Orientadora : Draª. Camila Domit / Coorientador : Dr. Mauricio Garcia de Camargo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 25/03/2015 / Inclui referências : f. 40-50 / Área de concentração: Biologia e ecologia de sistemas / Resumo: Ecossistemas marinhos e sua biodiversidade enfrentam diversas ameaças decorrentes de atividades antrópicas. O conhecimento quanto às variações morfológicas é a base para a avaliação do grau de impacto e de ameaça de extinção a que estão submetidas às diferentes espécies. A morfologia craniana dos animais é resultado da interação entre a expressão gênica e a ação ambiental, sendo este um parâmetro essencial na avaliação populacional. A tartaruga-verde é uma espécie ameaçada de extinção, migratória, de ampla área de vida e que apresenta variações genéticas entre sítios de nascimento. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi analisar em uma área de alimentação composta por estoque genético misto, as variações na forma do crânio de tartarugas-verde juvenis considerando o sexo, a idade e a origem genética como fatores de variação. Os animais analisados provieram de encalhes no litoral do Paraná e o sexo e idade dos indivíduos foram determinados em estudos prévios. A determinação de origem foi avaliada neste estudo a partir do DNA mitocondrial (10 haplótipos identificados). A análise de estoque misto sugere que as tartarugas-verde juvenis da área de alimentação do Paraná são originadas principalmente na Ilha de Ascensão (65%), com menor contribuição dos sítios de nidificação de Suriname (10%), São Tomé (9%) e Bioko (6%). A origem foi o principal fator de diferenciação morfológica, onde os indivíduos oriundos do sul do Caribe possuem um alongamento na porção anterior do crânio e estreitamento na região posterior em relação às populações do Atlântico Sul e África. Tais resultados trazem informações sobre aspectos evolutivos, ecológicos e biogeográficos da espécie, que indicam a conectividade entre as áreas de alimentação do sudoeste do oceano Atlântico com as áreas de nidificação do Atlântico Sul, África e do sul do Caribe, destacando a importância dos corredores migratórios e de ações de manejo integradas em âmbito internacional. Dessa forma, a análise da morfologia craniana é uma importante ferramenta na avaliação de estoques populacionais e para subsidiar o estabelecimento de unidades de manejo para a conservação das tartarugas-verde. PALAVRAS-CHAVE: Chelonia mydas - variação intraespecífica - origem - área de alimentação - unidades de manejo / Abstract: Marine ecosystems and biodiversity are under threats because of human activities. Knowledge about intra-specific morphological variations is required to evaluate levels of impact and the threat of species extinction. The cranial morphology is a result of interactions between gene expression and environmental action, which is an essential parameter in population assessments. The present study aimed to analyze skull shape and size variation in stranded juvenile green turtles along beaches in Parana, Brazil considering the sex, age and genetic origin as variation factors. The origin determination was evaluated in this study from the mitochondrial DNA (10 haplotypes) and showed that the samples originated mainly from Ascension Island (65%), with a lower contribution from Suriname (10%), São Tomé (9%) and Bioko (6%) rookeries. There were differences in skull shape between males and female; which did not necessarily reflect sexual dimorphism, but rather, could be a genetic factor. When evaluating age, the skull size was structurally larger in 5+ year-old green turtles than younger juveniles, which suggests an ontogenetic phase change. The origin was the main factor explaining intraspecific variation in skull morphology, which individuals from the southern Caribbean (CM-A5) having a more protracted anterior skull and narrower posterior skulls than those from the South Atlantic (CM-A8). Molecular studies suggest distinct evolutionary lineages among Atlantic green turtles affecting skull shape and size. These results contribute evolutionary, ecological and with biogeographic information about the species. In addition to indicating the connectivity between the feeding areas in southwestern Atlantic Ocean with the nesting areas of the south Atlantic, Africa and the southern Caribbean, the results highlight the importance of migratory corridor and integrated management actions. Thus, the analysis of cranial morphology is an important tool in the evaluation of population stocks and to support the establishment of management units for green turtle conservation. ADDITIONAL KEYWORDS: Chelonia mydas - intraspecific variation - origin - feeding ground - management unit.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O mercúrio é um metal pesado que vem sendo reconhecido como um poluente potencialmente perigoso no ecossistema marinho devido à sua alta toxicidade e tendência a sofrer bioacumulação nos organismos e biomagnificação através das teias tróficas, podendo ser encontrado em elevadas concentrações em predadores de topo, como os atuns. O objetivo do presente estudo foi utilizar atuns e afins (Thunnus atlanticus, Thunnus albacares, Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus, Coryphaena hippurus e Sarda sarda) como indicadores da disponibilidade de mercúrio total (HgT) nas teias tróficas oceânicas do Rio de Janeiro. Os indivíduos foram coletados no período entre Fevereiro de 2009 a Janeiro de 2010, no desembarque pesqueiro da cidade de Cabo Frio, no Estado do Rio de Janeiro, no Sudeste do Brasil. A determinação das concentrações de mercúrio total foi baseada em Malm et al. (1989) e Bastos et al. (1998). As alíquotas de músculo e fígado foram digeridas através de uma mistura de ácidos e as concentrações de mercúrio total foram determinadas por espectrofotometria a vapor frio (FIMS-400, Perkin-Elmer). A precisão e exatidão dos métodos analíticos foram determinadas utilizando os materiais certificados, DORM-3 e DOLT-4, (NRC, Canadá). Os dados foram analisados estatisticamente através do programa STATISTICS 7.0 for Windows. As concentrações de mercúrio total (HgT) encontradas nos atuns e afins variaram significativamente entre as espécies para o músculo e fígado. As menores concentrações foram registradas em Coryphaena hippurus, (0,008 mg. Kg-1 no músculo e 0,003 mg. Kg-1 no fígado), enquanto as maiores concentrações foram reportadas no músculo de Thunnus atlanticus (1,300 mg. Kg-1) e no fígado de Sarda sarda (2,495 mg. Kg-1). Foram encontradas diferenças significativas entre as concentrações de mercúrio total musculares e hepáticas para Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus e Sarda sarda, com as concentrações mais elevadas encontradas no fígado. Além disso, o tamanho e o peso dos indivíduos foram fatores importantes, sendo positivamente correlacionados com as concentrações de mercúrio total em todas as espécies, com exceção das concentrações hepáticas encontradas em Katsuwonus pelamis e Euthynnus alleteratus. Ademais, nove indivíduos mostraram altas concentrações musculares, acima de 0,5 mg.Kg-1, limite máximo estabelecido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) em peixes predadores para consumo humano. Estes resultados são preocupantes, uma vez que podem representar potencial risco à saúde. Considerando o mercúrio um micro poluente tóxico, as elevadas concentrações encontradas nesses peixes, podem causar efeitos neles e em seus consumidores. Portanto, é importante um contínuo monitoramento de peixes para auxiliar na sua conservação e permitir identificar quais espécies podem ser consumidas e com qual frequência. / Mercury has been recognized as a global pollutant potentially dangerous in the marine environment due its high toxicity and tendency to bioaccumulate in the organisms and undergoes biomagnification through food webs, being found in high concentrations in top predators, such astuna. The objective of the present study is use tuna and tuna-related fishes (Thunnus atlanticus, Thunnus albacares, Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus, Coryphaena hippurus and Sarda sarda) as indicators of the availability of total mercury (THg) in oceanic food webs of Rio de Janeiro.The individuals were collected between February of 2009 and January of 2010, in the fishing landing of the city of Cabo Frio, in Rio de Janeiro state, Southeastern Brazil. The total mercury (THg) determination was based on Malm et al. 1989 and Bastos et al. 1998. The aliquots of muscle and liver were digested with an acid mixture and THg concentrations were determined by Cold Vapor/AAS (FIMS-400, Perkin-Elmer). The accuracy and precision were determined by using DORM-3 and DOLT-4 (NRC, Canada).The results were analyzed statically throughout the program SATISTICS 7.0 for Windows. Total mercury concentrations (THg) found in tuna and tuna-related species varied significantly among themfor muscleand the liver. The lowest concentrations were found in Coryphaena hippurus, (0.008 mg. Kg-1 in the muscle and 0,003 mg. Kg-1 in the liver) while the highest concentrations were reported in the muscle of Thunnus atlanticus (1.300 mg. Kg-1) and in the liver of Sarda sarda (2.495 mg. Kg-1). In addition, it was found significantlydifferencesbetween total mercury hepatic and muscular concentrationsfor Katsuwonus pelamis, Euthynnus alletteratus and Sarda sarda with the highest total mercury concentrations registered in the liver.Furthermore, the size and weight were important factors, being positive significantly correlated with total mercury concentrations for all species, with exception of Katsuwonus pelamis and Euthynnus alleteratus in the liver. Nine individuals showed high muscular concentrations, above 0.5 mg.Kg-1, maximum established by the World Health Organization (WHO) in fishes for human consumption. These results are of concern, since may represent potential health risk. Considering mercury as a toxic micro pollutant, the high concentrations found in these fishes, may cause effects in themselves and their consumers.Thus, its important a continuous monitoring of fishes to help its conservation and allow to identify which species can be consumed and how often.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O boto-cinza (Sotalia guianensis Van Beneden, 1864) é uma espécie de delfinídeo que ocorre em águas costeiras das Américas do Sul e Central, especialmente em ambientes estuarinos, baías e áreas protegidas. Estudos de ecologia alimentar podem prover informações sobre o comportamento das espécies e de suas presas. Nesse contexto, o conhecimento da dieta é o primeiro passo para entendermos como se dá as relações predador-presa do ambiente. Neste estudo são abordados aspectos do hábito alimentar do boto-cinza na Baía de Guanabara, com o objetivo caracterizar sua dieta, e realizar comparações intra e interespecíficas, utilizando para isso a análise do conteúdo estomacal de exemplares encalhados entre 1990 e 2009. Outras espécies de delfinídeos foram utilizadas para a comparação com o boto-cinza, estes apresentam hábitos costeiros e oceânicos, são elas: o golfinho-pintado-do-Atlântico (Stenella frontalis Cuvier, 1829), o golfinho-de-dentes-rugosos (Steno bredanensis Lesson, 1828), o golfinho-comum (Delphinus delphis Linnaeus, 1758) e o golfinho-nariz-de-garrafa (Tursiops truncatus Montagu, 1821), o golfinho-de-Fraser (Lagenodelphis hosei Fraser, 1956) e o golfinho-riscado (Stenella coeruleoalba Meyen, 1833). A metodologia empregada se baseia na triagem do conteúdo estomacal, e identificação dos itens alimentares recuperados (otólitos, vértebras de teleósteos e bicos de cefalópodes). O comprimento e biomassas das presas foram estimados com o uso de equações de regressão encontradas na literatura para essas espécies. Para verificar variações intraespecíficas na dieta do boto-cinza, as amostras foram separadas nas categorias: machos adultos, fêmeas adultas e juvenis, e também segundo a estação do ano em que os estômagos foram recuperados, classificados em estações quente/chuvosa (out-abr) e fria/seca (mai-set). Para a caracterização da dieta do boto-cinza e posteriores comparações intra e interespecíficas, foram utilizados os parâmetros: abundância, riqueza, ocorrência, comprimento e biomassa estimada das presas. Os teleósteos foram o grupo de presas mais freqüente e abundante na dieta do boto-cinza, seguido dos cefalópodes e por último dos crustáceos. Foi visto uma alta similaridade da dieta entre fêmeas, machos e juvenis com relação às espécies consumidas e ao perfil das presas, sendo o porte das presas diferente entre adultos e juvenis. Com relação a variações sazonais, foi visto que as espécies consumidas variaram em quantidade, porém, o tamanho e o perfil das presas se mantive o mesmo entre as épocas quente/chuvosa e fria/seca. A abundância, biomassa e riqueza de espécies foram maiores nas estações quentes/chuvosas que nas estações frias/secas, o que pode ser um reflexo da maior disponibilidade de presas nessa época. As demais espécies de delfinídeos consumiram maior variedade de presas que o boto-cinza, o que pode estar relacionado a uma maior movimentação dessas espécies ao longo da costa. Este estudo indica que o boto-cinza apresenta variações intra-específicas no seu hábito alimentar entre adultos e juvenis, e variações sazonais na composição de sua dieta. Seus hábitos alimentares diferiram das demais espécies de delfinídeos, e indicam que o boto-cinza encontra na Baía de Guanabara recursos alimentares suficientes para seu requerimento energético, não precisando sair da região da baía para sua alimentação ou realizando apenas pequenos deslocamentos. / In this work, aspects of feeding habits of the Guiana dolphin, Sotalia guianensis (Van Beneden, 1864), were studied in Guanabara Bay (N = 26), with the aim of characterizing its diet and comparing the results with those from other species of the Delphinidae family (N = 31). The stomach contents analyzed were collected from specimens stranded on the beaches of Rio de Janeiro between 1990 and 2009. The methodology is based on washing stomach contents through 1 mm mesh sieves, as well as on the identification of the food items remained, such as teleost otoliths and cephalopod beaks. The length of the food items was used to estimate the length and weight of preys using regression equations found in the literature for these species. Teleosts constituted the most abundant prey in the stomachs of Guiana dolphin (N = 325), being followed by cephalopods (N = 76) and finally by crustaceans (N = 16). Were identified 17 species of teleosts belonging to 10 families, as well as two species of cephalopods from the Loliginidae family and one species of crustacean from the Penaeidae family. The most important species in Guiana dolphin diet, according to the index of relative importance were the whitemouth croaker (Micropogonias furnieri), the weakfish (Cynoscion jamaicensis) and atlantic midshipman (Porichthys porosissimus). Among cephalopods, the squid Loligo plei was the most representative prey in the diet. Regarding the size of prey, most consumed teleosts had the length varying between 11 and 20 cm (15.4 5.5 cm), characterizing the consumption of juvenile fishes. The cephalopods mantle length ranged from 6 to 15 cm (11.8 4.2 cm). A great similarity was observed in the diet composition of females, males, and juveniles of Guiana dolphin, however, the mean length and biomass of fish differed between those consumed by adults and those preyed by juveniles (Kruskal-Wallis, p<0,05, posteriori comparison of medians). Species richness was higher in warm seasons, as well as the diversity and evenness index, which may be related to a greater availability of prey during these seasons. Proportions of the preys consumed varied, however, the composition of the diet, as well as the habits and size of prey, remained similar between seasons. While all species consumed by Guiana dolphin presented coastal habits, the other delphinids species consumed preys of larger distributions, which could be related to a greater movement of these species along the coast. This study showed that there are variations in food habits of Guiana dolphin in Guanabara Bay and indicates that this species feeds on the available resources in the region.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os delfinídeos possuem um variado repertório de emissões sonoras, que são produzidos em diferentes contextos comportamentais e são importantes para as relações entre os indivíduos. As emissões sonoras dos delfinídeos são predominantemente utilizadas para a comunicação e são divididas em duas categorias: os sons pulsantes e os assobios. O presente estudo apresenta comparações entre os repertórios de assobios de três espécies de delfinídeos encontrados na costa do Estado do Rio de Janeiro: Stenella frontalis, Steno bredanensis e Sotalia guianensis. Três sistemas de gravação foram utilizados. Estes foram compostos por hidrofones HTI-96-MIN e C54XRS, e gravadores PMD 671 Marantz, FOSTEX (taxa de amostragem de 96 kHz) e SONY TCD-T8 (taxa de amostragem de 48 kHz). As análises dos espectrogramas foram realizadas no software Raven 1.4. Os assobios foram classificados em categorias de formas de contorno e 15 parâmetros acústicos foram mensurados em cada um destes sinais. A estatística descritiva foi realizada para os assobios de cada espécie, e estes foram comparados a partir de testes de comparação de médias e análise discriminante. Um total de 838 assobios foi analisado. Assobios com forma de contorno ascendente de S. frontalis, S. bredanensis, S. guianensis da Baía de Guanabara, da Baía de Ilha Grande e da Baía de Sepetiba corresponderam a 48,1% (N=63), 40,8% (N=47), 49,8% (N=98), 63,9% (N=126) e 58,1% (N=115) do repertório de cada grupo, respectivamente. Diferenças foram encontradas em praticamente todos os parâmetros entre assobios de S. bredanensis e S. guianensis. O maior número de semelhanças ocorreu entre assobios das populações distintas de S. guianensis. A taxa de classificação correta geral foi de 52,4%. Assobios de S. bredanensis apresentaram a maior classificação correta (84,3%). Assobios de S. frontalis apresentaram taxa de classificação correta de 55,7% e os de S. guianensis da Baía de Guanabara, Baía de Ilha Grande e Baía de Sepetiba apresentaram taxas de 57,9%, 48,7% e 29,8%, respectivamente. A análise discriminante realizada entre assobios ascendentes resultou em uma taxa de classificação correta menor (49%). As variáveis consideradas mais importantes para a discriminação entre espécies foram: FF, 3Q, 1Q, MOD e FM. Por meio de parâmetros acústicos foi possível discriminar grande parte dos assobios de espécies simpátricas, apesar de haver ainda sobreposições entre variáveis acústicas dos assobios das espécies comparadas neste estudo. / Delphinids have a diverse acoustic repertoire, in which sounds are emitted in different behavioral contexts and are important for the relationships among individuals. The acoustic signals are predominantly used for communications and are divided in two categories: burst-pulses and whistles. The present study presents comparisons amog whistles of three different species of delphinids found in the Rio de Janeiro State Coast: Stenella frontalis, Steno bredanensis e Sotalia guianensis. Three sound recording systems were used. They were composed by hydrophones HTI-96-MIN and C54XRS, and recorders PMD 671 Marantz, FOSTEX (sample rate of 96 kHz) e SONY TCD-T8 (sample rate of 48 kHz). The spectrograms were analysed in the software Raven 1.4. The whistles were classified in countour form categories and 15 acoustic parameters were measured in each of the signals. Descriptive statistic was used for the whistles of each species and these whistles were compared by the use of mean comparison tests and discriminant analysis. A total of 838 whistles were analysed. Whistles with ascending contour form of S. frontalis, S. bredanensis, S. guianensis from Guanabara Bay, Ilha Grande Bay and Sepetiba Bay corresponded to 48.1% (N=63), 40.8% (N=47), 49.8% (N=98), 63.9% (N=126) and 58.1% (N=115) of the repertoire of each group, respectively. Differences were found between whistles of S. bredanensis and S. guianensis in pratically every parameter. The greater number of similarities occurred among the whistles of different populations of S. guianensis. The total correct classification percentage was 52.4%. Whistles of S. bredanensis presented the largest correct classification score (84.3%). Whistles of S. frontalis presented correct classification percentage of 55.7% and the whistles of S. guianensis from Guanabara Bay, Ilha Grande Bay and Sepetiba Bay presented correct classification scores of 57.9%, 48.7% and 29.8%, respectively. The discriminant analysis among ascending whistles resulted in a lower correct classification percentage (49%). The variables that were considered most important to discriminate among species were: FF, 3Q, 1Q, MOD e FM. Through the use of acoustic parameters it was possible to discriminate a great number of whistles of the simpatric species, despite the overlap that exists among the variable values of the whistles of the species compared in this study.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Determine home ranges have been an important issue in studies trying to understand the relationship between species and their environment. Guanabara Bay shelter a resident population of Guiana dolphins (Sotalia guianensis) and this study is aimed at analysing the habitat use of Sotalia guianensis in Guanabara Bay (RJ) between the years of 2002 and 2012. A total of 204 days of survey effort was analysed and 902 points were selected to be used in the distribution maps. The bay was divided into four sections where differences in survey effort did not exceed 16%. The Kernel Density method was utilized to estimate and interpret the habitat use presented by the Guiana dolphin groups. The core areas interpretation was also developed through grid cells of 1,5km x 1,5km and the calculation of Piankas niche overlap index. Dephts utilized by S. guianensis did not show significant differences along the study period (p = 0,531). Areas utilized during the period of 2002/2004 were estimated in 79,4 km and core areas of 19,4 km. The periods of 2008/2010 and 2010/2012 demonstrated that areas were estimated in 51.4 and 58.9 km, respectively, while core areas were estimated in 10.8 and 10.4 km, respectivelly. The areas utilized by the group of dolphins gathered regions that cross the main channel of the bay and the northeast region of the study area where is also located the Environmental Protection Area of Guapimirim. Nevertheless, the population home range as well as its core areas decreased gradually along the years, specifically around Paquetá Island and the central-south portion of the main channel. Groups of more than 10 individuals and that had &#8805; 25% of calves on its composition, showed reductions on habitat use of more than 60%. The population size of Guiana dolphins has been decreasing drastically and the individuals interact with disturbance sources in a daily basis. These could be the possible causes of the reduction on habitat use in Guanabara Bay. For that reason, the results are of fundamental importance for the conservation of this population as it demonstrates the consequences of a long-term interaction with a highly impacted coastal environment. / Determinar áreas de vida tem sido um tema amplamente discutido em trabalhos que procuram entender a relação da espécie estudada com as características de seu habitat. A Baía de Guanabara abriga uma população residente de botos-cinza (Sotalia guianensis) e o objetivo do presente estudo foi analisar o uso espacial de Sotalia guianensis, na Baía de Guanabara (RJ), entre 2002 e 2012. Um total de 204 dias de coleta foi analisado e 902 pontos selecionados para serem gerados os mapas de distribuição. A baía foi dividida em quatro subáreas e a diferença no esforço entre cada uma não ultrapassou 16%. O método Kernel Density foi utilizado nas análises para estimativa e interpretação do uso do habitat pelos grupos de botos-cinza. A interpretação das áreas de concentração da população também foi feita a partir de células (grids) de 1,5km x 1,5km com posterior aplicação do índice de sobreposição de nicho de Pianka. As profundidades utilizadas por S. guianensis não apresentaram variações significativas ao longo do período de estudo (p = 0,531). As áreas utilizadas durante o período de 2002/2004 foram estimadas em 79,4 km com áreas de concentração de 19,4 km. Os períodos de 2008/2010 e 2010/2012 apresentaram áreas de uso estimadas em um total de 51,4 e 58,9 km, respectivamente e áreas de concentração com 10,8 e 10,4 km, respectivamente. As áreas utilizadas envolveram regiões que se estendem por todo o canal central e região nordeste da Baía de Guanabara, onde também está localizada a Área de Proteção Ambiental de Guapimirim. Apesar disso, a área de vida da população, assim como suas áreas de concentração, diminuiu gradativamente ao longo dos anos, especialmente no entorno da Ilha de Paquetá e centro-sul do canal central. Grupos com mais de 10 indivíduos e grupos na classe &#8805; 25% de filhotes em sua composição, evidenciaram reduções de mais de 60% no tamanho das áreas utilizadas. A população de botos-cinza vem decrescendo rapidamente nos últimos anos, além de interagir diariamente com fontes perturbadoras, sendo estas possíveis causas da redução do uso do habitat da Baía de Guanabara. Por esse motivo, os resultados apresentados são de fundamental importância para a conservação desta população já que representam consequências da interação em longo prazo com um ambiente costeiro altamente impactado pela ação antrópica.

Restos de moluscos acumulados na superfície do sedimento marinho (i.e., assembleias mortas, retrabalhadas ou não) podem ser os principais testemunhos do efeito de fatores ambientais (oceanográficos, sedimentares, climáticos) sobre o modo como os moluscos fósseis são preservados. Ou seja, o quanto o meio ambiente é responsável pela fossilização de restos esqueléticos só pode ser medido, com máxima fidelidade, através do estudo de assembleias modernas que possuam restos refratários (e.g., conchas). Fatores ambientais atuais podem influenciar o dano tafonômico em moluscos de depósitos retrabalhados. Embora muitos estudos atualísticos tenham estabelecido relações entre determinados fatores ambientais e danos causados às conchas, poucos i) enfocam a fração de microclastos (< 4 mm), são comuns em amostras de subsuperfície, ou ii) analisam essas relações utilizando escalas espaciais maiores que local (e.g., regional, diferentes províncias marinhas), especialmente com o propósito de testar certos fatores ambientais em escala local e ampla (e.g., temperatura local vs. faixas de temperatura). Os raros estudos existentes tratam-se meta análises. No registro fóssil, muitas vezes, apenas gradientes ambientais amplos são recuperados. Por isso é importante avaliar a relação destes fatores (modernos) com as assinaturas tafonômicas em moluscos. O objetivo desta tese foi determinar até que ponto variações em fatores ambientais (salinidade, temperatura, velocidade de corrente, granulometria e composição do sedimento) geralmente observados em escala local, influenciam o tipo de dano tafonômico em micro e macroclastos de moluscos marinhos, se analisados em escala mais ampla. Grande parte do material analisado esteve representado por clastos de remaniés existentes na Plataforma Sul Brasileira (PSB). Desta forma, o presente estudo também investigou se fatores ambientais atuais podem ser deduzidos a partir de perfis tafonômicos de assembleias mortas retrabalhadas. Os resultados obtidos mostraram que, na PSB, i) apesar de diferentes em termos absolutos, o perfil de dano de cada amostra analisada não varia entre macro e micromoluscos, e que ii) quando o estudo é conduzido em escala espacial mais ampla, até 60% da variação no perfil tafonômico pode ser explicada pela variação ambiental. Ainda nesta região, os principais fatores ambientais que afetaram o dano em microclastos de bivalves são: i) salinidade, que reflete o aporte de água doce (e da circulação oceânica como um todo), e ii) proporção de carbonato no sedimento, que reflete, primariamente, a existência de depósitos bioclásticos (constituídos de conchas de moluscos retrabalhadas, ou remaniés biológicos). Os depósitos bioclásticos mais proximais (ao sul da desembocadura da Lagoa dos Patos) apresentaram maior evidência de dissolução e retrabalhamento físico, enquanto que os bioclastos do depósito mais distal (entre as profundidades de ~ 100 e 200 m) apresentaram melhor preservação tafonômica. Além disso, também pôde ser determinado que a alteração de cor dos bioclastos na PSB (bastante ubíquo em amostras concentradas em cascalho e carbonato) está vinculada, significativamente, a estados de oxidação/redução do sedimento. Estes, por sua vez, estão relacionados à presença de elementos metálicos (como ferro e manganês), importantes na mineralização do carbono de origem biológica, e na geoquímica da zona tafonomicamente ativa, em ambiente marinho. Na análise conduzida em escala espacial geográfica, incluindo material do Plataforma do Nordeste do Brasil, pode ser determinado que profundidade, um fator ambiental com influência significativa sobre o perfil de dano na PSB, perde importância. Em diferentes províncias geográficas, os principais fatores que influenciaram as assinaturas tafonômicas estão vinculados à velocidade da corrente, salinidade e proporção de carbonato no sedimento. Estes refletiram a influência de diferentes massas d‟água (Corrente Norte do Brasil e Corrente das Malvinas) e diferentes regimes de sedimentação (siliciclástica relíquia e carbonática atual). / Dead molluscan remains (i.e., death assemblages, reworked or not), accumulated on the marine sedimentary surface, can preserve most of the environmental factors (oceanographic, sedimentary, climatic) which control fossil mollusk preservation. That is, how much the environment is responsible on skeletal remain fossilization can only be measured, with the highest fidelity, by studying modern assemblages possessing refractory parts (such as shells). Present-day environmental factors can influence the taphonomic damage on reworked mollusk remains. Although atualistic studies had constrained some environmental factors and shell damage, a few i) focuses mesh sizes lower than 4 mm (microclasts), which are common in subsurface samples, or ii) analyze these relationships using spatial scales larger than local (e.g., regional, different marine provinces), especially with the explicit purpose of to test some environmental factors on local and large scale (e.g., local temperature vs. temperature ranges). The rare studies available are meta-analysis. In the fossil record, sometimes only large environmental gradients can be recovered. That is why it is important to evaluate the relationship between modern environmental factors and taphonomic signatures in mollusks. The subject of this thesis is to determine to which degree the variation in environmental factors (salinity, temperature, current velocity, sediment granulometry and composition), usually observed in local scale, do influence the kind of taphonomic alteration in micro and macroclasts of marine mollusks, when analyzed in large scale. Most of the studied material was represented by clasts from remaniés localized in Brazilian South Shelf (PSB). In this way, the present study also investigated whether modern environmental factors can be deduced from taphonomic profiles of reworked death assemblages. The results here obtained show that, in the PSB, (i) despite absolute differences, the taphonomic profile of micro and macroclasts does not vary, and that (ii) when the study is conducted in larger spatial scales, up to 60% of variation in the taphonomic profile can be explained by the environmental variation. Still in this region, the main environmental factors influencing the damage in bivalve microclasts are: i) salinity, which regards the freshwater input (and also the oceanic circulation as a whole), and ii) the proportion of carbonate in the sediment, which reflects, primarily, the existence of bioclastic deposits (constituted mostly by reworked molluscan shells, or biological remaniés). The proximal bioclastic deposits (south of Lagoa dos Patos outflow) presented the higher evidence of dissolution and physical reworking, while the distal bioclastic deposits (located within the batimetric range of 100 and 200 m) showed better taphonomic preservation. Beyond this, it was also possible to determine that color alteration in bioclasts from PSB (a ubiquitous feature in samples concentrated with gravel and carbonate) is significantly linked to sediment redox status. The color alteration, by turn, are related to the presence of metallic elements (such as iron and manganese), which are important in the biological carbon mineralization, and in the TAZ geochemistry in marine environment. The analysis conducted at geographic spatial scale, including material from Northeastern Brazilian Shelf allowed determining that depth, a significant environmental factor influencing taphonomic damage in PSB, lost importance in large scale. In different geographic provinces, the main factors influencing taphonomic signatures are linked to current velocity, salinity and sedimentary carbonate. These environmental factors reflect the influence of differing water masses (North Brazilian Current and Malvinas Current) and different sedimentary regimes (relict siliciclastics and modern carbonatic).

Tempestades constituem uma das ameaças naturais mais significativas para as comunidades costeiras. Seus principais impactos geralmente estão associadas com a erosão e inundação, podendo chegar a causar destruição de propriedades e estruturas de engenharia costeira. O poder destrutivo associado à ondas formadas durante tempestade muitas vezes surge não só da energia transportada por elas, mas também da dificuldade de prever e compreender como essa energia se propaga até a costa. Sendo esse sempre um grande desafio para a energia e gestão costeira. Foram estudados todos os casos de ondas com altura significativas maior que 5 m em um ponto o.ffshore entre 2000 e 2010, que resultaram em seis casos principais. Essas ondas estudadas foram geradas por sistemas ciclônicos extratropicais no Atlântico Sudoeste. As mesmas foram simuladas e seu impacto sobre a costa do Rio Grande do Sul avaliado. Nesses casos, foi verificado que o padrão ciclogenético ocorrido entre as latitudes 31,5°S e 34°S, se apresentou como o mais favorável para o desenvolvimento de grandes ondas. A partir de diagramas Hovmoller para águas profundas foi possível identificar que a região sul do Rio Grande do Sul até à latitude 31.5°S é o mais energético durante a passagem de um ciclone, embora o evento ocorrido em maio de 2008 indica que esse padrão pode migrar para o norte com o deslocamento do ciclone formador. Diagramas de Hovmoller para águas rasas indicaram que as diferentes morfologias presentes na região da antepraia do Rio Grande do Sul foram responsáveis por focar ou dissipar a energia ao longo da costa. Essas observações também estão de acordo com as regiões de erosão e progradação desse mesmo litoral. Como resultado dessa análise pode-se identificar que as áreas urbanas das praias do Herrnenegildo, Cidreira, Pinhal, lmbé, Tramandaí e e Torres se apresentaram mais expostas durante os eventos de alta energia de ondas. Para simular ondas de tempestade condições em águas rasas é necessário uma alta resolução temporal e espacial para resolver os complicados processo de interações hidrodinâmicas com estruturas naturais e urbanas presentes na praia. Com este intuito, foram utilizados os seis resultados simulados com modelo o SWAN, bem como suas condições espectrais, para forçar o modelo SWASH, responsável por propagar as condições de onda de águas rasas até a dissipação total de energia na zona de espraiamento das praias Imbé e Tramandaí. Para fornecer uma boa base de dados de altimetria e topografia da região, foi utilizado na parte emersa, dados de LIDAR somados a dados batimétricos coletados no local para parte submersa. Dessa forma foi possível resolver em alta definição os rápidos processos que ocorrem na zona de quebra até a dissipação total da energia de ondas na forma de runup, muitas vezes passando sobre as estruturas naturais e urbanas complexas das cidades de Tramandaí e Imbé. Com base em analises temporais dos resultados de runup, foram identificadas três principais zonas críticas e vulneráveis a alagamentos durante os seis casos extremos analisados nestas praias. Como resumo dos resultados apresentados por este trabalho, foi possível reconstruir cenários de risco costeiros formados durante condições de tempestade. Nesse contexto, espera-se que este trabalho tenha produzido uma boa base de informação úteis para as agências de proteção civil e as autoridades costeiras. / Storms constitute one of the most significant natural threats to coastal communities. Their main associated impact is usua11y related to coasta1 erosion, coasta1 flooding and sometimes, destruction of coastal structures and properties. The potential damage of the waves generated during a storm come from their high energy and from the difficulty in forecasting and understanding how this wave energy propagates up to the coast. Thus, this is a great challenge for coastal management. The high waves on the Southwestem Atlantic generated by extra-tropical cyclones are simulated from 2000 to 2010 and their impact on the Rio Grande do Sul coast is studied. The six extreme events in the period which presented significant wave heights above 5 m, on a particular point of interest, are investigated in detail. It is found that the cyclogenetic pattern between the latitudes 31.5°S and 34°S, is the most favorable for developing high waves. Hovmõller diagrams for deep water show that the region between the south of Rio Grande do Sul up to latitude 31.5°S is the most energetic during a cyclone's passage, although the event of May 2008 indicate that the location of this region can vary, depending on the cyclone's displacement. On the oher hand, the Hovmõller diagrams for shallow water show that the different shoreface morphologies were responsible for focusing or dissipating the waves' energy; the regions found are in agreement with the observations of erosion and progradation regions. It can be concluded that som~ of the urban areas of the beaches of Hermenegildo, Cidreira, Pinhal, Tramandaí, lmbé and Torres have been more exposed during the extreme wave events at Rio Grande do Sul coast, and are more vulnerable to this natural hazard. To simulate storm waves conditions in shallow water, a high computation resolution is required to solve complicated hydrodynamic interactions with natural and urban structures in the beach. Considering these six cases simulated by SWAN, the spectral waves conditions in shallow water was nested in the SWASH model to propagate the waves from the shoaling zone until the total energy dissipation at the swash zone in Imbé and Tramandaí beaches. To provide a high resolution altimetry data base, a LIDAR scanner anda local survey campaign are used to supply SWASH with bottom grid conditions. Then, with this numerical approach it was possible so solve, in high definition, the fast vertical processes at the surf zone and the complex hydrodynamic interactions with the natural and urban structures. As a result of the horizontal runup time analysis, it was possible to identify three main criticai areas vulnerable of overwashing during the six extreme cases analyzed at these beaches. The results of the simulations at this work have constructed snapshots of natural hazards during storm conditions. It is expected that this work can produce useful information of criticai flooding zones for civil protection agencies and coastal authorities.

O dique hidráulico construído em 1935 entre o continente e a Ilha de São Francisco do Sul estabeleceu uma nova configuração ambiental para o Canal do Linguado e Baía da Babitonga, pois a comunicação entre estes ambientes foi interrompida com a construção do aterro gerando a estagnação das águas nesta região. A comunidade local e lideranças políticas vêm manifestando ao longo dos anos o desejo de que a ligação entre eles seja restabelecida. Diante desta possibilidade, é importante a realização de estudos que sinalizem os caminhos para um manejo ambiental eficiente e seguro para toda a região, pois as mudanças hidrodinâmicas decorrentes da retirada do dique podem implicar numa descaracterização sem precedentes nos processos sedimentares atuais, podendo acarretar, inclusive, grandes modificações nas áreas urbanas estabelecidas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi estudar os aspectos morfológicos, meteorológicos e oceanográficos do Canal do Linguado e Baía da Babitonga através de dados coletados em campo (batimetria, granulometria, elevação do nível de água, velocidade e direção de ventos e correntes), bem como, analisar através de simulações numéricas o padrão de circulação das águas e os processos físicos responsáveis pela erosão e sedimentação destes ambientes, considerando a condição atual e os ambientes interligados entre si devido a remoção do aterro sul. Os resultados mostram que o restabelecimento do escoamento hidrodinâmico proporciona alterações nas características das correntes, sendo o impacto no transporte de sedimentos e na hidrodinâmica evidenciado principalmente na região dos aterros e na desembocadura do Canal do Linguado. Assim, o impacto relacionado a erosão e sedimentação também fica restrito a estas áreas. No presente estudo foram apontados alguns aspectos positivos quanto ao restabelecimento da comunicação entre estes ambientes, principalmente no que se refere ao aumento na estabilidade da seção transversal da desembocadura em Barra do Sul em decorrência da remoção do dique hidráulico. / The hydraulic dam built in 1935 between the mainland and Sao Francisco do Sul Island established a new environmental setting for the Linguado Channel and Babitonga Bay, once the communication between these environments found itself interrupted with the construction of the dam, resulting on regional water stagnation. The local community and political leaders have expressed, over the years, the desire of restoring the connection. Facing this possibility, it is important to conduct studies that identify the paths to a safe and efficient environmental management for the entire region, once the hydrodynamic changes resulting from the removal of the dam could cause a unprecedented impact in the current sedimentary process, which may cause major changes in established urban areas. The objective of this research is study the morphological, meteorological and oceanographic aspects of the Linguado Channel and Babitonga Bay through collected data (bathymetry, grain size, water level, velocity and directions of winds and currents) and using numerical simulation to analyze the pattern of water circulation and physical process responsible for erosion and sedimentation in these environments, considering the current condition and the environments interconnected due to removal the dam. The results showed that the restoration of flow provides hydrodynamics changes in the characteristics of the currents, and an impact on sediment transport and hydrodynamics are evidenced mainly in the dam and inlet areas. Thus, the impact related to erosion and sedimentation is also restricted to these areas. The present study showed some positive aspects regarding the restoration of the communication between the environments, especially regarding the increase of cross section stability of the inlet in Linguado Channel due to the removal of the dam.

O estreito de Bransfield (EB) localiza-se entre as ilhas Shetland do Sul e o norte da península Antártica. Esta é a parte da região polar austral mais vulnerável às mudanças climáticas devido a sua posição geográfica e por encontra-se no limite da cobertura de gelo marinho sazonal. Neste contexto, por ser uma bacia semi-fechada, o estreito é um local apropriado para o estudo da formação e da variabilidade temporal de águas profundas e de fundo. Contudo, a separação das massas de água no EB é difícil porque elas não ocorrem na suas formas originais e sim misturadas. Com o objetivo de determinar a estrutura e a variabilidade das massas de água presentes no EB, utilizaramse dados hidrográficos coletados durante os verões austrais de 2003 e 2004 a bordo do NApOc Ary Rongel da Marinha do Brasil. O emprego da metodologia da Análise Otimizada com Parâmetros Múltiplos, associada a uma análise hidrográfica clássica, permitiu a separação das contribuições percentuais das águas tipo que participam da formação das águas intermediárias, profundas e de fundo das três bacias que compõe o EB. Os resultados demonstram que o estreito é preenchido, na sua maior parte, por Água Cálida Profunda Modificada. Na camada superior ocorre Água de Inverno que foi encontrada com maior intensidade no verão de 2004. As águas de fundo da bacia Central são influenciadas pela Água de Plataforma de Alta Salinidade e por isso são mais frias e salinas do que nas outras bacias. Os resultados também forneceram uma estimativa da variabilidade hidrográfica das águas durante o biênio estudado. No ano de 2003 as águas de fundo estiveram mais frias e salinas do que em 2004. Todavia, o ano de 2004 apresentou uma tendência geral de diminuição da temperatura e da salinidade. / The Bransfield strait (EB) is located between the South Shetland islands and the north of the Antarctic peninsula. This is the most vulnerable part of the austral polar region to climatic changes due to its geographic position and being on the limit of the seasonal marine ice covering. In this context, as a semi-enclosed basin, the strait is an appropriate place for the study of the formation and temporal variability of deep and bottom waters. However, the separation of the water masses in the EB is difficult because they do not occur in their original form but rather mixed. With the objective of determining the structure and the variability of the water masses found in the EB, a hydrographic data set collected during the austral summers of 2003 and 2004 on board the NApOc Ary Rongel of Brazil’s Navy was used. The use of the methodology of the Optimum Multiparameter Analysis (OMP), associated with a classical hydrographic analysis, allowed the quantification of the relative contributions of the water types that participate on the formation of the intermediate, deep and bottom waters of the three basins that constitute the EB. The results demonstrate that the strait is filled, in its major part, by Modified Warm Deep Water (MWDW). In the superior layer, Winter Water (WW) occurs and was found with larger intensity in the 2004 summer. The bottom waters of the Central basin are influenced by the High Salinity Shelf Water (HSSW) and this is why they are colder and more saline than those in the other basins. The results also supplied an estimate of the hydrographic variability of waters during the studied biennium. In the year of 2003 the bottom waters were colder and more saline than of that in 2004. However, the year of 2004 presented a general trend of lower values of temperature and salinity.

O estreito de Bransfield (EB) localiza-se entre as ilhas Shetland do Sul e o norte da península Antártica. Esta é a parte da região polar austral mais vulnerável às mudanças climáticas devido a sua posição geográfica e por encontra-se no limite da cobertura de gelo marinho sazonal. Neste contexto, por ser uma bacia semi-fechada, o estreito é um local apropriado para o estudo da formação e da variabilidade temporal de águas profundas e de fundo. Contudo, a separação das massas de água no EB é difícil porque elas não ocorrem na suas formas originais e sim misturadas. Com o objetivo de determinar a estrutura e a variabilidade das massas de água presentes no EB, utilizaramse dados hidrográficos coletados durante os verões austrais de 2003 e 2004 a bordo do NApOc Ary Rongel da Marinha do Brasil. O emprego da metodologia da Análise Otimizada com Parâmetros Múltiplos, associada a uma análise hidrográfica clássica, permitiu a separação das contribuições percentuais das águas tipo que participam da formação das águas intermediárias, profundas e de fundo das três bacias que compõe o EB. Os resultados demonstram que o estreito é preenchido, na sua maior parte, por Água Cálida Profunda Modificada. Na camada superior ocorre Água de Inverno que foi encontrada com maior intensidade no verão de 2004. As águas de fundo da bacia Central são influenciadas pela Água de Plataforma de Alta Salinidade e por isso são mais frias e salinas do que nas outras bacias. Os resultados também forneceram uma estimativa da variabilidade hidrográfica das águas durante o biênio estudado. No ano de 2003 as águas de fundo estiveram mais frias e salinas do que em 2004. Todavia, o ano de 2004 apresentou uma tendência geral de diminuição da temperatura e da salinidade. / The Bransfield strait (EB) is located between the South Shetland islands and the north of the Antarctic peninsula. This is the most vulnerable part of the austral polar region to climatic changes due to its geographic position and being on the limit of the seasonal marine ice covering. In this context, as a semi-enclosed basin, the strait is an appropriate place for the study of the formation and temporal variability of deep and bottom waters. However, the separation of the water masses in the EB is difficult because they do not occur in their original form but rather mixed. With the objective of determining the structure and the variability of the water masses found in the EB, a hydrographic data set collected during the austral summers of 2003 and 2004 on board the NApOc Ary Rongel of Brazil’s Navy was used. The use of the methodology of the Optimum Multiparameter Analysis (OMP), associated with a classical hydrographic analysis, allowed the quantification of the relative contributions of the water types that participate on the formation of the intermediate, deep and bottom waters of the three basins that constitute the EB. The results demonstrate that the strait is filled, in its major part, by Modified Warm Deep Water (MWDW). In the superior layer, Winter Water (WW) occurs and was found with larger intensity in the 2004 summer. The bottom waters of the Central basin are influenced by the High Salinity Shelf Water (HSSW) and this is why they are colder and more saline than those in the other basins. The results also supplied an estimate of the hydrographic variability of waters during the studied biennium. In the year of 2003 the bottom waters were colder and more saline than of that in 2004. However, the year of 2004 presented a general trend of lower values of temperature and salinity.