Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013. This species is closely related to Helicoverpa zea (Boddie) and has caused significant crop damage in Brazil. The use of genetically modified crops expressing insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Berliner) has been one of the control tactics for managing these pests. Genetically modified maize expressing Vip3Aa20 was approved to commercial use in Brazil in 2009. Understanding the genetic diversity and the susceptibility to B. thuringiensis proteins in H. armigera and H. zea populations in Brazil are crucial for establishing Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. Therefore, the objectives of this study were: (a) to infer demographic parameters and genetic structure of H. armigera and H. zea Brazil; (b) to assess the intra and interspecific gene flow and genetic diversity of H. armigera and H. zea; and (c) to evaluate the susceptibility to Vip3Aa20 protein in H. armigera and H. zea populations of Brazil. A phylogeographic analysis of field H. armigera and H. zea populations was performed using a partial sequence data from the cytochrome c oxidase I (COI) gene. H. armigera individuals were most prevalent on dicotyledonous hosts and H. zea individuals were most prevalent on maize crops. Both species showed signs of demographic expansion and no genetic structure. High genetic diversity and wide distribution were observed for H. armigera. A joint analysis indicated the presence of Chinese, Indian, and European lineages within the Brazilian populations of H. armigera. In the cross-species amplification study, seven microsatellite loci were amplified; and showed a potential hybrid offspring in natural conditions. Interespecific analyses using the same microsatellite loci with Brazilian H. armigera and H. zea in compare to the USA H. zea were also conducted. When analyses were performed within each species, 10 microsatellites were used for H. armigera, and eight for H. zea. We detected high intraspecific gene flow in populations of H. armigera and H. zea from Brazil and H. zea from the USA. Genetic diversity was similar for both species. However, H. armigera was more similar to H. zea from Brazil than H. zea from the USA and some putative hybrid individuals were found in Brazilian populations.Tthere was low gene flow between Brazilian and USA H. zea. The baseline susceptibility to Vip3Aa20 resulted in low interpopulation variation for H. zea (3-fold) and for H. armigera (5-fold), based on LC50. H. armigera was more tolerant to Vip3Aa20 than H. zea (≈ 40 to 75-fold, based on CL50). The diagnostic concentration for susceptibility monitoring, based on CL99, was fairly high (6,400 ng Vip3Aa20/cm2) for H. zea and not validated for H. armigera due to the high amount of protein needed for bioassays. Implementing IRM strategies to Vip3Aa20 in H. armigera and H. zea will be of a great challenge in Brazil, mainly due to the low susceptibility to Vip3Aa20 and high genetic diversity and gene flow in both species, besides a potential of hybrid individuals between H. armigera and H. zea under field conditions. / Helicoverpa armigera (Hübner) foi oficialmente reportada no Brasil em 2013. Esta espécie é estreitamente relacionada a Helicoverpa zea (Boddie) e tem causado danos significativos nas culturas no Brasil. O uso de plantas geneticamente modificadas, que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis (Berliner), tem sido uma das táticas de controle para o manejo dessas pragas. O milho geneticamente modificado que expressa Vip3Aa20 foi aprovado para comercialização no Brasil em 2009. O entendimento da diversidade genética e da suscetibilidade às proteínas de B. thuringiensis em populações de H. armigera e H. zea no Brasil são cruciais para o estabelecimento de programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI). Assim, os objetivos desse estudo foram: (a) inferir parâmetros demográficos e estrutura genética de H. armigera e H. zea no Brasil; (b) avaliar o fluxo gênico intra e interespecífico e a diversidade genética em H. armigera e H. zea; e (c) aferir a suscetibilidade de populações brasileiras de H. armigera e H. zea a proteína Vip3Aa20. Uma análise filogeográfica de populações de campo de H. armigera e H. zea foi realizada com o uso de sequências do gene citocromo c oxidase I (COI). Indivíduos de H. armigera foram mais prevalentes em dicotiledôneas e H. zea na cultura do milho. Ambas as espécies mostraram sinais de expansão demográfica e ausência de estrutura genética. Alta diversidade genética e ampla distribuição foram observadas em H. armigera. Análises conjuntas indicaram a presença de linhagens da China, Índia e Europa em populações brasileiras de H. armigera. A partir de um estudo de amplificação cruzada de microssatélites, sete locos amplificaram em ambas as espécies e evidenciaram a possibilidade de hibridização no campo. Estes mesmos locos foram usados para análises interespecíficas de H. armigera e H. zea do Brasil em comparação a H. zea dos EUA. Nas análises para cada espécie, 10 microssatélites foram usados para H. armigera e oito para H. zea. Alto fluxo gênico intraespecífico foi detectado em populações de H. armigera e H. zea. A diversidade genética foi similar em ambas as espécies. H. armigera foi mais similar a H. zea do Brasil que dos EUA e possíveis híbridos foram encontrados nas populações brasileiras. Houve um baixo fluxo gênico entre populações brasileiras e americanas de H. zea. A linha-básica de suscetibilidade a Vip3Aa20 resultou numa variação interpopulacional baixa em H. zea (3 vezes) e em H. armigera (5 vezes), baseada na CL50. H. armigera foi mais tolerante a Vip3Aa20 que H. zea (≈ 40 to 75 vezes, baseado na CL50). A concentração diagnóstica, baseada na CL99, foi bastante alta (6.400 ng Vip3Aa20/cm2) para H. zea e não validada para H. armigera devido à alta quantidade de proteína necessária para os bioensaios. A implementação de estratégias de MRI a Vip3Aa20 em H. armigera e H. zea serão um grande desafio no Brasil, principalmente devido à baixa suscetibilidade a Vip3Aa20 e alta diversidade genética e fluxo gênico em ambas as espécies, além da possibilidade de indivíduos híbridos entre H. armigera e H. zea nas condições de campo.

A abelha Bombus terrestris é um eficiente polinizador, prestando importantes serviços ecossistêmicos na Europa e adjacências, onde é nativa. Suas colônias têm sido criadas em larga escala para polinização agrícola, as quais são comercializadas internacionalmente, inclusive em países fora de sua área de ocorrência nativa. Deliberada ou acidentalmente a espécie tem sido introduzida em ambientes alóctones, em muitos casos tornando-se invasora. Quando invasora, a espécie é um potencial vetor de doenças e um competidor com outras abelhas; vários impactos têm sido relatados em áreas invadidas ao redor do mundo. Na América do Sul, a espécie foi inicialmente introduzida em ambientes naturais no Chile, mas rapidamente a invasão se espalhou; atualmente é encontrada ocupando ambientes naturais na Argentina. A elevada capacidade invasiva da espécie e a alta velocidade de sua expansão, conforme tem sido relatada por pesquisadores, levantou a possibilidade de a espécie alcançar o Brasil por meio de corredores ambientais favoráveis que se conectam com áreas já invadidas, gerando preocupações sobre potenciais impactos aos sistemas naturais e agrícolas. Esta pesquisa empregou uma abordagem interdisciplinar, integrando uma variedade de métodos analíticos oriundos de diferentes áreas da ecologia e os mais avançados recursos de sistemas de informações geográficas para detectar globalmente as áreas susceptíveis à invasão por Bombus terrestris, considerando-se também as mudanças climáticas. Para o sul da América do Sul foram identificados os corredores de invasão que poderão permitir a espécie se espalhar e alcançar Brasil a partir de locais invadidos. Para o Brasil, foram identificados os municípios mais vulneráveis à entrada da espécie, e também aqueles que estão na rota de expansão da invasão Brasil adentro. Para os municípios brasileiros, por sua vez, foram verificadas as culturas agrícolas e as espécies de Bombus nativas que a invasora poderá interagir ao longo da rota de invasão potencial; com estas informações foram apontadas áreas prioritárias, subsidiando o planejamento de monitoramento e ações de controle do processo de invasão, mas também medidas preventivas e mitigadoras de impactos ambientais e econômicos após a invasão, caso venha a ocorrer. / The bee Bombus terrestris is an efficient pollinator, providing important ecosystem services in Europe and surrounding areas, where it is a native species. Their colonies have been reared in large-scale for agricultural pollination, which are internationally traded, including for countries outside its native range. The species has been deliberately or accidentally introduced into non-native environments, becoming invasive in many cases. When invasive, the species is a potential vector of diseases and competes with other bees for resources; many impacts have been reported in invaded countries around the world. In South America, the species was introduced in natural environments of Chile at first, but the invasion was quickly spread; nowadays it is found living in natural environments of Argentina. The high invasiveness of the species and the high speed of its invasive expansion, as has been reported by researchers, raised the possibility of the species reach Brazil through suitable environmental corridors that are connected with areas already invaded, raising the concerns about potential impacts to natural and agricultural systems. An interdisciplinary approach was used in this research, composing a variety of analytical methods from different areas of ecology and applying the most advanced resources of geographic information systems to detect areas susceptible to invasion by Bombus terrestris at global scale, considering also climate change. For the southern South America, the corridors of invasion that could allow the spreading of the species and that potentially reach Brazil were identified. For Brazil, the most susceptible municipalities at the entrance of the species have been identified, and also those that are on the route of expansion inside the country. For Brazilian municipalities, crops and native species of Bombus that the invasive species can interact with along the potential invasion route were verified; with this information, priority areas were identified, supporting the planning of monitoring and control actions of the invasion process, but also preventive and mitigating measures of environmental and economic impacts after the invasion, if it eventually occurs.

O lagostim Norte-Americano Procambarus clarkii está dentre as espécies exóticas estabelecidas no Brasil, registrada no estado de São Paulo. Este crustáceo de água doce apresenta grande potencial de invasão (ampla plasticidade ecológica, elevada agressividade, enorme poder de dispersão). Além disso, é portador do oomiceto Aphanomyces astaci, ao qual as espécies de crustáceos nativas do Brasil podem não ser imunes. Inúmeros impactos já foram associados à presença de P. clarkii em várias partes do mundo, desde danos ao ecossistema até impactos sobre a biota nativa. A fim de contribuir com informações relevantes para o desenvolvimento de estratégias de manejo e mitigação de impacto desta espécie no Brasil, esta pesquisa (1) levantou informações sobre a dinâmica populacional e o efeito da sazonalidade na sua abundância, (2) aperfeiçoou e propôs um método padronizado, rápido e acessível para o monitoramento das populações invasoras, (3) testou uma abordagem para controle populacional, (4) verificou a ecologia alimentar e as variações sazonais e intrapopulacionais na dieta, relacionando estes aspectos com o potencial de impacto, (5) analisou a diversidade genética de 9 populações estabelecidas no estado de São Paulo através da utilização de marcadores mitocondriais, (6) sumarizou o panorama legal sobre espécies invasoras, e (7) propoe ações para o manejo de invasão de P. clarkii. Foi definida uma metodologia padronizada para o acompanhamento das populações invasoras de P. clarkii, baseada no método de Schumacher e Eschmeyer para populações fechadas. As análises de dinâmica populacional demonstraram que não há efeito sazonal na abundância da população estudada e que a mesma segue crescendo com taxas consideráveis. Após testar um método de controle populacional baseado na remoção periódica de indivíduos ao longo de um ano, percebeu-se que a abundância populacional aumentou drasticamente e que o controle populacional através de remoção intensiva de indivíduos deve ser mais eficiente que a remoção extensiva. O estudo da dieta evidenciou a voracidade destes lagostins, que se alimentam continuamente de itens diversificados, tanto de origem animal quanto vegetal. Sua alta plasticidade trófica contribui para o alto potencial de estabelecimento em novos ambientes, uma vez que pode utilizar diferentes recursos alimentares dependendo da sua disponibilidade. Esta alta diversidade alimentar também está relacionada com o elevado poder de impacto, uma vez que fontes de diferentes níveis tróficos são utilizadas como recurso alimentar, podendo gerar um desequilíbrio trófico multidirecional, além de ameaçar a abundância e diversidade das espécies consumidas. Nas análises moleculares, foram encontradas apenas 7 haplótipos compartilhados por indivíduos de populações diferentes. Nenhum haplótipo é compartilhado entre populações brasileiras e indivíduos de populações autóctones, embora 3 haplótipos sejam observados entre populações nativas e outros 4 sejam encontrados em algumas populações brasileiras. As diferentes abordagens analíticas aplicadas ao longo deste estudo indicam que P. clarkii está adequadamente adaptado às situações bióticas e abióticas encontradas no Brasil, não havendo nenhuma estação em que os indivíduos encontrem barreiras importantes que pudessem dificultar sua sobrevivência e expansão, de forma que é indiferente a época do ano em que se fará maiores investimentos em manejo das populações invasoras. / Amongst the non-native species currently stablished in Brazil, the North-American freshwater crayfish Procambarus clarkii, is highlighted. This species has notable economic importance worldwide due to its value to aquaculture among aquarists. The occurrence of this species in Brazil seems to be restricted to the State of São Paulo. Procambarus clarkii shows a remarkable potential of invasion as a result of its wide ecological plasticity, elevated aggressiveness and high dispersion capacity. Additionally, it hosts the oomycete Aphanomyces astaci, which might infect and threat native crustaceans. Many impacts were associated to the establishment of this crayfish around the world, from ecosystem disturbances to the harm of native biota. In order to provide relevant information to the development of impact mitigation actions and management strategies related to P. clarkii’s invasion in Brazil, this research (1) evaluated the population dynamics and the effect of seasonality on abundance of one invasive population, (2) adapted and proposed a standardized method to monitor invasive populations which is easily executed and of low budget, (3) tested an approach for population control, (4) verified the trophic ecology of this freshwater crayfish, considering seasonal and intrapopulational variations, relating this aspect to invasive capacity and potential impact, (5) analyzed the genetic variability of 9 populations established in the State of São Paulo through molecular mitochondrial markers, (6) summarized the legal panorama about invasive species, and (7) proposes management actions to deal with P. clarkii invasion. After testing some traditional methods for abundance estimation, in search for the most easily replicated and performed, we defined a standardized methodology to monitor invasive populations of P. clarkii, based in the estimation method of Schumacher and Eschmeyer for closed populations. The population dynamic analysis demonstrated that seasonality does not play a role in abundance and that the population is in continuous growth. The test of population control, based on periodical removal of individuals for a year did not result in a decrease on abundance as we expected. Thus, we believe that intensive animal removal might be more promising than extensive removal. The diet evaluation evidenced the remarkable voracity of this crayfish, which continuously feeds on a variety of items as macrophytes, algae, insects, crustaceans, mollusks, fishes and amphibians. We also found a notable trophic plasticity that must contribute for the great establishment and potential impact offered by this species. The molecular analysis showed 7 haplotypes that are shared among individuals from different populations. No haplotype is shared between native and Brazilian populations however, some native populations share 3 haplotypes and some Brazilian share 4 haplotypes. The variable approaches used in this thesis indicate that P. clarkii is adequately adapted to biotic and abiotic conditions in Brazil and it seems that there is no season in which individuals are under important ecological pressure related to population abundance or food resources, which would difficult their survivorship or range expansion. Thus, according to our data, there is no specific season in which population are subjected to any notable pressure that could be favored for management.

Esta tese visa avaliar técnica e economicamente o tratamento da água de lastro em portos exportadores de minério de ferro do Brasil. Para isso foram estudadas três alternativas de tratamento distintas: (1) estação de tratamento fixa no porto em terra; (2) estação de recepção da água de lastro junto com estação de dessalinização fixa no porto; (3) tratamento a bordo de embarcações aliviadoras dedicadas para operar na barra, ou seja, na área de espera dos navios para atracar no porto. O interesse de estudar estas alternativas para portos de minério de ferro deve-se ao elevado volume de água de lastro despejado pelos navios mineraleiros nesses portos, que pode variar de 10.000 a 120.000 m3 por viagem, caracterizando estes portos como grandes receptores de água de lastro. Foram selecionados três portos para serem avaliados neste trabalho, considerados de pequeno, médio e grande porte, localizados em Vitória-ES e Sepetiba-RJ. Para avaliação do impacto operacional dessas alternativas nos portos selecionados, desenvolveu-se um modelo de simulação de eventos discretos. Por meio do modelo de simulação avaliaram-se os níveis de serviço considerando como parâmetros principais o atendimento da demanda de transporte, tempo médio em fila dos navios e taxa de ocupação dos berços. O modelo foi utilizado para dimensionar as estações de tratamento e a frota necessária de embarcações aliviadoras. Concluiu-se que a utilização desses sistemas de tratamento nos portos não causam impactos significativos nos tempos em fila e taxas de ocupação dos portos. A avaliação econômica realizada apresentou os custos do tratamento para cada alternativa. Esses custos foram comparados com o tratamento da água de lastro a bordo dos navios. Concluiu-se que os custos do tratamento em terra são menores em relação ao tratamento a bordo do navio. Dentre as três alternativas, a (1) foi a que apresentou menor custo, porém a (3) apresenta menor impacto na implantação e operação dos portos, uma vez que não é necessário nenhum tipo de investimento e modificação na infraestrutura portuária. / This thesis aims at making a technical and economic analysis of the ballast water treatment in Brazilian iron ore ports. Three distinct treatment alternatives were studied: (1) onshore ballast water treatment; (2) water desalination plant to ballast water treatment; (3) onboard ballast water treatment in shuttle tanker vessels operating in the mooring, where the ships wait to berth in a queue area. The interest in studying these alternatives for iron ore ports due the high volume of ballast water discharged by ore carriers ships in these ports, which may vary from 10,000 to 120,000 m³ per voyage, characterizing these ports as great ballast water receivers. For this study three ports were selected, with small, medium and large capacities, located in Vitória-ES and Sepetiba-RJ. To analyze the operational impacts of these alternatives in the selected ports, a discrete event simulation model was developed in this study. The simulation model analyzes the service levels considering transportation demand attendance, average time in queue and berth occupation rates as the main parameters. The model was used to estimate the ballast water treatment stations capacity and shuttle tankers fleet necessary. The conclusion that these treatment systems do not cause significant impacts in the queue times and berth occupation rates of ports. The economic analysis presented the costs of each proposed alternative, which were compared to the onboard ballast water treatment. The comparison showed that the onshore treatment is less costly than the onboard treatment. From the three alternatives, the (1) was the less expensive, however the (3) presenting less impact in the implementation and port operations, since are not necessary investments and modifications in the port structure.

As invasões biológicas ameaçam áreas naturais e em processo de restauração, atuando como filtros à sucessão ecológica. O controle químico de espécies competidoras é realidade para diversas áreas em restauração, sendo o glyphosate o principal principio ativo empregado. Apesar de eficientes e com baixos custos, existem preocupações sobre a utilização de herbicidas em áreas naturais e em restauração referentes ao comportamento ambiental destes produtos químicos. Assim, entender a realidade do manejo de espécies competidoras, incluindo espécies invasoras, em projetos de restauração no panorama mundial e os reais benefícios e riscos do uso de glyphosate na restauração de matas ciliares é fundamental para aperfeiçoar a condução de projetos no Brasil e no mundo. Primeiramente, uma revisão estruturada foi realizada objetivando reunir informações sobre técnicas de restauração, fatores de degradação, principais grupos de plantas competidoras e características sobre técnicas de manejo para biomas mundiais e para diferentes grupos de países em relação ao Índice de Desenvolvimento Humano, com análise dos quatro herbicidas utilizados com maior frequência quanto seu potencial de contaminação e toxicidade. Os principais fatores de degradação foram a invasão por espécies não nativas, a agricultura e o pastoreio, sendo a semeadura direta a principal técnica de restauração. A família Poaceae apresentou a maior frequência de ocorrência como plantas competidoras na restauração em todos os biomas analisados. De modo geral, o manejo físico foi o mais utilizado, sendo a roçada a principal intervenção. Para o manejo químico, os principais herbicidas foram o Glyphosate, Imazapic, Imazapyr e Triclopyr, sendo o último considerado com maior potencial de danos ambientais. Na segunda etapa, um estudo de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar os benefícios e riscos relacionados ao uso do herbicida glyphosate na restauração de matas ciliares. Nesse contexto, testamos em um experimento de campo três tratamentos de controle de plantas competidoras: 1) roçagem sempre que necessário; 2) roçagem com menor frequência; 3) aplicação dirigida de glyphosate. Foram realizadas avaliações de ordem econômica (custos de manutenção), silvicultural (produção de biomassa de plantas competidoras, crescimento das mudas plantadas em altura, cobertura de copa e diâmetro de colo), ecológica (densidade e riqueza de regenerantes e riqueza de plantas ruderais) e de potencial de poluição (análise de glyphosate e AMPA no solo e em água e sedimento de solução de enxurrada, por cromatografia). O tratamento submetido ao controle de plantas competidoras com glyphosate apresentou maior crescimento de mudas e menor custo de manutenção. Não foram detectados resíduos de glyphosate ou AMPA em solo ou água, porém, foram encontrados valores residuais das duas moléculas em sedimentos. O controle de gramíneas com glyphosate apresentou baixos custos, foi mais efetivo e permitiu maior crescimento de mudas e expressão da regeneração natural em comparação ao mecânico, porém medidas de conservação de solo e implementação de faixas de proteção são necessárias para sua utilização em áreas de restauração ripárias. / Biological invasions threaten natural and restoration areas, acting as filters to ecological succession. Chemical control of competitive species is a reality in many restoration areas, with glyphosate as the main herbicide used. Although efficient and with low costs, there are some concerns on the use of herbicides in natural and restoration areas relating to environmental performance of these chemicals. Thus, understanding the reality of managing competitive species, including invasive species, in restoration projects on the world scenario and the real benefits and risks of glyphosate use on restoration of riparian forests is essential to improve restoration projects in Brazil and in the world. First, a structured review was conducted focusing on gathering information of restoration techniques, degradation factors, major groups of invasive plants and characteristics of management techniques for global biomes and for different country groups related to the Human Development Index, with analysis of contamination potential and toxicity for the top four herbicides listed. The main degradation factors were the invasion of non-native species, agriculture and grazing, with direct sowing as the main restoration technique. The Poaceae had the highest frequency for competing plants on restoration in all analyzed biomes. In general, the physical management was most used, with mowing as the main intervention. For chemical management, the main herbicides were Glyphosate, Imazapic, Imazapyr and Triclopyr, the last one considered with the greatest potential for environmental damage. In the second stage, a field study was conducted to evaluate benefits and risks related to glyphosate use in the restoration of riparian forests. In this context, we tested on a field experiment three weed control treatments: 1) mowing as needed; 2) mowing less frequently; 3) directed application of glyphosate. There were conducted evaluations of economic order (maintenance costs), forestry order (biomass of competitive plants, growth of planted seedlings in height, canopy cover and stem diameter), ecological order (density and richness of regenerating and richness of ruderal plants) and pollution potential (analysis of glyphosate and AMPA in soil and water and sediment from runoff solution, by chromatography). The plots submitted to weed control with glyphosate showed better seedling growth and lower management costs. Residual glyphosate or AMPA were not detected in soil or water, but residues of the both molecules were found on sediments. Chemical control of grasses with glyphosate had low costs, was more effective and allowed better seedling growth and expression of natural regeneration comparing to mechanic treatments, but actions of soil conservation and implementation of buffer strips are required for its use on riparian restoration areas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-06Bitstream added on 2014-06-13T21:01:45Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_er_dr_rcla.pdf: 1169991 bytes, checksum: 7d0c398b1e7069da1c82297e54f68a0f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Pontal do Paranapanema, a segunda região mais pobre do Estado de São Paulo, tem histórico de devastação florestal recente: até 1942, toda a região possuía cobertura florestal nativa protegida por lei, a chamada “Grande Reserva do Pontal”, a qual foi transformada em grandes fazendas de pastagem por meio de desmatamentos ilegais e grilagem de terras, transformando a área num mosaico altamente fragmentado. No entanto, é no Pontal do Paranapanema que encontramos a maior área contínua de Floresta Estacional Semidecidual, contida no Parque Estadual Morro do Diabo. Este histórico torna claro que ações que promovam a restauração de áreas degradadas na região tem importância indiscutível na conservação e perpetuação do bioma Floresta Estacional e sua biodiversidade, que inclui espécies raras e ameaçadas de extinção, como o mico-leão preto (Leontophitecus chrysopygus). Diante do exposto esta pesquisa teve por objetivos: caracterizar florísticamente um plantio realizado para restauração de reserva legal e testar o uso de espécies nas entrelinhas deste plantio para controle das invasoras, hoje citadas como um dos maiores empecilhos aos projetos de restauração. Para tal, foram demarcadas 16 parcelas de 20 x 30 metros, representando quatro tratamentos em três repetições, com uma testemunha par cada tratamento. Os quatro tratamentos correspondem a espécies de leguminosas que foram testadas nas entrelinhas, sendo elas: Lab-lab (Dolichos lablab), Crotalária (Crotalaria spectabilis) Mucuna-Preta (Mucuna aterrina), e Java, leguminosa híbrida obtida do cruzamento e seleção de dois cultivares de Macrotyloma axillare. Os resultados mostraram que as leguminosas tem efeito sobre o desenvolvimento de Brachiaria decumbens apenas no início de seu ciclo de vida. Duas espécies de leguminosas (Mucuna aterrina e Macrotyloma axillare) foram eficientes no controle... / The Pontal do Paranapanema, the second poorest region in the state of São Paulo, has a history of recent forest destruction: up to 1942, the entire region had native forest protected by law, the Grande Reserva do Pontal, which was transformed on grazing on large farms by illegal logging and land grabbing, transforming the region into a highly fragmented mosaic. However, it is in the Pontal that it is found the largest continuous area of seasonal semideciduous forest, contained in the Morro do Diabo State Park. This history makes clear that actions to promote the restoration of degraded areas in the region has a key importance in the preservation and perpetuation of seasonal forest biome and its biodiversity, including rare and endangered species such as the black lion tamarin (Leontophitecus chrysopygus). This study aimed to characterize floristically an area of restoration for a legal reserve and test the use of some species for weed control, today cited as one of the biggest impediments to restoration projects. For this purpose, 16 plots with 20 x 30 meters each were demarcated, representing four treatments and a control in three replicates . The four treatments correspond to legumes species that were tested, namely: Dolichos lablab, Crotalaria spectabilis, Mucuna aterrima, “Java”, a legume hybrid obtained from crossing and selection of two cultivars of Macrotyloma axillare. The results show that the pulses have an effect on the development of Brachiaria decumbens in the beginning of its life cycle. Two species of legumes (Mucuna aterrima and Macrotyloma axillare) were efficient in controlling B.decumbens during the whole period of analyses, but also led to death of all tree species in these plots, showing the need for management of these species when used in biological control

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lithobates catesbeianus, the bullfrog is considered one of the 100 more prejudicial invasive species of the planet. Predictions based on climatic and topographic models showed atlantic forest biome regions of southern Brazil as favorable to invasive populations become established. Models that predict increase of temperature and gases concentration related with greenhouse effect, showed protected areas of the biome as propitious to invasion in the coming years. We conducted surveys at 36 waterbodies located in a protected area and anthropic adjacent locations through a forest-edge-farming gradient. We collected data on abundance and breeding to understand which the main descriptors (local and landscape) explained the bullfrog distribution. Our results showed that L. catesbeianus is mainly related with area-hidroperiod-deep gradient (local descriptors) and secondarily with environment gradient florest-edge-agriculture (landscape descriptors). Management strategies of aquatic invader populations as bullfrogs should focus both the management of landscape and waterbodies located at the edge. The supervision of large waterbodies (permanent or deep) construction in the park edge and adjacent areas can be effective, and the use of forest-agriculture management could be an important complement to prevent invasions. / Lithobates catesbeianus, a rã-touro, é considerada uma das 100 espécies invasoras mais prejudiciais do planeta. Predições com base em modelagens climáticas e topográficas evidenciam muitas regiões pertencentes ao bioma Mata Atlântica como favoráveis para o estabelecimento da espécie. Modelos que preveem o aumento de temperatura e maior concentração de gases ligados ao efeito estufa colocaram áreas protegidas do bioma como propícias à invasão nos próximos anos. Nós amostramos 36 corpos de água localizados em uma unidade de conservação e áreas agrícolas do entorno através de um gradiente floresta-borda-lavoura. Buscamos dados de abundância e indícios de reprodução de L. catesbeianus nesses locais para compreender quais os principais fatores locais e da paisagem que explicam a distribuição da espécie. Nossos dados demonstraram que a Lithobates catesbeianus responde principalmente ao gradiente área-hidroperíodo-profundidade (fatores locais) e de maneira secundária ao gradiente ambiental floresta borda-lavoura (fatores da paisagem). Estratégias de manejo de populações invasoras aquáticas como L. catesbeianus devem enfocar tanto no manejo da paisagem quanto em manejo dos corpos d água presentes na zona do entorno. A fiscalização da construção de corpos d água com grandes áreas (ou profundos e permanentes) nas bordas e áreas de entorno às unidades de conservação pode ser eficaz , sendo a utilização do manejo florestal-agrícola um complemento importante para evitar invasões.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais. / Invasive marine species has caused economic and ecological damage around the world. Some scleractinian corals possess secondary metabolites used to avoid predation and to help them in competition for space with other organisms. The negative action of chemical substances in the interactions between invasive and native species may produce changes on community structure in tropical rocky shores. This study showed (1) the secondary metabolites produced by the invasive corals Tubastraea tagusensis and T. coccinea in Ilha Grande Bay, Brazil; (2) chemical compounds released by Tubastraea tagusensis tissues in situ using a submersible apparatus; (3) the action of MeOH extracts produced by both species of Tubastraea against predation by generalist fish and settlement of other organisms in the field; (4) variation on class and concentration of chemical compounds produced by these invasive corals when these species were placed in proximity to native competitors and (5) changes on rocky shore community structure due to expansion of Tubastraea coccinea and T. tagusensis after 2 years of study. The main classes of compounds detected by GC / MS in the MeOH extracts of Tubastraea were identified as sterols, fatty acids, hydrocarbons, alkaloids, esters and alcohols. The submersible apparatus identified only hydrocarbons released by Tubastraea in situ. The MeOH extract of T. tagusensis reduced generalist fish predation and the MeOH extracts of both Tubastraea species showed species-specific effects on fouling organisms in the field. The competition experiment showed necrosis in the tissues of the native coral Mussismilia hispida and variation in sterols, alkaloids and fatty acid concentrations in Tubastraea tissues. The opposite behavior was sawn, the sponge Desmapsamma anchorata overgrew Tubastraea colonies. The presence of Tubastraea in the benthic communities caused a mean dissimilarity of 4.8% in the invaded communities. A positive relationship between invader cover and change in Ilha Grande community structure was found and, therefore, Tubastraea is a threat to native benthic communities throughout the tropical Oceans.

Este estudo teve como objetivo determinar o efeito de distúrbios na forma de práticas de manejo sobre a dinâmica do banco de sementes do solo (BSS) e da vegetação residente em uma pastagem nativa do sul do Brasil, bem como do seu potencial de evitar que Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2) nele se estabeleça. O experimento foi conduzido na Estância Upacaraí, município de Dom Pedrito, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em área sem a presença do capim-annoni-2, cujo solo é classificado como Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico, unidade de mapeamento Ponche Verde. As coordenadas geográficas centrais da área experimental são 31º09’38”S e 54º57’29”W, em altitude de 140 m. De acordo com a classificação de Köppen, o clima é Cfa. O estudo discute nos Capítulos 2, 3 e 4 os efeitos dos seguintes tratamentos: 1) regime de manejo da pastagem: exclusão (X) e pastejos rotativo (R) e contínuo (C); 2) níveis iniciais de distúrbio da pastagem: pastagem alta – 10-12 cm (A), pastagem baixa - < 5 cm (B) e pastagem baixa com exposição do solo (E); 3) regime de adubação: sem adubo (S), fósforo (P) e nitrogênio (N). O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas em blocos completos, compreendendo três repetições. Os tratamentos regime de manejo, níveis iniciais de distúrbio do solo e regime de adubação foram alocados nas parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas, respectivamente. Em 54 subsubparcelas (sub-parcelas B e E), semeou-se três espécies cultivadas de inverno (Trifolium repens L. (trevo-branco), Lotus corniculatus L. (cornichão São Gabriel) e Lolium multiflorum Lam. (azevém-anual)) e E. plana (capim-annoni-2). Nas demais 27 sub-subparcelas (subparcelas A), semeou-se somente capim-annoni-2. As amostras do BSS (Capítulo 2) foram coletadas em três datas: 4-3-2004, antes da aplicação dos tratamentos, e em 22-4-2005 e 6-5- 2006, após a aplicação dos mesmos. Nas três datas avaliadas, foram registradas 33 famílias e 137 espécies no BSS. Trevo-branco foi registrado apenas no BSS2, cornichão São Gabriel foi registrado nos três BSSs e azevém-anual e capim-annoni-2 foram registrados nos BSS2 e BSS3. Dentre as 137 espécies, 17 eram alóctones e 39 ruderais. As ruderais Centunculus minimus, Anagallis arvensis e Gamochaeta spicata foram registradas em todas as unidades amostrais dos três BSSs. O regime de manejo da pastagem e níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística e o tamanho do banco de sementes do solo. Em geral, os maiores BSS de capim-annoni-2 registrados na terceira avaliação (BSS3), estiveram associados com as condições ambientais que preservaram a viabilidade das sementes, tais como os regimes de manejo exclusão e pastejo rotativo. Ao contrário, os bancos menores estão associados com o regime de pastejo contínuo, no qual as sementes foram expostas a uma condição ambiental que favoreceu a germinação mas também sua deterioração. Os levantamentos florísticos (Capítulo 3) foram realizados em sete épocas: outono-2004, antes da aplicação dos tratamentos, primavera-2004, outonos e primaveras de 2005 e 2006, e outono- 2007. Foram registradas 27 famílias e 141 espécies residentes + 4 alóctones semeadas. Das 145 espécies, 36 eram ruderais. O regime de manejo do campo e os níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística da comunidade. A trajetória da composição florística das comunidades submetidas ao nível inicial de distúrbio pastagem baixa com exposição de solo é distinta daquela registrada nos níveis iniciais de distúrbio do solo pastagem alta e baixa. A exclusão reduziu a riqueza de espécies. No Capítulo 4, os níveis iniciais de distúrbio do solo e o regime de manejo influenciaram o estabelecimento do capimannoni- 2. O estabelecimento desta espécie foi favorecido pela intensidade do distúrbio do solo e menor altura da pastagem decorrente do regime pastejo contínuo. Ao contrário, a pastagem alta, associada ao pastejo rotativo, evitou o estabelecimento do capim-annoni-2. / The objective of this study was to evaluate the effects of disturbance imposed by management practices on the dynamics of the soil seed bank (SSB) in a natural grassland in Southern Brazil, as well as its potential in avoiding the invasion of Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2). The experiment was carried out at Upacaraí Farm, in Dom Pedrito town, Rio Grande do Sul State, Brazil, in an area free of capim-annoni-2, in a Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico soil type, Ponche Verde unit. The geographic coordinates at the study area are 31º09’38”S and 54º57’29”W, with 140m of altitude. According to Köppen the climate type is Cfa. The study in Chapters 2, 3 and 4 discusses the effects of the following treatments: 1) grassland management regime: exclusion (X) and rotational (R) and continuous (C) grazing; 2) initial levels of soil disturbance: high grassland - 10-12 cm height (A), low grassland - < 5 cm height (B) and low grassland with soil exposed (E); 3) fertilization regime: without fertilization (S), phosphorous (P) and nitrogen (N). The experimental design was a split-splitplot type in complete blocks. Three replicates were used. The grassland management regime, initial levels of soil disturbance and fertilization regime treatments were allocated in plots, split-plots and split-splitplots, respectively. The 54 split-splitplots (B and E split-plots) were sowed three winter cultivated species (Trifolium repens L. (white clover), Lotus corniculatus L. (birdsfoot trefoil São Gabriel) and Lolium multiflorum Lam. (annual rye grass)) and E. plana (capim-annoni-2). The other 27 split-splitplots (A split-plots) were sowed only capim-annoni-2. The samples of the SSB (Chapter 2) were collected in three dates: on March 4, 2004, before the application of treatments, and on April 22, 2005 and on May 6, 2006, after that application. In the three evaluation dates were recorded 33 families and 137 species in the SSB. White clover was registered only in the SSB2, birdsfoot trefoil São Gabriel was registered in three SSBs and annual rye grass and capim-annoni-2 were registered in the SSB2 and SSB3. Amongst that 137 species, 17 were aloctones and 39 pioneers. The pioneers Centunculus minimus, Anagallis arvensis and Gamochaeta spicata were registered in all surveying units of the three soil seed banks. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition and the soil seed bank size. In general, higher soil seed banks of capim-annoni-2 registered in the third evaluation (SSB3) were correlated with environmental conditions that preserve the seed viability such as grassland management regimes exclusion and rotative grazing. However, lower soil seed banks were associated with the grassland management continuous grazing, in which seeds were estimulated to germinate but also to deteriorate. The floristic surveying (Chapter 3) were done in seven seasons: autumn-2004, before treatment applications, spring-2004, autumns and springs-2005 and 2006, and autumn-2007. Twenty seven families and 141 resident species plus the 4 sowed ones were registered. Amongst 145 species, 36 were pioneers. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition of the community. The floristic composition trajectory of the community under the level of disturbance low grassland with soil exposed is distinct from the trajectories of the initial soil disturbance level grassland high and low. The exclusion regime reduced the species richness. In the Chapter 4, the initial levels of soil disturbance and grassland management regime influenced the establishment of capim-annoni-2. Its recruitment was favored by intensity of the soil disturbance and lower grassland height determined by continuous grazing. On the contrary, low intensity of the soil disturbance and higher grassland height, associated to the rotative grazing, avoided the establishment of capim-annoni-2.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais. / Invasive marine species has caused economic and ecological damage around the world. Some scleractinian corals possess secondary metabolites used to avoid predation and to help them in competition for space with other organisms. The negative action of chemical substances in the interactions between invasive and native species may produce changes on community structure in tropical rocky shores. This study showed (1) the secondary metabolites produced by the invasive corals Tubastraea tagusensis and T. coccinea in Ilha Grande Bay, Brazil; (2) chemical compounds released by Tubastraea tagusensis tissues in situ using a submersible apparatus; (3) the action of MeOH extracts produced by both species of Tubastraea against predation by generalist fish and settlement of other organisms in the field; (4) variation on class and concentration of chemical compounds produced by these invasive corals when these species were placed in proximity to native competitors and (5) changes on rocky shore community structure due to expansion of Tubastraea coccinea and T. tagusensis after 2 years of study. The main classes of compounds detected by GC / MS in the MeOH extracts of Tubastraea were identified as sterols, fatty acids, hydrocarbons, alkaloids, esters and alcohols. The submersible apparatus identified only hydrocarbons released by Tubastraea in situ. The MeOH extract of T. tagusensis reduced generalist fish predation and the MeOH extracts of both Tubastraea species showed species-specific effects on fouling organisms in the field. The competition experiment showed necrosis in the tissues of the native coral Mussismilia hispida and variation in sterols, alkaloids and fatty acid concentrations in Tubastraea tissues. The opposite behavior was sawn, the sponge Desmapsamma anchorata overgrew Tubastraea colonies. The presence of Tubastraea in the benthic communities caused a mean dissimilarity of 4.8% in the invaded communities. A positive relationship between invader cover and change in Ilha Grande community structure was found and, therefore, Tubastraea is a threat to native benthic communities throughout the tropical Oceans.