Antimicrobial resistance is a serious and imminent threat to human health, though its rise may be controlled with improved stewardship strategies that limit the emergence and spread of resistant strains. Motivated by theoretical models from population genetics and ecology, my M.Sc. experimentally evaluates how varying drug availability in either time or space impacts the prevalence of resistance in a population. By experimentally evolving Pseudomonas aeruginosa under different antibiotic selection regimes in vitro, I show that spatial, but not temporal, drug free refuges delay the fixation of resistance by promoting the coexistence of sensitive and resistant genotypes. Second, I establish that this polymorphism is underlain by a trade-off between resistance and growth rate in the absence of antibiotic that underpins the maintenance of diversity through negative frequency dependent selection. Third, I demonstrate that spatially varied drug selection cannot prevent the fixation of resistance because continued selection leads to the evolution of resistant types that pay smaller costs of resistance and gradually displace sensitive strains. These results provide insight into the fate of diversity under long-term selection and highlight the value of incorporating the principles of evolutionary ecology into antimicrobial resistance stewardship.

Experiments with microbes are a powerful tool for addressing general questions in evolutionary ecology. Microbial evolution is also interesting in its own right, and often clinically relevant. I have used experimental evolution of bacteria (Pseudomonas spp.) in controlled laboratory environments to investigate the role of environmental heterogeneity in the evolution of phenotypic diversity. Some of my results provide insight on general processes, while others are specific to bacteria. (1) I have shown that variation in resource supply affects the evolution of niche breadth in complex environments containing a range of available resources, leading to a peak in phenotypic diversity at intermediate levels. (2) I have found that resource availability also affects selection against redundant phenotypic characters, which is strongest when resources are scarce. (3) Using experiments with bacteria and their protozoan predators, I have found that selection for predator resistance varies with resource supply during a model adaptive radiation. (4) I have looked at the role of periodic bottlenecks in population size in the evolution of antibiotic-resistant bacteria. My results highlight the importance of biochemical constraints specific to different resistance mutations. (5) Finally, I have shown that bacterial adaptation to novel carbon substrates affects different growth parameters simultaneously, and that the same response is seen in environments that maintain different levels of phenotypic diversity. These findings emphasize the role of environmental heterogeneity in the evolution of phenotypic diversity, but also show how ecological and genetic factors can constrain adaptation to a given niche within a heterogeneous environment.

Submitted by BRUNO PAES DE CARLI null (bpdecarli@yahoo.com.br) on 2016-03-31T11:10:32Z No. of bitstreams: 1 defesa.pdf: 1334483 bytes, checksum: e1779a60c5cd2e5c364fc4e3cdf58b34 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-31T13:14:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 decarli_bp_me_soro.pdf: 1334483 bytes, checksum: e1779a60c5cd2e5c364fc4e3cdf58b34 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T13:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 decarli_bp_me_soro.pdf: 1334483 bytes, checksum: e1779a60c5cd2e5c364fc4e3cdf58b34 (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O Sistema Cantareira compreende uma série de cinco barragens localizadas em bacias hidrográficas distintas, sendo o principal responsável pelo abastecimento de água na Região Metropolitana de São Paulo. Devido à crise de água na área, é necessário desenvolver estudos que descrevem as condições ambientais e possíveis interferências. Neste sentido, a comunidade de zooplâncton pode ser usada como importante ferramenta de biomonitoramento. Além disso, o zooplâncton é considerado um componente importante do fluxo de energia no ecossistema. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar a comunidade zooplanctônica em cinco reservatórios do Sistema Cantareira (Jaguari, Jacareí cachoeira Atibainha e Paiva Castro) e relacionou os dados biológicos com as variáveis limnológicas, a fim de diagnosticar as mudanças nas condições ambientais. As amostras foram coletadas durante a estação seca (maio e junho) e chuvosa (novembro e dezembro) de 2013 em 19 pontos de amostragem. A temperatura, condutividade eléctrica, pH e o oxigênio dissolvido foram medidos in situ com sonda multi-parâmetrica. Nutrientes, material em suspensão e os pigmentos foram determinados no laboratório. Amostras do zooplâncton foram coletadas na zona fótica através de arrasto vertical com rede de 68 µm. Os resultados mostraram eutrofização no reservatório Jaguari e algumas variáveis físico-químicas não atenderam o limite estabelecido por lei. Embora o Sistema Cantareira possa ser classificado como multi-sistema, um padrão semelhante à de cascata de reservatórios foi observado. Em relação ao zooplâncton, o grupo dos rotíferos demonstrou maior riqueza de espécies, porém pouco representativo em biomassa. Ciclopóides foram mais abundantes na estação seca, enquanto os Cladocera superaram os outros grupos no período de chuva. Uma tendência positiva para a densidade de Cyclopoida foi evidenciada. A ocorrência de um rotífero invasor Kellicotia Bostoniensis e da alga exótica Ceratium furcoides (Levander) Langhans 1925 foram registrados. Juvenis de copépodes e Bosmina freyi foram mais abundantes na pesquisa realizada. Crustáceos Calanoida apresentaram os maiores valores de biomassa em relação aos outros grupos. Com base nas análises, a heterogeneidade espacial e temporal foi evidenciada. A maioria dos pontos de amostragem demonstraram impactos moderados e com qualidade da água variando de regular a ruim. Neste sentido, características como o tempo de residência da água e morfometria do reservatório, estado trófico e as interações ecológicas são os principais fatores que podem implicar em alterações na composição do zooplâncton. / The Cantareira System comprises a series of five dams located in distinct watershed, mainly responsible for water supply in the Metropolitan Region of Sao Paulo state. Due to water crisis in the area, its necessary to develop studies that describe environmental conditions and possible interference. In this sense, the zooplankton community is being used such as biomonitoring tool. However, the zooplankton is considered an important component of the energy flow in ecosystem. Therefore, this study aimed to characterize the zooplankton community in five reservoirs of the Cantareira System (Jaguari, Jacarei waterfall Atibainha and Paiva Castro) and associate biological data with the limnological variables in order to diagnose changes in environmental conditions. Samples were collected during the dry (May and June) and rainy season (November and December) of 2013 in 19 sampling points. Temperature, electrical conductivity, pH and dissolved oxygen were measured in situ with multi-parameter probe. Nutrients, suspended matter and the pigments were determined in the laboratory. Zooplankton samples were collected in the photic zone through vertical hauling with 68 µm net. Results showed eutrophication in Jaguari reservoir and some physico-chemical variables not agreement the limit established by law. Although the Cantareira System classified as multi-system, a pattern similar to the cascade of reservoirs was observed. Regarding the zooplankton, the rotifer group demonstrate higher species richness, however scarcely representative in biomass. Cyclopoids were more abundant in the dry season, while the Cladocera exceeded the other groups during the rainy. An positive trend for Cyclopoida density and trophic status were associated. The occurrence of invasive rotifer Kellicotia Bostoniensis and exotic algae Ceratium furcoides (Levander) Langhans 1925 were registred. Juveniles of copepods and Bosmina freyi were more abundant in the survey conducted. Crustaceans Calanoida showed the highest biomass values than the other groups. Based on the analysis, the spatial and temporal distribution were demonstrated. Most sampling points demonstrate moderate impact and water quality ranging from regular and poor. In this case, features such as water residence time and the morphometry, trophic status, ecological interactions are the main factors that could imply in changes in zooplankton composition. / FAPESP: 2014/04471-0

A represa do Lobo (Broa) é um ecossistema bastante estudado, entretanto, nos últimos anos foram observadas várias alterações nas suas condições, devido, principalmente, ao processo de eutrofização. Para o maior entendimento dos processos que ocorrem nos sistemas aquáticos, a análise integrada do ecossistema em termos de bacia hidrográfica é de suma importância. Além disso, as comunidades biológicas, com destaque o zooplâncton, representam as respostas estruturais e funcionais do sistema. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi analisar a distribuição da comunidade zooplanctônica frente à heterogeneidade ambiental, de sistemas lóticos e lêntico e dos impactos na área de entorno da bacia hidrográfica do Lobo. Para tanto, foram realizadas coletas em quatro períodos (chuvoso, seco e intermediários) em 17 pontos de coleta distribuídos no reservatório e nos tributários. Foram avaliadas as variáveis físicas e químicas da água (temperatura, pH, oxigênio dissolvido, condutividade, transparência da água, nutrientes, material em suspensão e metais), variáveis climatológicas (temperatura do ar, precipitação e velocidade do vento) e variável biológica (clorofila a). Para a comunidade zooplanctônica foi determinada a composição, densidade e abundância, bem como índices biológicos. De acordo com os resultados, a represa do Lobo apresentou, de uma forma geral, homogeneidade espacial nas variáveis analisadas, apresentando condições eutróficas em todos os pontos. A comunidade zooplanctônica, representada por 64 espécies, também indicou a degradação da represa, como por exemplo, o aumento da representatividade do gênero Brachionus, o desaparecimento de Bosmina coregoni e o aparecimento de Moina micrura. Por sua vez, os tributários apresentaram heterogeneidade ambiental em muitas variáveis, com o ponto AB/L2, com condições características de ambientes mais poluídos, e o ponto JG, com altas concentrações de clorofila a. A comunidade zooplanctônica foi representada por 93 espécies, com a maior constância de espécies que possuem lórica (Kellicottia bostoniensis, Keratella tropica, Platyas quadricornis, Lecane bulla e Lecane lunaris) e da família Chydoridae. A heterogeneidade temporal foi mais marcada que a espacial, com o agrupamento dos meses de maior precipitação (janeiro e outubro) com maiores graus de trofia e maiores concentrações de formas fosfatadas. / The Lobo reservoir (Broa) is a well-studied ecosystem, however, in recent years have passed through several changes in its conditions, mainly, due to the process of eutrophication. For better understanding the processes occurring in aquatic systems, the integrated analysis of the ecosystem in terms of watershed is of utmost importance. In addition, the biological communities, especially zooplankton, represent the structural and functional responses of the system. Thus, the objective was to analyze the distribution of zooplankton front of environmental heterogeneity in lotic and lentic systems and impacts in the area surrounding the basin of the Lobo. For this purpose, samples were collected in four periods (rainy, dry and intermediates) in 17 sampling stations distributed in the reservoir and tributaries. We evaluated the physical and chemical variables of water (temperature, pH, dissolved oxygen, conductivity, water transparency, nutrients, suspended solids and metals), climatic variables (air temperature, precipitation and wind speed) and the biological variable (chlorophyll a). For the zooplankton community was determined the composition, density and abundance, and biological indices. According to the results, the Lobo reservoir showed, in general, spatial homogeneity in the variables analyzed, with eutrophic conditions at all points. The zooplankton community, represented by 64 species, also indicated the degradation of the dam, such as, the increased representation of the genus Brachionus, the disappearance of Bosmina coregoni and the appearance of Moina micrura. On the other hand, the tributaries are heterogeneous in many environmental variables, with the station AB/L2 with conditions characteristic of more polluted environments, and JG station, with high concentrations of chlorophyll a. The zooplankton community was represented by 93 species, with the greater constancy of loricate species (Kellicottia bostoniensis, Keratella tropica, Platyas quadricornis, Lecane bulla and Lecane lunaris) and the family Chydoridae. The temporal heterogeneity was more marked than the spacial heterogeneity, with the grouping of the months of highest rainfall (January and October) with greater degrees of trophy and higher concentrations of phosphorylated forms.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-05T15:51:50Z No. of bitstreams: 1 PGEF16MA088.pdf: 117803 bytes, checksum: 8cc8db2e4d1cff1f9adca729810aea75 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T15:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF16MA088.pdf: 117803 bytes, checksum: 8cc8db2e4d1cff1f9adca729810aea75 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / FAPESC / This study aimed to understand the functional and taxonomic organization of the tree component, along environmental gradients, in different spatial scales, in the Southern Plateau of Santa Catarina. Information of this nature are critical to the definition of conservation plans, as they allow inferences about the ecological strategies of the species to succeed in different environmental conditions. Thus, this dissertation was subdivided into two chapters, the first investigated functional variations in small spatial scale (≤ 1 ha) in an Araucaria Forest (FOM) with nebular influence, and the second evaluated the influence of altitude on functional and floristic patterns, considering a regional scale. For this, we selected three FOM remnants, located in the municipalities of Urubici (1600 m), São José do Cerrito (900 m) and Capão Alto (700 m), where the most abundant tree species were evaluated regarding their functional [wood density (DBM), leaf area (LA), specific leaf area (SLA), potential maximum height (HMP), leaf renovation regime and dispersion syndrome] and taxonomic aspects. Part of the data were collected in previous studies (Urubici = vegetation and environmental data in 25 20 x 20m plots; São José do Cerrito = vegetation data, in 50 20x10m plots; Capão Alto = vegetation and functional data, in 50 20 x 10m plots), so they were extracted from the database of Laboratory of Dendrology from Santa Catarina State University, to be incorporated in the analyzes and meta-analysis of this dissertation. The data were analyzed through multivariate techniques (Principal Component Analysis, Clusters analysis of functional and taxonomic dissimilarity), simple linear regressions, and non-parametric tests (Kruskal-Wallis, multiple post-hoc test). The results showed that, while in small spatial scale, environmental gradient associated with soil acidity, fertility, texture and slope influenced the functional diversity, AF and DBM, in a regional scale, along the altitudinal gradient, it was observed changes regarding the leaf renovation regime, dispersion syndrome, AF, DBM, AFE and HMP. We conclude that in small spatial scale the studied cloud forest presented a habitat partitioning by species with different ecological strategies due to soil and topographical variations; and, at a regional scale, the evaluated areas showed high floristic-functional variation of the tree component along the altitudinal gradient / O presente estudo teve como principal objetivo entender a organização funcional e taxonômica do componente arbóreo, ao longo de gradientes ambientais em diferentes escalas espaciais, na região do Planalto Sul Catarinense. Informações desta natureza são fundamentais para a definição de planos de conservação, uma vez que permitem inferências sobre as estratégias ecológicas das espécies para se desenvolverem em condições ambientais distintas. Desta forma, esta dissertação foi subdivida em dois capítulos, sendo no primeiro investigadas variações funcionais em pequena escala espacial (≤ 1 ha) em uma Floresta Ombrófila Mista (FOM), com influência nebular, e no segundo avaliada a influência da altitude em escala regional sobre padrões funcionais e florísticos. Para isso, foram selecionados três remanescentes de FOM, situados nos municípios de Urubici (1600 m), São José do Cerrito (900 m) e Capão Alto (700 m), onde foram avaliadas as espécies arbóreas mais abundantes, quanto seus aspectos funcionais [densidade da madeira (DBM), área foliar (AF), área foliar específica (AFE), altura máxima potencial (HMP), regime de renovação foliar e síndrome de dispersão] e taxonômicos. Parte dos dados foram coletados em estudos prévios (Urubici = dados vegetacionais e ambientais, em 25 parcelas de 20 x 20 m; São José do Cerrito = dados vegetacionais, em 50 parcelas de 20x10 m; Capão Alto = dados vegetacionais e funcionais, em 50 parcelas de 20 x 10 m), de forma que os mesmos foram extraídos do banco de dados do Laboratório de Dendrologia, da Universidade do Estado de Santa, para serem incorporados nas análises e meta-análises do presente trabalho. Os dados foram avaliados por meio de técnicas multivariadas (Análise de Componentes Principais, Dendrogramas de dissimilaridade florística e funcional), de regressões lineares simples e de testes não-paramétricos (Kruskall-Wallis e teste post-hoc múltiplo). Os resultados demonstram que, se em pequena escala espacial o gradiente ambiental associado à acidez, fertilidade, textura do solo e declividade influenciou a diversidade funcional, a AF e a DBM, em escala regional, ao longo do gradiente altitudinal, observou-se mudanças em relação ao regime de renovação foliar, síndrome de dispersão, AF, DBM, AFE e HMP. Conclui-se que em pequena escala espacial a floresta nebular estudada apresentou o particionamento de habitats por espécies com estratégias ecológicas distintas, em função de variações edáficas e topográficas; e que ao longo do gradiente altitudinal, em escala regional, as áreas avaliadas apresentaram elevada variação florística-funcional do componente arbóreo

Estudos sobre as comunidades de aves em áreas úmidas evidenciam a importância destas áreas para a avifauna. Muitos estudos destacam a importância da teoria de biogeografia de ilhas e da heterogeneidade ambiental sobre a estrutura da comunidade de aves. O presente estudo teve por objetivo caracterizar a estrutura da comunidade de aves e verificar a influência de variáveis da paisagem e de aspectos antrópicos em seis áreas úmidas e seu entorno em Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, de setembro de 2005 a março de 2006. As aves nas áreas úmidas foram quantificadas através de varreduras e as aves em seu entorno através da contagem por pontos de escuta na primavera e verão. Os aspectos antrópicos e dados biológicos foram observados em campo a cada expedição. Para análise da estrutura avifaunística foram avaliadas a riqueza observada, estimativa da riqueza, número cumulativo de espécies, freqüência de ocorrência, composição, hábito alimentar e diversidade. A significância da diversidade foi avaliada através da aplicação do teste t. O conjunto das áreas foi analisado através de análise de agrupamento. As variáveis da paisagem, heterogeneidade ambiental e os aspectos antrópicos foram avaliados através de análise de correspondência. Os resultados indicaram que a estrutura da comunidade de aves dos lagos difere da comunidade de aves do entorno. As áreas maiores não apresentaram maior riqueza e diversidade, demonstrando a influência de outros fatores sobre a comunidade. As análises de correspondência demonstraram que a maioria das espécies foram influenciadas por variáveis tanto da paisagem como da heterogeneidade ambiental e pelos aspectos antrópicos. As comunidades de aves em áreas úmidas foram mais influenciadas pela vegetação no entorno dos lagos e sobre a lâmina d’ água. Algumas das áreas úmidas ocupadas por Passeriformes, demonstrando a importância das áreas também para espécies não consideradas aquáticas. Os hábitats florestal, campestre e de capoeira comprovaram a influência sobre a ocorrência da avifauna. Este estudo reafirma que a teoria de biogeografia de ilhas por si só não explica a riqueza e presença das espécies. A heterogeneidade ambiental deve ser analisada cuidadosamente para não tender a homogeneização. Ocorre também, uma necessidade de revisão no conceito sobre as aves aquáticas, visto que outras espécies também ocuparam as áreas úmidas. Estes resultados servem de subsídios para o manejo e conservação das áreas úmidas em ambientes urbanos. / Studies on the bird communities of wetlands attest the importance of such áreas to avifauna. Several studies point out the importance of island biogeography theory and environmental heterogeneity upon the structure of bird communities. This study aimed to characterize the structure of the bird community and check the influence of landscape variables and antropic aspects within six areas of lakes and their surroundings in Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, from september 2005 to march 2006 (spring and summer). The number of birds at the lakes was estimated through counting flocks and of those in the surroundings through point counts. Anthropic aspects and biological data were evaluated in the field during each expedition. The analysis of the avifauna structure included observed richness, estimated richness, cumulative number of species, frequency of occurrence, composition, feeding habits and diversity. The diversity significance was evaluated using t test. Cluster analysis was used to examine the areas altogether. Landscape variables , environnmental heterogeneity and anthropic aspects were evaluated by correspondence analysis. The results revealed that the bird community of the lakes has a different structure from that of surroundings. Larger areas did not have greater richness and diversity, which points out the influence of other factors upon the community. The correspondence analysis showed that most species were influenced by both landscape variables, such as environmental heterogeneity and anthropic aspects. Bird communities in the humid areas were most influenced by the vegetation that encircled the lakes and by the aquatic vegetation. Some of wetlands were used by passeriforms, which reveals the importance of such areas also to species not considered as aquatic. The influence of forest, field and bush habitats on the occurrence of birds was confirmed. This study reinforces that the island biogeography theory alone cannot explain the richness and presence of species. The environmental heterogeneity should be kept, avoid the landscape homogenization. Also, there is a need to review the concept of aquatic birds since other kind of species used the humid areas. These results are a souce to management and conservation of wetlands within urban environments.

Estudos sobre as comunidades de aves em áreas úmidas evidenciam a importância destas áreas para a avifauna. Muitos estudos destacam a importância da teoria de biogeografia de ilhas e da heterogeneidade ambiental sobre a estrutura da comunidade de aves. O presente estudo teve por objetivo caracterizar a estrutura da comunidade de aves e verificar a influência de variáveis da paisagem e de aspectos antrópicos em seis áreas úmidas e seu entorno em Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, de setembro de 2005 a março de 2006. As aves nas áreas úmidas foram quantificadas através de varreduras e as aves em seu entorno através da contagem por pontos de escuta na primavera e verão. Os aspectos antrópicos e dados biológicos foram observados em campo a cada expedição. Para análise da estrutura avifaunística foram avaliadas a riqueza observada, estimativa da riqueza, número cumulativo de espécies, freqüência de ocorrência, composição, hábito alimentar e diversidade. A significância da diversidade foi avaliada através da aplicação do teste t. O conjunto das áreas foi analisado através de análise de agrupamento. As variáveis da paisagem, heterogeneidade ambiental e os aspectos antrópicos foram avaliados através de análise de correspondência. Os resultados indicaram que a estrutura da comunidade de aves dos lagos difere da comunidade de aves do entorno. As áreas maiores não apresentaram maior riqueza e diversidade, demonstrando a influência de outros fatores sobre a comunidade. As análises de correspondência demonstraram que a maioria das espécies foram influenciadas por variáveis tanto da paisagem como da heterogeneidade ambiental e pelos aspectos antrópicos. As comunidades de aves em áreas úmidas foram mais influenciadas pela vegetação no entorno dos lagos e sobre a lâmina d’ água. Algumas das áreas úmidas ocupadas por Passeriformes, demonstrando a importância das áreas também para espécies não consideradas aquáticas. Os hábitats florestal, campestre e de capoeira comprovaram a influência sobre a ocorrência da avifauna. Este estudo reafirma que a teoria de biogeografia de ilhas por si só não explica a riqueza e presença das espécies. A heterogeneidade ambiental deve ser analisada cuidadosamente para não tender a homogeneização. Ocorre também, uma necessidade de revisão no conceito sobre as aves aquáticas, visto que outras espécies também ocuparam as áreas úmidas. Estes resultados servem de subsídios para o manejo e conservação das áreas úmidas em ambientes urbanos. / Studies on the bird communities of wetlands attest the importance of such áreas to avifauna. Several studies point out the importance of island biogeography theory and environmental heterogeneity upon the structure of bird communities. This study aimed to characterize the structure of the bird community and check the influence of landscape variables and antropic aspects within six areas of lakes and their surroundings in Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, from september 2005 to march 2006 (spring and summer). The number of birds at the lakes was estimated through counting flocks and of those in the surroundings through point counts. Anthropic aspects and biological data were evaluated in the field during each expedition. The analysis of the avifauna structure included observed richness, estimated richness, cumulative number of species, frequency of occurrence, composition, feeding habits and diversity. The diversity significance was evaluated using t test. Cluster analysis was used to examine the areas altogether. Landscape variables , environnmental heterogeneity and anthropic aspects were evaluated by correspondence analysis. The results revealed that the bird community of the lakes has a different structure from that of surroundings. Larger areas did not have greater richness and diversity, which points out the influence of other factors upon the community. The correspondence analysis showed that most species were influenced by both landscape variables, such as environmental heterogeneity and anthropic aspects. Bird communities in the humid areas were most influenced by the vegetation that encircled the lakes and by the aquatic vegetation. Some of wetlands were used by passeriforms, which reveals the importance of such areas also to species not considered as aquatic. The influence of forest, field and bush habitats on the occurrence of birds was confirmed. This study reinforces that the island biogeography theory alone cannot explain the richness and presence of species. The environmental heterogeneity should be kept, avoid the landscape homogenization. Also, there is a need to review the concept of aquatic birds since other kind of species used the humid areas. These results are a souce to management and conservation of wetlands within urban environments.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:12:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF14MA021.pdf: 206259 bytes, checksum: bd7faaf217079dcff33f702a472c2892 (MD5) Previous issue date: 2014-06-13 / The present study was conducted in a fragment of montane Araucaria Forest, from southern Brazil. The first chapter aimed to describe functional traits (wood density, leaf size, regime of leaf renovation, dispersion syndrome and maximum height) for tree species and to group them functionally. The second chapter sought to evaluate the relationships among functional traits (wood density, leaf size and maximum height), demographic rates and environmental gradients. For this sake, the 20 most abundant species in the fragment were selected, sampling for each species a total of 10 individuals, in order to determine the wood density and leaf size. Information about leaf renovation regime, dispersal syndrome and maximum height were obtained through field observation and literature review. Data of abundance, demographic rates from 2008 and 2012, and environmental characterization were obtained from the Database of Laboratory of Dendrology and Phytosociology (LABDENDRO), of the Santa Catarina State University. The data for this area were collected within 50, 100 m2, plots, totaling 1 ha of sampling area. The species were grouped according to their functional traits, by a dendrogram, using Ward algorithm. For the analyzes of the relationship between functional traits and demographic rates, the species were ordered through a Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS), in which the demographic rates were fitted a posteriori to the ordination, being those significant (p ≤ 0,10) plotted as vectors. The response of function traits to environmental gradients was verified through a Redundancy Analysis (RDA), using a community weight matrix of functional traits (CWM) and environmental data. The dendrogram indicated the existence of two main groups of species, formed due to foliar renovation regime, with subsequent subdivisions in function of leaf size and dispersal syndrome. The species with greatest values of wood density and short maximum height showed more elevated values of recruitment, increment of population abundance and basal area turnover. The species with greatest values of diametric increment were those with higher maximum height and lower values of wood density. In sites with basic soils, the community demonstrated greater values of wood density. Plots with more elevated values of soil Mg content and lower altitude predominantly showed large trees, with larger leaf size. We conclude that the community was organized in functional groups, with distinct life strategies, as demonstrated by species performance along 2008 and 2012. Furthermore, the functional traits were influenced by environmental gradients, indicating a short space turnover / O presente estudo foi realizado em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista Montana, localizado em Lages, SC. O primeiro capítulo teve como objetivo descrever os traços funcionais (densidade da madeira, tamanho da folha, regime de renovação foliar, síndrome de dispersão de propágulos e altura máxima) das espécies arbóreas e agrupá-las funcionalmente. O segundo capítulo teve como objetivo avaliar as relações entre os traços funcionais (densidade da madeira, tamanho da folha e altura máxima), taxas demográficas das espécies arbóreas e gradientes ambientais. Para isto, foram selecionadas as 20 espécies mais abundantes do fragmento, amostrando um total de 10 indivíduos, e determinado a média, por espécie, da densidade básica da madeira e do tamanho das folhas. Informações sobre o regime de renovação foliar, síndrome de dispersão de propágulos e altura máxima foram obtidos por meio de observações de campo e revisão de literatura. Os dados de abundância da comunidade, as taxas demográficas para o período de 2008 a 2012 e a caracterização ambiental foram obtidas a partir do banco de dados do Laboratório de Dendrologia e Fitossociologia (LABDENDRO), da Universidade do Estado de Santa Catarina. Esses dados foram coletados a partir de 50 parcelas alocadas no fragmento, de 10 x 20m, totalizando 1 ha de área amostrada. As espécies foram agrupadas de acordo com seus traços funcionais, em um dendrograma, construído por meio do algoritmo de Ward. Para a análise da relação entre os traços funcionais e as taxas demográficas, as espécies foram ordenadas por meio de um Escalonamento Multidimensional Não-métrico (NMDS), onde as taxas demográficas foram ajustadas a posteriori a ordenação, sendo aquelas significativas (p ≤ 0,10) plotadas na forma de vetores. A relação dos traços funcionais em resposta aos gradientes ambientais foi verifica por meio de uma análise de redundância (RDA), utilizando uma matriz de traços funcionais ponderada para a comunidade (CWM) e de dados ambientais. O dendrograma indicou a existência de dois grandes grupos de espécies, formados em função do regime de renovação foliar e com subdivisões subsequentes devido ao tamanho das folhas e à síndrome de dispersão. Espécies com maiores valores em densidade básica da madeira e menor altura máxima apresentaram elevado recrutamento, elevada mudança líquida positiva em número de indivíduos e rotatividade em área basal. As espécies com maiores valores em incremento diamétrico foram aquelas com maiores valores de altura máxima e menor densidade básica da madeira. Em solos mais básicos a comunidade apresentou maiores valores em densidade básica da madeira. Os locais com maiores teores de Mg e com menor altitude apresentaram predominantemente maior porte das árvores e maiores tamanhos de folha. Conclui-se que a comunidade avaliada apresenta-se organizada em grupos funcionais, com estratégias de vida distintas, como indicado pela performance das espécies ao longo do período de 2008 a 2012. Além disso, os traços funcionais foram influenciados pelos gradientes ambientais, demonstrando rotatividade dos mesmos em pequena escala espacial

Estudos sobre as comunidades de aves em áreas úmidas evidenciam a importância destas áreas para a avifauna. Muitos estudos destacam a importância da teoria de biogeografia de ilhas e da heterogeneidade ambiental sobre a estrutura da comunidade de aves. O presente estudo teve por objetivo caracterizar a estrutura da comunidade de aves e verificar a influência de variáveis da paisagem e de aspectos antrópicos em seis áreas úmidas e seu entorno em Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, de setembro de 2005 a março de 2006. As aves nas áreas úmidas foram quantificadas através de varreduras e as aves em seu entorno através da contagem por pontos de escuta na primavera e verão. Os aspectos antrópicos e dados biológicos foram observados em campo a cada expedição. Para análise da estrutura avifaunística foram avaliadas a riqueza observada, estimativa da riqueza, número cumulativo de espécies, freqüência de ocorrência, composição, hábito alimentar e diversidade. A significância da diversidade foi avaliada através da aplicação do teste t. O conjunto das áreas foi analisado através de análise de agrupamento. As variáveis da paisagem, heterogeneidade ambiental e os aspectos antrópicos foram avaliados através de análise de correspondência. Os resultados indicaram que a estrutura da comunidade de aves dos lagos difere da comunidade de aves do entorno. As áreas maiores não apresentaram maior riqueza e diversidade, demonstrando a influência de outros fatores sobre a comunidade. As análises de correspondência demonstraram que a maioria das espécies foram influenciadas por variáveis tanto da paisagem como da heterogeneidade ambiental e pelos aspectos antrópicos. As comunidades de aves em áreas úmidas foram mais influenciadas pela vegetação no entorno dos lagos e sobre a lâmina d’ água. Algumas das áreas úmidas ocupadas por Passeriformes, demonstrando a importância das áreas também para espécies não consideradas aquáticas. Os hábitats florestal, campestre e de capoeira comprovaram a influência sobre a ocorrência da avifauna. Este estudo reafirma que a teoria de biogeografia de ilhas por si só não explica a riqueza e presença das espécies. A heterogeneidade ambiental deve ser analisada cuidadosamente para não tender a homogeneização. Ocorre também, uma necessidade de revisão no conceito sobre as aves aquáticas, visto que outras espécies também ocuparam as áreas úmidas. Estes resultados servem de subsídios para o manejo e conservação das áreas úmidas em ambientes urbanos. / Studies on the bird communities of wetlands attest the importance of such áreas to avifauna. Several studies point out the importance of island biogeography theory and environmental heterogeneity upon the structure of bird communities. This study aimed to characterize the structure of the bird community and check the influence of landscape variables and antropic aspects within six areas of lakes and their surroundings in Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, from september 2005 to march 2006 (spring and summer). The number of birds at the lakes was estimated through counting flocks and of those in the surroundings through point counts. Anthropic aspects and biological data were evaluated in the field during each expedition. The analysis of the avifauna structure included observed richness, estimated richness, cumulative number of species, frequency of occurrence, composition, feeding habits and diversity. The diversity significance was evaluated using t test. Cluster analysis was used to examine the areas altogether. Landscape variables , environnmental heterogeneity and anthropic aspects were evaluated by correspondence analysis. The results revealed that the bird community of the lakes has a different structure from that of surroundings. Larger areas did not have greater richness and diversity, which points out the influence of other factors upon the community. The correspondence analysis showed that most species were influenced by both landscape variables, such as environmental heterogeneity and anthropic aspects. Bird communities in the humid areas were most influenced by the vegetation that encircled the lakes and by the aquatic vegetation. Some of wetlands were used by passeriforms, which reveals the importance of such areas also to species not considered as aquatic. The influence of forest, field and bush habitats on the occurrence of birds was confirmed. This study reinforces that the island biogeography theory alone cannot explain the richness and presence of species. The environmental heterogeneity should be kept, avoid the landscape homogenization. Also, there is a need to review the concept of aquatic birds since other kind of species used the humid areas. These results are a souce to management and conservation of wetlands within urban environments.

A represa do Lobo (Broa) é um ecossistema bastante estudado, entretanto, nos últimos anos foram observadas várias alterações nas suas condições, devido, principalmente, ao processo de eutrofização. Para o maior entendimento dos processos que ocorrem nos sistemas aquáticos, a análise integrada do ecossistema em termos de bacia hidrográfica é de suma importância. Além disso, as comunidades biológicas, com destaque o zooplâncton, representam as respostas estruturais e funcionais do sistema. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi analisar a distribuição da comunidade zooplanctônica frente à heterogeneidade ambiental, de sistemas lóticos e lêntico e dos impactos na área de entorno da bacia hidrográfica do Lobo. Para tanto, foram realizadas coletas em quatro períodos (chuvoso, seco e intermediários) em 17 pontos de coleta distribuídos no reservatório e nos tributários. Foram avaliadas as variáveis físicas e químicas da água (temperatura, pH, oxigênio dissolvido, condutividade, transparência da água, nutrientes, material em suspensão e metais), variáveis climatológicas (temperatura do ar, precipitação e velocidade do vento) e variável biológica (clorofila a). Para a comunidade zooplanctônica foi determinada a composição, densidade e abundância, bem como índices biológicos. De acordo com os resultados, a represa do Lobo apresentou, de uma forma geral, homogeneidade espacial nas variáveis analisadas, apresentando condições eutróficas em todos os pontos. A comunidade zooplanctônica, representada por 64 espécies, também indicou a degradação da represa, como por exemplo, o aumento da representatividade do gênero Brachionus, o desaparecimento de Bosmina coregoni e o aparecimento de Moina micrura. Por sua vez, os tributários apresentaram heterogeneidade ambiental em muitas variáveis, com o ponto AB/L2, com condições características de ambientes mais poluídos, e o ponto JG, com altas concentrações de clorofila a. A comunidade zooplanctônica foi representada por 93 espécies, com a maior constância de espécies que possuem lórica (Kellicottia bostoniensis, Keratella tropica, Platyas quadricornis, Lecane bulla e Lecane lunaris) e da família Chydoridae. A heterogeneidade temporal foi mais marcada que a espacial, com o agrupamento dos meses de maior precipitação (janeiro e outubro) com maiores graus de trofia e maiores concentrações de formas fosfatadas. / The Lobo reservoir (Broa) is a well-studied ecosystem, however, in recent years have passed through several changes in its conditions, mainly, due to the process of eutrophication. For better understanding the processes occurring in aquatic systems, the integrated analysis of the ecosystem in terms of watershed is of utmost importance. In addition, the biological communities, especially zooplankton, represent the structural and functional responses of the system. Thus, the objective was to analyze the distribution of zooplankton front of environmental heterogeneity in lotic and lentic systems and impacts in the area surrounding the basin of the Lobo. For this purpose, samples were collected in four periods (rainy, dry and intermediates) in 17 sampling stations distributed in the reservoir and tributaries. We evaluated the physical and chemical variables of water (temperature, pH, dissolved oxygen, conductivity, water transparency, nutrients, suspended solids and metals), climatic variables (air temperature, precipitation and wind speed) and the biological variable (chlorophyll a). For the zooplankton community was determined the composition, density and abundance, and biological indices. According to the results, the Lobo reservoir showed, in general, spatial homogeneity in the variables analyzed, with eutrophic conditions at all points. The zooplankton community, represented by 64 species, also indicated the degradation of the dam, such as, the increased representation of the genus Brachionus, the disappearance of Bosmina coregoni and the appearance of Moina micrura. On the other hand, the tributaries are heterogeneous in many environmental variables, with the station AB/L2 with conditions characteristic of more polluted environments, and JG station, with high concentrations of chlorophyll a. The zooplankton community was represented by 93 species, with the greater constancy of loricate species (Kellicottia bostoniensis, Keratella tropica, Platyas quadricornis, Lecane bulla and Lecane lunaris) and the family Chydoridae. The temporal heterogeneity was more marked than the spacial heterogeneity, with the grouping of the months of highest rainfall (January and October) with greater degrees of trophy and higher concentrations of phosphorylated forms.