Species distribution and composition of bird communities of South Africa is not accidental, but is influenced by environmental conditions, habitat structure, and natural history of the area. Functional traits of the species (morphology, dietary strategies or reproductive parameters) give information on how the individuals interact with the environment they live in. The description of the functional characteristics, expose specific adaptations and the role of the species in the studied ecosystem. On the basis of functional characteristics we are able to estimate functional diversity of studied community. The spatial variability of species and functional diversity allocates longitudinal gradient. Regarding the morphological and reproductive parameters that are continuous in nature and more species- specific, we observe a faster increase in functional diversity. Considering the feeding preferences that are categorical and show a limited number of levels, a modest increase in functional diversity apparent is. Dietary functional diversity is more evenly distributed. Relationship between the functional and species diversity can provide us with information about how species are added to the community or answer the question to what extent the higher number of species requires more ecological space. The...

Partindo das evidencias encontradas na literatura sobre o desenvolvimento do uso de ferramentas de percussão para quebra de frutos encapsulados, propomos um projeto focalizando não apenas quando as alterações motoras aparecem, mas também na relação dessa trajetoria de mudança com duas possíveis vias de influencia do nicho ecológico sobre a trajetoria de mudança comportamental que da origem ao uso de ferramentas de percussão para quebra de frutos encapsulados em macacos-prego (Sapajus libidinosus). Em primatas, os aspectos físicos e sociais (isto é, artefatos: martelos, bigornas e restos de cocos, e o comportamento dos coespecíficos) canalizam as oportunidades individuais de aprendizagem, permitindo maiores níveis de manipulação de objetos apropriados em contextos apropriados para o surgimento do uso de ferramentas e facilitando a exploração de várias fontes de forrageamento. Por tanto, procuramos determinar o papel de duas variáveis específicas de influência de nicho construídas: reuso dos artefatos e scrounging, no processo de desenvolvimento do repertório manipulativo em um grupo silvestre de macacos-prego (Sapajus libidinosus). Especificamente: 1) Como é a trajetória de mudança na atração e reutilização de artefatos relacionados ao craqueamento de noz (martelos, bigornas e cascas de nozes) e como isso se relaciona com o surgimento de ferramentas de percussão; E, 2) Como relaciona-se o scrounging, no contexto da quebra de frutos, com a emergencia de habilidades manipulativas adequadas para a quebra de frutos encapsulados. Propomos uma pesquisa de campo longitudinal de uma população de macacosprego livres no Brasil, através da observação naturalista. O resultados indicam que não só a idade está relacionada tanto com as mudanças na atração e reuso dos artefatos e com o scrounging, mas também que ambas variaveis estão relacionadas e podem estar em função das mudanças no repertorio manipulative exibido pelos individuos, de tal forma que não só os individuos mais velhos exibem maiores indices de reuso e menores indices de scrounging, como também os indices de variabilidade comportamental e proficiencia na quebra estão intimamente relacionados com os indices de reuso dos artefatos e scrounging / Based on the evidence found in the literature on the development of the use of percussion tools for encapsulated fruit breakage, we propose a project focusing not only \"when\" motor alterations appear, but also on the relation of this trajectory of change with two possible ways of influencing the ecological niche on the trajectory of behavioral change that gives origin to the use of percussion tools to crack nuts in capuchin-monkeys (Sapajus libidinosus). In primates, physical and social aspects (ie, artifacts: hammers, anvils and remains of coconuts, and co-specific behavior) channel individual learning opportunities, allowing greater levels of manipulation of appropriate objects in appropriate contexts for the emergence of use of tools and facilitating the exploration of various foraging sources. Therefore, we sought to determine the role of two niche-specific variables constructed: artifact reuse and scrounging, in the process of developing the manipulative repertoire in a wild group of monkey-prey (Sapajus libidinosus). Specifically: 1) How is the trajectory of change in the attraction and reuse of artifacts related to nut cracking (hammers, anvils and walnut shells) and how does this relate to the emergence of percussion behavior. And, 2) How scrounging is related, in the context of the fruit break, with the emergence of adequate manipulative skills for the breaking of encapsulated fruits. We propose a longitudinal field survey of a population of free monkey-natives in Brazil, through naturalistic observation. The results indicate that not only age is related both to changes in attraction and reuse of artifacts and to scrounging, but also that both variables are related and may be due to changes in the manipulative repertoire exhibited by individuals, such that not only do older individuals exhibit higher reuse rates and lower scrounging rates, but also the indices of behavioral variability and proficiency in the break are closely related to the artifact reuse indices and scrounging

O desenvolvimento de soluções que auxiliem na extração de informações de dados oriundos de sistemas de sensoriamento remoto e outras geotecnologias são essenciais em diversas atividades, por exemplo, a identificação de requisitos para o monitoramento ambiental; a definição de regiões de conservação; o planejamento e execução de atividades de verificação quanto ao cumprimento e uso do espaço; o gerenciamento de recursos naturais; a definição de áreas protegidas e ecossistemas; e o planejamento para aplicação e reposição de insumos agrícolas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um método para parametrizar um algoritmo segmentador Multiresolution, de forma que os segmentos obtidos sejam os maiores possíveis dentro de limites pré-estabelecidos de heterogeneidade para os dados avaliados. O método faz uso de variografia, uma ferramenta geoestatística que apresenta uma estimativa de quanto duas amostras variam em uma região espacial, de acordo com a distância relativa entre elas. Mostra-se também como a avaliação de múltiplos variogramas pode ser empregada na delimitação de regiões quando combinada a este algoritmo de segmentação, desde que os dados estejam dispostos em uma grade amostral regularmente espaçada. O método desenvolvido utiliza o efeito pepita estimado para os atributos dispostos em camadas sobrepostas e quantifica a segmentação em dois momentos (ou médias) para identificar o valor do parâmetro espacial ótimo a ser aplicado no segmentador. Apresenta-se, como exemplos de aplicabilidade do método, três casos típicos desta área: (i) definição de zonas de manejo para agricultura de precisão; (ii) seleção de regiões para estimativas de degradação ambiental na vizinhança de ponto de coleta/observação de espécies; e (iii) a identificação de regiões bioclimáticas que compõem uma Unidade de Conservação da biodiversidade. / Information extraction of data derived from remote sensing and other geotechnologies is important for many activities, e.g., the identification of environmental requirements, the definition of conservation areas, the planning and implementation of activities regarding compliance of correct land use; the management of natural resources, the definition of protected ecosystem areas, and the spatial planning of agricultural input reposition. This thesis presents a parameter optimisation method for the Multiresolution segmentation algorithm. The goal of the method is to obtain maximum sized segments within the established heterogeneity limits. The method makes use of variography, a geostatistical tool that gives a measure of how much two samples will vary in a region depending on the distance between each one of them. The variogram nugget effect is measured for each attribute layer and then averaged to obtain the optimal value for spatial segmentation with the Multiresolution algorithm. The segments thus obtained are superimposed on a regularly spaced sampled grid of georeferenced data to divide the region under study. To show the usefulnesss of this method, the following three case studies were performed: (i) the delineation of precision farming management zones; (ii) the selection of regions for environmental degradation estimates in the neighbourhood of species occurrence points; and (iii) the identification of bioclimatic regions that are present in biodiversity conservation units.

Introdução. A identificação dos flebotomíneos baseia-se principalmente na morfologia do adulto, o que pode ser problemático quando as espécies são morfologicamente muito semelhantes. Psychodopygus é um gênero de flebotomíneos de grande interesse em saúde pública devido ao papel de algumas espécies na veiculação de Leishmania spp. no Brasil. No entanto, este gênero inclui espécies com fêmeas morfologicamente indistinguíveis que pertencem à Série Chagasi, sendo elas: P. chagasi, P. complexus, P. squamiventris maripaensis, P. squamiventris squamiventris e P. wellcomei. Objetivos. Investigar a possibilidade de distinguir essas espécies por meio de análises morfométrica e molecular, além de produzir uma distribuição geográfica atualizada para o grupo analisando a probabilidade de ocorrência das espécies através da análise de modelagem de nicho ecológico. Material e Métodos. Foi realizada a análise discriminante na morfometria geométrica (cabeça e asa) e linear, morfologia (usando microscopia óptica e eletrônica de varredura) e a análise do citocromo c oxidase subunidade 1 (COI), avaliando-se um total de 752 espécimes (460 fêmeas e 292 machos) dos seguintes estados Amapá, Amazonas, Ceará, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins. Mapas de distribuição foram produzidos através de dados obtidos do material analisado e de revisão bibliográfica. Resultados. A análise discriminante usando caracteres morfométricos lineares mostrou-se capaz de diferenciar todas as espécies, exceto P. complexus, que apresentou 2,2% de erro de identificação. A morfometria geométrica das asas foi incapaz de separar completamente as espécies através da conformação, mas o tamanho do centróide dos espécimes fêmeas falhou apenas em distinguir P. complexus de P. s. maripaensis. Por outro lado, a morfometria geométrica das cabeças foi capaz de distinguir todas as espécies com grande eficiência ao usar tanto a forma como o tamanho do centróide. A análise morfológica revelou que a coloração torácica, principalmente do pronoto e do pós-noto, pode ser usada para separar as cinco espécies em três grupos: P. chagasi, P. wellcomei / P. complexus e P. s. mariapaensis / P. s. squamiventris. Os resultados da análise de DNA Barcoding, mostraram um agrupamento semelhante ao observado na morfologia; embora os espécimes de P. wellcomei do estado do Ceará mostrem uma grande distância genética da população do estado do Pará, evidenciando que essa espécie possa representar um complexo. Quanto à microscopia eletrônica de varredura, foram avaliadas detalhadamente as estruturas das antenas, tórax e genitália masculina. Salientamos que no anepímero (tórax) foi observada uma escama tipo \"raquete\" modificada apenas em Psychodopygus s. squamiventris. A revisão da distribuição geográfica mostrou que as espécies possuem uma distribuição cis-andina, ocorrendo principalmente no bioma Amazônico. A nítida separação de algumas espécies pelo rio Amazonas, sugere que o surgimento do grupo ocorreu no período que se estende da orogênese dos Andes até a formação deste rio. Conclusões. O estudo possibilitou diferenciar completamente as fêmeas das cinco espécies da Série Chagasi utilizando o conjunto de dados obtidos por morfometria linear e geométrica e análises morfológicas e também apresentar novos caracteres morfológicos e padrões distribucionais que facilitarão a identificação de machos e fêmeas dessas espécies. / Introduction. The identification of sand flies is mainly based on adult morphology, which can be problematic when species are morphologically very similar. Psychodopygus is one of the sand fly genera of great interest in public health, due to the role of some species in the transmission of Leishmania spp. in Brazil. However, this genus includes species with morphologically indistinguishable females that belong to the Chagasi series, which includes: P. chagasi, P. complexus, P. squamiventris maripaensis, P. squamiventris squamiventris and P. wellcomei. Objectives. To investigate the possibility of distinguishing among these species by means of morphometric and molecular analyses in addition to producing an updated geographical distribution for the group, analyzing the probability of the occurrence of the species by the analysis of ecological niche modeling. Material and methods. The analyses of the cytochrome c oxidase subunit 1 (COI), geometrical (head and wing) and of linear morphometry and morphology (using optical microscopy and scanning electron microscopy) were carried out using a total of 752 specimens (460 females and 292 males) from the following states: Amapá, Amazonas, Ceará, Mato Grosso, Pará, Rondônia, Roraima e Tocantins. Distribution maps were produced on the basis of data obtained from the material analyzed and a bibliographical review. Results. The discriminant analysis using linear morphometric characters was able to differentiate among all the species, except for P. complexus, which presented a 2.2% error of identification. The geometric morphometry of the wings was unable to completely separate the species by means of the shape analyses, but the centroid size of the female specimens only failed to distinguish P. complexus from P. s. maripaensis. Otherwise, the geometric morphometry of the heads was sufficient to distinguish all the species with great efficiency, when using both the head-shape and the centroid size. The morphological analysis revealed that the thoracic coloration, mainly of the pronotum and the post-notum, can be used to separate the five species into three groups: P. chagasi, P. wellcomei / P. complexus, P. s. mariapaensis / P. s. squamiventris. The results of the Barcoding DNA analyses showed a cluster similar to that observed in the morphology; however, P. wellcomei specimens from the Ceará population showed a great genetic distance from the population of Pará, evidencing that this species may represent a complex. As for the scanning electron microscopy, the structures of the antennae, thorax and male genitalia were evaluated in detail. In the anepimerum (thorax) a modified \"racket\"-type scale was observed only in Psychodopygus s. squamiventris. The review of the geographical distribution showed that the species have a cis-Andean distribution, occurring mainly in the Amazonian biome. The separation of some species from the others by the Amazon river suggests that the appearance of the Chagasi series occurred in the period from the orogenesis of the Andes to the formation of this river. Conclusions. The results clearly differentiate the females of the five species of the Chagasi series using the data set of linear and geometric morphometry and morphological analyses, providing new morphological and distributional data that will facilitate the identification of the males and females of this group.

<p>Predmet ovog istraživanja su vrste iz<em>&nbsp; Merodon&nbsp; aureus,&nbsp; M.&nbsp; nanus&nbsp; i&nbsp; M. ruficornis&nbsp; </em>grupe i&nbsp;<em> M.&nbsp; avidus&nbsp; </em>kompleksa sa područja Palearktika. Usled izuzetne morfolo&scaron;ke sličnosti pomenutih vrsta, kori&scaron;ćene su tri različite metode u cilju utvrđivanja&nbsp; prisustva skrivenih taksona i definisanja granica vrsta. Komparativnom geometerijsko-morfometrijskom analizom su obuhvaćene vrste iz&nbsp;<em> M.&nbsp; aureus&nbsp; i&nbsp; M.&nbsp;</em> <em>nanus&nbsp; </em>grupe i&nbsp;<em> M.&nbsp; avidus</em>&nbsp; kompleksa. Interspecijska varijabilnost&nbsp;<em> M.&nbsp; aureus</em>&nbsp; grupe i&nbsp;<em> M.&nbsp; avidus&nbsp;</em> kompleksa je analizirana sa dva geometrijsko-morfometrijska pristupa: analiza oblika krila -&nbsp; zasnovana na specifičnim tačkama (<em>landmarks</em>) i analiza oblika genitalnog aparata mužjaka&nbsp; -&nbsp; zasnovana na pomoćnim tačkama (<em>semilandmarks</em>).<br />Sredinske ni&scaron;e su kvantifikovane i poređene &ldquo;<em>Point base</em>&rdquo; metodom i njome su obuhvaćene sve istraživane vrste. Uslovljenost razlika u obliku krila i surstila analiziranih vrsta geografskom distribucijom i klimatskim faktorima je testirana upotrebom Mantel testa. Dobijeni rezultati analize oblika krila i genitalnog aparata mužjaka ukazuju na veliki potencijal geometrijske morfometrije u detekovanju morfolo&scaron;ke&nbsp; varijabilnosti, odnosno kriptičnih vrsta kod sirfida. Na osnovu oblika krila i genitalnog aparata mužjaka, unutar svih istraţivanih grupa vrsta prepoznato je 45 nezavisnih evolucionih jedinica (<em>M.</em>&nbsp;<em>aureus</em>&nbsp;grupa - 36;&nbsp; <em>M.</em> <em>nanus</em>&nbsp;grupa - 5,&nbsp; <em>M. avidus&nbsp;</em> kompleks&nbsp; -&nbsp; 4). Sve kriptične vrste iz 12 analiziranih kompleksa vrsta su uspe&scaron;no razdvojene, sa visokim procentom korektne klasifikacije jedinki. Rezultati ukazuju na veću moć diskriminacije oblika genitalnog aparata mužjaka u odnosu na krila. Razlike u obliku krila se odnose prvenstveno na promene u apikalnom delu<br />krila &scaron;to utiče na promene u dužini i &scaron;irini ovog dela, dok su razlike u obliku genitalnog aparata mužjaka najvećim delom koncentrisane u posteriornom delu posteriornog lobusa surstila, delu genitalnog aparata mužjaka koja igra ključnu ulogu u pridržavanju ženki tokom kopulacije. Razlike u obliku krila nisu posledica geografske udaljenosti, kao ni razlika u ekolo&scaron;kim ni&scaron;ama vrsta. Uticaj abiotičkih parametara na razlike u obliku genitalnog aparata mužjaka nije zabeležen ni kod jedne od analiziranih vrsta, dok je uticaj geografske distribucije na razlike u obliku surstila zabeležen samo u jednom slučaju, kod&nbsp; <em>M. luteomaculatus</em>&nbsp;kompleksa vrsta. Ovi rezultati ukazuju da je<br />izolacija putem distance imala glavnu&nbsp; ulogu u diverzifikaciji oblika genitalnog aparata mužjaka kod vrsta ovog kompleksa.</p><p>Rezultati su pokazali da se klimatski profili svih analiziranih parova vrsta razlikuju u makar jednoj sredinskoj ni&scaron;i (PC osi), osim para vrsta&nbsp; <em>M. rojoi - M. puniceus&nbsp;</em> i&nbsp; <em>M.&nbsp; loewi&nbsp; -&nbsp; M. ovaloides</em>. Faktori koji najvi&scaron;e doprinose&nbsp;divergenciji klimatskih profila analiziranih vrsta predstavljaju esktreme tj. limitirajuće faktore poput niskih vrednosti padavina i temperature i fluktuacija temperaure tokom godine. Za razliku od &scaron;iroko rasprostranjenih vrsta, endemske vrste imaju uzak opseg nadmorskih visina na kojima se javljaju i uglavnom su vezane za planinska stani&scaron;ta. Takođe, imaju niske vrednosti standardne devijacije za većinu izdvojenih PC osa &scaron;to ukazuje na njihovu striktnu klimatsku adaptibilnost. Prema rezultatima analize distribucije i specijskog diverziteta, Balkansko poluostrvo odlikuje najveći&nbsp;divezitet analiziranih vrsta. On predstavlja centar biodiverziteta za&nbsp;<em>M. aureus</em> grupu, a zajedno sa severnim delom Apeninskog poluostrva za <em>M. ruficornis</em> grupu, dok je najveći diverzitet vrsta <em>M. nanus</em>&nbsp;grupe zabeležen na jugozapadu i severoistoku Anadolije. Analize klimatskih profila i specijskog diverziteta zajedno sa rezultatima geometrijske morfometrije ukazuju da je geolo&scaron;ka istorija, tj. kontrakcije areala tokom glacijacija i interglacijacija, značajno uticala na diverzifikaciju istraživanih grupa u refugijumima zapadnog Palearktika.</p> / <p>The objects of this study are species from <em>Merodon aureus</em>, <em>M. nanus</em>&nbsp;and <em>M.&nbsp; ruficornis</em> groups, and <em>M. avidus</em> complex in Palaearctic. These species are characterised by great morphological&nbsp; similarity, and three different approaches were used to detect cryptic species and establish species boundaries. Species from <em>M. aureus</em>&nbsp;and <em>M.&nbsp; nanus</em>&nbsp;groups, and <em>M. avidus</em> complex were analysed using geometric morphometry. Interspecific variability of <em>M. aureus</em> group and <em>M. avidus</em> complex were studied using two approaches: landmark based wing shape analysis and semilandmark analysis of male genitalia.&nbsp; Ecological niche analysis were conducted for all analyzed species.&nbsp; Correlation between Squared Mahalanobis&nbsp; distances of both wing and surstylus, and geographic and environmental distances were addressed using&nbsp; the two tailed Mantel test. Geometric morphometric results indicate that wing and especially surstylus shape, have meaningful interspecific discriminatory power. Based&nbsp; on these characters 45 evolutionary independent units are recognized (<em>M. aureus</em>&nbsp;group - 36; <em>M. nanus</em>&nbsp;group - 5, <em>M. avidus</em> complex - 4). All cryptic species from 12 analysed species complexes were successfully distinguished with high overall&nbsp; classification success. Results showed that geometric morphometry of surstylus had a higher classification rate than wing geometric morphometry. The main wing shape differences are connected with apical part of the wing which influences his length and width. The main differences in surstylus shape are connected to the posterior margin of the posterior part of the surstylus lobe, involved in gripping the female during copulation. Mantel tests revealed that geographic and environmental distances exhibited no association with wing and&nbsp; surstylus shape distance among investigated species, except in <em>M. luteomaculatus</em>&nbsp; complex. In this complex, Mantel test results suggested that isolation by distance had a major role in the diversification of male genitalia.</p><p>Ecological niche analysis contributed to the species delimitation. These results demonstrated that among all related species, with the exception of species pairs <em>M. rojoi - M. puniceus</em> and <em>M. loewi - M. ovaloides</em>, overall or partial divergence in environmental&nbsp; space is present. Distribution patterns of all analyzed species are mainly affected by the limiting effects such as low temperature and precipitation values,&nbsp; as well as the temperature fluctuation during the year.</p><p>Endemics and species with a narrow range had smaller altitudinal ranges and were mainly connected with mountainous areas. Additionally, low standard deviation values for endemic species reflect their narrow geographic distribution and very strict climatic adaptations, whereas large values for widely distributed species reflect their broad adaptability.</p><p>According to the results of distribution and species diversity analysis, the Balkan Peninsula is characterized with highest diversity. It is a centre of biodiversity for&nbsp;<em>M. aureus</em> group, together with the northern part of the Apennine peninsula for <em>M. ruficorn</em>&nbsp;is group, while the largest species diversity of <em>M. nanus</em>&nbsp;group is recorded in the southwest and northeast Anadolia.</p><p>Distribution and species diversity analyses, together with&nbsp; the results of geometric morphometry indicate that geological history, i.e. range contraction during glaciations and interglaciations had a significant impact on the diversification of the studied groups in refuges in the Western Palaearctic.</p>

Resumo: A modelagem de nicho ecológico é uma ferramenta potencialmente importante para o entendimento dos padrões de distribuição geográfica dos organismos da Mata Atlântica, gerando assim informações para o desenvolvimento de estratégias de seleção de áreas prioritárias para conservação da biodiversidade. Os anfíbios anuros, por serem ecologicamente especializados, são excelentes organismos modelo para estudos de biogeografia, o que torna interessante a modelagem de nicho ecológico deste grupo. No entanto, apesar da evolução recente da área de modelagem de nicho, é difícil escolher um método robusto e realista, sendo necessários mais estudos que suportem a seleção de métodos e a avaliação dos resultados. O presente trabalho pretende contribuir para o estudo da modelagem de nicho ecológico de espécies da Mata Atlântica, tendo como objetivo principal o desenvolvimento de métodos de modelagem para os anfíbios anuros e possíveis aplicações em problemas relacionados à conservação da biodiversidade. Os temas abordados nesta dissertação são apresentados sob a forma de quatro artigos científicos. O primeiro artigo e capitulo central da dissertação pretende auxiliar na modelagem de nicho ecológico de anfíbios anuros que possuem distribuição restrita ao domínio da Mata Atlântica. Através de uma abordagem metodológica o foco do trabalho foi testar o desempenho de modelos, selecionar variáveis ambientais e investigar a influência do tamanho da área de estudo no processo de modelagem de nicho ecológico de Hypsiboas bischoffi. O segundo artigo está inserido na temática das invasões biológicas, uma das maiores ameaças à biodiversidade na Região Neotropical. O resultado da previsão mostrou com sucesso áreas de potencial de invasão da espécie exótica rã-touro, Lithobates catesbeianus, na Mata Atlântica. O terceiro artigo é o desenvolvimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ecological niche modeling has the potential to be important in understanding geographical distribution patterns of organisms in the Brazilian Atlantic Forest, and therefore in guiding strategies for selection of prioritary areas for biodiversity conservation. Anuran amphibians are ecologically specialized which makes them excellent model organisms for biogeographic studies through ecological niche modeling. However, despite the recent evolution in the field of ecological modeling, it is difficult to select a robust and realistic method, and more work will be necessary to aid in method selection and result evaluation. The present work is a contribution to studying Atlantic Forest species distributions using ecological niche modeling, aiming at developping modeling approaches using anuran amphibians and at applying those to specific questions concerning the conservation of biodiversity. The chapters of this dissertation are presented in the form of four scientific articles. The first and central chapter of the dissertation examines several ecological niche models of an anuran with geographic distribution restricted to the Atlantic Forest domain. The methodological approach aimed at selecting environmental variables, testing model performance and investigating the influence of study area size in ecological niche models of the treefrog Hypsiboas bischoffi. The second article deals with the question of biological invasions, one of the gravest biodiversity threats to the Neotropical region. Predictive modeling successfully showed the potential areas of invasion for the exotic American bull frog in the Atlantic Forest. The third article reports the development of a methodology to model the potential distribution of rare species, a non-ideal but necessary approach to produce predictive maps that may allow new targeted surveys in areas of strongly predicted species occurrence... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: João Miguel de Barros Alexandrino / Coorientador: Célio Fernando Baptista Haddad / Banca: Paulo De Marco Júnior / Banca: Claudio José Von Zuben / Mestre

O desenvolvimento de soluções que auxiliem na extração de informações de dados oriundos de sistemas de sensoriamento remoto e outras geotecnologias são essenciais em diversas atividades, por exemplo, a identificação de requisitos para o monitoramento ambiental; a definição de regiões de conservação; o planejamento e execução de atividades de verificação quanto ao cumprimento e uso do espaço; o gerenciamento de recursos naturais; a definição de áreas protegidas e ecossistemas; e o planejamento para aplicação e reposição de insumos agrícolas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um método para parametrizar um algoritmo segmentador Multiresolution, de forma que os segmentos obtidos sejam os maiores possíveis dentro de limites pré-estabelecidos de heterogeneidade para os dados avaliados. O método faz uso de variografia, uma ferramenta geoestatística que apresenta uma estimativa de quanto duas amostras variam em uma região espacial, de acordo com a distância relativa entre elas. Mostra-se também como a avaliação de múltiplos variogramas pode ser empregada na delimitação de regiões quando combinada a este algoritmo de segmentação, desde que os dados estejam dispostos em uma grade amostral regularmente espaçada. O método desenvolvido utiliza o efeito pepita estimado para os atributos dispostos em camadas sobrepostas e quantifica a segmentação em dois momentos (ou médias) para identificar o valor do parâmetro espacial ótimo a ser aplicado no segmentador. Apresenta-se, como exemplos de aplicabilidade do método, três casos típicos desta área: (i) definição de zonas de manejo para agricultura de precisão; (ii) seleção de regiões para estimativas de degradação ambiental na vizinhança de ponto de coleta/observação de espécies; e (iii) a identificação de regiões bioclimáticas que compõem uma Unidade de Conservação da biodiversidade. / Information extraction of data derived from remote sensing and other geotechnologies is important for many activities, e.g., the identification of environmental requirements, the definition of conservation areas, the planning and implementation of activities regarding compliance of correct land use; the management of natural resources, the definition of protected ecosystem areas, and the spatial planning of agricultural input reposition. This thesis presents a parameter optimisation method for the Multiresolution segmentation algorithm. The goal of the method is to obtain maximum sized segments within the established heterogeneity limits. The method makes use of variography, a geostatistical tool that gives a measure of how much two samples will vary in a region depending on the distance between each one of them. The variogram nugget effect is measured for each attribute layer and then averaged to obtain the optimal value for spatial segmentation with the Multiresolution algorithm. The segments thus obtained are superimposed on a regularly spaced sampled grid of georeferenced data to divide the region under study. To show the usefulnesss of this method, the following three case studies were performed: (i) the delineation of precision farming management zones; (ii) the selection of regions for environmental degradation estimates in the neighbourhood of species occurrence points; and (iii) the identification of bioclimatic regions that are present in biodiversity conservation units.

Indivíduos, populações e espécies tendem a usar e selecionar habitats de modo não-aleatório. Consequentemente, a perda e a degradação de habitats geram impactos distintos sobre os organismos dependendo de seus atributos. Os efeitos da perda de habitat são claros – os organismos são eliminados ou desalojados por falta de habitat ou baixo sucesso reprodutivo. As consequências da degradação de habitat são mais sutis, e resultam na incapacidade de um ecossistema sustentar determinadas espécies. Como a perda e a degradação de habitat reduzem a disponibilidade de nichos, espera-se que táxons ecologicamente especializados e com requerimentos estreitos de nicho sejam mais propensos à extinção que generalistas. Organismos que são negativamente afetados por perda e degradação de habitat em geral exibem porte muito grande ou muito pequeno, baixa mobilidade, baixa fecundidade, reduzido recrutamento e estreitos requerimentos de nicho. Campos temperados constituem ambientes particularmente afetados por perda e degradação de habitat. No sudeste da América do Sul, como em muitas outras regiões do planeta, a expansão da agricultura e silvicultura são os principais responsáveis pela perda de habitat campestre. Os remanescentes de vegetação natural são usados para criação de gado, estando sujeitos à degradação pelo sobrepastejo, pisoteio e técnicas de manejo. Avaliar como a perda e degradação de habitat afetam a diversidade de organismos campestres é vital para o desenvolvimento de estratégias de conservação e manejo. A presente tese tem por objetivo investigar como a degradação e perda de habitat induzidas pela pecuária e silvicultura afetam a diversidade e a composição das comunidades de aves. Inicialmente, exploramos as relações entre variáveis de habitat e a composição da comunidade de aves num gradiente de altura da vegetação determinado por pastejo em campos litorâneos do Rio Grande do Sul. Posteriormente, avaliamos como variações no relevo interagem com variáveis de habitat e afetam a diversidade de aves em áreas de pecuária na Campanha gaúcha. Finalmente, avaliamos de que forma a perda de habitat resultante do estabelecimento de plantações industriais de celulose em áreas de campo afeta a composição de comunidades de aves campestres. Nossos resultados demonstram que a degradação de habitat decorrente do manejo de gado em campo nativo afeta a comunidade de aves de forma diferencial. Aves adaptadas a campos ralos ou generalistas tendem a ser beneficiadas pelo pastejo, ao passo que as espécies associadas à vegetação alta e densa são desfavorecidas. As variações na topografia reduzem os impactos da degradação de habitat nos campos. Essas variações interagem com o habitat e afetam de forma diferencial os distintos componentes da diversidade. Por outro lado, a perda de habitat decorrente da silvicultura gera um impacto de maior magnitude, alterando a composição das comunidades de aves e favorecendo aves não-campestres. Nesse contexto, impedir que novas áreas de campo nativo sejam convertidas em plantações de árvores passa a ser imperativo. Embora o manejo do gado aumente a diversidade em nível de paisagem ao criar um mosaico de manchas de vegetação de alturas distintas, maior atenção deve ser dada à manutenção e recuperação de formações densas de herbáceas de grande porte. Isso somente pode ser assegurado através de mudanças no regime do pastejo ou do desenvolvimento de técnicas de manejo alternativas. / Individuals, populations and species tend to select habitats in a non-random way. Consequently, habitat loss and degradation will have different impacts on organisms according to their traits. The effects of habitat loss are straightforward – organisms are eliminated or displaced because of the inexistence of adequate habitat or of low breeding success. Effects of habitat degradation are more subtle and result in the reduction of the capacity of an ecosystem to support some subsets of species. Since habitat loss and degradation reduce niche availability, ecologically specialized taxa with narrow niche requirements are expected to be more extinction prone than habitat generalists. Temperate grasslands have been strongly impacted by habitat loss and degradation. In southeastern South America, the expansion of agriculture and industrial pulpwood plantations are the main sources of habitat loss. Remnants of natural grassland vegetation are used for livestock ranching, being subject to habitat degradation from overgrazing, trampling and inadequate management techniques. The evaluation of how habitat loss and degradation affect the diversity of grassland organisms is vital for the development of management and conservation techniques. The main goal of this thesis is to evaluate how habitat degradation and loss related to cattle ranching and pulpwood plantations affect the diversity and composition of bird communities. We began by exploring the relationship between habitat variables and the composition of the bird community along a gradient of vegetation height determined by grazing in coastal grasslands of the state of Rio Grande do Sul. We then assessed how variations in the relief interact with habitat variables e affect the diversity of birds in rangelands of the Campanha gaúcha. Finally, we evaluated how habitat loss related with grassland afforestation for pulpwood plantations affects the composition of grassland bird communities. Our results demonstrate that habitat degradation resulting from livestock ranching in natural grasslands affects bird communities in a differential way. Birds adapted to stunted grasslands or habitat generalists tend to benefit from grazing, whereas tall-grass specialists are negatively affected. Variations in topography are responsible for reducing the impacts of habitat degradation in grasslands. These variations interact with habitat and have a differential effect on distinct components of diversity. On the other hand, the magnitude of the impact of habitat loss from afforestation is larger, altering the composition of bird communities and favoring a series of non-grassland species. In this sense, protecting remaining grasslands from afforestation is imperative. Although cattle ranching increases diversity at the landscape level by creating a mosaic of vegetation patches of different height, more attention should be given in maintaining and recovering dense formations of tall grassland plants. This can only be achieved by changing grazing regimes or developing alternative management techniques.

Submitted by PPG Zoologia (zoologia-pg@pucrs.br) on 2018-08-01T18:22:00Z No. of bitstreams: 1 Almeida MAB___TESE___VERS?O FINAL.pdf: 2953118 bytes, checksum: 99cbefa9c38c7969abce4bafc4b20d54 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-08-02T17:55:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Almeida MAB___TESE___VERS?O FINAL.pdf: 2953118 bytes, checksum: 99cbefa9c38c7969abce4bafc4b20d54 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-02T18:39:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida MAB___TESE___VERS?O FINAL.pdf: 2953118 bytes, checksum: 99cbefa9c38c7969abce4bafc4b20d54 (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Nonhuman primates (NHP) are susceptible to many arboviruses, including the yellow fever (YF) virus. Although native to Africa, this virus found susceptible NHP and competent mosquito vectors for maintaining its transmission in American forests. A high sensitivity of NHP to YF led health agencies to monitor these animals as a way of monitoring the disease in Brazil. The State of Rio Grande do Sul (RS) began this surveillance in 2002, which has detected the arboviruses Oropouche and Saint Louis (SLEV) and a YF epizootic that killed more than 2,000 NHP (Alouatta caraya and A. guariba clamitans) between 2008 and 2009. The objectives of this PhD thesis research were to generate models of niche suitability for YF based on that epizootic and prospect arboviruses in NHP in northwestern RS. The maximum entropy algorithm - Maxent was used to generate distribution models of Alouatta spp. and the mosquito vector Haemagogus leucocelaenus. Together with climatic, topographic and vegetative variables, these models served as predictor layers to model the occurrence of the disease based on the points of death of NHP of YF. The most influential variables in the YF models were the variation in air humidity, distribution of Alouatta spp. and maximum wind speed followed by mean annual rainfall and maximum temperature. Therefore, support for the influence of the rainfall regime and the ambient temperature on the cycle of jungle YF was found. Wind speed and direction can play an important role in the dispersal of infected mosquitoes and, consequently, the virus. The models based on the occurrence of dead NHP in the first months of the epizootic identified suitable areas to where the disease spread a few months later. In addition, 19 arboviruses were prospected in 40 blood (viral isolation and PCR) and serum (hemagglutination inhibition and neutralization tests [NT]) samples collected from 26 black howler monkeys (A. caraya) belonging to three populations in four field campaigns in the municipality of Santo Ant?nio das Miss?es, RS, between 2014 and 2016. There was no detection of circulating virus, but antibodies to Flavivirus SLEV and Ilh?us and Phlebovirus Icoaraci was found by NT. Evidence of the contact with Ilh?us and Icoaraci are the southernmost records in Brazilian NHP. An increase in antibodies to SLEV detected between two consecutive captures of the same individual is compatible with a recent contact with the virus. An adult male captured in one of the areas presented concomitant infection by the Oropouche, SLEV and YF viruses by NT. Further studies are necessary to understand the role played by NHP and other vertebrates in the circulation of arboviruses in the region, to assess potential risks to NHP and public health, and to identify the driving forces responsible for the dispersal of the YF virus during epizootics in wildlife populations. / Os primatas n?o-humanos (PNH) s?o suscet?veis a diversos arbov?rus, incluindo o v?rus da febre amarela (FA). Embora origin?rio da ?frica, esse v?rus encontrou PNH suscet?veis e mosquitos vetores competentes para sua transmiss?o em matas nas Am?ricas. Uma alta sensibilidade dos PNH ? FA levou ?rg?os de sa?de a monitorar esses animais como forma de vigiar a doen?a no Brasil. O Estado do Rio Grande do Sul (RS) iniciou essa vigil?ncia em 2002, a qual detectou os arbov?rus Oropouche e Saint Louis (SLEV) e uma epizootia de FA que matou mais de 2000 PNH (Alouatta caraya e A. guariba clamitans) entre 2008 e 2009. A presente tese de doutorado teve como objetivos gerar modelos de adequabilidade ambiental para FA com base nessa epizootia e prospectar arbov?rus em PNH no noroeste do RS. Foi utilizado o algoritmo de m?xima entropia ? Maxent para gerar modelos de distribui??o de Alouatta spp. e do mosquito vetor Haemagogus leucocelaenus. Esses modelos serviram como camadas preditoras para, junto a vari?veis clim?ticas, topogr?ficas e vegetacionais, modelar a ocorr?ncia da doen?a baseada nos pontos de morte de PNH por FA. As vari?veis mais influentes nos modelos da FA foram a varia??o na umidade do ar, a distribui??o de Alouatta spp. e a velocidade m?xima dos ventos, seguidas pela precipita??o m?dia anual e a temperatura m?xima. Portanto, foi confirmado suporte para a influ?ncia do regime de chuvas e da temperatura ambiente no ciclo da FA silvestre. A velocidade e a dire??o do vento devem desempenhar um importante papel na dispers?o de mosquitos infectados e, consequentemente, do v?rus. Os modelos baseados na distribui??o espacial de PNH mortos nos primeiros meses da epizootia identificaram ?reas adequadas para onde a doen?a avan?ou poucos meses mais tarde. Tamb?m foram prospectados 19 arbov?rus em 40 amostras de sangue (isolamento viral e PCR) e soro (inibi??o da hemaglutina??o e testes de neutraliza??o [NT]) coletadas em quatro campanhas de campo entre 2014 e 2016 de 26 bugios-pretos (A. caraya) de tr?s popula??es no munic?pio de Santo Ant?nio das Miss?es, RS. N?o houve detec??o de v?rus circulante, mas sim de anticorpos para os Flavivirus SLEV e Ilh?us e o Phlebovirus Icoaraci por NT. As evid?ncias de contato com Ilh?us e Icoaraci s?o as primeiras em PNH no extremo sul do Brasil. Um aumento de anticorpos para SLEV detectado entre duas capturas consecutivas do mesmo indiv?duo ? compat?vel com um contato recente com o v?rus. Um macho adulto capturado em uma das ?reas apresentou infec??o concomitante pelos v?rus Oropouche, SLEV e FA por NT. Mais estudos s?o necess?rios para compreender o papel de PNH e outros vertebrados na circula??o de arbov?rus na regi?o, avaliar poss?veis riscos para PNH e a sa?de humana e identificar as for?as motrizes respons?veis pela dispers?o do v?rus da FA durante epizootias em popula??es selvagens.

La formiga argentina (Linepithema humile) es troba entre les espècies més invasores: originària d'Amèrica del Sud, actualment ha envaït nombroses àrees arreu del món. Aquesta tesi doctoral intenta fer una primera anàlisi integrada i multiescalar de la distribució de la formiga argentina mitjançant l'ús de models de nínxol ecològic. D'acord amb els resultats obtinguts, es preveu que la formiga argentina assoleixi una distribució més àmplia que l'actual. Les prediccions obtingudes a partir dels models concorden amb la distribució actualment coneguda i, a més, indiquen àrees a prop de la costa i dels rius principals com a altament favorables per a l'espècie. Aquests resultats corroboren la idea que la formiga argentina no es troba actualment en equilibri amb el medi. D'altra banda, amb el canvi climàtic, s'espera que la distribució de la formiga argentina s'estengui cap a latituds més elevades en ambdós hemisferis, i sofreixi una retracció en els tròpics a escales globals. / Argentine ants (Linepithema humile) rank among the most successful invasive species: native to South America, they have invaded broad areas worldwide. This PhD thesis attempts to take the first step towards an integrated and multi-scalar analysis of the Argentine ant distribution using ecological niche models. According to our results, the Argentine ant is expected to occupy a broader distribution in its worldwide invaded ranges than is currently appreciated. Model predictions are in concordance with the currently known occurrence of the species, and indicate areas near the coast and following the main rivers as highly suitable for the species. These results give additional support to the idea that the Argentine ant is not currently in equilibrium with its environment. According to global climate change scenarios, the Argentine ant is expected to expand to higher northern and southern latitudes, and retract in the tropics at global spatial scales.