Orientadora : Profª Drª Raquel R.B. Negrelle / Coorientadora : Profa. Dra. Francine L. Cuquel / Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 29/02/2012 / Bibliografia: fls. 96-100 / Área de concentração: Produção vegetal / Resumo: A flora das Unidades de Conservação muitas vezes representa os últimos remanescentes da vegetação nativa de uma região. No entanto, quando em cidades, estes espaços sofrem os efeitos dos processos de urbanização tornando-os suscetíveis à contaminação biológica por espécies exóticas invasoras. Espécie invasora é aquela exótica em ecossistema natural ou antrópico, que desenvolve altas taxas de crescimento, reprodução e dispersão e, sem assistência humana ameaçando habitats naturais ou semi-naturais fora do seu território de origem e causando impactos econômicos, sociais e ambientais. As espécies exóticas invasoras são consideradas atualmente a segunda maior ameaça mundial à biodiversidade, perdendo apenas para a destruição de habitats pela exploração humana direta. Apesar disto, estudos sobre espécies exóticas invasoras em Unidades de Conservação são parcos e recentes. Os diferentes capítulos que compõem este documento apresentam resultados de pesquisa que visaram subsidiar o controle e manejo destas espécies em áreas de mata nativa. Fazem parte desta pesquisa o diagnóstico de árvores exóticas invasoras (AEI) em Unidades de Conservação de Curitiba, detalhando aquela onde se constatou contaminação biológica relevante e uma espécie freqüente, Pittosporum undulatum. Neste caso estudou-se os seus aspectos botânicos e ecológicos, estruturais e dinâmica populacional, bem como condições germinativas. Concluindo-se, este documento apresenta propostas e recomendações que visam o melhor entendimento sobre a ecologia e sobre métodos naturais e eficazes de controle e manejo do Pittosporum undulatum.V / Abstract: The flora of protected areas often represents the last remnant native vegetation in a region. When in cities, these areas suffer from the effects of urbanization making them susceptible to biological contamination by invasive alien species. Invasive alien species can be found in natural or man-made ecosystems, they exhibit high rates of growth, reproduction and dispersal without any human assistance, threatening natural and semi-natural habitats outside their territory of origin, causing economic, social and environmental impacts. Invasive alien species are currently considered the second greatest global threat to biodiversity, second only to habitat destruction by direct human exploitation. Despite this, studies on invasive alien species in protected areas are scarce and quite recent. The different chapters of this document present research results aimed at helping to control and manage these species in areas of native forest. This study includes the diagnosis of invasive alien trees (IAT) in Conservation Units of Curitiba, detailing those where significant biological contamination was found and the frequently found species, Pittosporum undulatum. In this case we studied their botanical, ecological and structural aspects in addition to population dynamics, and germ conditions. In conclusion, this paper has put forward proposals and recommendations aimed at promoting a better understanding of the ecology and effective natural methods for the control and management of Pittosporum undulatum.

O Cerrado é o bioma brasileiro que mais perdeu área para o agronegócio em anos recentes, verificando que a expansão da fronteira agrícola sobre o Cerrado provocou a pulverização dos remanescentes em fragmentos cada vez menores, imersos em matrizes de baixa similaridade, causando uma série de impactos negativos sobre o ecossistema natural. A fragmentação de habitats é considerada uma das mais graves ameaças à conservação da biodiversidade, com consequências ecológicas variáveis, intensificadas na faixa de transição entre matriz e fragmento. Os efeitos de borda são decorrentes de mudanças físicas e bióticas nas faixas marginais das ilhas de vegetação natural, que promovem modificações nas características microclimáticas, as quais conduzem a uma série de alterações importantes nas comunidades que compõem os ecossistemas. O objetivo deste estudo foi investigar a existência de efeito de borda e suas consequências sobre a comunidade vegetal do Cerrado stricto sensu. O estudo foi realizado em fragmento de Cerrado com área de 980,8 ha, localizado no município de Iaras, SP, cujo entorno foi ocupado por pastagem durante cerca de um século. Efetuou-se a caracterização estrutural e florística de diferentes estratos da vegetação em diferentes distâncias da borda (0, 10, 20, 40, 80 m) e coletaram-se dados microclimáticos na matriz (a 10 m de distância da borda) e no interior do fragmento, nas diferentes distâncias da borda e em duas estações do ano (seca e chuvosa). Investigou-se a existência de um possível gradiente de estrutura ou composição da vegetação relacionado com a distância da borda e com as variáveis microclimáticas. Os resultados obtidos mostraram não existir variações de microclima e de estrutura e composição do componente arbóreo e herbáceo-arbustivo em relação à distância da borda do fragmento. Embora independente do microclima e, portanto, diferente dos clássicos efeitos de borda, a invasão pela braquiária (Urochloa decumbens) foi detectada como a única consequência da exposição da periferia do Cerrado stricto sensu às pressões da matriz, causando exclusão das gramíneas nativas e inibindo o desenvolvimento de plantas lenhosas de pequeno porte. A ausência de efeito de borda sobre os demais componentes da vegetação sugere, em um primeiro momento, que esta não é uma ameaça importante para a conservação do cerrado. Porém, a invasão biológica pela gramínea africana é relativamente recente (foi introduzida há cerca de três décadas na propriedade) e suas consequências ainda não podem ser avaliadas adequadamente. É possível que seus impactos sobre os estratos superiores da vegetação venham a ser observados no futuro, quando a inibição da regeneração das espécies arbustivas e arbóreas comprometer a dinâmica da comunidade vegetal e a substituição dos adultos nas populações dessas espécies. Além disso, hoje a invasão só causa impactos significativos sobre a faixa de 0 a 20 m de distância da borda, mas não é possível prever se a gramínea invasora vai se expandir rumo ao núcleo do fragmento no futuro. / From the Brazilian biomes, the Cerrado has been the most widely and rapidly converted to agribusiness in recent years. The expansion of agricultural frontier over the Cerrado domain resulted in thousands of small fragments embedded in matrices of low similarity, causing a series of negative impacts on the natural ecosystem. Habitat fragmentation is considered one of the most serious threats to the conservation of biodiversity and ecological consequences vary, being intensified in the range of transition between matrix and fragment. The edge effects are caused by biotic and physical changes in marginal areas of the islands of natural vegetation, promoting changes in microclimatic characteristics, which leads to a series of important changes in the ecosystems. The aim of this study was to investigate the existence of edge effect and their consequences on the plant community of Cerrado sensu stricto. The study was conducted in Cerrado fragment with an area of 980.8 ha, located in the municipality of Iaras, SP, whose surrounding area was occupied by pasture for about a century. Structure and floristic composition of distinct vegetation layers was assessed at different distances from the edge (0, 10, 20, 40 and 80 m). Climatic data were collected in two seasons (dry and wet), at the same distances withing the fragment and also in the matrix (10 m away from the edge). The existence of a gradient of vegetation composition or structure and the microclimatic variables related to distance from the edge was investigated. No changes in microclimate and structure or composition of the wood layers related to distance from the edge was observed. Although independent of the microclimate and therefore different from classic edge effects, invasion by the African grass Urochloa decumbens (braquiária) was detected as the only consequence of exposure of the periphery of the cerrado sensu stricto to the pressures of the matrix, causing the exclusion of native grasses and inhibiting the development of small woody plants. The absence of edge effect on other components of the vegetation suggests, at first, that this is not a major threat to the conservation of the Cerrado. However, the biological invasion by the African grass is relatively recent (it was locally introduced about three decades ago) and its consequences have not been adequately assessed. It is possible that their impacts on the upper strata of the vegetation may be observed in future, when the inhibition of regeneration of shrub and tree species jeopardize the dynamics of plant community and the replacement of adults in the populations of these species. In addition, at present the invasion has significant impacts only over 0-20 m from the edge, but it is impossible to predict whether the invasive grass will expand or not into the core area of the fragment in the future.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais. / Biological invasions are among the biggest threats to biodiversity. The factors that determine the occurrence and abundance of invasive species are poorly understood, being the relationship between the adaptive characteristics of invasive species linked to the specific conditions of the new environment. The monk parakeet (Myiopsitta monachus) is the only species among the psittacids that builds its own stick-nest. Monk parakeets is widely distributed in south and southwest Rio Grande do Sul, south of Mato Grosso, Bolivia, Paraguay, Uruguay, and northern and central Argentina. Due to the ilegal trade and the consequent intentional or even acidental releases of this birds appreciated as pets, the establishment of populations in many areas located outside of its original range was possible. The aims of this study were to investigate the behavioral and environmental factors that affect the occurrence of the species in the southern state of Santa Catarina, the use of fresh plants to repel parasites of the nest, the thermoregulatory function of the nest and the role of landscape structure on the occurrence and abundance of species. We record the number of nests and individuals in 12 colonies scattered along the southern coast of Santa Catarina. We performed bacterial inhibition tests with two plant species (Eucalyptus saligna and Solanum sisymbriifolium) brought to the nest by the parents. Electronic temperature collectors were placed inside the nest to characterize the environment. We evaluate how the landscape structure affects the occurrence and abundance of the species, using 24 landscapes, being 12 with the presence of the species and 12 without the presence of the species. In each landscape, we quantified the coverage of anthropogenic environment areas, agriculture, native and eucalyptus trees, and evaluate the relationship between these variables with the presence and abundance of species through a selection of models. We recorded a total of 140 nests with a total abundance of 893 individuals. The test to determine the bactericidal action was made only between leaves of E. saligna and the bacterium Staphylococcus aureus. Internal temperatures of the three nests ranged from 9.47 ± 0.37 °C to 34.16 ± 0.58 °C, while the external temperature ranged from 8.28 to 46.98 °C. The occurrence of the species was negatively affected by the amount of anthropogenic environment and cultivation areas. The null model was most plausible to check the landscape influence on the number of individuals, indicating that the evaluated structural features of the landscape are not enough to explain the variation in species abundance among the landscapes. The success of M. monachus in establish itself in non-original native environments may be directly linked to their behavioral strategies, allowing thermal regulation and the bactericidal effect of the nests, as well as the landscape features, specially the amount of environments modified by human activities. / As invasões biológicas são uma das maiores ameaças à biodiversidade. Os fatores que determinam a ocorrência e abundância de espécies invasoras são pouco conhecido, estando a relação entre as características adaptativas das espécies invasoras vinculadas as condições específicas do novo ambiente. A caturrita (Myiopsitta monachus) é a unica espécie dentre os pisttacideos que constrói seu próprio ninho com gravetos. A espécie é amplamente distribuída no sul e sudoeste do Rio Grande do Sul, sul do Mato Grosso, Bolívia, Paraguai, Uruguai e partes da Argentina. Devido ao comércio ilegal dessas aves, possibilitou-se o estabelecimento de populações em muitas áreas localizadas fora da área de distribuição original da espécie, onde ela acabou se tornando uma espécie invasora. Nossos objetivos foram investigar os fatores comportamentais e ambientais que afetam a ocorrência da espécie no sul de Santa Catarina, a utilização de plantas para a dedetização do ninho, a função termorreguladora do ninho e o papel da estrutura da paisagem sobre a ocorrência e abundância da espécie. Contabilizamos o número de ninhos e de indivíduos presentes em 12 colônias espalhadas ao longo do litoral sul catarinense. Realizamos testes de inibição bacteriana com duas espécies de plantas (Eucalyptus saligna e Solanum sisymbriifolium) trazidas aos ninhos pelos progenitores. Para caracterizar o microclima do ninho foram colocados coletores eletrônicos de temperatura dentro de três ninhos e um coletor fora dos ninhos. Avaliamos como a estrutura da paisagem afeta a ocorrência e a abundância da espécie, utilizando 24 paisagens, sendo 12 com, e 12 sem a presença da espécie. Em cada paisagem, quantificamos a cobertura de áreas de ambiente antrópico, de cultivo, nativo e com eucaliptos e avaliamos a relação entre essas variáveis e a presença e abundância da espécie através de uma seleção de modelos. Registramos um total de 140 ninhos com uma abundância total de 893 indivíduos. O teste para verificar a ação bactericida deu positivo somente para E. saligna sobre a bactéria Staphylococcus aureus. As temperaturas internas dos ninhos variaram de 9,47 ± 0,37 ºC a 34,16 ± 0,58 ºC, enquanto que a temperatura externa variou de 8,28 a 46,98 ºC. A ocorrência da espécie foi afetada negativamente pela proporção de ambiente antrópico e de áreas de cultivo. Já na análise de abundância das colônias para verificar a influência da paisagem sobre o número de indivíduos, o modelo nulo foi o mais plausível, indicando que as características estruturais da paisagem avaliadas não foram capazes de explicar a variação da abundância da espécie entre as paisagens. O sucesso de estabelecimento de M. monachus em ambientes que não o seu de origem nativa pode estar diretamente ligado tanto com suas estratégias comportamentais, que permitem a regulação térmica e a ação bactericida de plantas levadas aos ninhos quanto às características da paisagem, em especial a quantidade de ambientes modificados por ações antrópicas que depois de uma certa proporção na paisagem afetam negativamente a ocorrência da espécie.

O Cerrado é o bioma brasileiro que mais perdeu área para o agronegócio em anos recentes, verificando que a expansão da fronteira agrícola sobre o Cerrado provocou a pulverização dos remanescentes em fragmentos cada vez menores, imersos em matrizes de baixa similaridade, causando uma série de impactos negativos sobre o ecossistema natural. A fragmentação de habitats é considerada uma das mais graves ameaças à conservação da biodiversidade, com consequências ecológicas variáveis, intensificadas na faixa de transição entre matriz e fragmento. Os efeitos de borda são decorrentes de mudanças físicas e bióticas nas faixas marginais das ilhas de vegetação natural, que promovem modificações nas características microclimáticas, as quais conduzem a uma série de alterações importantes nas comunidades que compõem os ecossistemas. O objetivo deste estudo foi investigar a existência de efeito de borda e suas consequências sobre a comunidade vegetal do Cerrado stricto sensu. O estudo foi realizado em fragmento de Cerrado com área de 980,8 ha, localizado no município de Iaras, SP, cujo entorno foi ocupado por pastagem durante cerca de um século. Efetuou-se a caracterização estrutural e florística de diferentes estratos da vegetação em diferentes distâncias da borda (0, 10, 20, 40, 80 m) e coletaram-se dados microclimáticos na matriz (a 10 m de distância da borda) e no interior do fragmento, nas diferentes distâncias da borda e em duas estações do ano (seca e chuvosa). Investigou-se a existência de um possível gradiente de estrutura ou composição da vegetação relacionado com a distância da borda e com as variáveis microclimáticas. Os resultados obtidos mostraram não existir variações de microclima e de estrutura e composição do componente arbóreo e herbáceo-arbustivo em relação à distância da borda do fragmento. Embora independente do microclima e, portanto, diferente dos clássicos efeitos de borda, a invasão pela braquiária (Urochloa decumbens) foi detectada como a única consequência da exposição da periferia do Cerrado stricto sensu às pressões da matriz, causando exclusão das gramíneas nativas e inibindo o desenvolvimento de plantas lenhosas de pequeno porte. A ausência de efeito de borda sobre os demais componentes da vegetação sugere, em um primeiro momento, que esta não é uma ameaça importante para a conservação do cerrado. Porém, a invasão biológica pela gramínea africana é relativamente recente (foi introduzida há cerca de três décadas na propriedade) e suas consequências ainda não podem ser avaliadas adequadamente. É possível que seus impactos sobre os estratos superiores da vegetação venham a ser observados no futuro, quando a inibição da regeneração das espécies arbustivas e arbóreas comprometer a dinâmica da comunidade vegetal e a substituição dos adultos nas populações dessas espécies. Além disso, hoje a invasão só causa impactos significativos sobre a faixa de 0 a 20 m de distância da borda, mas não é possível prever se a gramínea invasora vai se expandir rumo ao núcleo do fragmento no futuro. / From the Brazilian biomes, the Cerrado has been the most widely and rapidly converted to agribusiness in recent years. The expansion of agricultural frontier over the Cerrado domain resulted in thousands of small fragments embedded in matrices of low similarity, causing a series of negative impacts on the natural ecosystem. Habitat fragmentation is considered one of the most serious threats to the conservation of biodiversity and ecological consequences vary, being intensified in the range of transition between matrix and fragment. The edge effects are caused by biotic and physical changes in marginal areas of the islands of natural vegetation, promoting changes in microclimatic characteristics, which leads to a series of important changes in the ecosystems. The aim of this study was to investigate the existence of edge effect and their consequences on the plant community of Cerrado sensu stricto. The study was conducted in Cerrado fragment with an area of 980.8 ha, located in the municipality of Iaras, SP, whose surrounding area was occupied by pasture for about a century. Structure and floristic composition of distinct vegetation layers was assessed at different distances from the edge (0, 10, 20, 40 and 80 m). Climatic data were collected in two seasons (dry and wet), at the same distances withing the fragment and also in the matrix (10 m away from the edge). The existence of a gradient of vegetation composition or structure and the microclimatic variables related to distance from the edge was investigated. No changes in microclimate and structure or composition of the wood layers related to distance from the edge was observed. Although independent of the microclimate and therefore different from classic edge effects, invasion by the African grass Urochloa decumbens (braquiária) was detected as the only consequence of exposure of the periphery of the cerrado sensu stricto to the pressures of the matrix, causing the exclusion of native grasses and inhibiting the development of small woody plants. The absence of edge effect on other components of the vegetation suggests, at first, that this is not a major threat to the conservation of the Cerrado. However, the biological invasion by the African grass is relatively recent (it was locally introduced about three decades ago) and its consequences have not been adequately assessed. It is possible that their impacts on the upper strata of the vegetation may be observed in future, when the inhibition of regeneration of shrub and tree species jeopardize the dynamics of plant community and the replacement of adults in the populations of these species. In addition, at present the invasion has significant impacts only over 0-20 m from the edge, but it is impossible to predict whether the invasive grass will expand or not into the core area of the fragment in the future.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-14T18:55:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3816682 bytes, checksum: d0bc83200eea77e6592d57e19f004afb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T18:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3816682 bytes, checksum: d0bc83200eea77e6592d57e19f004afb (MD5) Previous issue date: 2018-04-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mudanças climáticas, degradação de habitat e invasão biológica estão entre os principais fatores que ameaçam a biodiversidade atualmente. Esses fatores, além de afetarem diretamente a biodiversidade e os ecossistemas, podem atuar de forma sinergética e promover alterações ambientais ainda mais drásticas. Portanto, nesta tese propusemos estudar as causas e efeitos da invasão biológica por espécies do gênero Acacia. No primeiro capítulo, nós investigamos os efeitos dos distúrbios antrópicos, mudança no uso da terra e da invasão por Acacia na diversidade, estrutura e fitofisionomia do ecossistema de Mussununga; no segundo, testamos os efeitos da função e estrutura da paisagem na invasão de ecossistemas de Mussununga por espécies de Acacia; e finalmente, investigamos a distribuição potencial de Acacia mangium e A. auriculiformis em cinco cenários climáticos diferentes e os potenciais efeitos dessas mudanças em programas de restauração. No primeiro capítulo nós encontramos que Acacia promoveu alterações na estrutura e fitofisionomia da comunidade lenhosa, porém não apresentou relação com as mudanças na comunidade herbáceo-arbustiva. Por outro dado, os fatores antrópicos estudados afetaram tanto a comunidade lenhosa quanto herbáceo-subarbustiva. No segundo capítulo, encontramos que existe maior chance de invasão de Mussunungas em paisagens fragmentadas e com maior rede viária. Shape index de Mussununga tem efeito negativo na invasão por Acacia, enquanto condutividade da paisagem, comprimento de estradas e rodovias, e tamanho e perímetro de Mussununga apresentam efeito positivo. No terceiro capítulo, finalmente, encontramos uma grande área de disponibilidade climática para A. mangium e uma área relativamente pequena para A. auriculiformis de 13.083 km 2 (± 3,39 SD). No cenário com menos mudanças climáticas (RCP 2.6), a área de disponibilidade para A. mangium aumentou de 18,4% da Mata Atlântica atualmente para 24,0% em 2050, enquanto, no cenário com mais mudanças chegou a 44,3% em 2070 (RCP 8.2). Ainda no pior cenário, a área de disponibilidade climática para A. mangium chegou a sobrepor cerca de 39,3% das áreas prioritárias para restauração da Mata Atlântica, indicando que a espécie pode se tornar mais um obstáculo à restauração desse bioma. / Climate change, habitat degradation, and biological invasion are among the most factors threaten biodiversity. These factors, besides affect biodiversity and ecosystem directly, can act synergistically and promote deeper environmental changes. Therefore, in this thesis, we proposed to study the causes and consequences of biological invasion by Acacia genus. In the first chapter, we investigate the effects of biological invasion by Acacia spp., fire and eucalyptus disturbance, and land-use on a neglected sandy-savanna ecosystem named Mussununga; in the second, we tested the effects of landscape functioning and structure in the Acacia invasion in Mussununga ecosystem; and finally, assessed the potential distribution of Acacia mangium and A. auriculiformis in five climate scenarios and the potential effects in restoration programs. We found in the first chapter that Acacia promoted changes in the structure and phytophysiognomie of the woody layer, but did not affect the herb-shrub layer. On the other hand, anthropogenic factors affected both woody and herb-shrub layer. In the second chapter, we found that in a fragmented landscape with the higher road network, Mussununga has a higher chance to be invaded by Acacia. Shape index had a negative effect in Acacia invasion, while the length of roads, Mussununga size, Mussununga perimeter, length of highways and landscape conductance had a positive effect. Finally, in the third chapter, we found A. mangium has a large suitable area in all scenarios, while A auriculiformis is confined to a relatively small region of 13,083 km 2 (± 3.39 SD). In the low greenhouse gas emissions scenario (RCP 2.6), the suitable area for A. mangium expanded from the current scenario of 18.4% of the Atlantic Forest to 24.0% in the year 2050, while, achieved around 44,3% of the Atlantic Forest area in the worse scenarios (RCP 8.2, in 2070). Still in the scenarios with higher climatic change, the suitable area for A. mangium overlapped around 39.3% of the potential area for restoration programs, in Atlantic Forest.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-23Bitstream added on 2014-06-13T18:47:09Z : No. of bitstreams: 1 zarzuela_mfm_dr_rcla.pdf: 1561827 bytes, checksum: 5f6e6346568cb3b53c71ae3cf3d825c1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Algumas espécies de formigas proporcionam impacto severo nas comunidades que invadem. Quando entram em contato com áreas urbanizadas e com o homem seus prejuízos podem ser ainda maiores. A exemplo pode-se citar: Solenopsis spp.; Linepithema humile; Wasmannia auropunctata; Pheidole megacephala e Paratrechina spp.. Muitas são as tentativas de controlar essas espécies, no entanto nem sempre se obtém sucesso. O controle biológico é uma alternativa para o controle químico e vem ganhando grande destaque em pesquisas. Os principais organismos utilizados no controle biológico de insetos são os fungos e os nematóides. Esse trabalho teve como objetivo esclarecer algumas das frequentes dúvidas no que diz respeito ao controle biológico de formigas, como avaliar a presença de entomopatógenos em colônias de formigas invasoras em áreas onde suas populações estão em equilíbrio e nas áreas infestadas; aplicar entomopatógenos em colônias de Monomorium floricola em condições de laboratório para avaliar a eficiência destes agentes no controle de espécies urbanas bem como observar o comportamento destas formigas frente a esses microrganismos. Foram isolados os nematóides entomopatogênicos Heterorhabditis sp. e Steinernema sp. e os fungos Beauveria bassiana Metarhizium anisopliae e Paecilomyces sp. Estes microrganismos estão presentes em colônias de formigas invasoras em áreas onde suas populações estão em equilíbrio e nas áreas infestadas. As colônias que receberam a aplicação de Steinernema sp. e Heterorhabditis sp. tiveram uma mortalidade de operárias maior que as do controle. O fungo Beauveria bassiana apresentou maior mortalidade de operárias da espécie M. floricola. Porém, não houve redução nem eliminação das colônias em nenhum dos tratamentos. Os comportamentos de defesa das formigas, a exemplo do comportamento de limpeza e o comportamento de fuga dos ninhos... / Some ant species provide severe impact on the communities they invade. When they come into contact with urban areas and man its losses may be even greater. The ants Solenopsis spp.; Linepithema humile; Wasmannia auropunctata, Pheidole megacephala, Paratrechina spp. can be cited. There are many attempts to control such species, although not always succeed. Biological control is an alternative to chemical control and has gained great prominence in research. The main organisms used in biological control of insects are fungi and nematodes. This study aimed to clarify some questions regarding the biological control of ants. Invasive ant species occurring in some regions of Brazil, in areas where their populations are in balance and in infested areas, were evaluated for the presence of entomopathogenic in their colonies. Moreover, entomopathogenic were applied in colonies of Monomorium floricola under laboratory conditions to evaluate the effectiveness of these agents on the control of urban species. The behavior of the controlled ants was evaluated. The entomopathogenic nematodes Heterorhabditis sp. and Steinernema sp. and the fungi Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae and Paecilomyces sp. were isolated. These microorganisms are present in colonies of invasive ants in areas where their populations are in balance and in infested areas. The colonies that received the application of Steinernema sp. and Heterorhabditis sp. showed a higher mortality of workers than control. The fungus Beauveria bassiana showed higher mortality of M. floricola workers. However, no colony reduction or elimination were observed in any treatments. The defensive behaviors of ants, such as grooming behavior and nest escape must be considered for the use of fungi and nematodes as a form of biological control.

Orientadores: Luiz Francisco Lembo Duarte, Vera Nisaka Solferini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aranha_TiagoPorto_M.pdf: 851406 bytes, checksum: 8a0e698a85700d7b59721c4e8167d63f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A quantidade de espécies envolvidas, a amplitude geográfica e a freqüência de ocorrência das invasões biológicas não conhecem precedentes. Atualmente as invasões são consideradas um processo composto de múltiplos estágios, dinâmico no espaço e no tempo. As populações invasoras podem estacionar em determinados estágios e até regredir a estágios anteriores antes de atingir a fase de clímax. As invasões são consideradas uma das grandes causas da extinção de espécies no planeta, desta forma, a compreensão dos mecanismos e fatores que influenciam o sucesso das invasões e o entendimento de seus efeitos em comunidades nativas é fundamental. O objeto de estudo do presente trabalho é o bivalve invasor Isognomon bicolor em costões rochosos do sudeste do Brasil. No capítulo I, padrões de distribuição e dominância de populações localizadas no litoral norte de São Paulo foram documentados. A situação atual da invasão de I. bicolor foi avaliada frente às populações de organismos nativos da área. No capítulo II, padrões de variabilidade e estruturação genética de populações de I. bicolor no litoral sudeste foram descritos e comparados com aqueles para populações do bivalve nativo Brachidontes solisianus. A combinação dessas duas abordagens permitiu uma maior compreensão do processo de invasão de I. bicolor e das conseqüências dessa invasão sobre as espécies nativas. Atualmente I. bicolor apresenta-se amplamente distribuído no litoral norte de São Paulo, entretanto, ao contrário de estudos anteriores, suas populações apresentam baixas porcentagens de cobertura nos costões onde ocorre. Tal fato deve-se a um evento de mortaliade em massa pelo qual a espécie passou recentemente. A alta variabilidade e baixa estruturação genética observada, semelhante à encontrada para o bivalve nativo B. solisianus, são indícios de um processo de invasão costituido por múltiplos episódios de introdução e da grande capacidade de dispersão do invasor. Esses resultados são preocupantes pois sugerem que as populações de I. bicolor estão relativamente estáveis e conectadas entre si, tornando sua exitinção na costa sudeste do Brasil improvável, mesmo após a ocorrência do evento de mortalidade em massa / Abstract: The species number, geographic scale and frequency of biological invasions are unparalleled. Currently, invasions are considered as a several stages process, dynamic in space and time. The invasive populations can remain at some stage or return to earlier stages before reaching the invasion climax. Invasions are considered one of the major causes of species extinction on the planet and thus. Understanding mechanisms and factors that influence invasion success and its effects on native communities is of primary imporatance. The present work studied the invasive Isognomon bicolor populations along the southeastern coast of Brazil. In Chapter I, the distribution and the dominance patterns of I. bicolor were documented along the northern coast of São Paulo. The population attributes of the invasive species I. bicolor were evaluated and compared to the population attributes of native organisms in the sampled area. In Chapter II, the genetic variability and the structure patterns of four I. bicolor populations on southeastern Brazilian Coast were analyzed and compared with those of the native Brachidontes solisianus populations. The combination of these two approaches has enabled a better understanding of I. bicolor invasion process and its consequences for native species. Currently, I. bicolor has become widely distributed in the northern coast of São Paulo, however, unlike previous studies, I.bicolor is not dominant in the rocky shores. This fact may be caused by a recent mass mortality event. The high variability and low genetic structure observed, similar to the genetic attibutes of the native bivalve B. solisianus populations, are evidences of an invasion process with multiple introduction events and of the large invader dispersal ability. These results are concerning as they suggest that I.bicolor populations are relatively stable and connected to each other, making its extinction in the southeastern coast of Brazil unlikely, even after the occurrence of a mass mortality event / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Nas últimas décadas, em decorrência da globalização e do comércio internacional, o deslocamento de espécies para longe de suas regiões de origem tem crescido em frequência e extensão, aumentando o risco de invasões biológicas, que podem impactar significativamente a economia, o funcionamento dos ecossistemas e causar perdas de biodiversidade. A erradicação de espécies invasoras tem poucas chances de sucesso, de modo que prevenir a invasão constitui a melhor alternativa de manejo. Técnicas de modelagem preditiva de distribuição têm sido globalmente aplicadas para prever a distribuição potencial de espécies invasoras. No Brasil, são poucos e recentes os estudos sobre invasões biológicas. Visando ampliar o conhecimento sobre plantas consideradas invasoras e sua distribuição no estado de São Paulo, neste estudo aplicamos técnicas de modelagem preditiva a 10 espécies. Para cada uma delas buscamos caracterizar o padrão de invasão e identificar os fatores ambientais atuantes que limitam ou potencializam sua distribuição, por meio de modelos multi-hierárquicos de nicho ecológico. Para tanto, coletamos informações de ocorrência dessas espécies em todo o mundo e registramos coordenadas geográficas, características das populações e dos ambientes invadidos por essas espécies em todos os tipos de vegetação e em todas as regiões do estado de São Paulo. Com base nesses dados, caracterizamos o padrão de invasão de cada espécie e a invasibilidade de cada tipo vegetacional estudado. Aplicamos a metodologia de modelagem multi-hierárquica de nicho ecológico por meio do algoritmo MaxEnt em macro escala para todo o globo e em meso escala para o estado de São Paulo. Apesar das peculiaridades das espécies e dos tipos de vegetação, nossos resultados evidenciam a influência do estado de conservação do ecossistema e da posição na paisagem sobre a severidade da invasão e, também, sobre a invasibilidade dos tipos de vegetação em escala local. Mesmo os tipos de vegetação mais resistentes, como a restinga e a floresta ombrófila densa, podem se tornar suscetíveis à invasão em função de distúrbios e da pressão de propágulos. Em fragmentos conservados, porém, são raras as espécies exóticas capazes de se estabelecer e se tornar uma ameaça real à conservação. As fitofisionomias mais abertas do Cerrado mostraram-se como os tipos de vegetação suscetíveis à invasão pelo maior número de espécies, entre as estudadas. Em macro escala, os modelos de nicho ecológico identificaram as áreas potenciais de invasão e revelaram os limites fisiológicos de temperatura e precipitação para cada espécie, enquanto em meso escala, os modelos de nicho refinaram estas previsões e revelaram novos padrões associados com a distribuição das espécies na escala do estado de São Paulo. Este estudo gera contribuições importantes em termos de informação sobre as características e áreas potenciais de invasão para gestores e tomadores de decisão no processo de prevenção e controle de invasões, bem como identifica limites e fatores ambientais que contribuem para a melhor compreensão de invasões biológicas no Brasil. De forma geral, a abordagem multi-hierárquica se mostrou uma ferramenta poderosa para explorar padrões de distribuição em escalas apropriadas com os objetivos de conservação, prevenção e controle de espécies exóticas. / In recent decades, as a result of globalization and international trade, the movement of species away from their native regions has grown in frequency and extent, increasing the risk of biological invasions, which can significantly impact the economy, the functioning of ecosystems and cause biodiversity loss. The eradication of invasive species it is not an easy task, usually with little chance of success, so that prevent the invasion is still the best management alternative. Predictive species distribution modeling techniques have generally been applied to predict the potential distribution of invasive species. In Brazil, studies on biological invasions are recent and insufficient to understand the current invasive status. To enhance understanding about invasive plants and its distribution in the state of São Paulo, in this study we apply predictive modeling techniques to 10 species considered invasive. For each of the selected species we seek to characterize the invasion pattern and identify the active environmental factors that limit or leverage its distribution through multihierarchical ecological niche models. For this purpose, we collect information for these species occurring worldwide and recorded geographical coordinates characteristics of populations and environments invaded by these species in all vegetation types and in all regions of the state of São Paulo. Based on these data, we characterize the invasion pattern of each species and the invasiveness of each vegetation type studied. We applied the multihierarchical ecological niche modeling methodology through MaxEnt algorithm in macro scale for the entire globe and meso scale for the state of São Paulo. Despite the peculiarities of species and vegetation types, our results highlight the influence of ecosystem conservation status and position in the landscape on the severity of the invasion and on the invasiveness of vegetation types on a local scale. Even the most resistant types of vegetation, such as the restinga and the tropical rain forest, can become susceptible to invasion because of disturbances and seedlings pressure. In conserved fragments, however, exotic species were rarely able to settle down and become a real threat to conservation. The more open forms of the Cerrado vegetation types appeared as the most susceptible to invasion by most of the studied species. In macro scale, the ecological niche models identified the potential areas of invasion and revealed the physiological limits of temperature and precipitation for each species, while in meso scale, niche models refined these projections and revealed new patterns associated with the distribution of species on the scale of São Paulo. This study provides important contributions in terms of information about the characteristics and potential areas of invasion for managers and decision makers in prevention and control of invasions and identifies limitations and environmental factors that contribute to a better understanding of biological invasions in Brazil. In general, the multihierarchical approach proved to be a powerful tool to explore patterns of distribution at scales compatible with conservation objectives, prevention and control of alien species.

Orientador: Miguel Petrere Júnior / Banca: Claudio José Von Zuben / Banca: Carlos Edward de Carvalho Freitas / Banca: Ronaldo Angelini / Banca: Angelo Antonio Agostinho / Resumo: Um modelo baseado no indivíduo para história de vida e interações tróficas de peixes é proposto nesta tese. Ele integra teorias sobre fisiologia, crescimento, reprodução e alimentação num mesmo arcabouço dinâmico. As comunidades são formadas por um processo seqüencial de assembleamento que seleciona espécies com melhor ajuste às condições locais. No capítulo 1, experimentos computacionais foram feitos para avaliar a resposta seletiva de 10 características bionômicas em gradientes de produtividade, taxas de ataque por predadores, distribuição do tamanho corporal no conjunto regional de espécies, e a presença/ausência de assimetrias nas habilidades dos peixes em consumir presas e em evitar predação. Este último fator inclui conflitos funcionais entre a eficiência de captura versus generalidade de dieta e intensidade de forrageamento versus defesa contra predadores. As comunidades resultantes foram fortemente afetadas pelos gradientes. Picos de riqueza ocorrem em produtividades moderadamente baixas, associadas a baixas taxas de ataque, o que pode estar relacionado ao efeito estabilizador de respostas funcionais menos saturadas e às características emergentes das espécies. Com alta disponibilidade de recursos, espécies de rápido crescimento e tamanhos variados dominaram, promovendo rápida depleção dos recursos durante a formação das comunidades e ocasionando fortes efeitos de prioridade. As assimetrias de consumo aumentaram a coexistência onde ela tende a ser mais difícil, mas a diminuíram em seus pontos de pico. Mas seu principal efeito foi o de modificar a composição ao longo dos gradientes, modulando o formato das associações emergentes entre as características biológicas das espécies bem sucedidas. No capítulo 2 foram realizados experimentos de invasão e exclusão, para avaliar como as características das espécies... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: An individual-based model for fish life history and trophic interactions is here proposed. It integrates theories for individual physiology, growth, reproduction, and feeding in the same dynamical framework. Communities are formed by a sequential assembly process which selects for species best adjusted to local conditions. Simulation experiments were carried out to evaluate the distribution of diversity and selective response of 10 bionomic features along gradients of resource productivity, predators maximum attack rates, body size distribution in species pool, and the presence/absence of asymmetries in both the abilities of fish to consume prey and to avoid being consumed. This last factor includes tradeoffs concerning capture efficiency versus diet generality and foraging intensity (associated to growth rate) versus defense against predators. The resulting communities were strongly affected by the gradients. Richness peaks are localized at moderately low productivities associated to low maximum attack rates, which might be related to the stabilizing effect of less saturated functional responses and to the emergent features of selected species. At high resource availability, fast growing species with variable sizes dominated, promoting early fast resource depletion during assembly and leading to strong priority effects. The hierarchical consumption asymmetries increased coexistence where it tends to be more difficult, but diminished it at its points of peak. But its main effect was modifying species trait composition along other gradients, modulating the shape of emergent associations among biological features of successful species. Additional invasion and deletion experiments were carried out to evaluate how species and community features are related invasion success and native extinctions. Successful invaders tend to possess similar life-history features to invaded community, but low... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Nas últimas décadas, em decorrência da globalização e do comércio internacional, o deslocamento de espécies para longe de suas regiões de origem tem crescido em frequência e extensão, aumentando o risco de invasões biológicas, que podem impactar significativamente a economia, o funcionamento dos ecossistemas e causar perdas de biodiversidade. A erradicação de espécies invasoras tem poucas chances de sucesso, de modo que prevenir a invasão constitui a melhor alternativa de manejo. Técnicas de modelagem preditiva de distribuição têm sido globalmente aplicadas para prever a distribuição potencial de espécies invasoras. No Brasil, são poucos e recentes os estudos sobre invasões biológicas. Visando ampliar o conhecimento sobre plantas consideradas invasoras e sua distribuição no estado de São Paulo, neste estudo aplicamos técnicas de modelagem preditiva a 10 espécies. Para cada uma delas buscamos caracterizar o padrão de invasão e identificar os fatores ambientais atuantes que limitam ou potencializam sua distribuição, por meio de modelos multi-hierárquicos de nicho ecológico. Para tanto, coletamos informações de ocorrência dessas espécies em todo o mundo e registramos coordenadas geográficas, características das populações e dos ambientes invadidos por essas espécies em todos os tipos de vegetação e em todas as regiões do estado de São Paulo. Com base nesses dados, caracterizamos o padrão de invasão de cada espécie e a invasibilidade de cada tipo vegetacional estudado. Aplicamos a metodologia de modelagem multi-hierárquica de nicho ecológico por meio do algoritmo MaxEnt em macro escala para todo o globo e em meso escala para o estado de São Paulo. Apesar das peculiaridades das espécies e dos tipos de vegetação, nossos resultados evidenciam a influência do estado de conservação do ecossistema e da posição na paisagem sobre a severidade da invasão e, também, sobre a invasibilidade dos tipos de vegetação em escala local. Mesmo os tipos de vegetação mais resistentes, como a restinga e a floresta ombrófila densa, podem se tornar suscetíveis à invasão em função de distúrbios e da pressão de propágulos. Em fragmentos conservados, porém, são raras as espécies exóticas capazes de se estabelecer e se tornar uma ameaça real à conservação. As fitofisionomias mais abertas do Cerrado mostraram-se como os tipos de vegetação suscetíveis à invasão pelo maior número de espécies, entre as estudadas. Em macro escala, os modelos de nicho ecológico identificaram as áreas potenciais de invasão e revelaram os limites fisiológicos de temperatura e precipitação para cada espécie, enquanto em meso escala, os modelos de nicho refinaram estas previsões e revelaram novos padrões associados com a distribuição das espécies na escala do estado de São Paulo. Este estudo gera contribuições importantes em termos de informação sobre as características e áreas potenciais de invasão para gestores e tomadores de decisão no processo de prevenção e controle de invasões, bem como identifica limites e fatores ambientais que contribuem para a melhor compreensão de invasões biológicas no Brasil. De forma geral, a abordagem multi-hierárquica se mostrou uma ferramenta poderosa para explorar padrões de distribuição em escalas apropriadas com os objetivos de conservação, prevenção e controle de espécies exóticas. / In recent decades, as a result of globalization and international trade, the movement of species away from their native regions has grown in frequency and extent, increasing the risk of biological invasions, which can significantly impact the economy, the functioning of ecosystems and cause biodiversity loss. The eradication of invasive species it is not an easy task, usually with little chance of success, so that prevent the invasion is still the best management alternative. Predictive species distribution modeling techniques have generally been applied to predict the potential distribution of invasive species. In Brazil, studies on biological invasions are recent and insufficient to understand the current invasive status. To enhance understanding about invasive plants and its distribution in the state of São Paulo, in this study we apply predictive modeling techniques to 10 species considered invasive. For each of the selected species we seek to characterize the invasion pattern and identify the active environmental factors that limit or leverage its distribution through multihierarchical ecological niche models. For this purpose, we collect information for these species occurring worldwide and recorded geographical coordinates characteristics of populations and environments invaded by these species in all vegetation types and in all regions of the state of São Paulo. Based on these data, we characterize the invasion pattern of each species and the invasiveness of each vegetation type studied. We applied the multihierarchical ecological niche modeling methodology through MaxEnt algorithm in macro scale for the entire globe and meso scale for the state of São Paulo. Despite the peculiarities of species and vegetation types, our results highlight the influence of ecosystem conservation status and position in the landscape on the severity of the invasion and on the invasiveness of vegetation types on a local scale. Even the most resistant types of vegetation, such as the restinga and the tropical rain forest, can become susceptible to invasion because of disturbances and seedlings pressure. In conserved fragments, however, exotic species were rarely able to settle down and become a real threat to conservation. The more open forms of the Cerrado vegetation types appeared as the most susceptible to invasion by most of the studied species. In macro scale, the ecological niche models identified the potential areas of invasion and revealed the physiological limits of temperature and precipitation for each species, while in meso scale, niche models refined these projections and revealed new patterns associated with the distribution of species on the scale of São Paulo. This study provides important contributions in terms of information about the characteristics and potential areas of invasion for managers and decision makers in prevention and control of invasions and identifies limitations and environmental factors that contribute to a better understanding of biological invasions in Brazil. In general, the multihierarchical approach proved to be a powerful tool to explore patterns of distribution at scales compatible with conservation objectives, prevention and control of alien species.