic life cycle of memory in which a variety of transitional forms will proliferate, and illustrate the utility of this perspective by tying together recent trends in animal episodic memory research and recommending productive future directions. (shrink)

The brain is composed of electrically excitable neuronal networks regulated by the activity of voltage-gated ion channels. Further portraying the molecular composition of the brain, however, will not reveal anything remotely reminiscent of a feeling, a sensation or a conscious experience. In classical physics, addressing the mind–brain problem is a formidable task because no physical mechanism is able to explain how the brain generates the unobservable, inner psychological world of conscious experiences and how in turn those conscious experiences steer the (...) underlying brain processes toward desired behavior. Yet, this setback does not establish that consciousness is non-physical. Modern quantum physics affirms the interplay between two types of physical entities in Hilbert space: unobservable quantum states, which are vectors describing what exists in the physical world, and quantum observables, which are operators describing what can be observed in quantum measurements. Quantum no-go theorems further provide a framework for studying quantum brain dynamics, which has to be governed by a physically admissible Hamiltonian. Comprising consciousness of unobservable quantum information integrated in quantum brain states explains the origin of the inner privacy of conscious experiences and revisits the dynamic timescale of conscious processes to picosecond conformational transitions of neural biomolecules. The observable brain is then an objective construction created from classical bits of information, which are bound by Holevo’s theorem, and obtained through the measurement of quantum brain observables. Thus, quantum information theory clarifies the distinction between the unobservable mind and the observable brain, and supports a solid physical foundation for consciousness research. (shrink)

Levels of organization and their use in science have received increased philosophical attention of late, including challenges to the well-foundedness or widespread usefulness of levels concepts. One kind of response to these challenges has been to advocate a more precise and specific levels concept that is coherent and useful. Another kind of response has been to argue that the levels concept should be taken as a heuristic, to embrace its ambiguity and the possibility of exceptions as acceptable consequences of its (...) usefulness. In this chapter, I suggest that each of these strategies faces its own attendant downsides, and that pursuit of both strategies (by different thinkers) compounds the difficulties. That both kinds of approaches are advocated is, I think, illustrative of the problems plaguing the concept of levels of organization. I end by suggesting that the invocation of levels may mislead scientific and philosophical investigations more than it informs them, so our use of the levels concept should be updated accordingly. (shrink)

Composition as identity, as I understand it, is a theory of the composite structure of reality. The theory’s underlying logic is irreducibly plural; its fundamental primitive is a generalized identity relation that takes either plural or singular arguments. Strong versions of the theory that incorporate a generalized version of the indiscernibility of identicals are incompatible with the framework of plural logic, and should be rejected. Weak versions of the theory that are based on the idea that composition is merely analogous (...) to identity are too weak to be interesting, lacking in metaphysical consequence. I defend a moderate version according to which composition is a kind of identity, and argue that the difference is metaphysically substantial, not merely terminological. I then consider whether the notion of generalized identity, though fundamental, can be elucidated in modal terms by reverse engineering Hume’s Dictum. Unfortunately, for realists about possible worlds, such as myself,... (shrink)

According to standard, pre-philosophical intuitions, there are many composite objects in the physical universe. There is, for example, my bicycle, which is composed of various parts - wheels, handlebars, molecules, atoms, etc. Recently, a growing body of philosophical literature has concerned itself with questions about the nature of composition.1 The main question that has been raised about composition is, roughly, this: Under what circumstances do some things compose, or add up to, or form, a single object? It turns out that (...) it is surprisingly difficult to give a satisfactory answer to this question that accords with standard, pre-philosophical intuitions about the universe's composite objects. In fact, the three rival views in response to this question that have received the most support in the literature are (i) that there are no objects composed of two or more parts (which means that there are no stars, chairs, humans, or bicycles);2 (ii) that the only objects composed of two or more parts are living organisms (which still means no stars. (shrink)

Time has multiple aspects and is difficult to define as one unique entity, which therefore led to multiple interpretations in physics and philosophy. However, if the perception of time is considered as a composite time concept, it can be decomposed into basic invariable components for the perception of progressive and support-fixed time and into secondary components with possible association to unit-defined time or tense. Progressive time corresponds to Bergson’s definition of duration without boundaries, which cannot be divided for measurements. Time (...) periods are already lying in the past and fixed on different kinds of support. The human memory is the first automatic support, but any other support suitable for time registration can also be considered. The true reproduction of original time from any support requires conditions identical to the initial conditions, if not time reproduction becomes artificially modified as can be seen with a film. Time reproduction can be artificially accelerated, slowed down, extended or diminished, and also inverted from the present to the past, which only depends on the manipulation of the support, to which time is firmly linked. Tense associated to progressive and support fixed time is a psychological property directly dependent on an observer, who judges his present as immediate, his past as finished and his future as uncertain. Events can be secondarily associated to the tenses of an observer. Unit-defined time is essential for physics and normal live and is obtained by comparison of support-fixed time to systems with regular motions, like clocks. The association of time perception to time units can also be broken. Einstein’s time units became relative, in quantum mechanics, some physicist eliminated time units, others maintained them. Nevertheless, even the complete elimination of time units is not identical to timelessness, since the psychological perception of progressive and support-fixed time still remains and cannot be ignored. It is not seizable by physical methods, but experienced by everybody in everyday life. Contemporary physics can only abandon the association of time units or tenses to the basic components in perceived time. (shrink)

Some claim that Composition as Identity (CI) entails Mereological Essentialism (ME). If this is right, then we have an effective modus tollens against CI: ME is clearly false, so CI is, too. Rather than deny the conditional, I will argue that a CI theorist should embrace ME. I endorse a theory of modal parts such that ordinary objects are spatially, temporally, and modally extended. Accepting modal parts is certainly beneficial to CI theorists, but it also provides elegant solutions to the (...) traditional puzzles of constitution, making it a competitive move in its own right. (shrink)

In this paper I argue that composition as identity entails unrestricted composition. I also briefly consider a new take on the special composition question.